CN117292961A - 新能源车辆、智能接触器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种新能源车辆、智能接触器及其控制方法，控制方法包括：控制第一半导体开关和第二半导体开关导通，直至接触器的两端电压压差达到预设电压压差范围后关断第一半导体开关和第二半导体开关；控制第三半导体开关和第四半导体开关中的其中一者导通，再控制另一者导通；控制接触器切换通断状态；控制第三半导体开关和第四半导体开关中的其中一者关断，再控制另一者关断。本技术方案通过控制升压旁路和灭弧旁路，可以减少接触器电弧的产生，有助于防止电弧对接触器系统造成的损坏或破坏。通过升压旁路和灭弧旁路逐步减小接触器两端的电压差和有效控制电弧，可以提高电路的稳定性和可靠性，同时可以延长接触器的寿命。

Description

新能源车辆、智能接触器及其控制方法

技术领域

本发明涉及接触器技术领域，尤其涉及一种新能源车辆、智能接触器及其控制方法。

背景技术

无论混合动力汽车还是纯电动汽车，其中动力源都包括一套高压动力系统，这也是与传统汽车最大的区别，因此高压电用电安全问题，就变成首当其冲的至关重要问题。高压供电系统中通常采用两组接触器(主接触器和预充接触器),现有解决方案是在接触器两端并联开关电路，调节开关电路以此来减小电源与负载电容两端的电压差，从而使主正继电器闭合时产生的电弧更小。但是此方案存在以下问题：

闭合接触器和断开接触器时,依旧会导致接触器触点黏连、出现火花拉弧等问题。

发明内容

本发明实施例提供一种新能源车辆、智能接触器及其控制方法，以解决现有技术中触点粘连检测方式中由于存在接触器机械卡壳导致检测结果存在误差的问题。

本发明实施例第一方面提供一种智能接触器的控制方法，所述智能接触器设于所述负载及所述电源之间，所述智能接触器包括接触器和PCB板，所述PCB板包括与所述接触器并联设置的升压旁路及灭弧旁路；所述升压电路包括串联连接的第三半导体开关、第二半导体开关以及电阻，所述灭弧旁路包括串联连接的第三半导体开关和第四半导体开关，所述控制方法包括：

控制所述第一半导体开关和所述第二半导体开关导通，直至所述接触器的两端电压压差达到预设电压压差范围后关断所述第一半导体开关和所述第二半导体开关；

控制所述第三半导体开关和所述第四半导体开关中的其中一者导通，再控制另一者导通；

控制所述接触器切换通断状态；

控制所述第三半导体开关和所述第四半导体开关中的其中一者关断，再控制另一者关断。

可选的，所述控制所述第三半导体开关和第四半导体开关中的其中一者导通，再控制另一者导通，之前还包括：

获取所述灭弧旁路中的电流方向。

可选的，所述控制所述第三半导体开关和第四半导体开关中的其中一者导通，再控制另一者导通，包括：

当所述电流方向为第一电流方向时，控制所述第三半导体开关导通，再控制所述第四半导体开关导通；

当所述电流方向为第二电流方向时，控制所述第四半导体开关导通，再控制所述第三半导体开关导通；

其中，所述第一电流方向为从所述第三半导体开关流向所述第四半导体开关，所述第二电流方向为从所述第四半导体开关流向所述第三半导体开关。

可选的，所述控制所述第三半导体开关和所述第四半导体开关中的其中一者关断，再控制另一者关断，包括：

当所述电流方向为第一电流方向时，控制所述第四半导体开关关断，再控制所述第三半导体开关关断；

当所述电流方向为第二电流方向时，控制所述第三半导体开关关断，再控制所述第四半导体开关关断。

可选的，所述控制所述接触器切换通断状态，包括：

控制所述接触器由导通切换为关断；

或者，控制所述接触器由关断切换为导通。

可选的，所述控制方法还包括：

当检测到流经所述接触器的电流值属于过流阈值范围时，获取所述灭弧旁路中的电流方向；

根据所述电流方向控制所述第三半导体开关和所述第四半导体开关中的其中一者导通，再控制另一者导通；

控制所述接触器切换为断开状态；

根据所述电流方向控制所述第三半导体开关和所述第四半导体开关中的其中一者关断，再控制另一者关断。

可选的，所述控制方法还包括：

当检测到流经所述接触器的电流值属于短路阈值范围时，控制所述接触器中的电磁线圈通过能量释放电路释放能量，进而关断所述接触器。

可选的，所述智能接触器还包括第一控制模块、第二控制模块、第三控制模块以及第四控制模块，所述第一控制模块连接所述第一半导体开关，所述第二控制模块连接所述第二半导体开关，所述第三控制模块连接所述第三半导体开关，所述第四控制模块连接所述第四半导体开关；

控制所述第一半导体开关和所述第二半导体开关导通，包括：控制所述第一控制模块向所述第一半导体开关输出第一PWM控制信号，控制所述第二控制模块向所述第二半导体开关输出第二PWM控制信号；

控制所述第三半导体开关和所述第四半导体开关中的其中一者导通，再控制另一者导通，包括：

当控制所述第三半导体开关导通时，控制所述第三控制模块向所述第三半导体开关输出第三PWM控制信号；

当控制所述第四半导体开关导通时，控制所述第四控制模块向所述第四半导体开关输出第四PWM控制信号。

可选的，所述接触器包括壳体、主正接触器结构、主负接触器结构，所述主正接触器结构、主负接触器结构和所述PCB板设置在所述壳体内，所述主正接触器结构包括第一驱动组件、第一静触头组件和第一动触头组件，所述第一静触头组件固定在所述壳体上，所述第一动触头组件能够在所述第一驱动组件的驱动下往复运动，以与所述第一静触头组件接触或分离，以使得所述主正接触器结构接通或断开；所述主负接触器结构包括第二驱动组件、第二静触头组件和第二动触头组件，所述第二静触头组件固定在所述壳体上，所述第二动触头组件能够在所述第二驱动组件的驱动下往复运动，以与所述第二静触头组件接触或分离，以使得所述主负接触器结构接通或断开；所述第一静触头组件和第二静触头组件用于连接电池和负载；

所述升压旁路与所述主正接触器结构并联连接，所述灭弧旁路与所述主正接触器结构并联连接；

或者，所述升压旁路与所述主负接触器结构并联连接，所述灭弧旁路与所述主负接触器结构并联连接；

或者，所述升压旁路包括第一升压旁路和第二升压旁路，所述灭弧旁路包括第一灭弧旁路和第二灭弧旁路，所述第一升压旁路与所述主正接触器结构并联连接，所述第一灭弧旁路与所述主正接触器结构并联连接，所述第二升压旁路与所述主负接触器结构并联连接，所述第二灭弧旁路与所述主负接触器结构并联连接。

本发明实施例第二方面提供智能接触器，所述智能接触器包括控制模块和接触器，所述接触器设于所述负载及所述电源之间的开关电路上，所述控制模块执行第一方面所述的控制方法。

本发明实施例第三方面提供一种新能源车辆，所述新能源车辆包括第二方面所述的智能接触器、电源以及负载。

本发明实施例的技术效果为：通过控制升压旁路和灭弧旁路，可以减少接触器电弧的产生，有助于防止电弧对接触器系统造成的损坏或破坏，通过升压旁路和灭弧旁路逐步减小接触器两端的电压差和有效控制电弧，可以提高电路的稳定性和可靠性，同时可以延长接触器的寿命，减少维护需求，并保护智能接触器相关电路免受电弧造成的损害。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的一种智能接触器的结构示意图；

图2是本发明实施例一提供的一种智能接触器的控制方法的流程图；

图3是本发明实施例二提供的一种智能接触器的控制方法的流程图；

图4是本发明实施例二提供的一种智能接触器的控制方法的另一流程图；

图5是本发明实施例三提供的一种智能接触器的控制方法的流程图；

图6是本发明实施例三提供的一种智能接触器的结构示意图；

图7是本发明实施例四提供的一种智能接触器的结构示意图；

图8是发明实施例五提供的智能接触器的部分结构示意图；

图9是图8中主正接触器结构和主负接触器结构并联时的结构示意图；

图10是图9中主正接触器结构和主负接触器结构的结构示意图；

图11是图10中的侧视图；

图12是图11中的X1-X1的剖视图；

图13是图11中的X2-X2的剖视图；

图14是图10中的第一推杆的结构示意图；

图15是本发明实施例五提供的一种智能接触器的电路图；

图16是本发明实施例五提供的一种智能接触器的控制模块的电路图；

图中：100、控制模块；101、电源；102、负载；103、第一半导体开关；104、电阻；105、第二半导体开关；106、第三半导体开关；107、第四半导体开关；111、第一控制模块；112、第二控制模块；113、第三控制模块；114、第四控制模块；1、壳体；2、主正接触器结构；21、第一静触头组件；211、第一静触点；22、第一动触头组件；221、第二静触点；23、第一驱动组件；231、第一静铁芯；232、第一动铁芯；233、第一推杆；2331、第一推块；2332、第一连接板；2333、第一容纳槽；2334、第一复位槽；234、第一线圈支架；235、第一侧位弹簧；236、第一中心弹簧；3、主负接触器结构；4、PCB板。

具体实施方式

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。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。

应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大自始至终相同附图标记表示相同的元件。

应当明白，当元件或层被称为“在…上”、“与…相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在…上”、“与…直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本发明教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。

空间关系术语例如“在…下”、“在…下面”、“下面的”、“在…之下”、“在…之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在…下面”和“在…下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。

在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的结构及步骤，以便阐释本发明提出的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

实施例一

本发明实施例一提供一种智能接触器的控制方法，以解决现有技术中触点粘连检测方式中由于存在接触器卡壳导致检测结果存在误差的问题。

本发明实施例一提供一种智能接触器的控制方法，如图1所示，智能接触器设于负载及电源之间，智能接触器包括主控制模块、接触器及与接触器并联设置的升压旁路及灭弧旁路；升压电路包括串联连接的第三半导体开关、第二半导体开关以及电阻，灭弧旁路包括串联连接的第三半导体开关和第四半导体开关，如图2所示，控制方法包括：

步骤S101.控制第一半导体开关和第二半导体开关导通，直至接触器的两端电压压差达到预设电压压差范围后关断第一半导体开关和第二半导体开关。

步骤S102.控制第三半导体开关和第四半导体开关中的其中一者导通，再控制另一者导通。

步骤S103.控制接触器切换通断状态。

步骤S104.控制第三半导体开关和第四半导体开关中的其中一者关断，再控制另一者关断。

其中，步骤S101中，设置升压旁路用于调节接触器两端的电压，控制第一半导体开关和第二半导体开关导通，此时，电流通过升压旁路，逐渐增加负载的电压，直到接触器两端的电压差达到预设电压差范围。这个预设范围可能是为了确保电压稳定或避免过大电压差。一旦电压差达到预设范围，第一半导体开关和第二半导体开关会被关闭，停止调节接触器两端电压。

其中，步骤S102中，控制第三半导体开关和第四半导体开关中的其中一个导通，此时电路没有导通，然后，会控制另一个半导体开关导通，会使灭弧旁路导通，进而使接触器的两端电压相同，当接触器断开或者导通时，不会产生电弧。

其中，步骤S103中，控制接触器切换通断状态可以指控制接触器由导通切换为断开，也可以指控制接触器由断开切换为导通。

其中，步骤S104中，由于接触器已经导通，电流从接触器流过，此时，依次控制第三半导体开关和第四半导体开关中的其中一个关断，不会产生电弧，随后，控制另一个半导体开关关断，也不会产生电弧。

本实施例一的技术效果在于：通过控制升压旁路和灭弧旁路，可以减少接触器电弧的产生，有助于防止电弧对接触器系统造成的损坏或破坏。通过升压旁路和灭弧旁路逐步减小接触器两端的电压差和有效控制电弧，可以提高电路的稳定性和可靠性，同时可以延长接触器的寿命，减少维护需求，并保护智能接触器相关电路免受电弧造成的损害。

实施例二

本实施例二提供一种智能接触器的控制方法，在实施例一的基础上根据电流流动方向控制半导体开关的导通顺序。

本实施例二提供技术方案一，如图3所示，控制灭弧旁路的导通过程包括：

步骤S201.获取灭弧旁路中的电流方向。

步骤S202.当电流方向为第一电流方向时，控制第三半导体开关导通，再控制第四半导体开关导通。

步骤S203.当电流方向为第二电流方向时，控制第四半导体开关导通，再控制第三半导体开关导通。

其中，第一电流方向为从第三半导体开关流向第四半导体开关，第二电流方向为从第四半导体开关流向第三半导体开关。

其中，可以通过电流检测模块检测电流方向，例如电流检测模块可以为TMR，根据TMR的检测结果确定电流方向。

其中，如果电流方向为第一电流方向，将控制第三半导体开关导通，然后控制第四半导体开关导通，这样电流将被引导通过第三半导体开关和第四半导体开关，从而减小接触器电弧的可能性。如果电流方向为第二电流方向，将控制第四半导体开关导通，然后控制第三半导体开关导通。这将引导电流通过第四半导体开关和第三半导体开关，减小接触器电弧的影响。

本实施例二提供技术方案二，如图4所示，控制灭弧旁路的导通过程中当接触器导通后，包括：

步骤S204.当电流方向为第一电流方向时，控制第四半导体开关关断，再控制第三半导体开关关断。

步骤S205.当电流方向为第二电流方向时，控制第三半导体开关关断，再控制第四半导体开关关断。

其中，如果电流方向为第一电流方向，将控制第四半导体开关关断，然后控制第三半导体开关关断，由于接触器已经导通，这样电流将被引导通过第三半导体开关和第四半导体开关较小，从而减小开关产生电弧的可能性，并且实现了在第一电流方向下均衡开关导通和关断的次数。如果电流方向为第二电流方向，将控制第三半导体开关关断，然后控制第四半导体开关关断通。这样电流将被引导通过第三半导体开关和第四半导体开关较小，从而减小开关产生电弧的可能性，并且实现了在第二电流方向下均衡开关导通和关断的次数。

本技术方案的技术效果在于：根据电流方向确定导通半导体开关的顺序，可以均衡使用半导体开关，半导体开关在导通和关断状态之间切换时，会产生热应力，当两个开关交替使用时，每个开关的导通和关断时间都相对较短，从而减少了单个开关的热应力，这有助于降低开关元件的温度，延长其寿命。根据方向切换半导体开关时，可能会产生电压和电流的冲击，这对开关元件造成损害，通过均衡使用两个开关，可以减少这些冲击，提高了开关元件的耐受能力，从而延长了寿命。

实施例三

本实施例三提供一种智能接触器的控制方法，在实施例一的基础上当电流过大时实现对接触器的控制。

本实施例三提供技术方案三，如图5所示，一种智能接触器的控制方法还包括：

步骤S301.当检测到流经接触器的电流值属于过流阈值范围时，获取灭弧旁路中的电流方向。

步骤S302.根据电流方向控制第三半导体开关和第四半导体开关中的其中一者导通，再控制另一者导通。

步骤S303.控制接触器切换为断开状态。

步骤S304.根据电流方向控制第三半导体开关和第四半导体开关中的其中一者关断，再控制另一者关断。

其中，步骤S301中，当检测到流经接触器的电流值属于过流阈值范围时，这表明电路中的电流超过了安全或设计范围。获取灭弧旁路中的电流方向，这个步骤是为了确定电流的流动方向，以便采取适当的顺序来控制半导体开关以关断接触器。

其中，步骤S302中，根据电流方向控制第三半导体开关和第四半导体开关中的其中一个导通意味着根据电流流动的方向，选择导通一个半导体开关，通常是为了提供一条可控制的电流路径，同时控制另一个半导体开关导通，以确保电流能够按所需的方向流动。

其中，步骤S303中，当灭弧旁路导通后，控制接触器切换为断开状态是为了在电流控制之后，将电流完全断开，以防止过流继续流动，同时断开过程中不会产生电弧。

其中，步骤S304中，根据电流方向控制第三半导体开关和第四半导体开关中的其中一个关断＝表示根据电流的流动方向，选择关闭一个半导体开关，以切断电流路径，同时关闭另一个半导体开关，确保电流不会继续流动。

本技术方案三的技术效果包括：通过检测电流超过阈值并根据电流方向控制半导体开关，可以有效地保护电路免受过流损害，控制电流断开的过程中，通过先导通灭弧旁路以防止接触器电弧的产生，从而增加设备的寿命并提高系统的安全性。根据电流方向选择导通和关断半导体开关，可以实现对半导体开关的均衡控制，提高了半导体开关的使用寿命。

本实施例三提供技术方案三，一种智能接触器的控制方法还包括：

当检测到流经接触器的电流值属于短路阈值范围时，控制接触器中的电磁线圈通过能量释放电路释放能量，进而关断接触器。

其中，如图6所示，接触器包括触点开关和电磁线圈，触点开关连接在电源和负载之间，能量释放电路包括开关模块，其输入端连接供电模块，其输出端连接电磁线圈的第一端；第一三极管，其集电极连接电磁线圈的第二端，其发射极与地连接；第一稳压管，其阴极端连接电磁线圈的第二端，其阳极端连接第一三极管的基极；控制器，其第一输出端连接开关模块的控制端，其第二输出端连接第一三极管的栅极。

其中，开关模块80为MOS管，MOS管的源极为开关模块80的输入端，MOS管的漏极为开关模块80的输出端，MOS管的栅极为开关模块80的控制端。

其中，控制模块70控制开关模块80导通时，电源模块40通过开关模块80为电磁线圈102充电，触点开关101导通，输入模块20、触点开关101以及输出模块30形成回路。控制模块70控制开关模块80关断时，电磁线圈102仍然有能量，触点开关101无法快速断开，通过设置第一稳压管60和第一三极管50并联连接，电磁线圈102的电动势会将第一稳压管60反向击穿，其输出电流的电流流向分为两个路径，第一个电流流向路径为电磁线圈102、第一三极管50以及接地端，第二个电流流向路径为电磁线圈102、第一稳压管60、第一三极管50以及接地端，使电磁线圈102存储的能量通过第一稳压管60和第一三极管50快速导向地，从而使触点开关101快速断开。

本技术方案三的技术效果为：在电路结构上通过设置通过使接触器中的电磁线圈的一端连接第一稳压管和第一三极管，在接触器在大电流工作状态时，使电磁线圈存储的能量可以快速通过第一稳压管和第一三极管导向地，有效地避免了大电流下触点开关粘结无法断开的问题，实现了高效快速断开的目的，提升了新能源电动车的行驶安全。并且通过第一稳压管的稳定性控制，可以使电磁线圈存储的能量在导向地的过程中不会产生过高的电压，避免了设备损坏的风险。

实施例四

本实施例四提供一种智能接触器的控制方法，在实施例一的基础上提供一种控制半导体开关导通的实施方式。

作为智能接触器的一种实施方式，如图7所示，智能接触器还包括第一控制模块、第二控制模块、第三控制模块以及第四控制模块，第一控制模块连接第一半导体开关，第二控制模块连接第二半导体开关，第三控制模块连接第三半导体开关，第四控制模块连接第四半导体开关。

控制第一半导体开关和第二半导体开关导通，包括：控制第一控制模块向第一半导体开关输出第一PWM控制信号，控制第二控制模块向第二半导体开关输出第二PWM控制信号。

控制第三半导体开关和第四半导体开关中的其中一者导通，再控制另一者导通，包括：

当控制第三半导体开关导通时，控制第三控制模块向第三半导体开关输出第三PWM控制信号；当控制第四半导体开关导通时，控制第四控制模块向第四半导体开关输出第四PWM控制信号。

其中，控制第一和第二半导体开关导通方式为向第一半导体开关输出第一PWM控制信号和向第二半导体开关输出第二PWM控制信号。第一PWM控制信号和第二PWM控制信号通常用于调整第一半导体开关和第二半导体开关的导通时间，以控制电流或功率，PWM控制通过改变信号的脉冲宽度来实现对开关的控制。

其中，控制第三半导体开关和第四半导体开关导通为向第三半导体开关输出第三PWM控制信号和向第四半导体开关输出第四PWM控制信号。第三半导体开关和第四PWM控制信号通常用于调整第三和第四半导体开关的导通时间，以控制电流或功率。这些PWM信号可以根据系统需求精确调整，以确保所需的电流和功率水平。

技术效果可能包括以下方面：通过使用PWM控制信号，可以实现对半导体开关的精确控制。这可以确保电路中的电流和功率在所需范围内，提高了系统的性能和效率。通过调整PWM信号的脉冲宽度，可以实现对电路中电流和功率的调节。通过有效地调整半导体开关的导通时间，可以减少能量浪费，提高系统的能效，并减少热损耗。通过控制半导体开关，可以确保电路中不会发生不必要的过流或过压情况，从而保护设备和系统免受损害。

进一步的，电弧调节旁路包括第一半导体开关、电阻和第二半导体开关，控制所述第一半导体开关和所述第二半导体开关导通，之前还包括：

获取接触器的触点参数，根据触点参数判断接触器的触点是否具有氧化层。当接触器的触点具有氧化层时，控制接触器断开并控制电弧调节旁路导通，直至接触器两端电压压差达到属于第一预设电压范围时关断电弧调节旁路，其中，第一预设电压范围为使接触器生成电弧的电压范围。控制接触器在第一预设时间内至少执行一次通断切换，使接触器生成电弧以去除氧化层。

其中，将测得的触点温度与预设的温度范围进行比较，如果触点温度在预设范围内，控制模块会判定触点不具有氧化层。如果触点被判断为具有氧化层，系统将控制接触器断开，切断电流流通。同时，系统会导通电弧调节旁路，系统会监测接触器两端的电压，并控制电压差，直到电压差降至第一预设电压范围内，第一预设电压范围为使接触器生成电弧的电压范围，即在该电压范围下，控制接触器在导通和断开之间进行切换时会产生电弧。一旦电压差在合适范围内，系统会关断电弧调节旁路，以使接触器具备产生电弧的条件。

进一步的，控制方法还包括：

获取接触器的处理后的触点参数，根据处理后的触点参数判断接触器的触点的氧化层是否被去除。

当接触器的触点的氧化层被去除时，完成接触器的触点保护。

当接触器的触点的氧化层未被去除时，根据触点参数获取第二预设电压范围，控制接触器断开并控制电弧调节旁路导通，直至接触器两端电压压差属于第二预设电压范围，其中，第二预设电压范围为使接触器再次生成电弧的电压范围。

控制接触器在第二预设时间内至少执行一次通断切换，返回执行获取接触器的处理后的触点参数，直至接触器的触点的氧化层被去除。

其中，控制模块重新获取经过处理后的触点参数，可能包括电流、电压、电阻等信息，然后根据这些处理后的触点参数来判断触点的氧化层是否已经被去除。通过处理后的触点参数，系统可以更准确地判断氧化层是否已被去除，从而避免了误判或不必要的维护操作。

其中，如果系统判断触点的氧化层已经被去除，表示触点在良好状态下，系统将完成触点保护流程，不再需要进一步的处理。

其中，如果系统判断触点的氧化层未被去除，表示需要进一步的处理。在这种情况下，会根据当前触点参数获取第二预设电压范围，这是用于控制电弧调节旁路导通的电压范围。然后会控制接触器断开并导通电弧调节旁路，直到接触器两端的电压差位于第二预设电压范围内。第二预设电压范围通常是接触器再次生成电弧的电压范围。

其中，控制接触器在第二预设时间内至少执行一次通断切换，这有助于进一步去除触点上的氧化层，并返回执行获取接触器的处理后的触点参数，直至接触器的触点的氧化层被去除。

实施例五

本实施例五提供一种智能接触器的控制方法，在实施例一的基础上提供接触器的具体结构。

如图8和图9所示，其中，图8隐藏了主负接触器结构3和部分壳体1，接触器包括壳体1、主正接触器结构2、主负接触器结构3和PCB板4，PCB板4、主正接触器结构2和主负接触器结构3设置在壳体1内，形成一个双刀接触器，PCB板4上包括控制模块。

如图10所示，主正接触器结构2包括第一驱动组件23、第一静触头组件21和第一动触头组件22，第一静触头组件21固定在壳体1上，第一动触头组件22能够在第一驱动组件23的驱动下往复运动，以与第一静触头组件21接触或分离，使得主正接触器结构2接通或断开。具体的，第一动触头组件22靠近第一静触头组件21运动并与第一静触头组件21接触时，主正接触器结构2接通，第一动触头组件22远离第一静触头组件21运动并与第一静触头组件21分离时，主正接触器结构2断开。

主负接触器结构3包括第二驱动组件、第二静触头组件和第二动触头组件，第二静触头组件固定在壳体1上，第二动触头组件能够在第二驱动组件的驱动下往复运动，以第二静触头组件接触或分离，使得主负接触器结构3接通或断开。具体的，第二动触头组件靠近第二静触头组件运动并与第二静触头组件接触时，主负接触器结构3接通，第二动触头组件远离第二静触头组件运动并与第二静触头组件分离时，主负接触器结构3断开。

第一静触头组件21和第二静触头组件连接电池和负载，主负接触器结构3和主正接触器结构2依次接通后，BDU接通，电池能够为负载供电。主正接触器结构2和主负接触器结构3依次断开，BDU断开，电池停止为负载供电。

由于主正接触器结构2由第一驱动组件23进行通断、主负接触器结构3由第二驱动组件进行通断，因此，主正接触器结构2和主负接触器结构3能够分别进行通断。即使主正接触器结构2和主负接触器结构3中的其中一个损坏，另一个仍能够正常工作，以断开BDU，提高BDU的安全性。

本技术方案中，主正接触器结构2的第一驱动组件23驱动第一动触头组件22与第一静触头组件21接触或分离，主负接触器结构3的第二驱动组件驱动第二动触头组件与第二静触头组件接触或分离，使得主正接触器结构2和主负接触器结构3独立控制，能够分别进行通断。且主正接触器结构2和主负接触器结构3设置在同一壳体内，形成一双刀接触器，能够减小其占用空间，从而减小BDU的体积，提高BDU的集成度，降低成本。

在一实施例中，如图11至图13所示，第一驱动组件23包括第一复位组件、第一静铁芯231、第一线圈、第一动铁芯232和第一推杆233，第一线圈绕设于第一静铁芯231，第一动铁芯232相对于第一静铁芯231活动设置。第一推杆233的一端与第一动铁芯232固定连接，另一端与第一动触头组件22固定连接，第一复位组件能够在第一线圈断电时驱动第一动铁芯232向远离第一静铁芯231的方向运动。

第二驱动组件包括第二复位组件、第二静铁芯、第二线圈、第二动铁芯和第二推杆，第二线圈绕设于第二静铁芯，第二动铁芯相对于第二静铁芯活动设置，第二推杆的一端与第二动铁芯固定连接，另一端与第二动触头组件固定连接，第二复位组件能够在第二线圈断电时驱动第二动铁芯向远离第二静铁芯的方向运动。

在一实施例中，第一静铁芯231为环状结构，第一静铁芯231内固定有第一线圈支架234，第一线圈绕设在第一线圈支架234上，第一动铁芯232包括第一杆部和第一板部，第一杆部穿设于第一线圈支架234的中心孔，第一杆部的向背离第一动触头组件22的方向穿出第一线圈支架234的一端与第一板部相连，第一杆部与第一推杆233固定连接。利用第一杆部与第一线圈支架234之间的导向配合对第一动铁芯232的运动进行导向，提高第一动铁芯232运动的稳定性，从而提高第一动触头组件22与第一静触头组件21之间接触电连接的准确性。

第二静铁芯为环状结构，第二静铁芯内固定有第二线圈支架，第二线圈绕设在第二线圈支架上，第二动铁芯包括第二杆部和第二板部，第二杆部穿设于第二线圈支架的中心孔，第二杆部的向背离第二动触头组件的方向穿出第二线圈支架的一端与第二板部相连，第二杆部与第二推杆固定连接。利用第二杆部与第二线圈支架之间的导向配合对第二动铁芯的运动进行导向，提高第二动铁芯运动的稳定性，从而提高第二动触头组件与第二静触头组件之间接触电连接的准确性。

在一实施例中，如图14所示，第一推杆233包括第一推块2331和两个第一连接板2332，两个第一连接板2332平行间隔设置，两个第一连接板2332靠近第一动触头组件22的一端与第一推块2331相连，第一动铁芯232的第一杆部位于两个第一连接板2332之间并与第一连接板2332固定连接，以增加第一连接板2332与第一动铁芯232之间的接触面积，提高第一连接板2332和第一动铁芯232之间的牢固度。

第二推杆包括第二推块和两个第二连接板，两个第二连接板平行间隔设置，两个第二连接板靠近第二动触头组件的一端与第二推块相连，第二动铁芯的第二杆部位于两个第二连接板之间并与第二连接板固定连接，以增加第二连接板与第二动铁芯之间的接触面积，提高第二连接板和第二动铁芯之间的牢固度。

在一实施例中，第一动铁芯232的第一杆部与第一连接板2332通过螺钉连接，第二动铁芯的第二杆部与第二连接板通过螺钉连接。

在一实施例中，第一推块2331的朝向第一动触头组件22的一侧设置有第一容纳槽2333，第一动触头组件22收容于第一容纳槽2333内，第一容纳槽2333的底壁上设置有第一复位槽2334，第一复位组件安装在第一复位槽2334内，第一推块2331上于第一容纳槽2333的顶部设置有第一限位部，第一限位部用于限制第一动触头组件22从第一容纳槽2333内脱出。

第二推块的朝向第二动触头组件的一侧设置有第二容纳槽，第二动触头组件收容于第二容纳槽内，第二容纳槽的底壁上设置有第二复位槽，第二复位组件安装在第二复位槽内，第二推块上于第二容纳槽的顶部设置有第二限位部，第二限位部用于限制第二动触头组件从第二容纳槽内脱出。

相比于将第一复位组件和第二复位组件设置在第一推块2331和第二推块外，合理利用第一推块2331的内部空间安装第一复位组件、第二推块的内部空间安装第二复位组件，能够避免第一复位组件和第二复位组件与其他零件干涉，且减小安装空间。

在一实施例中，第一复位组件和第二复位组件均为压簧。

在一实施例中，第一复位组件包括第一侧位弹簧235和第一中心弹簧236，第一侧位弹簧235分布在第一中心弹簧236的外侧，第一侧位弹簧235的两端分别固定于第一动触头组件22和第一推块2331上。第一中心弹簧236的底端固定于第一推块2331上，第一中心弹簧236的顶端端面低于第一侧位弹簧235的顶端端面。

在第一驱动组件23开始驱动第一动触头组件22向靠近第一静触头组件21方向运动时，第一侧位弹簧235被压缩，第一推杆233推动第一动触头组件22直线运动，在第一动触头组件22与第一静触头组件21接触后，第一中心弹簧236的顶端开始抵在第一动触头组件22上，继续运动的第一动触头组件22压缩第一中心弹簧236，以增加第一动触头组件22的受力，使得第一动触头组件22与第一静触头组件21之间接触的更加牢固。

第二复位组件包括第二侧位弹簧和第二中心弹簧，第二侧位弹簧分布在第二中心弹簧的外侧，第二侧位弹簧的两端分别固定于第二动触头组件和第二推块上。第二中心弹簧的底端固定于第二推块上，第二中心弹簧的顶端端面低于第二侧位弹簧的顶端端面。

在第二驱动组件开始驱动第二动触头组件向靠近第二静触头组件方向运动时，第二侧位弹簧被压缩，第二推杆推动第二动触头组件直线运动，在第二动触头组件与第二静触头组件接触后，第二中心弹簧的顶端开始抵在第二动触头组件上，继续运动的第二动触头组件压缩第二中心弹簧，以增加第二动触头组件的受力，使得第二动触头组件与第二静触头组件之间接触的更加牢固。

在一实施例中，第一侧位弹簧235设置有两个，第一中心弹簧236设置有一个，两个第一侧位弹簧235关于第一中心弹簧236对称分布，相应的，第一推块2331上设置有与第一侧位弹簧235和第一中心弹簧236适配的三个第一复位槽2334，以第一复位槽2334对第一复位组件进行导向，提高第一复位组件的稳定性。

在一实施例中，第二侧位弹簧设置有两个，第二中心弹簧设置有一个，两个第二侧位弹簧关于第二中心弹簧对称分布，相应的，第二推块上设置有与第二侧位弹簧和第二中心弹簧适配的三个第二复位槽，以第二复位槽对第二复位组件进行导向，提高第二复位组件的稳定性。

在一实施例中，第一静触头组件21包括间隔分布的两个第一静铜排，第一静铜排朝向第一动触头组件22的一侧设置有第一静触点211。第一动触头组件22为第一动铜排，第一动铜排朝向第一静触头组件21的一侧设置有两个与第一静触点211对应分布的第一动触点221，第一动触点221用于与第一静触点211接触电连接。

第二静触头组件包括间隔分布的两个第二静铜排，第二静铜排朝向第二动触头组件的一侧设置有第二静触点。第二动触头组件为第二动铜排，第二动铜排朝向第二静触头组件的一侧设置有两个与第二静触点对应分布的第二动触点，第二动触点用于与第二静触点接触电连接。

在一实施例中，第二静铜排的结构与第一静铜排的结构相同，以第一静铜排为例介绍其结构。第一静铜排包括固定段和由固定段的一端向靠近第一动铜排的方向水平弯折延伸形成的连接段，固定段与壳体1固定连接，第一静触点211安装在连接段上。

在其他实施例中，PCB板4可以固定在壳体1上，也可以固定在主正接触器结构2和主负接触器结构3的顶端。

在其他实施例中，第一驱动组件23可以驱动第一动触头组件22往复转动运动，以实现第一动触头组件22与第一静触头组件21的接通、断开。例如，第一驱动组件23包括激励线圈、铁芯、转动轴和可绕转动轴转动的衔铁，第一动触头组件22固定在衔铁的转动端，激励线圈通电时，铁芯磁吸衔铁绕转动轴转动，以使第一动触头组件22与第一静触头组件21接触。

第二驱动组件可以与第一驱动组件23的结构相同。

在其他实施例中，第一动铁芯232可以仅包括第一板部，第一板部位于第一静铁芯231靠近第一动触头组件22的一侧，第一板部靠近第一动触头组件22的一侧与第一推杆233固定连接。此时，第一线圈可以绕设于第一静铁芯231的外周。

第二动铁芯的结构可以与第一动铁芯232的结构相同。

在其他实施例中，第一推杆233可以仅包括第一推块2331，第一动铁芯232的第一杆部向靠近第一动触头组件22的方向穿出第一线圈支架234的中心孔，第一推块2331与第一动铁芯232的第一杆部固定连接。

第二推杆的结构可以与第一推杆233的结构相同。

在其他实施例中，压簧可以设置在第一推块2331的外侧，第一复位组件可以固定在第一推块2331和第一静铁芯231之间。当然，第一复位组件也可以是拉簧，拉簧的两端分别固定在壳体1的内壁上和第一动铁芯232的底端。

第二复位组件的结构可以与第一复位组件的结构相同。

在其他实施例中，第一动触头组件22可以包括第一导杆和套设在第一导杆的端部的弹簧触指，第一静触头组件21可以包括第一导套，第一导套具有供第一导杆插入的第一导孔，第一导杆插入第一导孔内后，弹簧触指与第一导孔的孔壁接触电连接。

下面通过具体电路结构对本发明实施例进行具体说明：

如图15和图16所示，智能接触器包括电池101、负载102、MCU、升压旁路以及灭弧旁路，开关电路上设有接触器K，升压旁路包括第一半导体开关103、电阻R、第一控制模块111、第二半导体开关105以及第二控制模块112，第一半导体开关103、电阻R以及第二半导体开关105串联连接后并联连接在接触器K的两端，第一控制模块111连接第一半导体开关103、稳压管D1和光耦Q1，第二控制模块112连接第二半导体开关112、稳压管D3和光耦Q2，灭弧旁路包括第三半导体开关103、第三控制模块113、第四半导体开关108以及第四控制模块114，第三半导体开关107和第四半导体开关108串联后并联连接在接触器K的两端，第三控制模块113连接第三半导体开关107、稳压管D2和光耦Q3，第四控制模块114连接第四半导体开关108、稳压管D4和光耦Q4，MCU连接第一控制模块105、第二控制模块112、第三控制模块108、第四控制模块114以及接触器K。

本发明提出的一种智能接触器的控制方法，基于该方法可以避免接触器在这闭合和断开时产生的电弧对接触器系统造成的损伤或者损坏,并且在短路或者过流的情况下可以智能断开并且减少电弧的产生，具体实施如下:

智能接触器与充电过程：MCU收到闭合指令后,MCU输出控制信号1先导通第一半导体开关103，同时输出控制信号2导通第二半导体开关104，直至接触器K两端的电压差属于预设电压差值范围。

智能接触器闭合过程控制:MCU收到闭合指令后,如果电流是正向，MCU输出控制信号3先导通第三半导体开关103，后输出控制信号4导通第四半导体开关108，然后闭合接触器K，等待接触器K闭合后并且工作稳定，再控制先断开第四半导体开关108，再断开第三半导体开关107，如果电流是负向的，控制信号3和4调换控制顺序即可。

智能接触器断开过程控制:MCU收到断开指令后，如果电流是正向，MCU输出控制信号3先导通第三半导体开关107，后输出控制信号4导通第四半导体开关108，然后断开接触器K，等待接触器K彻底断开后,再控制先断开第四半导体开关108，再断开第三半导体开关107。如果电流是负向的，控制信号3和4调换控制顺序即可

智能接触器过流状态控制:MCU通过TMR实时监测电流，当电流大于设置的过流阈值时，接触器触发过流状态，进入过流状态后接触器会主动断开，断开接触器的过程同上。

智能接触器短路状态控制:MCU通过TMR实时监测电流，当电流大于设置的短路阈值时，接触器触发短路状态，进入短路状态后接触器会首先快速卸放掉接触器的线圈能量，接触器通过反力弹簧和电动斥力断开，短路状态下，通过的电流远远大于半导体开关最大工作电流，因此不能通过半导体开关进行避免电弧产生，短路保护状态的优先级大于过流保护，当触发短路保护状态后不能进行其他操作。

本技术方案的技术效果在于：接触器在正常的闭合和断开过程中不会产生电弧，可以延长触点使用寿命，在过流或者短路状态下可以快速的断开。

实施例六

本发明实施例六提供一种智能接触器，智能接触器包括控制模块和接触器，接触器设于负载及电源之间的开关电路上，控制模块执行实施例一至五任意一项的控制方法。

实施例七

本发明实施例七提供一种新能源车辆，包括实施例四提供的智能接触器、电源以及负载。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种智能接触器的控制方法，其特征在于，所述智能接触器设于所述负载及所述电源之间，所述智能接触器包括接触器和PCB板，所述PCB板包括与所述接触器并联设置的升压旁路及灭弧旁路；所述升压电路包括串联连接的第三半导体开关、第二半导体开关以及电阻，所述灭弧旁路包括串联连接的第三半导体开关和第四半导体开关，所述控制方法包括：

控制所述第一半导体开关和所述第二半导体开关导通，直至所述接触器的两端电压压差达到预设电压压差范围后关断所述第一半导体开关和所述第二半导体开关；

控制所述第三半导体开关和所述第四半导体开关中的其中一者导通，再控制另一者导通；

控制所述接触器切换通断状态；

控制所述第三半导体开关和所述第四半导体开关中的其中一者关断，再控制另一者关断。

2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述控制所述第三半导体开关和第四半导体开关中的其中一者导通，再控制另一者导通，之前还包括：

获取所述灭弧旁路中的电流方向。

3.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述控制所述第三半导体开关和第四半导体开关中的其中一者导通，再控制另一者导通，包括：

当所述电流方向为第一电流方向时，控制所述第三半导体开关导通，再控制所述第四半导体开关导通；

当所述电流方向为第二电流方向时，控制所述第四半导体开关导通，再控制所述第三半导体开关导通；

其中，所述第一电流方向为从所述第三半导体开关流向所述第四半导体开关，所述第二电流方向为从所述第四半导体开关流向所述第三半导体开关。

4.如权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述控制所述第三半导体开关和所述第四半导体开关中的其中一者关断，再控制另一者关断，包括：

当所述电流方向为第一电流方向时，控制所述第四半导体开关关断，再控制所述第三半导体开关关断；

当所述电流方向为第二电流方向时，控制所述第三半导体开关关断，再控制所述第四半导体开关关断。

5.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述控制所述接触器切换通断状态，包括：

控制所述接触器由导通切换为关断；

或者，控制所述接触器由关断切换为导通。

6.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

当检测到流经所述接触器的电流值属于过流阈值范围时，获取所述灭弧旁路中的电流方向；

根据所述电流方向控制所述第三半导体开关和所述第四半导体开关中的其中一者导通，再控制另一者导通；

控制所述接触器切换为断开状态；

根据所述电流方向控制所述第三半导体开关和所述第四半导体开关中的其中一者关断，再控制另一者关断。

7.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

当检测到流经所述接触器的电流值属于短路阈值范围时，控制所述接触器中的电磁线圈通过能量释放电路释放能量，进而关断所述接触器。

8.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述智能接触器还包括第一控制模块、第二控制模块、第三控制模块以及第四控制模块，所述第一控制模块连接所述第一半导体开关，所述第二控制模块连接所述第二半导体开关，所述第三控制模块连接所述第三半导体开关，所述第四控制模块连接所述第四半导体开关；

控制所述第一半导体开关和所述第二半导体开关导通，包括：控制所述第一控制模块向所述第一半导体开关输出第一PWM控制信号，控制所述第二控制模块向所述第二半导体开关输出第二PWM控制信号；

控制所述第三半导体开关和所述第四半导体开关中的其中一者导通，再控制另一者导通，包括：

当控制所述第三半导体开关导通时，控制所述第三控制模块向所述第三半导体开关输出第三PWM控制信号；

当控制所述第四半导体开关导通时，控制所述第四控制模块向所述第四半导体开关输出第四PWM控制信号。

9.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述接触器包括壳体、主正接触器结构、主负接触器结构，所述主正接触器结构、主负接触器结构和所述PCB板设置在所述壳体内，所述主正接触器结构包括第一驱动组件、第一静触头组件和第一动触头组件，所述第一静触头组件固定在所述壳体上，所述第一动触头组件能够在所述第一驱动组件的驱动下往复运动，以与所述第一静触头组件接触或分离，以使得所述主正接触器结构接通或断开；所述主负接触器结构包括第二驱动组件、第二静触头组件和第二动触头组件，所述第二静触头组件固定在所述壳体上，所述第二动触头组件能够在所述第二驱动组件的驱动下往复运动，以与所述第二静触头组件接触或分离，以使得所述主负接触器结构接通或断开；所述第一静触头组件和第二静触头组件用于连接电池和负载；

所述升压旁路与所述主正接触器结构并联连接，所述灭弧旁路与所述主正接触器结构并联连接；

或者，所述升压旁路与所述主负接触器结构并联连接，所述灭弧旁路与所述主负接触器结构并联连接；

或者，所述升压旁路包括第一升压旁路和第二升压旁路，所述灭弧旁路包括第一灭弧旁路和第二灭弧旁路，所述第一升压旁路与所述主正接触器结构并联连接，所述第一灭弧旁路与所述主正接触器结构并联连接，所述第二升压旁路与所述主负接触器结构并联连接，所述第二灭弧旁路与所述主负接触器结构并联连接。

10.一种智能接触器，其特征在于，所述智能接触器包括控制模块和接触器，所述接触器设于所述负载及所述电源之间的开关电路上，其特征在于，所述控制模块执行权利要求1至9任意一项所述的控制方法。

11.一种新能源车辆，其特征在于，所述新能源车辆包括权利要求10所述的智能接触器、电源以及负载。