CN114035037A - 一种继电器、继电器检测系统及电动汽车 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种继电器、继电器检测系统及电动汽车，涉及继电器领域。该继电器包括主回路、辅助回路以及电磁线圈，辅助回路与主回路同步动作设置，以使辅助回路与主回路同步闭合或断开，电磁线圈用于在通电或断电时，驱动主回路与辅助回路闭合或断开。在本申请的技术方案中，设置辅助回路，辅助回路与主回路同步动作，通过对比辅助回路与电磁线圈的导通状态，来判断主回路是否出现故障，能够有效地降低继电器故障检测的成本。

Description

一种继电器、继电器检测系统及电动汽车

技术领域

本发明涉及继电器领域，具体而言，涉及一种继电器、继电器检测系统及电动汽车。

背景技术

继电器是具有隔离功能的自动开关元件，广泛应用于遥控、遥测、通讯、自动控制、机电一体化及电力电子设备中，是最重要的控制元件之一。

但是，现有的继电器在使用过程中往往会发生粘连或者是无法闭合的故障，尤其是在高压电路的应用场景中，需要通过增设高压检测模块来检测继电器的故障状态，该方法不但成本高，而且还对安装空间具有极高的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种继电器、继电器检测系统及电动汽车，其不仅能够有效地降低继电器故障检测的成本，还能节约安装空间。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本申请提供了一种继电器，所述继电器包括主回路、辅助回路以及电磁线圈；

所述辅助回路与所述主回路同步动作设置，以使所述辅助回路与所述主回路同步闭合或断开；

所述电磁线圈用于在通电或断电时，驱动所述主回路与所述辅助回路闭合或断开。

可选的，所述主回路包括第一导线、第二导线以及主接触片，当所述电磁线圈通电时，所述主接触片的两端分别与所述第一导线、所述第二导线连接，所述主回路闭合。

可选的，所述辅助回路包括第三导线、第四导线以及辅助接触片，所述辅助接触片与所述主接触片同步动作设置，当所述主接触片的两端分别与所述第一导线、所述第二导线连接时，所述辅助接触片的两端分别与所述第三导线、所述第四导线连接，所述辅助回路闭合。

可选的，所述继电器还包括同步装置，所述主接触片与所述辅助接触片均设置于所述同步装置上，以使所述辅助回路与所述主回路同步闭合或断开。

第二方面，本申请提供了一种继电器检测系统，包括控制器组与所述的继电器；

所述控制器组分别与所述辅助回路、电磁线圈连接，以采集所述辅助回路的连接状态，控制和获取所述电磁线圈的导通状态；

当所述控制器组获取的所述电磁线圈的导通状态为断开，且所述辅助回路的连接状态为闭合时，则判定主回路发生粘连故障；

当所述控制器组获取的所述电磁线圈的导通状态为闭合，且所述辅助回路的连接状态为断开时，则判定主回路发生无法闭合故障；

当所述控制器组获取的所述电磁线圈的导通状态与所述辅助回路的连接状态相同时，则判定主回路无故障。

可选的，所述控制器组包括第一控制器与第二控制器；

所述第一控制器与所述第二控制器连接；

所述第一控制器与所述辅助回路连接，以采集所述辅助回路的连接状态；

所述第二控制器与所述电磁线圈连接，以控制所述电磁线圈的导通状态，并将所述电磁线圈的导通状态发送至所述第一控制器。

可选的，所述辅助回路的一端接地，所述辅助回路的另一端与所述第一控制器连接，所述电磁线圈的一端外接电源，所述电磁线圈的另一端与所述第二控制器连接。

第三方面，本申请提供了一种电动汽车，包括所述的继电器。

可选的，所述辅助回路的一端接地，所述辅助回路的另一端与整车控制器连接，所述电磁线圈的一端外接电源，所述电磁线圈的另一端与电池管理系统连接，所述电池管理系统与所述整车控制器连接；

所述整车控制器用以采集所述辅助回路的连接状态；

所述电池管理系统用以控制所述电磁线圈的导通状态，并将所述电磁线圈的导通状态发送至所述整车控制器；

当所述整车控制器获取的所述电磁线圈的导通状态为断开，且所述辅助回路的连接状态为闭合时，则判定主回路发生粘连故障；

当所述整车控制器获取的所述电磁线圈的导通状态为闭合，且所述辅助回路的连接状态为断开时，则判定主回路发生无法闭合故障；

当所述整车控制器获取的所述电磁线圈的导通状态与所述辅助回路的连接状态相同时，则判定主回路无故障。

可选的，所述主回路的一端与电池连接，另一端用以与充电桩连接。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

本申请提供了一种继电器、继电器检测系统及电动汽车，该继电器包括主回路、辅助回路以及电磁线圈，辅助回路与主回路同步动作设置，以使辅助回路与主回路同步闭合或断开，电磁线圈用于在通电或断电时，驱动主回路与辅助回路闭合或断开。在本申请的技术方案中，设置辅助回路，辅助回路与主回路同步动作，通过对比辅助回路与电磁线圈的导通状态，来判断主回路是否出现故障，能够有效地降低继电器故障检测的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的继电器的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的继电器检测系统的结构示意图之一；

图3为本申请实施例提供的继电器检测系统的结构示意图之二；

图4为本申请实施例提供的继电器的连接示意图。

图标：100-继电器；10-主回路；20-辅助回路；30-电磁线圈；110-第一导线；120-主接触片；130-第二导线；210-第三导线；220-辅助接触片；230-第四导线；200-控制器组。

具体实施方式

正如背景技术中所记载的，继电器是具有隔离功能的自动开关元件，广泛应用于遥控、遥测、通讯、自动控制、机电一体化及电力电子设备中，是最重要的控制元件之一。

但是，现有的继电器在使用过程中往往会发生粘连或者是无法闭合的故障，尤其是在高压的应用场景中，需要通过增设高压检测模块来检测继电器的故障状态，该方法不但成本高，而且还对安装空间具有极高的要求。

针对现有技术所存在的问题，均是发明人在经过实践并仔细研究后得出的结果，因此，上述问题的发现过程以及下文中本发明实施例针对上述问题所提出的解决方案，都应该是发明人在发明过程中做出的贡献。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

请结合参阅图1，本申请实施例提供了一种继电器100，继电器100包括主回路10、辅助回路20以及电磁线圈30。

辅助回路20与主回路10同步动作设置，以使辅助回路20与主回路10同步闭合或断开。

电磁线圈30用于在通电或断电时，驱动主回路10与辅助回路20闭合或断开。

需要说明的是，本实施例中的同步动作设置是指通过特定的装置使得辅助回路20与主回路10同步闭合或断开。

例如，可以将辅助回路20与主回路10的接触片设置于一连接杆的两端，当电磁线圈30通电时，驱动主回路10的接触片运动，同时通过连接杆也带动辅助回路20的接触片同步运动，从而使得主回路10与辅助回路20同时闭合。同理，当电磁线圈30断电时，主回路10的接触片恢复原位，同时通过连接杆带动辅助回路20的接触片也恢复至原位，从而使得主回路10与辅助回路20同时断开，以达到主回路10与辅助回路20同时闭合或断开的目的。

上述只是对同步动作设置的一种示例性说明，包括但不限于上述的方式，也可以是其他的方式，本实施例中不做具体的限定。

在特定的环境中，尤其是当主回路10接入高压电路时，如果直接通过控制器采集主回路10的连接情况，可能会因为压力过高而导致控制器的损坏。所以，现有技术往往是通过增设高压检测模块来判断主回路10故障情况，这种方式不仅成本高，而且高压检测模块还需要特定的安装空间，对于一些安装空间有限的电子设备来讲，现有技术的方式是不适用的。

在本实施例提供的继电器100通过设置辅助回路20，且辅助回路20与主回路10同步动作，再获取辅助回路20与电磁线圈30的导通状态，来判断主回路10是否出现故障。与现有技术相比，不仅成本更低，而且还节约了安装空间，可以适用于一些安装空间有限的电子设备，具有适用性强的优势。

请继续参阅图1，在另外一种可能的实现方式中，主回路10包括第一导线110、第二导线130以及主接触片120，当电磁线圈30通电时，主接触片120的两端分别与第一导线110、第二导线130连接，主回路10闭合。

在本实施例中，当电磁线圈30通电导通后，电磁线圈30产生磁力，驱动主接触片120沿虚线向下移动，从而使得主接触片120与第一导线110、第二导线130连接，此时，主回路10闭合。而当电磁线圈30断电后，电磁线圈30的磁力消失，主接触片120在弹簧或其他装置的作用下(图中未示出)恢复至原位，此时，主回路10断开。

需要说明的是，当电磁线圈30断电磁力消失后，主接触片120在其他装置的作用下恢复至原位，这里的其他装置包括但不限于弹簧，也可以是其他的回弹装置，由于该部分属于现有技术，在本申请中则不再赘述。

在另外一种可能的实现方式中，请继续参阅图1，辅助回路20包括第三导线210、第四导线230以及辅助接触片220，辅助接触片220与主接触片120同步动作设置，当主接触片120的两端分别与第一导线110、第二导线130连接时，辅助接触片220的两端分别与第三导线210、第四导线230连接，辅助回路20闭合。

在本实施例中，辅助回路20的辅助接触片220与主回路10的主接触片120同步动作设置，这里的同步动作设置可以是上文所述的通过连接杆的方式，也可以是其他方式。当电磁线圈30导通时，产生的磁力驱动主接触片120沿图中虚线向下移动，从而与第一导线110和第二导线130连接，此时，辅助接触片220通过连接杆与主回路10同步动作，也沿图中虚线向下移动，从而与第三导线210和第四导线230连接。

而当电磁线圈30断开后，主接触片120与辅助接触片220同步回弹至初始位置，此时，主回路10与辅助回路20均断开。

需要说明的是，主接触片120与辅助接触片220同步回弹至初始位置，可以通过在连接杆上设置回弹装置来实现，也可以在主接触片120与辅助接触片220上分别设置回弹装置来实现，在本实施例中并不做具体的限定。

可选的，继电器100还包括同步装置，主接触片120与辅助接触片220均设置于同步装置上，以使辅助回路20与主回路10同步闭合或断开。

同样的，同步装置可以是连接杆，也可以是其他的同步装置。

请结合参阅图2，本申请实施例还提供了一种继电器检测系统，该继电器检测系统包括控制器组200与继电器100。

控制器组200分别与辅助回路20、电磁线圈30连接，以采集辅助回路20的连接状态，控制和获取电磁线圈30的导通状态。

当控制器组200获取的电磁线圈30的导通状态为断开，且辅助回路20的连接状态为闭合时，则判定主回路10发生粘连故障。

当控制器组200获取的电磁线圈30的导通状态为闭合，且辅助回路20的连接状态为断开时，则判定主回路10发生无法闭合故障。

当控制器组200获取的电磁线圈30的导通状态与辅助回路20的连接状态相同时，则判定主回路10无故障。

需要说明的是，在本实施例中的当控制器组200获取的电磁线圈30的导通状态与辅助回路20的连接状态相同时，是指当电磁线圈30处于断电状态且辅助回路20处于断开状态时，或者是，当电磁线圈30处于导通状态且辅助回路20处于闭合状态时，则视为二者的连接状态相同，此时，主回路10判定为无故障。

在本实施例中，通过控制器组200获取电磁线圈30与辅助回路20的连接状态，可以准确的判定主回路10的故障情况。尤其是当主回路10应用于高压电路，控制器组无法直接获取主回路10的连接情况下，本实施例提供的继电器检测系统仍然可以判定主回路10的故障情况，相对于现有技术通过设置高压检测模块的方式，成本低，安装要求低，适用性强。

在另外一种可选的实施方式中，请结合参阅图3，控制器组200包括第一控制器与第二控制器。

第一控制器与第二控制器连接。

第一控制器与辅助回路20连接，以采集辅助回路20的连接状态。

第二控制器与电磁线圈30连接，以控制电磁线圈30的导通状态，并将电磁线圈30的导通状态发送至第一控制器。

可选的，辅助回路20的一端接地，辅助回路20的另一端与第一控制器连接，电磁线圈30的一端外接电源，电磁线圈30的另一端与第二控制器连接。

目前，随着科技的进步与能源危机意识的不断提高，电动汽车也逐渐走进千家万户，电动汽车的充电问题也越来越受到人们的关注。

电动汽车上的直流快充回路上必须串联至少一个继电器。当车辆使用直流快充桩充电时，BMS(即电池管理系统)闭合继电器，连通快充回路，使车辆能正常充电。当电池充满电后，由BMS断开继电器，防止电池过充。当不充电时，继电器处于断开状态，防止人员误触摸充电口而触电。如果继电器发生粘连故障，则无法按BMS指令断开，存在电池过充和人员触电等安全风险。因此，准确识别继电器的状态，尤其是否发生粘连故障，对整车安全来说非常重要。

现有技术主要通过以下方案解决上述问题：

若继电器布置在电池包内，则由BMS的高压检测模块，通过两条高压采集线，把继电器两端连接到BMS的高压检测模块，组成继电器状态的检测系统。然后由BMS的高压检测模块采集继电器两端的电压信号，从而判断是否发生粘连故障。

若继电器布置在外部配电箱(PDU)中，由放置在PDU内的独立的高压检测模块和高压采集线来组成继电器状态的检测系统。

继电器布置在外部配电箱(PDU)中时，更多的实际情况是没有做粘连检测，存在安全风险。

现有技术通过增加独立的高压检测模块和高压采集线，导致整车成本增加，并且受限于安装空间，无法布置下高压检测模块和高压采集线束，同样的，因为成本或空间原因，没有设计继电器粘连检测功能，存在安全风险。

有鉴于此，本申请实施例还提供了一种电动汽车，包括继电器100，至少可以部分的解决上述问题。

在另外一种可能的实施方式中，请结合参阅图4，辅助回路20的一端接地，辅助回路20的另一端与整车控制器(即VCU)连接，电磁线圈30的一端外接电源，电磁线圈30的另一端与电池管理系统(即BMS)连接，电池管理系统与整车控制器连接。

整车控制器用以采集辅助回路20的连接状态。

电池管理系统用以控制电磁线圈30的导通状态，并将电磁线圈30的导通状态发送至整车控制器。

当整车控制器获取的电磁线圈30的导通状态为断开，且辅助回路20的连接状态为闭合时，则判定主回路10发生粘连故障。

当整车控制器获取的电磁线圈30的导通状态为闭合，且辅助回路20的连接状态为断开时，则判定主回路10发生无法闭合故障。

当整车控制器获取的电磁线圈30的导通状态与辅助回路20的连接状态相同时，则判定主回路10无故障。

在本实施例中，在原有的继电器100上增加辅助回路20，辅助回路20与主回路10同步动作设置。通过检测辅助回路20的连接状态，就可知道主回路10的实际的连接状态。

BMS控制电磁线圈30通电或断电，以驱动主回路10闭合或断开，BMS同时把电磁线圈30的状态发送给VCU。

辅助回路20的一端接地，另一端接VCU。当VCU检测到低电平有效时，则判断为辅助回路20闭和，当VCU检测到悬空时，则判断为辅助回路20断开。

VCU接收BMS发送的电磁线圈30的导通状态，并结合自己检测的辅助回路20的连接状态，从而判断继电器100的连接状态：

若电磁线圈30为断开，但VCU实际检测到的辅助回路20为闭合，则VCU判断继电器100的主回路10发生粘连故障；

若电磁线圈30为闭合，但VCU实际检测到的辅助回路20为断开，则VCU判断继电器100的主回路10发生无法闭合故障；

若电磁线圈30的导通状态与VCU实际检测到底辅助回路20的连接状态一致，则VCU判断继电器100的主回路10无故障。

本申请实施例提供的电动汽车，无需配置高压检测模块和采集线束，降低了整车成本，同时对于内部空间狭小的PDU，无法布置下高压检测模块和采集线束，则可以通过采用本技术方案实现粘连检测，减小安全风险。

在另外一种可选的实施方式中，请继续参阅图4，主回路10的一端与电池连接，另一端用以与充电桩连接。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种继电器，其特征在于，所述继电器包括主回路、辅助回路以及电磁线圈；

所述辅助回路与所述主回路同步动作设置，以使所述辅助回路与所述主回路同步闭合或断开；

所述电磁线圈用于在通电或断电时，驱动所述主回路与所述辅助回路闭合或断开。

2.根据权利要求1所述的继电器，其特征在于，所述主回路包括第一导线、第二导线以及主接触片，当所述电磁线圈通电时，所述主接触片的两端分别与所述第一导线、所述第二导线连接，所述主回路闭合。

3.根据权利要求2所述的继电器，其特征在于，所述辅助回路包括第三导线、第四导线以及辅助接触片，所述辅助接触片与所述主接触片同步动作设置，当所述主接触片的两端分别与所述第一导线、所述第二导线连接时，所述辅助接触片的两端分别与所述第三导线、所述第四导线连接，所述辅助回路闭合。

4.根据权利要求3所述的继电器，其特征在于，所述继电器还包括同步装置，所述主接触片与所述辅助接触片均设置于所述同步装置上，以使所述辅助回路与所述主回路同步闭合或断开。

5.一种继电器检测系统，其特征在于，包括控制器组与权利要求1-4中任一项所述的继电器；

所述控制器组分别与所述辅助回路、电磁线圈连接，以采集所述辅助回路的连接状态，控制和获取所述电磁线圈的导通状态；

当所述控制器组获取的所述电磁线圈的导通状态为断开，且所述辅助回路的连接状态为闭合时，则判定主回路发生粘连故障；

当所述控制器组获取的所述电磁线圈的导通状态为闭合，且所述辅助回路的连接状态为断开时，则判定主回路发生无法闭合故障；

当所述控制器组获取的所述电磁线圈的导通状态与所述辅助回路的连接状态相同时，则判定主回路无故障。

6.根据权利要求5所述的继电器检测系统，其特征在于，所述控制器组包括第一控制器与第二控制器；

所述第一控制器与所述第二控制器连接；

所述第一控制器与所述辅助回路连接，以采集所述辅助回路的连接状态；

所述第二控制器与所述电磁线圈连接，以控制所述电磁线圈的导通状态，并将所述电磁线圈的导通状态发送至所述第一控制器。

7.根据权利要求6所述的继电器检测系统，其特征在于，所述辅助回路的一端接地，所述辅助回路的另一端与所述第一控制器连接，所述电磁线圈的一端外接电源，所述电磁线圈的另一端与所述第二控制器连接。

8.一种电动汽车，其特征在于，包括权利要求1-4中任一项所述的继电器。

9.根据权利要求8所述的一种电动汽车，其特征在于，所述辅助回路的一端接地，所述辅助回路的另一端与整车控制器连接，所述电磁线圈的一端外接电源，所述电磁线圈的另一端与电池管理系统连接，所述电池管理系统与所述整车控制器连接；

所述整车控制器用以采集所述辅助回路的连接状态；

所述电池管理系统用以控制所述电磁线圈的导通状态，并将所述电磁线圈的导通状态发送至所述整车控制器；

当所述整车控制器获取的所述电磁线圈的导通状态为断开，且所述辅助回路的连接状态为闭合时，则判定主回路发生粘连故障；

当所述整车控制器获取的所述电磁线圈的导通状态为闭合，且所述辅助回路的连接状态为断开时，则判定主回路发生无法闭合故障；

当所述整车控制器获取的所述电磁线圈的导通状态与所述辅助回路的连接状态相同时，则判定主回路无故障。

10.根据权利要求9所述的一种电动汽车，其特征在于，所述主回路的一端与电池连接，另一端用以与充电桩连接。

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