CN211859635U - 一种带主正继电器的预充装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带主正继电器的预充装置，包括外壳本体、上盖、主正继电器，主正继电器上设置有第一正引出端和第一负引出端，还包括设置在外壳本体内的预充继电器、预充电阻、控制器；预充电阻设置在主正继电器和预充继电器之间；预充继电器上设置有第二正引出端和第二负引出端；预充电阻上设置有第一端子和第二端子；第一正引出端通过第一铜排与第一端子连接；第二端子通过第二铜排与第二正引出端连接；第一负引出端通过第三铜排与第二负引出端连接；控制器用于在预充电时，控制预充继电器闭合，主正继电器断开；在预充电结束后，控制预充继电器断开，主正继电器闭合，避免了大电流对主正继电器的冲击，大大提升主正继电器的使用寿命。

Description

一种带主正继电器的预充装置

技术领域

本实用新型涉及新能源汽车的高压控制盒技术领域，特别涉及一种带主正继电器的预充装置。

背景技术

高压控制盒在新能源车市场上已有多年的应用，虽然在性能上基本能满足客户的需求，但是随着目前高电压、大电流充电模式要求的不断提升，特别是在对直流继电器使用寿命的要求上，提出了更高的使用要求。高压控制盒中包括主继电器，新能源汽车在充电时需要首先对电机控制器的大电容进行充电，充电初始导通时会产生一个大电流，大电流产生的高压电弧对主继电器触点有很强的烧蚀作用，会大大降低主继电器的工作使用寿命。

实用新型内容

本实用新型旨在至少一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的目的在于提出一种带主正继电器的预充装置，在预充电过程中，避免了大电流对主正继电器的冲击，减少对主正继电器触点的烧蚀，大大提升主正继电器的使用寿命。

为达到上述目的，本实用新型实施例提出了一种带主正继电器的预充装置，包括外壳本体、上盖、设置在所述外壳本体内的主正继电器，所述主正继电器上设置有第一正引出端和第一负引出端，所述外壳本体的顶部安装有所述上盖，还包括设置在外壳本体内的预充继电器、预充电阻、控制器；

所述预充电阻连接在所述主正继电器和所述预充继电器之间；

所述主正继电器、预充电阻、预充继电器并排设置在所述外壳本体内；

所述预充继电器上设置有第二正引出端和第二负引出端；

所述预充电阻上设置有第一端子和第二端子；

所述第一正引出端通过第一铜排与所述第一端子连接；

所述第二端子通过第二铜排与所述第二正引出端连接；

所述第一负引出端通过第三铜排与所述第二负引出端连接；

所述控制器用于，

在预充电时，控制预充继电器闭合，主正继电器断开；

在预充电结束后，控制预充继电器断开，主正继电器闭合。

根据本实用新型实施例提出的带主正继电器的预充装置，在主正继电器上并联一个预充继电器和预充电阻，在预充电过程中，预充继电器先闭合，预充电时产生的大电流通过预充电阻削弱，在预充电结束后，断开预充继电器，闭合主正继电器，避免了大电流对主路继电器的冲击，减少对主正继电器触点的烧蚀，大大提升主正继电器的使用寿命，预充电阻设置在主正继电器和预充继电器之间，且预充电阻、主正继电器、预充继电器三者并排设置，方便三者之间的接线及安装，提高外壳本体内的空间利用率，该带主正继电器的预充装置稳定性强，集成化程度高，能够降低生产成本，拆卸方便，容易维修。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一铜排、第二铜排、第三铜排与所述上盖之间设有导热材料。

根据本实用新型的一些实施例，所述导热材料的一面与所述第一铜排或所述第二铜排或所述第三铜排接触，所述导热材料的另一面与所述上盖接触。

根据本实用新型的一些实施例，所述上盖包括第一接触面和第二接触面，所述第一接触面与所述导热材料面接触，所述第二接触面上设有翅片。

根据本实用新型的一些实施例，所述导热材料固定在所述上盖的第一接触面上。

根据本实用新型的一些实施例，所述热传导材料为导热橡胶。

根据本实用新型的一些实施例，所述外壳本体上设有第一卡接部，所述上盖上设有第二卡接部，所述第一卡接部和所述第二卡接部卡接配合。

根据本实用新型的一些实施例，所述外壳本体内部设有第一隔板和第二隔板，所述第一隔板和所述第二隔板形成一个腔体用于放置所述预充电阻。

根据本实用新型的一些实施例，所述上盖设有能够使所述主正继电器的第一正引出端、第一负引出端露出的通孔。

根据本实用新型的一些实施例，还包括检测电路，用于检测所述带主正继电器的预充装置是否发生故障；

所述检测电路包括：

第一开关，所述第一开关的第一端与所述主正继电器的第一端及所述预充继电器的第一端连接；

第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述第一开关的第二端连接；

电流传感器，所述电流传感器的第一端与所述第一电阻的第二端连接，所述电流传感器的第二端与所述主正继电器的第二端及所述预充电阻的第二端连接；

第二开关，所述第二开关的第一端与所述第一电阻的第二端连接；

第二电阻，所述第二电阻的第一端与所述第二开关的第二端连接，所述第二电阻的第二端与所述预充继电器的第二端连接；

所述控制器还用于：

主正继电器断开时，控制所述第一开关闭合，根据所述电流传感器采集的电流判断所述主正继电器和所述预充继电器是否发生故障；

主正继电器闭合时，控制所述第一开关和所述第二开关闭合，并在第一采集点、第二采集点、第三采集点分别采集第一电压，第二电压、第三电压，根据所述第一电压，第二电压、第三电压判断所述主正继电器和所述预充继电器是否发生故障；

其中，所述第一采集点位于所述主正继电器的第一端与所述预充继电器的第一端的共节点处；

所述第二采集点位于所述主正继电器的第二端与所述预充电阻的第二端的共节点处；

所述第三采集点位于所述预充继电器的第二端。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是根据本实用新型一个实施例的带主正继电器的预充装置(去掉上盖)的俯视图；

图2是根据本实用新型一个实施例的带主正继电器的预充装置的结构示意图；

图3是根据本实用新型一个实施例的带主正继电器的预充装置的爆炸图；

图4是根据本实用新型一个实施例的预充电过程中的电气原理图；

图5是根据本实用新型一个实施例的带主正继电器的预充装置的电气原理图；

图6是根据本实用新型一个实施例的上盖的第一接触面的结构示意图；

图7是根据本实用新型又一个实施例的带主正继电器的预充装置的结构示意图；

图8是根据本实用新型又一个实施例的带主正继电器的预充装置的电气原理图。

附图标记：

外壳本体 1、第一卡接部 11、第一隔板 12、第二隔板 13、上盖 2、第二卡接部21、第一接触面 21、第二接触面 22、翅片 23、主正继电器 3、第一正引出端 31、第一负引出端 32、预充继电器 4、第二正引出端 41、第二负引出端 42、预充电阻 5、第一端子 51、第二端子 52、第一铜排 6、第二铜排 7、第三铜排 8、导热材料 9、控制器 10、第一开关K1、第一电阻 R1、电流传感器 A、第二开关 R2、第二电阻 K2、第一电压 U1、第二电压 U2、第三电压 U3。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

下面参考图1至图8来描述本实用新型实施例提出的一种带主正继电器的预充装置。

图1是根据本实用新型一个实施例的带主正继电器的预充装置(去掉上盖)的俯视图；如图1所示，本实用新型实施例提出了一种带主正继电器的预充装置，包括外壳本体1、上盖2、设置在所述外壳本体1内的主正继电器3，所述主正继电器3上设置有第一正引出端31和第一负引出端32，所述外壳本体1的顶部安装有上盖2，还包括设置在外壳本体1内的预充继电器4、预充电阻5、控制器10；

所述预充电阻5连接在所述主正继电器3和所述预充继电器4之间；

所述主正继电器3、预充电阻5、预充继电器4并排设置在所述外壳本体1内；

所述预充继电器4上设置有第二正引出端41和第二负引出端42；

所述预充电阻5上设置有第一端子51和第二端子52；

所述第一正引出端31通过第一铜排6与所述第一端子51连接；

所述第二端子52通过第二铜排7与所述第二正引出端41连接；

所述第一负引出端32通过第三铜排8与所述第二负引出端42连接；

所述控制器10用于，

在预充电时，控制预充继电器4闭合，主正继电器3断开；

在预充电结束后，控制预充继电器4断开，主正继电器3闭合。

示例的，主正继电器3可以是额定电流为250A的高压直流继电器，预充继电器4可以是额定电流为30A的高压直流继电器，预充电阻5的阻值为30Ω。根据本实用新型实施例提出的带主正继电器的预充装置，在主正继电器3上并联一个预充继电器4和预充电阻5，当外部负载开始工作时，准备预充电时，控制器10控制预充继电器4的触点先闭合，预充支路导通，预充电时产生的大电流通过预充电阻5削弱，在预充电结束后，控制器10断开预充继电器4，闭合主正继电器3，避免了大电流对主路继电器的冲击，减少对主正继电器3触点的烧蚀，大大提升主正继电器3的使用寿命，预充电阻5设置在主正继电器3和预充继电器4之间，且预充电阻5、主正继电器3、预充继电器4三者并排设置，方便三者之间的接线及安装，提高外壳本体1内的空间利用率，该带主正继电器的预充装置稳定性强，集成化程度高，能够降低生产成本，拆卸方便，容易维修。

带主正继电器的预充装置的工作原理：如图4-图5所示，电动汽车在预充电过程中，在冷态启动下，由于预充电容C上无电压或存在很微小的电压，当电路中无预充继电器4时，在由蓄电池和预充电容形成的闭合回路中，线路中的电阻仅仅是蓄电池的内阻和主继电器的接触电阻以及导线的电阻，这些电阻加起来一般低于20mΩ，按照电压差U_B-U_C＝326V计算，由欧姆定律计算出电路的瞬时电流为326/0.02＝16300A。在这样大的电流下主正继电器3和主负继电器的使用寿命大大降低，存在烧毁的安全隐患。

带主正继电器的预充装置，接入预充继电器4，控制器10首先控制预充继电器4闭合，使带有预充电阻5的支路先行导通，由于预充电阻5R的存在，由欧姆定律计算电路中电流为326/30＝10.9A，电路中流过的电流很小，且在预充继电器4的额定电流之内。在预充电的过程中，预充电容C上的电压U_C越来越高，当U_C的电压接近U_B时，控制器10控制主正继电器3闭合，断开预充继电器4，此时由于U_B-U_C很小，所以电路中电流很小，这样就很好地保护了主正继电器3，延长了主正继电器3的使用寿命，大大降低了被烧毁的风险。

图6是根据本实用新型一个实施例的上盖2的第一接触面21的结构示意图；如图6所示，根据本实用新型的一些实施例，所述第一铜排6、第二铜排7、第三铜排8与所述上盖2之间设有导热材料9。

在主正继电器3或者预充继电器4闭合时，构成连通的电路，在主正继电器3或者预充继电器4的触点处通过电流，会产生热量，会对触点产生烧蚀，导热材料9的设置，将热量进行传导，延长了主正继电器3或者预充继电器4的使用寿命，降低了成本，消除了因触点温度过高而带来的安全隐患。

根据本实用新型的一些实施例，所述导热材料9的一面与所述第一铜排6或所述第二铜排7或所述第三铜排8接触，所述导热材料9的另一面与所述上盖2接触，导热材料9的另一面与所述上盖2接触，将传导至导热材料9的热量传导至上盖2，通过上盖2将热量散发到空气中。

优选的，图7是根据本实用新型又一个实施例的带主正继电器的预充装置的结构示意图；如图7所示，所述上盖2包括第一接触面21和第二接触面22，所述第一接触面21与所述导热材料9面接触，所述第二接触面22上设有翅片23，大大提高了将传导至上盖2的热量散发到空气中的效率。

根据本实用新型的一些实施例，所述导热材料9固定在所述上盖2的第一接触面21上，安装导热材料9方便，易于更换导热材料9，方便维修。

根据本实用新型的一些实施例，所述热传导材料为导热橡胶。

图3是根据本实用新型一个实施例的带主正继电器的预充装置的爆炸图；如图3所示，根据本实用新型的一些实施例，所述外壳本体1上设有第一卡接部11，所述上盖2上设有第二卡接部21，所述第一卡接部11和所述第二卡接部21卡接配合。易于拆卸，方便维修，外壳本体1与上盖2的稳定性好，保护外壳本体1中落入杂物，避免短路，安全性高。

根据本实用新型的一些实施例，所述外壳本体1内部设有第一隔板12和第二隔板13，所述第一隔板12和所述第二隔板13形成一个腔体用于放置所述预充电阻5。有效的将预充电阻5与主正继电器3和预充继电器4隔开，将预充电阻5牢固安装，不易移位，提高电路连接的安全性。

根据本实用新型的一些实施例，所述上盖2设有能够使所述主正继电器3的第一正引出端31、第一负引出端32露出的通孔。

根据本实用新型的一些实施例，所述上盖2的材料是铝，导热性好，易于将热量散发的空气中。

图8是根据本实用新型又一个实施例的带主正继电器的预充装置的电气原理图；如图8所示，带主正继电器的预充装置还包括检测电路，用于检测所述带主正继电器的预充装置是否发生故障；

所述检测电路包括：

第一开关K1，所述第一开关K1的第一端与所述主正继电器3的第一端及所述预充继电器4的第一端连接；

第一电阻R1，所述第一电阻R1的第一端与所述第一开关K1的第二端连接；

电流传感器A，所述电流传感器A的第一端与所述第一电阻R1的第二端连接，所述电流传感器A的第二端与所述主正继电器3的第二端及所述预充电阻的第二端连接；

第二开关R2，所述第二开关R2的第一端与所述第一电阻R1的第二端连接；

第二电阻K2，所述第二电阻K2的第一端与所述第二开关R2的第二端连接，所述第二电阻K2的第二端与所述预充继电器4的第二端连接；

所述控制器10还用于：

主正继电器3断开时，控制所述第一开关K1闭合，根据所述电流传感器A采集的电流判断所述主正继电器3和所述预充继电器4是否发生故障；

主正继电器3闭合时，控制所述第一开关K1和所述第二开关R2闭合，并在第一采集点、第二采集点、第三采集点分别采集第一电压U1，第二电压U2、第三电压U3，根据所述第一电压U1，第二电压U2、第三电压U3判断所述主正继电器3和所述预充继电器4是否发生故障；

其中，所述第一采集点位于所述主正继电器3的第一端与所述预充继电器4的第一端的共节点处；

所述第二采集点位于所述主正继电器3的第二端与所述预充电阻的第二端的共节点处；

所述第三采集点位于所述预充继电器4的第二端。

上述技术方案的工作原理：当预充继电器4闭合，且主正继电器3断开时，电流传感器A采集的电流为0，则预充继电器4和主正继电器3中的至少一个发生故障；当预充继电器4断开，且主正继电器3断开时，电流传感器A采集的电流不为0，则预充继电器4和主正继电器3中的至少一个发生故障。进一步的，若U1＝U3，则预充继电器4发生故障，主正继电器3正常；若U1≠U3，U1＝U2，U3＝R2*U1/(R2+R),则预充继电器4和主正继电器3没有发生故障，否则的话，预充继电器4正常，主正继电器3发生故障。

上述技术方案的有益效果：通过带主正继电器的预充装置设置检测电路，可以及时发生带主正继电器的预充装置是否发生故障，及时进行维修，保证蓄电池的安全性，降低损失。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，仅仅是为了便于描述本实用新型和简化描述。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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的规定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种带主正继电器的预充装置，包括外壳本体、上盖、设置在所述外壳本体内的主正继电器，所述主正继电器上设置有第一正引出端和第一负引出端，所述外壳本体的顶部安装有所述上盖，其特征在于，还包括设置在外壳本体内的预充继电器、预充电阻、控制器；

所述预充电阻连接在所述主正继电器和所述预充继电器之间；

所述主正继电器、预充电阻、预充继电器并排设置在所述外壳本体内；

所述预充继电器上设置有第二正引出端和第二负引出端；

所述预充电阻上设置有第一端子和第二端子；

所述第一正引出端通过第一铜排与所述第一端子连接；

所述第二端子通过第二铜排与所述第二正引出端连接；

所述第一负引出端通过第三铜排与所述第二负引出端连接；

所述控制器用于，

在预充电时，控制预充继电器闭合，主正继电器断开；

在预充电结束后，控制预充继电器断开，主正继电器闭合。

2.如权利要求1所述的带主正继电器的预充装置，其特征在于，所述第一铜排、第二铜排、第三铜排与所述上盖之间设有导热材料。

3.如权利要求2所述的带主正继电器的预充装置，其特征在于，所述导热材料的一面与所述第一铜排或所述第二铜排或所述第三铜排接触，所述导热材料的另一面与所述上盖接触。

4.如权利要求2所述的带主正继电器的预充装置，其特征在于，所述上盖包括第一接触面和第二接触面，所述第一接触面与所述导热材料面接触，所述第二接触面上设有翅片。

5.如权利要求4所述的带主正继电器的预充装置，其特征在于，所述导热材料固定在所述上盖的第一接触面上。

6.如权利要求2所述的带主正继电器的预充装置，其特征在于，所述导热材料为导热橡胶。

7.如权利要求1所述的带主正继电器的预充装置，其特征在于，

所述外壳本体上设有第一卡接部，所述上盖上设有第二卡接部，所述第一卡接部和所述第二卡接部卡接配合。

8.如权利要求1所述的带主正继电器的预充装置，其特征在于，所述外壳本体内部设有第一隔板和第二隔板，所述第一隔板和所述第二隔板形成一个腔体用于放置所述预充电阻。

9.如权利要求1所述的带主正继电器的预充装置，其特征在于，所述上盖设有能够使所述主正继电器的第一正引出端、第一负引出端露出的通孔。

10.如权利要求1所述的带主正继电器的预充装置，其特征在于，还包括检测电路，用于检测所述带主正继电器的预充装置是否发生故障；

所述检测电路包括：

第一开关，所述第一开关的第一端与所述主正继电器的第一端及所述预充继电器的第一端连接；

第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述第一开关的第二端连接；

电流传感器，所述电流传感器的第一端与所述第一电阻的第二端连接，所述电流传感器的第二端与所述主正继电器的第二端及所述预充电阻的第二端连接；

第二开关，所述第二开关的第一端与所述第一电阻的第二端连接；

第二电阻，所述第二电阻的第一端与所述第二开关的第二端连接，所述第二电阻的第二端与所述预充继电器的第二端连接；

所述控制器还用于：

主正继电器断开时，控制所述第一开关闭合，根据所述电流传感器采集的电流判断所述主正继电器和所述预充继电器是否发生故障；

主正继电器闭合时，控制所述第一开关和所述第二开关闭合，并在第一采集点、第二采集点、第三采集点分别采集第一电压，第二电压、第三电压，根据所述第一电压，第二电压、第三电压判断所述主正继电器和所述预充继电器是否发生故障；

其中，所述第一采集点位于所述主正继电器的第一端与所述预充继电器的第一端的共节点处；

所述第二采集点位于所述主正继电器的第二端与所述预充电阻的第二端的共节点处；

所述第三采集点位于所述预充继电器的第二端。

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