[发明专利]抗容性负载大电流冲击型直流继电器

说明书

本发明公开了一种抗容性负载大电流冲击型直流继电器，包括具有主触点和触点吸合线圈的主继电器，还包括预充控制组件，所述的预充控制组件包括智能控制模块、功率开关组件和限流器件，所述的功率开关组件包括第二继电器、第一功率开关管和隔离驱动模块，第二继电器线圈与智能控制模块相电连接，第一功率开关管通过隔离驱动模块与智能控制模块相电连接，功率开关组件与限流器件串联后一起与主继电器的主触点两端相并联电连接。结构简单，可使主体继电器在接近电流电压过零点处通断，有效避免容性负载瞬间大电流冲击，提高直流继电器使用稳定可靠性及使用寿命，降低对电路造成危害，提高电路整体使用安全可靠性。

技术领域

本发明涉及一种继电器，尤其是涉及一种使用在动力电池上的高压直流继电器。

背景技术

动力电池是纯电动车主要的能量供给系统，一般采用单位组合方式构成高压电池组（或称为HV动力电池）为电动车提供动力驱动。电动汽车的电池系统和逆变器之间通常配置直流接触器，用来当系统停止运行后起隔离作用，系统运行时起连接作用，当车辆关闭或发生故障时，能安全的将储能系统从车辆电气系统中分离，起到分断电路的作用。

然而由于高压变频驱动的功率器件工作在变频开关状态，对电源电路干扰很大，为了平抑电压波动和稳定功率输出，在控制器内并联了很大容量的电容矩阵，这种高压大容量的电容矩阵就容易给直流继电器的闭合瞬间带来极大的危害。

而新能源汽车用高压直流继电器不仅要具备耐受较高的电压和承载足够电流的基本功能，还要能抵抗闭合瞬间电容性负载产生巨大电流的冲击，而这冲击电流通常是负载额定电流的数倍至数十倍等，使用常规的继电器都无法承受这一瞬间电流的冲击，而这种冲击电流带来的危害就是极易导致继电器触点粘联，继电器触点分离失效，最终导致电源切断失控，危害极大。例如现有容性负载典型电路（见图5），如电源电压为100V，通常容性负载C等效电阻为0.1Ω，则继电器闭合瞬间的冲击电流可达到A=100V/0.1Ω=1000A，电流太大，瞬间大电流冲击，继电器的寿命大大降低。

虽然也有在新能源电动车用主电源控制继电器都是加装外部辅助电容予充继电器+予充电阻的方式来防范主继电器抗击闭合瞬间的大电流冲击，然而采用电路复杂，体积大，同时也需要有专门的控制程序控制辅助予充继电器与主继电器的开关顺序（比如整车控制器VCU）,增加了成本，应用及维护也不便利。

发明内容

本发明为解决现有新能源汽车用高压直流继电器存在容易受瞬间巨大电流冲击而导致触点粘联，继电器触点分离失效，最终导致电源切断失控等危害，而对此危害常规所采用的防范电路也存在着电路复杂，整体体积大，控制复杂，整体成本高，应用及维护不便等现状而提供的一种结构简单，可使主体继电器在接近电流电压过零点处通断，有效避免容性负载瞬间大电流冲击，提高直流继电器使用稳定可靠性及使用寿命，降低对电路造成危害，提高电路整体使用安全可靠性的抗容性负载大电流冲击型直流继电器。

本发明为解决上述技术问题所采用的具体技术方案为：一种抗容性负载大电流冲击型直流继电器，包括具有主触点和触点吸合线圈的主继电器，其特征在于：还包括预充控制组件，所述的预充控制组件包括智能控制模块、功率开关组件和限流器件，所述的功率开关组件包括第二继电器、第一功率开关管和隔离驱动模块，第二继电器线圈与智能控制模块相电连接，第一功率开关管通过隔离驱动模块与智能控制模块相电连接，功率开关组件与限流器件串联后一起与主继电器的主触点两端相并联电连接；继电器使用时，智能控制模块控制第二继电器线圈先得电至第二继电器常开触点闭合后，智能控制模块驱动第一功率开关管导通对电容器充电，充电至电容器两端电压与电源电压相等或相当，主继电器触点间电压降为零或接近为零时，智能控制模块再控制主继电器触点闭合，再关闭第一功率开关管后再断开第二继电器。结构简单，可使主体继电器在接近电流电压过零点处通断，有效避免容性负载瞬间大电流冲击，提高直流继电器使用稳定可靠性及使用寿命，降低对电路造成危害，提高电路整体使用安全可靠性。