接触器系统和用于稳定接触器系统的方法技术方案

本发明专利技术提供了接触器系统和用于稳定接触器系统的方法。该接触器系统包括：接触器(10)，其包括：电磁线圈(1)；第一端子(2)和第二端子(4)，其以由DC电源提供的第一电压操作电磁线圈(1)；以及至少附加端子(5)，其位于第一端子(2)和第二端子(4)之间，连接于DC电源，第一端子(2)和附加端子(5)以及附加端子(5)和第二端子(4)在由DC电源提供的第二电压或第三电压的条件下操作电磁线圈(1)，第二电压或第三电压等于或低于第一电压；以及测量装置(8)，其从第一端子(2)和第二端子(4)或者从第一端子(2)和附加端子(5)或者从附加端子(5)和第二端子(4)操作接触器(10)。

Contactor systems and methods for stabilizing contactor systems

【技术实现步骤摘要】
接触器系统和用于稳定接触器系统的方法
本专利技术涉及用于波动的连续(DC)电源的接触器系统，该接触器系统增强接触器的连接稳定性。本专利技术特别适用于电动车辆的电池接线盒。
技术介绍
为了保护例如在电池接线盒的环境中的电池，典型的解决方案是使用机电接触器来连接和断开高压电缆(HV电缆)。使用两个单极接触器，一个在正高压(HV)电缆中操作而另一个在负高压(HV)电缆中操作。使用车辆的低压(LV)电池(通常额定为12V)，在低电压的条件下驱动接触器。已知的接触器包括：具有绕组的电磁线圈；第一端子和第二端子或绕组的电连接件，其位于电磁线圈中并且连接于DC电源。第一端子和第二端子与电源建立连接，使得电磁线圈在由电源提供的电压的条件下操作。接触器还包括开关，该开关被配置为在电磁线圈被所施加电压激励时由电磁线圈操作。当电压被施加到电磁线圈时，开关闭合并且只要有电压被施加到电磁线圈，它就会保持闭合，当没有施加电压时，开关将断开。来自低压电池(LV电池)的驱动电压可能是波动的电压，不是完全稳定的，并且可以具有过电压和欠电压，在某些情况下，过电压和欠电压会造成接触器的故障。根据再现低电压电源的可能异常条件的一些标准，测试使用这些已知接触器的元件，从而在不同的电压分布下应用许多测试案例。一些示例表明，低电压可例如在19ms内从12V降至3.2V。结果，如果接触器在正常操作下工作，则接触器遭受电磁线圈中的欠电压并且接触器可突然将开关从“闭合”变为“打开”。该事件可造成高电压电池断开，从而使电动车处于不受控制的状态。接触器通常被设计成在12V(加上/减去一定的容差)的低电压下工作，但是不能如此宽以在严重的波动条件下工作。例如，接触器线圈的典型电压范围是12V，这取决于供应商：Vmin＝9VVmin＝14V。为了避免这种问题，已知的解决方案是提供一种DC/DC转换器，该DC/DC转换器将宽范围的低电压(例如，3V至26V)转换成12V的稳定电压，以便接触器线圈进行操作。然而，由于DC/DC转换器通过高频切换来实现并且系统永久性工作，因此该解决方案成本高，在PCB中占据更多表面并产生大量噪声(EMC)。
技术实现思路
为了克服以上提到的缺点，提供了一种本专利技术的接触器系统对象，该接触器系统包括以下部分：所述接触器还包括至少附加端子，所述附加端子在所述电磁线圈的纵轴上位于所述第一端子和所述第二端子之间并且被配置为连接于所述DC电源，所述第一端子和所述附加端子以及所述附加端子和所述第二端子被配置为在由所述DC电源提供的第二电压或第三电压的条件下操作所述电磁线圈，所述第二电压和所述第三电压等于或低于由所述DC电源提供的以便从所述第一端子和所述第二端子操作所述接触器的电压；以及测量装置，所述测量装置被配置为测量由所述DC电源提供的电压并且被配置为根据测得的所述电压从所述第一端子和第二端子或者从所述第一端子和所述附加端子或者从所述附加端子和所述第二端子操作所述接触器。因此，要求保护的接触器系统被设计成具有接触器，该接触器包括至少附加端子，该附加端子位于绕组中的附加接触点处，以便在较低电压(例如，第一端子的一半电压)的条件下操作。利用该系统，可使用位于线圈中的高接触点处的端子和位于较低接触点处的端子或者位于附加接触点处的端子和位于较低接触点处的端子或甚至位于高接触点处的端子和位于附加接触点处的端子执行的连接来操作接触件。例如，当附加端子位于电磁线圈的纵轴上的第一端子和第二端子之间的中点(例如，第一端子和第二端子之间的12V、附加端子和第二端子之间的6V以及第一端子和附加端子之间的6V)处时，所有这些连接都可在接触器操作中产生相同的结果。电磁线圈的绕组中的附加接触点可位于电磁线圈的纵轴上的若干位置处。例如，它可位于第一端子的接触点与第二端子的接触点之间的中点处或位于所述距离的3/4处，或者位于已知接触点之间的不同位置处，只要在接触器操作中得到了相同的结果。在接触器操作中实现了所述相同结果，因为接触器能够根据电磁线圈的长度、理解了电磁线圈的长度、第一端子的接触点和第二端子的接触点之间的绕组中的距离而在电池或电源提供的较低张力下执行其职责。例如，对于绕组中的中点处施加的参考电压的一半，线圈中的电流强度将是相同的，因为根据欧姆定律V＝R*I并且考虑到R与导体长度成比例，电流强度因此将与在第一端子处施加参考电压相同。如先前所述的，附加端子可位于第一端子和第二端子之间的在电磁线圈的纵轴上距离的一半处，或者电磁线圈的纵轴上的不同距离处，即，在相对于第一端子和第二端子的不对称位置处。附加端子的不对称位置具有以下优点：因为第一端子和附加端子之间以及附加端子和第二端子之间存在两个不同的可能差异，所以实现了各种操作电压。考虑到如先前所述的在第一端子和第二端子之间提供12V，在附加端子和第二端子之间提供6V并且在第一端子和附加端子之间提供6V的情况下，根据用于连接的两个端子和为每个端子设置的容差，使用不同的电压比率，应该一直存在一定重叠。例如，使用第一端子和第二端子或附加端子和第二端子，并且在该范围内，可使用第一连接(即，第一端子和第二端子)或第二连接(即，附加端子和第二端子)使接触器在电源提供的8V至9V的范围内操作。因此，在不同长度的绕组中操作的至少一个附加端子允许以非常宽范围的低电压驱动接触器。要求保护的接触器比在类似应用中经常使用的现有技术中已知的DC/DC转换器更简单。另外，只有当电压降小于例如8.5V(不频繁)时，接触器可利用附加端子操作。在已知的具有与涉及第一端子和第二端子的电源连接的接触器中，在开始时，接触器断开并且电压被施加到电磁线圈，但是开关仍然没有移动至闭合状态。这被称为拾取(pick-up)状态。在这种状态下，必须向电磁线圈施加更大的力，这只是为了能够闭合开关，即，移动磁轭。然后，电压仍然被施加到电磁线圈，但是开关已经移动到闭合状态。这被称为保持(hold)状态。在这种状态下，保持接触器闭合所必需的力远低于拾取状态。为此目的，在许多应用中，脉冲宽度调制(PWM)系统在已知转换器中实现，这只是为了降低功耗。与上述现象相关，要求保护的接触器的其他优点是，由于其配置，它可如下进行操作：拾取状态即使在由电源提供的电压等于第一端子和第二端子施加的电压的情况下，电压也被施加到附加端子和第二端子。这样产生了施加到接触器的较强力，该较强力有助于开关闭合。这意味着，例如，可利用附加端子和第二端子施加12V的电压，只要所述附加端子位于线圈中的适当接触点，例如，总长度的3/4。保持状态在很多毫秒(即，300ms)之后，利用第一端子和第二端子施加电压，以降低功率消耗和接触器用于保持开关闭合的力。因此，本专利技术的接触器的其他优点是，为了改变状态，不需要接触器有更强大的线圈，因为暂时迫使接触器利用附加端子施加第一端子的电压，并且当接触在其稳定状态下可用时，被允许从第一端子进行正常输入。另外，本专利技术的目的是一种用于稳定由波动的DC电源供电的接触器系统的方法，该方法包括以下步骤：设置接触器，其包括：具有绕组的电磁线圈；以及第一端子和第二端子，其位于所述电磁线圈中并且被配置为连接于所述DC电源，所述第一端子和第二端子被配置为在由所述DC电源提供的第一电压的条件下操作所述电磁线圈本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于波动的DC电源的接触器系统，该接触器系统包括接触器(10)，该接触器(10)包括：—具有绕组的电磁线圈(1)；以及—第一端子(2)和第二端子(4)，所述第一端子(2)和所述第二端子(4)位于所述电磁线圈(1)中并且被配置为连接于所述DC电源，所述第一端子(2)和所述第二端子(4)被配置为在由所述DC电源提供的第一电压的条件下操作所述电磁线圈(1)，其特征在于，所述接触器系统包括：—所述接触器(10)还包括至少附加端子(5)，所述附加端子(5)在所述电磁线圈(1)的纵轴上位于所述第一端子(2)和所述第二端子(4)之间并且被配置为连接于所述DC电源，所述第一端子(2)和所述附加端子(5)以及所述附加端子(5)和所述第二端子(4)被配置为在由所述DC电源提供的第二电压或第三电压的条件下操作所述电磁线圈(1)，所述第二电压和所述第三电压等于或低于所述第一电压；以及—测量装置(8)，所述测量装置(8)被配置为测量由所述DC电源提供的电压并且被配置为根据测得的所述电压从所述第一端子(2)和所述第二端子(4)或者从所述第一端子(2)和所述附加端子(5)或者从所述附加端子(5)和所述第二端子(4)操作所述接触器(10)。...

【技术特征摘要】
2018.02.08 EP 18382068.71.一种用于波动的DC电源的接触器系统，该接触器系统包括接触器(10)，该接触器(10)包括：—具有绕组的电磁线圈(1)；以及—第一端子(2)和第二端子(4)，所述第一端子(2)和所述第二端子(4)位于所述电磁线圈(1)中并且被配置为连接于所述DC电源，所述第一端子(2)和所述第二端子(4)被配置为在由所述DC电源提供的第一电压的条件下操作所述电磁线圈(1)，其特征在于，所述接触器系统包括：—所述接触器(10)还包括至少附加端子(5)，所述附加端子(5)在所述电磁线圈(1)的纵轴上位于所述第一端子(2)和所述第二端子(4)之间并且被配置为连接于所述DC电源，所述第一端子(2)和所述附加端子(5)以及所述附加端子(5)和所述第二端子(4)被配置为在由所述DC电源提供的第二电压或第三电压的条件下操作所述电磁线圈(1)，所述第二电压和所述第三电压等于或低于所述第一电压；以及—测量装置(8)，所述测量装置(8)被配置为测量由所述DC电源提供的电压并且被配置为根据测得的所述电压从所述第一端子(2)和所述第二端子(4)或者从所述第一端子(2)和所述附加端子(5)或者从所述附加端子(5)和所述第二端子(4)操作所述接触器(10)。2.根据权利要求1所述的接触器系统，其中，所述接触器系统包括开关(7)，所述开关(7)被配置为位于所述测量装置(8)和所述接触器(10)之间并且能在所述第一端子(2)和所述附加端子(5)之间移动，以便从所述第一端子(2)和所述第二端子(4)或者从所述附加端子(5)和所述第二端子(4)操作所述电磁线圈(1)。3.根据权利要求1所述的接触器系统，其中，所述接触器系统包括开关(7)，所述开关(7)被配置为位于所述测量装置(8)和所述接触器(10)之间并且能在所述附加端子(5)和所述第二端子(4)之间移动，以便从所述第一端子(2)和所述附加端子(5)或者从所述第一端子(2)和所述第二端子(4)操作所述电磁线圈(1)。4.根据权利要求2所述的接触器系统，其中，所述开关(7)能在所述第一端子(2)和所述附加端子(5)之间移动，并且所述接触器系统还包括第二开关(7')，所述第二开关(7')被配置为位于所述测量装置(8)和所述接触器(10)之间并且能在所述附加端子(5)和所述第二端子(4)之间移动，以便操作所述电磁线圈(1)。5.根据前述权利要求中任一项所述的接触器系统，其中，所述接触器(10)还包括第二附加端子(9)，所述第二附加端子(9)在所述电磁线圈(1)的纵轴上位于所述第一端子(2)和所述第二端子(4)之间并且被配置为连接于所述DC电源，所述第一端子(2)和所述第二附加端子(9)、所述第二附加端子(9)和所述第二端子(4)以及所述附加端子(5)和所述第二附加端子(9)被配置为在由所述DC电源提供的附加电压的条件下操作所述电磁线圈(1)，所述附加电压等于或低于所述第一电压。6.根据权利要求5所述的接触器系统，其中，所述开关(7)能在所述第一端子(2)、所述附加端子(5)和所述第二附加端子(9)之间移动，以便从所述第一端子(2)和所述第二端子(4)、从所述附加端子(5)和所述第二端子(4)或者从所述第二附加端子(9)和所述第二端子(4)操作所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·S·马西普，
申请(专利权)人：法可特里亚股份有限公司，
类型：发明
国别省市：西班牙,ES