CN214588642U - 一种智能熔断继电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种智能熔断继电器，包括壳体，壳体内部设有通电回路和断电回路，通电回路和断电回路独立设置并通过支点连接。本实用新型通过将继电器和熔断器集成为智能熔断继电器，使得继电器具备熔断的功能，节省了成本和安装空间，同时不需考虑两者之间的配合设计。通过BMS对电池高压回路进行断开和闭合，起到主动保护高压系统的作用，可对高压系统起到全电流范围保护。且智能熔断继电器可进行重复保护，反复使用。

Description

一种智能熔断继电器

技术领域

本实用新型涉及电器控制技术领域，特别涉及一种智能熔断继电器。

背景技术

继电器是种开关元件，在工业自动化控制等的拓展应用有着极其广泛的领域，是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。

现有电池系统中高压回路(工作回路)一般设置有继电器，而为了电路安全还设置了熔断器，但继电器与熔断器为独立分开器件，并需做熔断器与继电器的匹配设计。且熔断器类型为被动式熔断器，存在以下问题：

(1)无法对高压回路实现过流主动保护；

(2)只能起到部分电流范围保护；

(3)只能对高压系统保护一次，熔断后需要更换，增加售后维修成本；

(4)被动式熔断器随使用时间增加过流性能会随之下降；

(5)被动式熔断器需要考虑与继电器的选型配合设计；

(6)继电器与熔断器独立器件成本高；继电器与熔断器独立器件安装更占空间；继电器与熔断器独立器件外部连接铜排更多。

发明内容

针对现有技术中电池高压回路中继电器和熔断器独立分开设计的问题，本实用新型提出一种智能熔断继电器，通过BMS的控制功能对智能熔断继电器里的2个线圈进行控制，通过线圈产生的磁力使触点进行动作，从而起到闭合和断开电池高压回路的功能。

为了实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

一种智能熔断继电器，包括壳体，所述壳体内部设有通电回路和断电回路，通电回路和断电回路独立设置并通过支点(导线)电连接，通电回路和断电回路分别实现继电器工作回路中触点的接通和断开。

优选的，所述通电回路包括第一弹簧K1、第一连接杆P1、第一触点1、第一磁片M1、第一导电杆T1以及第一电磁装置；第一弹簧K1的一端固定在壳体底部，第一弹簧K1的另一端通过第一连接杆P1与第一导电杆T1连接，第一导电杆T1的一端固定在支点上，第一导电杆T1的另一端通过第一触点1与电压输入端连接；第一连接杆P1上设置有第一升降杆P11，第一磁片M1设置在壳体上，且第一升降杆P11远离第一连接杆P1的一端位于第一磁片M1的上方；第一电磁装置，用于产生磁场使第一磁片M1转动进而与第一升降杆P11接触，带动第一连接杆P1和第一导电杆T1转动，从而使得第一触点1闭合。

优选的，所述断电回路包括第二弹簧K2、第二连接杆P2、第二触点2、第二磁片M2、第二导电杆T2以及第二电磁装置；第二弹簧K2的一端固定在壳体底部，第二弹簧K2的另一端通过第二连接杆P2与第二导电杆T2连接，第二导电杆T2的一端固定在支点上，第二导电杆T2的另一端通过第二触点2与电压输出端连接；第二连接杆P2上设置有第二升降杆P21，第二磁片M2设置在壳体上，且第二升降杆P21远离第二连接杆P2的一端位于第二磁片M2的上方；第二电磁装置，用于产生磁场使第二磁片M2转动进而与第二升降杆P21接触，带动第二连接杆P2和第二导电杆T2转动，从而使得第二触点2断开。

优选的，所述第一升降杆P11与第一连接杆P1互相垂直，第一升降杆P11 远离第一连接杆P1的一端与第一磁片M1的距离为3mm。

优选的，在第一磁片M1下方设置有第一支撑板N1，第一支撑板N1固定在壳体上。

优选的，所述第二升降杆P21与第二连接杆P2互相垂直，且第二升降杆P21 远离第二连接杆P2的一端与第二磁片M2的距离为3mm。

优选的，在第二磁片M2下方设置有第二支撑板N2，第二支撑板N2固定在壳体上。

优选的，在电压输入端和通电回路之间还设置有分流器。

优选的，壳体内部还设置有控制器，控制器用于检测通电回路和断电回路中的电流及触点内阻。

优选的，所述通电回路和断电回路中还设置有磁铁，所述磁铁用于将触点产生的电弧拉长。

综上所述，由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：

本实用新型通过将继电器和熔断器集成为智能熔断继电器，使得继电器具备熔断的功能，节省了成本和安装空间，同时不需考虑两者之间的配合设计。通过BMS对电池高压回路进行断开和闭合，起到主动保护高压系统的作用，可对高压系统起到全电流范围保护。且智能熔断继电器可进行重复保护，反复使用。

附图说明：

图1为根据本实用新型示例性实施例1的一种智能熔断继电器示意图。

图2为根据本实用新型示例性实施例2的一种智能熔断继电器示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本实用新型内容所实现的技术均属于本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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，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。

实施例1

如图1所示，本实用新型提供一种智能熔断继电器，包括壳体，壳体内部设有通电回路和断电回路，通电回路和断电回路独立设置并通过支点进行软连接。

本实施例中，通电回路包括弹簧K1、连接杆P1、触点1(包括触点11和触点12)、第一导电杆T1(可采用铜排)、第一电磁装置。弹簧K1的一端固定在壳体底部，弹簧K1的另一端通过连接杆P1与第一导电杆T1固定连接，第一导电杆T1的一端固定在支点上，第一导电杆T1的另一端设置有触点11，电压输入端U_入通过铜排与第一导电杆T1活动连接，铜排上设置有触点12；连接杆 P1上固定设置升降杆P11，升降杆P11与连接杆P1互相垂直，以便升降杆P11更好地带动连接杆P1升降。磁片M1固定设置在壳体上，且升降杆P11远离连接杆P1的一端位于磁片M1的上方(例如相距3mm)。第一电磁装置包括第一线圈L1和BMS，当通入12V电压后产生磁场使磁片M1转动，与升降杆P11接触进而带动连接杆P1运动，从而使得触点12和触点11闭合。在磁片M1下方还设置有支撑板N1，支撑板N1固定在壳体上，以便磁片M1静止状态下放置。连接杆P1、升降杆P11和支撑板N1均采用不导电材料制成，避免漏电。

本实施例中，断电回路包括弹簧K2、连接杆P2、触点2(包括触点21和触点22)、第二导电杆T2(可采用铜排)、第二电磁装置。弹簧K2的一端固定在壳体底部，弹簧K2的另一端通过连接杆P2与第二导电杆T2固定连接，第二导电杆T2的一端固定在支点上，第二导电杆T2的另一端设置有触点21，电压输出端U_出通过铜排与第二导电杆T2活动连接，铜排上设置有触点22；连接杆 P2上固定设置升降杆P21，升降杆P21与连接杆P2互相垂直，以便升降杆P21更好地带动连接杆P2升降。磁片M2固定设置在壳体上，且升降杆P21远离连接杆P2的一端位于磁片M2的上方(例如相距3mm)。第二电磁装置包括第二线圈L2和BMS，当通入12V电压后产生磁场使磁片M2转动，与升降杆P21接触进而带动连接杆P2运动，从而使得触点22和触点21断开。在磁片M2下方还设置有支撑板N2，支撑板N2固定在壳体上，以便磁片M2静止状态下放置。连接杆P2、升降杆P21和支撑板N2均采用不导电材料制成，避免漏电。

本实施例中，第一导电杆T1和第二导电杆T2在支点处通过导线进行软连接，从而使得第一导电杆T1和第二导电杆T2能分别转动，即第一导电杆T1的转动不会对第二导电杆T2的转动造成影响。

本实用新型的工作原理为：

静置状态下，弹簧1本身向下拉力使连接杆P1带动第一导电杆T1往下拉，触点11和触点12处于断开状态(触点11和触点12之间距离为2mm左右)；弹簧2本身向下拉力使连接杆P2带动第二导电杆T2往下拉，触点21和触点22 处于闭合状态(触点21和触点22之间距离为2mm左右)。

当电池高压回路需要闭合时，第一电磁装置中输入12V的电压使线圈L1通电，产生磁力使磁片M1转动，与升降杆P11接触进而带动连接杆P1运动，从而带动第一导电杆T1运动，使得触点12和触点11闭合，即电池高压回路闭合。当电池高压回路需要断开时，第一电磁装置中断开12V电压使线圈L1断电使得磁力消失，磁片M1与升降杆P11分开，弹簧K1本身向下拉力使连接杆P1带动第一导电杆 T1往下拉，使触点11和触点12分离，触点1断开，即电池高压回路断开。

当电池高压回路出现过流、短路情况时，BMS检测到大电流，第二电磁装置中BMS通过输入12V的电压使线圈L2通电，产生磁场使磁片M2转动，与升降杆P21 接触进而带动连接杆P2运动，从而带动第二导电杆T2运动，使得触点22和触点 21断开，即高压回路断开。高压低压系统断电重启后，第二电磁装置中BMS断开 12V电压使线圈L2断电使得磁力消失，磁片M2与升降杆P21分开，弹簧K2本身向下拉力使连接杆P2带动第二导电杆T2往下拉，使触点21和触点22闭合，触点2闭合。

本实施例中，分别在靠近触点1和触点2的壳体上固定设置有磁铁，磁铁分别将触点1和触点2产生的电弧(带载断开触点会产生电弧)拉长，并将壳体内部抽真空，提升灭弧性能。

本实用新型可通过BMS进行控制高压回路断开和闭合，并能主动保护高压系统。可对高压系统起到全电流范围保护。可重复保护，反复使用。继电器与熔断器集成后成本更低。继电器与熔断器集成后安装空间更小。继电器与熔断器集成后系统铜排更少，节约成本。不需考虑与继电器的配合设计。

实施例2

如图2所示，其它元器件与实施例1相同。还包括设置在壳体内部的分流器，从而节省了安装空间。

本实施例中，还包括设置在壳体内部的控制器，用于检测电池高压回路电流及触点内阻。当继电器出现带载切断时，控制器检测带载切断的电流并进行计算后记录，继电器带载切断寿命以20A作为基准电流，控制器记录每次带载切断的电流等效为20A带载切断的次数，并进行累加计算记录存储，同时检测触点内阻综合计算继电器的剩余寿命，并通过CAN通讯向BMS发送剩余寿命数值，当检测继电器剩余寿命达到设定值后通过CAN通讯向BMS发出报警信号。本实用新型对继电器的剩余寿命可进行评估，对继电器的使用寿命提前预警。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。

Claims (10)

1.一种智能熔断继电器，包括壳体，其特征在于，所述壳体内部设有通电回路和断电回路，通电回路和断电回路独立设置并通过导线电连接，通电回路和断电回路分别实现继电器工作回路中触点的接通和断开。

2.如权利要求1所述的一种智能熔断继电器，其特征在于，所述通电回路包括第一弹簧(K1)、第一连接杆(P1)、第一触点(1)、第一磁片(M1)、第一导电杆(T1)以及第一电磁装置；第一弹簧(K1)的一端固定在壳体底部，第一弹簧(K1)的另一端通过第一连接杆(P1)与第一导电杆(T1)连接，第一导电杆(T1)的一端固定在支点上，第一导电杆(T1)的另一端通过第一触点(1)与电压输入端连接；第一连接杆(P1)上设置有第一升降杆(P11)，第一磁片(M1)设置在壳体上，且第一升降杆(P11)远离第一连接杆(P1)的一端位于第一磁片(M1)的上方；第一电磁装置，用于产生磁场使第一磁片(M1)转动进而与第一升降杆(P11)接触，带动第一连接杆(P1)和第一导电杆(T1)转动，从而使得第一触点(1)闭合。

3.如权利要求1所述的一种智能熔断继电器，其特征在于，所述断电回路包括第二弹簧(K2)、第二连接杆(P2)、第二触点(2)、第二磁片(M2)、第二导电杆(T2)以及第二电磁装置；第二弹簧(K2)的一端固定在壳体底部，第二弹簧(K2)的另一端通过第二连接杆(P2)与第二导电杆(T2)连接，第二导电杆(T2)的一端固定在支点上，第二导电杆(T2)的另一端通过第二触点(2)与电压输出端连接；第二连接杆(P2)上设置有第二升降杆(P21)，第二磁片(M2)设置在壳体上，且第二升降杆(P21)远离第二连接杆(P2)的一端位于第二磁片(M2)的上方；第二电磁装置，用于产生磁场使第二磁片(M2)转动进而与第二升降杆(P21)接触，带动第二连接杆(P2)和第二导电杆(T2)转动，从而使得第二触点(2)断开。

4.如权利要求2所述的一种智能熔断继电器，其特征在于，所述第一升降杆(P11)与第一连接杆(P1)互相垂直，第一升降杆(P11)远离第一连接杆(P1)的一端与第一磁片(M1)的距离为3mm。

5.如权利要求2所述的一种智能熔断继电器，其特征在于，在第一磁片(M1)下方设置有第一支撑板(N1)，第一支撑板(N1)固定在壳体上。

6.如权利要求3所述的一种智能熔断继电器，其特征在于，所述第二升降杆(P21)与第二连接杆(P2)互相垂直，且第二升降杆(P21)远离第二连接杆(P2)的一端与第二磁片(M2)的距离为3mm。

7.如权利要求3所述的一种智能熔断继电器，其特征在于，在第二磁片(M2)下方设置有第二支撑板(N2)，第二支撑板(N2)固定在壳体上。

8.如权利要求1所述的一种智能熔断继电器，其特征在于，在电压输入端和通电回路之间还设置有分流器。

9.如权利要求1所述的一种智能熔断继电器，其特征在于，壳体内部还设置有控制器，控制器用于检测通电回路和断电回路中的电流及触点内阻。

10.如权利要求1所述的一种智能熔断继电器，其特征在于，所述通电回路和断电回路中还设置有磁铁，所述磁铁用于将触点产生的电弧拉长。

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