CN209804561U - 接触器及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种接触器及车辆，本实用新型的接触器包括形成有容纳腔的壳体，于容纳腔内固设有间隔布置的两个定触点及弹性件，于弹性件上固设有衔铁以及电连接的两个动触点；还包括衔铁驱动模块，且衔铁驱动模块被配置为可驱动衔铁运动而带动弹性件变形或复位，从而使两个动触点随弹性件于工作状态和复位状态间切换，并保持于工作状态或复位状态。本实用新型所述的接触器，断电时可以有效降低衔铁震颤的发生，防止震颤产生的拉弧、触点烧蚀等现象，提升抗震性能。

Description

接触器及车辆

技术领域

本实用新型涉及电气控制元件技术领域，特别涉及一种接触器。同时，本实用新型还涉及一种应用该接触器的车辆。

背景技术

目前新能源汽车的接触器大多采用传统的电磁式继电器。其在通电时吸合，断电后断开；当新能源汽车上电，整车控制器(VCU)通信与动力电池包连接的电池管理系统(BMS)，并由BMS控制接触器工作。其中：接触器的工作原理是采用通电绕组产生电磁场，吸合带有触点的衔铁，接触器触点闭合，接通外界电流回路；绕组断电时，电磁吸力消失，衔铁在弹力作用下带动接触器触点复位，断开外界电流回路。

目前的接触器，吸合后的静态保持功耗约为5W-6W，由于新能源汽车在正常使用时需要长时间保持接触器吸合，因此该功耗在整车正常工作时不能被消除，耗费一定的电量，对整车电源管理有一定的影响。其次，当车辆高速行驶或处于颠簸路面时，传统的衔铁吸合方式吸合效果不稳定，难以保证接触器稳定可靠的工作。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种接触器，以可提升接触器的衔铁吸合的可靠性。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种接触器，包括：

壳体，由绝缘材质制成，于所述壳体内形成有容纳腔；

两个定触点，固设于所述容纳腔内，且两个所述定触点间距布置；

弹性件，固设于所述容纳腔内，于所述弹性件上固设有衔铁，以及电连接的两个动触点，且两个所述动触点具有随所述弹性件变形而与两个定触点分别接触，而使两个所述定触点间电导通的工作状态，以及随所述弹性件复位而与两个所述定触点脱离接触，而使两个所述定触点间的电导通断开的复位状态；

衔铁驱动模块，所述衔铁驱动模块被配置为可驱动所述衔铁运动而带动所述弹性件变形或复位，从而使两个所述动触点随所述弹性件于工作状态和复位状态间切换，并保持于工作状态或复位状态。

进一步的，所述衔铁驱动模块包括被配置于所述衔铁两侧的导通永磁铁和断开永磁铁，且因所述导通永磁铁或所述断开永磁铁对所述衔铁的磁力吸引，可使两个所述动触点随所述弹性件而保持于工作状态或复位状态；所述衔铁驱动模块还包括与所述导通永磁铁位于所述衔铁同一侧的导通电磁铁，且所述导通电磁铁被配置为响应于流经自身绕组的电流的变化，可叠加或抵消所述导通永磁铁的磁力，以触发两个所述动触点于工作状态和复位状态间切换

进一步的，所述衔铁驱动模块还包括相对于所述导通电磁铁、位于所述衔铁另一侧的断开电磁铁，且所述断开电磁铁被配置为响应于流经自身绕组的电流的变化，可叠加或抵消所述断开永磁铁的磁力，以辅助触发两个所述动触点于工作状态和复位状态间的切换。

进一步的，于所述容纳腔内设有分置与所述弹性件两侧的两个导磁体，且两个所述导磁体分别被设置为至少构成对对应侧的所述衔铁驱动模块的部分包罩。

进一步的，在所述容纳腔内，于两个所述定触点之间设有内绝缘隔板。

进一步的，于所述壳体的外侧设有连接部，且所述连接部被配置为可与外部构件配合、而固定所述壳体。

进一步的，所述容纳腔为密闭的，且于所述容纳腔内填充有以阻止电弧产生的保护气体。

进一步的，于所述壳体的外壁上设有与两个所述定触点分别电连接的接线端子；于所述壳体的外壁上设有位于两个所述接线端子之间的外绝缘隔板。

进一步的，于所述壳体的外壁上设有与所述绕组电连接的接线引脚。

相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：

(1)本实用新型所述的接触器，断电时可以有效降低衔铁震颤的发生，防止震颤产生的拉弧、触点烧蚀等现象，提升抗震性能及产品可靠性。

(2)衔铁驱动模块设置为导通电磁铁、导通永磁铁和断开永磁铁，在吸合状态不需要持续供电，可有效降低电能功耗损失，节约能源，并且具有较好的防止衔铁震颤的效果。

(3)衔铁驱动模块增加导磁体，是在吸和衔铁后，将永磁铁、电磁铁、衔铁组成闭合磁通道，提高磁感线密度，保证电磁铁断电后衔铁利用永磁铁仍保持吸合状态，降低外界磁场干扰。

(4)设置内绝缘隔板，可增加两个定触点之间的爬电间隙。

(5)设置连接部，方便接触器安装。

(6)填充保护气体，可有效防止接触器产生电弧。

(7)设置外绝缘隔板，可有效增加两者之间的爬电间隙。

同时，本实用新型还涉及一种车辆，所述车辆具有如上所述的接触器。

本实用新型的车辆与前述的接触器相对于现有技术具有相同的有益效果，在此不再赘述。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例一所述的接触器的结构示意图；

图2为图1的主视图；

图3为图1的俯视图；

图4为图1的右视图；

图5为图3的A-A剖视图；

图6为图5的另一视角的结构示意图；

附图标记说明：

1-壳体，101-连接部，2-定触点，3-接线端子，4-内绝缘隔板，5-外绝缘隔板，6-弹性件，7-衔铁，8-动触点，9-断开电磁铁，901-断开铁芯，902-断开绕组，10-断开永磁铁，11-导磁体，12-接线引脚，13-导通电磁铁，1301-导通铁芯，1302-导通绕组，14-导通永磁铁。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

实施例一

本实施例涉及一种接触器，主要包括壳体、两个定触点、两个动触点、弹性件、衔铁和衔铁驱动模块，其中：壳体由绝缘材质制成，于壳体内形成有容纳腔；两个定触点固设于容纳腔内，且两个定触点间距布置；弹性件固设于容纳腔内，于弹性件上固设有衔铁以及电连接的两个动触点，且两个动触点具有随弹性件变形而与两个定触点分别接触，而使两个定触点间电导通的工作状态，以及随弹性件复位而与两个定触点脱离接触，而使两个定触点间的电导通断开的复位状态。衔铁驱动模块被配置为可驱动衔铁运动而带动弹性件变形或复位，从而使两个动触点随弹性件于工作状态和复位状态间切换，并保持于工作状态或复位状态。以下先结合图1至图6来描述壳体的结构，壳体1由现有绝缘材质制成，比如塑料，具体可为耐热老化的PBT材质，于壳体1内形成有容纳腔，容纳腔具体为密闭的容纳腔，于容纳腔内填充有阻止电弧产生的保护气体，比如氢气、二氧化碳或为几种气体的混合物。该结构中，壳体1的主要作用是隔离容纳腔内与壳体1外部环境，防止容纳腔内保护气体流失。

于壳体1的外侧设有连接部101，连接部101被配置为可与外部构件配合、而固定壳体1。具体到本实施例中，壳体1的四角具有向外延伸的延伸板，前述的连接部101即为形成于延伸板上的通孔，壳体1可经由穿设于连接孔中的螺栓固设于其他构件上。该结构中，连接部101除了可设为通孔，还可设为便于固定的其他结构，比如卡头。

由图3结合图5和图6所示，两个定触点2被间隔固设于容纳腔内，于壳体1的外壁上固设有两个接线端子3，两个接线端子3的正极与动力电池包相连接，负极与电源负载端相连接。两个接线端子3与两个定触点2分别经由导电金属电连接，导电金属优选铜质材料，当然其还可选用其他材料。

为了提高应用可靠性，在壳体1的容纳腔内，于两个定触点2之间固设有内绝缘隔板4，以增加两个定触点2之间的爬电间隙，提升接触器高压应用的可靠性。具体地，于内绝缘隔板4上设有让位孔，以防止影响下述的弹性件6运动。此外，在壳体1的外壁上设有位于两个接线端子3之间的外绝缘隔板5，以进一步增加两个接线端子3之间的爬电间隙。

弹性件6被固设于容纳腔内，于弹性件6上固设有衔铁7，以及电连接的两个动触点8，其中，衔铁7位于下述的断开铁芯901和导通铁芯1301之间，其作用是被下述的导通永磁铁14或断开永磁铁10吸合，带动弹性件6弹性变形或复位，同时带动两个动触点8与两个定触点2接触或脱离接触，也即使两个定触点2保持工作状态或复位状态。两个动触点8之间可经由铜排电连接，铜排的作用是导通两个定触点2，并增大载流量。

具体来讲，弹性件6固设于容纳腔的内壁上，固连的方式可采用注塑、螺接、焊接等。该结构中，弹性件6可用现有的导电材料或是塑料制成，若弹性件6用导电材料制成，比如用铜片制成，则两个动触点8经由弹性件6连接导通即可；若弹性件6用塑料制成，则两个动触点8之间需要由导电金属连接。

本实施中，前述的衔铁驱动模块包括断开永磁铁10和导通永磁铁14和导通电磁铁13。其中，断开永磁铁10和导通永磁铁14被分置于弹性件6的两侧，导通电磁铁13和导通永磁铁14位于衔铁7的同一侧，并且为了进一步提高应用效果，本接触器还包括由断开电磁铁9，断开电磁铁9与断开永磁铁10布置于衔铁7的同一侧。具体结构上，断开电磁铁9包括断开铁芯901及缠绕于断开铁芯901上的断开绕组902，导通电磁铁13包括导通铁芯1301及缠绕于导通铁芯1301上的导通绕组1302。

更具体地，导通电磁铁13的导通铁芯1301一端靠近衔铁7设置，前述的衔铁驱动模块还包括设置于导通铁芯1301的另一端设有导通永磁铁14，断开电磁铁9的断开铁芯901一端靠近衔铁7设置，于断开铁芯901的另一端设有断开永磁铁10。导通永磁铁14的作用是在导通电磁铁13断电后仍可以吸合衔铁7，而断开永磁铁10的作用是在断开电磁铁9断电后仍可以吸合衔铁7。响应于流经导通电磁铁13的导通绕组1302中的电流的变化，导通电磁铁13可叠加或抵消导通永磁铁14的磁力，以触发两个动触点8于工作状态和复位状态间切换，断开电磁铁9配置为响应于流经断开绕组902的电流的变化，可叠加或抵消断开永磁铁10的磁力，以辅助触发两个动触点8于工作状态和复位状态间的切换。

在此还需说明的是，于壳体1的外壁上设有与导通绕组1302的两极，以及断开绕组902的两极分别连接的接线引脚12。

具体来讲，断开永磁铁10的作用是在断开绕组902断电后仍可以吸合衔铁7，稳定可靠的保证两个定触点2之间处于断开状态，该断开状态下，弹性件6处于复位状态，也即本身并未集聚任何弹性势能，且在断开永磁铁10的作用下断开铁芯901吸合衔铁7，以进一步保持弹性件6的复位状态。

断开电磁铁9的作用是，在断开绕组902通入正向电流后产生磁场，该磁场与断开永磁铁10磁场叠加，可靠的吸合衔铁7，防止在振动环境中衔铁7震颤产生拉弧、烧蚀等现象；断开绕组902通入反向电流后产生的磁场，会与断开永磁铁10磁场抵消，该状态下，断开永磁铁不会吸合衔铁7，若弹性件6处于复位状态，则衔铁7仅因弹性件6自身特性保持于当前位置。

导通电磁铁13的作用是，在导通绕组1302通入正向电流后产生磁场，该磁场与导通永磁铁14磁场叠加，可靠的吸合衔铁7，使两个定触点2导通；导通绕组1302通入反向电流后产生的磁场，会与导通永磁铁14磁场抵消。

导通永磁铁14的作用是，在导通电磁铁13的导通绕组1302断电后，导通永磁铁14仍可以向导磁体11输送磁场，且可稳定的吸合衔铁7，使接触器保持导通状态。

本实施例的接触器，衔铁驱动模块除了可设置为断开电磁铁9、断开永磁铁10、导通电磁铁13和导通永磁铁14，还可为其他可驱动衔铁7运动、而带动弹性6变形或复位的结构。此外，基于图5所示的状态，断开电磁铁9和断开永磁铁10的排列方式不限于图5所示的状态，两者位置可互换或左右并排布置，导通电磁铁13和导通永磁铁14的排列方式亦是如此。

另外，除了可在衔铁7的上侧设置断开电磁铁9和断开永磁铁10，下侧设置导通电磁铁13和导通永磁铁14，还可在衔铁7的上侧仅设置断开电磁铁9或仅设置断开永磁铁10，衔铁7的下侧还可仅设置导通电磁铁13或仅设置导通永磁铁14，但是衔铁7的两侧不能同时去掉断开电磁铁9和导通电磁铁13。

为了提高应用可靠性，于容纳腔内设有两个导磁体11，本实施例中，两个导磁体11分别罩设于导通电磁铁13和导通永磁铁14的外侧，以及断开电磁铁9和断开永磁铁10的外侧。两个导磁体11的横截面均呈“L”形，且两个导磁体11间相对布置，该结构中，导磁体11当然其还可为其他形状，如其可为“U”形，且两个开口相向布置。导磁体11的作用是当电磁铁吸和衔铁7后，将导通永磁铁14、导通电磁铁13、衔铁7组成闭合磁通道，并可将断开电磁铁9、断开永磁铁10、衔铁7组成闭合磁通道，以提高磁感线密度，保证导通电磁铁13或断开电磁铁9断电后，衔铁7利用断开永磁铁10或导通永磁铁14仍保持吸合状态。

以下以接触器应用于新能源汽车上为例说明其工作过程，汽车的整车控制器与电池管理系统通信，电池管理系统控制主接触器动作：

如果需要接触器切换至导通状态，断开电磁铁9接通反向电流，产生与断开永磁铁10相反的磁场，此时，由导磁体11、断开永磁铁10、断开电磁铁9、衔铁7组成的闭合磁环中正反方向的磁感线相互抵消，不产生作用于衔铁7的磁力，由于衔铁7距离导通电磁铁13的磁极距离较远，衔铁7仅由自身弹性保持于当前位置，同时导通电磁铁13产生与吸合保持永磁铁相同极性的磁场，将衔铁7吸合，吸合衔铁7后，导磁体11、导通电磁铁13、导通永磁铁14、衔铁7组成闭合磁环，此后，导通电磁铁13断开电源，由导磁体11、导通永磁铁14、衔铁7组成闭合磁环，保持衔铁7吸合，两个定触点2保持导通状态。

如果需要接触器切换至复位状态，导通电磁铁13通负向电流，导通电磁铁13、导通永磁铁14内部磁场作用抵消，不产生作用于衔铁7的磁力，断开电磁铁9通正向电流，衔铁7在弹性件6自身弹力、断开电磁铁9、断开永磁铁10作用下被吸合，导通电磁铁13断开电流，衔铁7在断开永磁铁10的磁场作用下仍保持吸合状态，断开电磁铁9断开电流，两个定触点2保持断开状态。

实施例二

本实施例涉及一种车辆，该车辆具有如实施例一的接触器。本实施例的车辆，通过应用实施例一的接触器，可提高车辆控制系统的可靠性，具有较好的应用效果。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种接触器，其特征在于包括：

壳体(1)，由绝缘材质制成，于所述壳体(1)内形成有容纳腔；

两个定触点(2)，固设于所述容纳腔内，且两个所述定触点(2)间距布置；

弹性件(6)，固设于所述容纳腔内，于所述弹性件(6)上固设有衔铁(7)，以及电连接的两个动触点(8)，且两个所述动触点(8)具有随所述弹性件(6)变形并与两个定触点(2)分别接触，而使两个所述定触点(2)间电导通的工作状态，以及随所述弹性件(6)复位并与两个所述定触点(2)脱离接触，而使两个所述定触点(2)间的电导通断开的复位状态；

衔铁驱动模块，所述衔铁驱动模块被配置为可驱动所述衔铁(7)运动而带动所述弹性件(6)变形或复位，从而使两个所述动触点(8)随所述弹性件(6)于工作状态和复位状态间切换，并保持于工作状态或复位状态。

2.根据权利要求1所述的接触器，其特征在于：所述衔铁驱动模块包括被配置于所述衔铁(7)两侧的导通永磁铁(14)和断开永磁铁(10)，且因所述导通永磁铁(14)或所述断开永磁铁(10)对所述衔铁(7)的磁力吸引，可使两个所述动触点(8)随所述弹性件(6)而保持于工作状态或复位状态；所述衔铁驱动模块还包括与所述导通永磁铁(14)位于所述衔铁(7)同一侧的导通电磁铁(13)，且所述导通电磁铁(13)被配置为响应于流经自身绕组的电流的变化，可叠加或抵消所述导通永磁铁(14)的磁力，以触发两个所述动触点(8)于工作状态和复位状态间切换。

3.根据权利要求2所述的接触器，其特征在于：所述衔铁驱动模块还包括相对于所述导通电磁铁(13)、位于所述衔铁(7)另一侧的断开电磁铁(9)，且所述断开电磁铁(9)被配置为响应于流经自身绕组的电流的变化，可叠加或抵消所述断开永磁铁(10)的磁力，以辅助触发两个所述动触点(8)于工作状态和复位状态间的切换。

4.根据权利要求2所述的接触器，其特征在于：于所述容纳腔内设有分置与所述弹性件(6)两侧的两个导磁体(11)，且两个所述导磁体(11)分别被设置为至少构成对对应侧的所述衔铁驱动模块的部分包罩。

5.根据权利要求1所述的接触器，其特征在于：在所述容纳腔内，于两个所述定触点(2)之间设有内绝缘隔板(4)。

6.根据权利要求1所述的接触器，其特征在于：于所述壳体(1)的外侧设有连接部(101)，且所述连接部(101)被配置为可与外部构件配合、而固定所述壳体(1)。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的接触器，其特征在于：所述容纳腔为密闭的，且于所述容纳腔内填充有以阻止电弧产生的保护气体。

8.根据权利要求7所述的接触器，其特征在于：于所述壳体(1)的外壁上设有与两个所述定触点(2)分别电连接的接线端子(3)，于所述壳体(1)的外壁上设有位于两个所述接线端子(3)之间的外绝缘隔板(5)。

9.根据权利要求2-4中任一项所述的接触器，其特征在于：于所述壳体(1)的外壁上设有与所述绕组电连接的接线引脚(12)。

10.一种车辆，其特征在于：所述车辆具有权利要求1-9中任一项所述的接触器。