充电枪微动开关的接触电弧抑制控制方法及系统与流程

本发明涉及电开关灭弧，特别涉及一种充电枪微动开关的接触电弧抑制控制方法及系统。

背景技术：

1、在新能源汽车充电系统中，充电枪插头内部的微动开关用于控制回路的电气接通与断开操作。现有的微动开关通常采用内部簧片与传动机构协同工作，依靠机械拉力实现动静触点的分离。在规范操作下，传动机构提供分断速度，使动静触点拉开物理间距，从而切断电气信号。

2、在实际应用场景中，操作人员常出现缓慢按压、半按悬停或手部抖动的动作，导致微动开关内部的传动机构无法建立常规的分断速度。此时动静触点在临界距离内会发生反复的机械弹跳，在回路电流与电压的作用下，触点间隙会被击穿并引发电弧。电弧的高温会对触点表面造成烧蚀，产生触点粘连现象，阻碍控制回路的断电操作，同时电弧产生的电磁扰动会影响充电系统通信信号的稳定性。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种充电枪微动开关的接触电弧抑制控制方法及系统，以提升开关的电气使用寿命与充电控制回路的运行可靠性。

2、为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种充电枪微动开关的接触电弧抑制控制方法，包括以下步骤：

3、获取充电枪微动开关的实时复合感知数据，所述实时复合感知数据包括微纳级压电感知单元采集的压电电压信号、极柱端电压传感器采集的触点端电压信号以及回路电流采样单元采集的回路电流信号；

4、根据所述实时复合感知数据，构建包含压电通道特征、端电压通道特征与触点电导通道特征的实时复合机电接触参量矩阵；

5、基于预先标定的簧片应力-位移非线性曲线，提取所述实时复合机电接触参量矩阵中的机械共模子空间，通过正交投影解耦分离出表征动静触点起弧前兆的纯净起弧前兆临界残差；

6、对所述纯净起弧前兆临界残差进行超前趋势补偿判断，当满足预设的微观弹跳起弧触发条件时，向并联于所述动静触点两端的固态旁路灭弧回路发送导通指令；

7、在所述动静触点发生物理分离前，将流经所述动静触点的控制回路电流线性转移至所述固态旁路灭弧回路，使所述动静触点在零电流状态下进行物理分离；

8、当计算判断所述动静触点间的物理间隙达到预设的安全绝缘距离后，控制所述固态旁路灭弧回路按预设的关断斜率执行柔性软关断。

9、为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种充电枪微动开关的接触电弧抑制控制系统，包括：

10、数据获取模块，用于获取充电枪微动开关的实时复合感知数据，所述实时复合感知数据包括微纳级压电感知单元采集的压电电压信号、极柱端电压传感器采集的触点端电压信号以及回路电流采样单元采集的回路电流信号；

11、参量矩阵构建模块，用于根据所述实时复合感知数据，构建包含压电通道特征、端电压通道特征与触点电导通道特征的实时复合机电接触参量矩阵；

12、正交投影解耦模块，用于基于预先标定的簧片应力-位移非线性曲线，提取所述实时复合机电接触参量矩阵中的机械共模子空间，通过正交投影解耦分离出表征动静触点起弧前兆的纯净起弧前兆临界残差；

13、起弧前兆判定及触发模块，用于对所述纯净起弧前兆临界残差进行超前趋势补偿判断，当满足预设的微观弹跳起弧触发条件时，向并联于所述动静触点两端的固态旁路灭弧回路发送导通指令；

14、旁路电流转移模块，用于在所述动静触点发生物理分离前，将流经所述动静触点的控制回路电流线性转移至所述固态旁路灭弧回路，使所述动静触点在零电流状态下进行物理分离；

15、柔性软关断模块，用于当计算判断所述动静触点间的物理间隙达到预设的安全绝缘距离后，控制所述固态旁路灭弧回路按预设的关断斜率执行柔性软关断。

16、为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种电子设备，包括存储器、处理器和存储在所述存储器上的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现上述的充电枪微动开关的接触电弧抑制控制方法。

17、本发明技术方案通过在动静触点物理分离前识别起弧前兆并将回路电流转移，降低了因按压动作不规范引发的机械弹跳起弧风险。在充电枪实际拔插操作中，多维度感知设备采集的信号经过正交投影解耦，能够从包含手部抖动和弹簧振动的复合数据中分离出起弧前兆特征。系统据此在触点产生物理间隙前导通并联的固态旁路，将流经触点的电流线性转移，使得动静触点在零电流状态下完成物理分离。该过程限制了触点间发生空气击穿的物理条件，减轻了触点表面的高温烧蚀与粘连现象，同时旁路电流的柔性软关断控制平抑了切断回路时产生的电磁振荡，提升了开关的电气使用寿命与充电控制回路的运行可靠性。

1.一种充电枪微动开关的接触电弧抑制控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述构建实时复合机电接触参量矩阵，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在通过所述正交投影解耦分离出纯净起弧前兆临界残差之前，还包括获取当前簧片位移估计值的步骤，具体为：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述通过正交投影解耦分离出表征动静触点起弧前兆的纯净起弧前兆临界残差，包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述纯净起弧前兆临界残差进行超前趋势补偿判断，当满足预设的微观弹跳起弧触发条件时，包括：

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在发送所述导通指令前，需进行转移可行性约束判定，包括：

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述控制固态旁路灭弧回路执行柔性软关断，包括：

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预设的多个标定节点位移及其对应的机械共模方向向量通过以下方式获取：

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制回路电流线性转移至固态旁路灭弧回路的过程包括：

10.一种充电枪微动开关的接触电弧抑制控制系统，其特征在于，包括：