[發(fā)明專利]一種直流組合開關(guān)電器及工作方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201810015469.0 | 申請日: | 2018-01-08 |
| 公開(公告)號: | CN108270198A | 公開(公告)日: | 2018-07-10 |
| 發(fā)明(設(shè)計(jì))人: | 劉志遠(yuǎn);耿英三;王建華;黃鑫健;劉衍彬;楊騉 | 申請(專利權(quán))人: | 西安交通大學(xué) |
| 主分類號: | H02H3/087 | 分類號: | H02H3/087;B60L3/00 |
| 代理公司: | 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215 | 代理人: | 何會俠 |
| 地址: | 710049 陜*** | 國省代碼: | 陜西;61 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 主回路 開斷 電力電子器件 電流檢測控制 支路 機(jī)械開關(guān) 開關(guān)電器 直流熔斷器 故障電流 直流組合 直流供電系統(tǒng) 并聯(lián)支路 操動機(jī)構(gòu) 電動汽車 電流信號 短路電流 過載電流 回路負(fù)載 控制回路 控制信號 驅(qū)動電路 實(shí)時(shí)檢測 并聯(lián) 分合 串聯(lián) | ||
本發(fā)明公開了一種直流組合開關(guān)電器及工作方法,其主回路由兩條并聯(lián)的支路組成,第一支路由電力電子器件和直流熔斷器串聯(lián)組成,第二支路由直流機(jī)械開關(guān)單獨(dú)組成,兩條并聯(lián)支路分別與主回路中的DC電源和負(fù)載相連接;還包括由電流檢測控制模塊、電力電子器件驅(qū)動電路和直流機(jī)械開關(guān)操動機(jī)構(gòu)組成的控制回路;電流檢測控制模塊實(shí)時(shí)檢測主回路中電流的狀態(tài),通過邏輯電路處理電流信號后,發(fā)出控制信號。本發(fā)明的核心在于通過電流檢測控制模塊,按照設(shè)計(jì)的分合邏輯,實(shí)現(xiàn)直流機(jī)械開關(guān)分合主回路負(fù)載電流,電力電子器件開斷主回路過載電流,直流熔斷器開斷主回路短路電流。充分發(fā)揮各類開關(guān)電器在開斷各自對應(yīng)故障電流的優(yōu)勢,解決現(xiàn)有電動汽車等直流供電系統(tǒng)中故障電流難以可靠快速開斷的問題。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及直流開關(guān)電器技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種直流組合開關(guān)電器及工作方法。
背景技術(shù)
隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,電動汽車的廣闊前景得以體現(xiàn)。直流熔斷器作為電動汽車供電系統(tǒng)的重要保護(hù),在保障電動汽車安全運(yùn)行方面起著重要作用。然而電動汽車在啟動、制動或者其他駕駛操作中產(chǎn)生的沖擊電流將會導(dǎo)致熔斷器的誤動作,致使電動汽車無法安全工作;若更換為大容量的熔斷器,則會導(dǎo)致短路電流的開斷時(shí)間增長,增大故障駕駛時(shí)的危險(xiǎn)幾率。并且直流熔斷器的過載開斷性能較差,無法及時(shí)可靠開斷過載電流。故急需一種新型開關(guān)電器解決電動汽車供電電路故障電流可靠開斷問題。
電動汽車的電池管理系統(tǒng)中已包含直流機(jī)械開關(guān)和直流熔斷器,可考慮在已有開關(guān)的基礎(chǔ)上進(jìn)行組合添加,實(shí)現(xiàn)電動汽車供電電路各類電流的導(dǎo)通和關(guān)斷。
電力電子器件GTO等全控器件具備耐壓高、電流容量大和耐浪涌能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),且具備自關(guān)斷能力,只需提供足夠幅度、寬度的門極關(guān)斷脈沖信號,就可以保證可靠關(guān)斷。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題,本發(fā)明的目的在于提供一種直流組合開關(guān)電器及工作方法,可以可靠導(dǎo)通和關(guān)斷電動汽車供電系統(tǒng)中各類電流可實(shí)現(xiàn)電路中各種類型電流的分合,解決現(xiàn)有電動汽車供電系統(tǒng)故障電流難以快速可靠分?jǐn)嗟碾y題。
本發(fā)明通過以下技術(shù)手段解決上述問題:
一種直流組合開關(guān)電器,所述直流組合開關(guān)電器的主回路由兩條并聯(lián)的支路即第一支路Ⅰ和第二支路Ⅱ組成,第一支路Ⅰ由電力電子器件12和直流熔斷器13串聯(lián)組成,第二支路Ⅱ由直流機(jī)械開關(guān)15單獨(dú)組成,兩條并聯(lián)支路臨近電力電子器件12的一端連接進(jìn)線11,另一端連接出線14,進(jìn)線11和出線14分別與主回路中的DC電源和負(fù)載相連接;還包括由電流檢測控制模塊18、電力電子器件驅(qū)動電路16和直流機(jī)械開關(guān)操動機(jī)構(gòu)17組成的控制回路,直流機(jī)械開關(guān)操動機(jī)構(gòu)17一端與電流檢測控制模塊18的控制信號輸出端口相連接,另一端與直流機(jī)械開關(guān)15機(jī)械連接,電力電子器件驅(qū)動電路16一端與電流檢測控制模塊18的控制信號輸出端口相連接,另一端與電力電子器件12的控制極相連接;
所述直流機(jī)械開關(guān)15和直流機(jī)械開關(guān)操動機(jī)構(gòu)17組成直流機(jī)械開關(guān)部分;
所述電力電子器件12和電力電子器件驅(qū)動電路16組成電力電子器件開關(guān)部分。
所述直流機(jī)械開關(guān)15選用真空開關(guān)、氣體開關(guān)或油開關(guān)。
所述電力電子器件12選用GTO全控型電力電子器件或IGBT全控型電力電子器件。
所述電流檢測控制模塊18包括主回路電流信號采集元件、電流信號處理邏輯電路以及控制信號輸出端口;控制信號輸出端口與電力電子器件驅(qū)動電路16和直流機(jī)械開關(guān)操動機(jī)構(gòu)17相連接。
所述的直流組合開關(guān)電器的工作過程,當(dāng)電動汽車處于正常的工作狀態(tài)時(shí),組合開關(guān)電器中通過負(fù)載電流,此時(shí)電流從進(jìn)線11流入后,經(jīng)閉合的直流機(jī)械開關(guān)15流向出線14,此時(shí)電力電子器件12和直流熔斷器13組成的串聯(lián)支路在電力電子器件驅(qū)動電路16的控制下并不導(dǎo)通;
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