CN103538480A - 用于车辆中的电源安全断开的接触装置 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于将电源连接至车辆中的电部件的接触装置，该接触装置包括：第一机械触点，用于将电源的第一导线连接至电部件；以及第二机械触点，用于将电源的第二导线连接至该电部件，第一和第二机械触点配置为如果发生碰撞事件则断开电源；其中第一机械触点配置为关于车辆的横向平面基本垂直于第二机械触点。

Description

用于车辆中的电源安全断开的接触装置

技术领域

本发明涉及一种接触装置。尤其，本发明涉及一种用于车辆中的电源安全断开的接触装置。

背景技术

混合动力和电动车辆通常包括呈一个或多个电池形式的高压电源，用于给一个或多个电动机和/或其他部件提供电力。

在这种车辆上进行维护或执行修理时，重要的是将电力从车辆中的电部件和配线断开以减少操作者暴露于潜在的危险高电压的风险。

尤其，如果发生碰撞，将电源与车辆中的电部件断开以使得乘客和营救人员不暴露至高电压是很重要的。

此外，应当避免电流供应至可能已经在碰撞中损坏的任何配线或部件。

用于在碰撞事件中确保电源断开的一种建议方法在WO2012/027836中给出，其中建议布置断电器用于在碰撞事件中断开电动或混合动力车辆中的一个或多个电池。断电器包括迸发电荷（pyrotechnic charge）和用于切断机械元件的机械切断器，从而断开电池。

上述建议方案的缺点在于，在碰撞事件之后，整个安全设备必须更换，因为爆炸性设备（explosive device）被触发并且电部件被物理地断开。由于碰撞事件可能仅会对车辆引起有限的损坏或根本没有损坏，所以优选地是能重新连接电源而不更换整个安全设备。

此外，在高电压电源附近使用爆炸性设备会在触发爆炸时存在潜在的损坏电源的风险。

发明内容

考虑到现有技术的上述和其他缺点，本发明的总体目标是提供一种用于在碰撞事件中车辆中的电源安全断开的改进的接触装置。

因此根据本发明的第一个方面，提供了一种用于将电源连接至车辆中的电部件的接触装置，该接触装置包括：第一机械触点，用于将电源的第一导线连接至电部件；以及第二机械触点，用于将电源的第二导线连接至该电部件，第一和第二机械触点配置为如果发生碰撞事件则断开电源；其中第一机械触点配置为关于车辆的横向平面基本上垂直于第二机械触点。

电部件例如可以是用于推进车辆的电机，或者其可以是用于车辆中外围功能的其他部件。

导线在本文中应当理解为将电源电连接至一个或多个电部件的配线、线缆或类似连接件。

车辆的横向平面指的是当车辆水平放置在平地上时平行于水平面的平面。其也可看作为车辆底盘的平面。

本发明基于以下认识：期望提供一种接触装置，其使得在导致电源断开的碰撞之后能够确保安全且受控地重新连接电源，同时由于避免了在初始碰撞后因施加至车辆的二次力而导致的重新连接电源，从而提供了增大的安全性。

在导致触发电源断开的初次力的碰撞事件中，触点配置为机械地断开将电源连接至车辆其他部件的电路。然而，二次力可能会来自于二次碰撞。或者，源自初始碰撞的力可能会施加一段比断开触点所需时间更长的时间，从而造成如果二次力作用在与触点对齐的方向上时触点可能会重新连接的危险。

因而，根据本发明各个实施例的触电装置，在两个触点配置为基本上相互垂直的情况下，解决了由于二次力而重新连接的前述问题，因为作用于车辆上的二次力最多可能与触点之一对齐和可能重新连接。

本领域技术人员理解到，触点不是必须配置为完全相互垂直以实现期望效果。触点例如可以配置为相对彼此的角度在50-130°之间，优选地在75-105°之间并且最优选地在85-95°之间。

根据本发明的一个实施例，接触装置有利地可配置为通过在车辆的横向平面中的第一方向上移动第一机械触点的开关元件来断开电源；以及通过关于车辆的横向平面在基本上垂直于所述第一方向的第二方向上移动第二触点的开关元件来断开电源。

此外，机械触点有利地可以是机电继电器。尤其，机电继电器优选地可以是能处理向用于推进混合动力或电动车辆的电动机提供动力所需的相对高电流和电压的接触器类型。于是接触器配置为使得第一接触器的移动接触部配置为基本上垂直于第二接触器的移动接触部。

在本发明的一个实施例中，接触装置还可包括配置为检测所述车辆碰撞的碰撞检测器。在碰撞检测器检测到碰撞时，第一触点和第二触点断开。

此外，碰撞检测器有利地可以是加速计。通过将呈加速计形式的碰撞检测器连接至接触装置并且将触点配置为在加速计检测到高于预定值的某一加速时断开，可以确保触点不会由于车辆运行期间的正常加速或减速而断开。

可选地，加速计或用于车辆中其他目的的其他类型碰撞传感器也可将指示碰撞的信号提供给接触装置。例如，一个或多个加速计通常连接至车辆的气囊系统，用于在碰撞事件中触发气囊。

在本发明的一个实施例中，接触装置还可包括用来控制第一触点和第二触点的断开的控制单元。控制单元可例如从接触装置内部的碰撞检测器或从外部检测器接收指示已经发生碰撞的信号。

根据本发明的第二个方面，提供了一种用于车辆的电源装置，其包括：电源；第一机械触点，用于将电源的第一导线连接至电部件；以及第二机械触点，用于将电源的第二导线连接至电部件；其中第一机械触点配置为在车辆的横向平面中基本上垂直于第二机械触点。

在本发明的一个实施例中，电源可以是储能器比如电池。电池或燃料电池通常用作电动或混合动力车辆中的电源。

本发明第二个方面的效果和特点与以上就本发明第一方面所描述的那些很大程度上相似。

此外，提供了一种车辆，其包括：电机；给电机供电的电源；以及布置于电源与电机之间的根据任何前述实施例的接触装置。

此外，车辆通常可以是混合动力车辆或电动车辆。尤其，车辆可以是汽车。

在研究所附权利要求和以下描述时，本发明的其他特点和优点将变得明显。本领域技术人员将认识到，本发明的不同特点可以组合以创建与以下描述的那些不同的实施例而不脱离本发明范围。

附图说明

本发明的这些和其他方面现在将参照示出本发明示例实施例的附图详细描述，其中：

图1示意性地示出包括根据本发明实施例的接触装置的车辆；并且

图2示意性地示出根据本发明实施例的接触装置。

具体实施方式

在本详细描述中，根据本发明的接触装置的各个实施例主要参照用于断开混合动力车辆中的电池的接触装置来讨论。应当指出，这绝不是限制本发明的范围，本发明同样可应用于断开车辆中的其他类型的电源。

图1示意性地示出车辆100，其包括用于推进车辆100的至少一个电动机102。车辆100可以是将电动机与内燃机相组合的混合动力车辆，或其可以是使用电池作为单独电源的电动车辆。接触装置104将电动机102电连接至电池106。

图2是接触装置104的示意性图示。呈电磁继电器形式的第一机械触点108和第二机械触点110配置为控制电池106与电动机102之间的电连接。在两个触点都闭合时，形成将电池连接至电动机的电路。在本例子中，每个触点包括线圈112、114和开关元件116、118。用于以相对高强度电流负荷开合电源电路的电磁触点也可称为接触器。这里，触点108、110示出为打开，即，电池106与电动机102断开并且与可由电池提供电力的其他部件断开。触点配置为使得两个触点的方位在车辆的侧向平面中基本上相互垂直。优选地，触点配置为使得触点之一基本上沿着车辆的长度方向布置。

在本例子中，触点108、110配置为使得当电压施加于线圈112、114上时，感应出电磁力，所述电磁力迫使开关元件116、118处于闭合位置，从而闭合电池106与电动机102之间的电路。高压继电器可有利地用作触点。在用于电动或混合动力车辆中时，触点应当优选地具有能在300-400伏的电压下处理数千A的电流的功率处理能力。

接触装置还包括控制单元120，用于通过控制施加于线圈112、114上的电压来控制开关元件116、118的位置。

在碰撞事件中，控制电路120用来通过移除施加于线圈112、114上的电压来断开电池，从而使开关元件116、118脱离。可替代地，触点可配置为使得在没有电压施加至触点时闭合电路，因而需要外加电压用以断开电路。控制单元120可包括用于检测碰撞事件的碰撞传感器，或所述控制单元能从外部碰撞传感器接收指示碰撞已经发生的输入信号。碰撞传感器例如可以是加速计，加速计配置为如果检测到的加速度超过预定阈值就确定碰撞已经发生。由于车辆通常设置有用于触发气囊系统的一个或多个碰撞传感器，这种碰撞传感器可用来给控制系统120提供输入。

控制单元120可包括微处理器、微控制器、可编程数字信号处理器或其他可编程设备。所述控制单元还可包括，或可替代地包括，特定应用集成电路、可编程门阵列或可编程阵列逻辑、可编程逻辑设备或数字信号处理器。在所述控制单元包括可编程设备，比如上述微处理器、微控制器或可编程数字信号处理器的情况下，所述处理器可还包括控制可编程设备的操作的计算机可执行代码。

通过触点108、110的基本垂直布置，在碰撞事件触发了断开后出现的二次力将不会导致触点重新连接。这种二次力可例如来自第二次碰撞。如本领域技术人员容易认识到的，接触装置不是必须准确地垂直以获得期望效果。

尽管本发明已经参照其特定示例实施例描述，但很多不同的替代、变型等对于本领域技术人员而言将变得明显。例如，根据本发明实施例的接触装置可具体化为具有两个或更多集成触点或开关元件的单个接触设备。此外，总体概念可应用于使用超过两个触点以提供额外的安全性的接触装置，或用于包括超过两个导体的电路中的接触装置。例如，可包括沿着车辆的竖直轴线布置的触点。

此外，应当指出，系统的部件可省略、互换或以各种方式布置，但接触装置仍能执行本发明的功能。

另外，在实践所要求保护的发明中，从对附图、公开内容以及所附权利要求的研究中，本领域技术人员能理解和实施所公开实施例的变化。在所述权利要求中，词语“包括”并不排除其他要素或步骤，并且不定冠词“a”或“an””并不排除多个。在相互不同的丛属权利要求中引用某些措施的简单事实并不表示不能利用这些措施的组合来获益。

Claims (15)

1.一种用于将电源（106）连接至车辆（100）中的电部件的接触装置（104），所述接触装置（104）包括：

第一机械触点（108），用于将所述电源的第一导线连接至电部件；以及

第二机械触点（110），用于将电源的第二导线连接至所述电部件；所述第一机械触点（108）和第二机械触点（110）配置为如果发生碰撞事件则断开所述电源（106）；

其中所述第一机械触点（108）配置为关于所述车辆（100）的横向平面基本上垂直于所述第二机械触点（110）。

2.根据权利要求1的接触装置（104），配置为通过在所述车辆的横向平面中的第一方向上移动所述第一机械触点（108）的开关元件（116）来断开所述电源（106）；以及通过关于所述车辆（100）的横向平面在基本垂直于所述第一方向的第二方向上移动所述第二触点（110）的开关元件（118）来断开所述电源（106）。

3.根据权利要求1或2的接触装置（104），其中所述机械触点是机电继电器。

4.根据前述权利要求中任一项所述的接触装置（104），还包括配置为检测所述车辆碰撞的碰撞检测器。

5.根据权利要求4的接触装置（104），其中所述碰撞检测器是加速计。

6.根据权利要求4或5的接触装置（104），其中所述第一触点和第二触点配置为如果由所述碰撞检测器检测到碰撞就断开所述电源（106）。

7.根据权利要求2至6中任一项所述的接触装置（104），还包括用来控制所述第一触点（108）和所述第二触点（110）的断开的控制单元（120）。

8.根据权利要求7的接触装置（104），其中所述控制单元（120）配置为如果由所述检测器检测到碰撞就断开所述第一触点（108）和所述第二触点（110）。

9.一种用于车辆（100）的电源装置，其包括：

电源（106）；

第一机械触点（108），用于将所述电源的第一导线连接至电部件；以及

第二机械触点（110），用于将电源的第二导线连接至电部件；

其中所述第一机械触点（108）配置为关于所述车辆的横向平面基本上垂直于所述第二机械触点（110）。

10.根据权利要求9的电源装置，配置为通过在所述车辆（100）的横向平面中的第一方向上移动所述第一机械触点（108）的开关元件（116）来断开所述电源（106）；以及通过关于所述车辆的横向平面在基本垂直于所述第一方向的第二方向上移动所述第二机械触点（110）的开关元件（118）来断开所述电源（106）。

11.根据权利要求9或10的电源装置，其中电源是储能器。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的电源装置，其中电源是电池。

13.根据权利要求9至11中任一项所述的电源装置，其中电源是燃料电池。

14.一种车辆（100），其包括：

电机（102）；

给所述电机供电的电源（106）；以及

布置于所述电源与所述电机之间的根据权利要求1至8中任一项所述的接触装置（104）。

15.根据权利要求14的车辆，其中所述车辆是混合动力车辆或电动车辆。

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