具有集成的預(yù)充電功能的手動(dòng)維護(hù)斷接裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及具有集成的預(yù)充電功能的手動(dòng)維護(hù)斷接裝置，提供了一種包括集成的預(yù)充電功能的用于電動(dòng)車輛的手動(dòng)維護(hù)斷接裝置。手動(dòng)維護(hù)斷接裝置包括：可旋轉(zhuǎn)主體，其具有非導(dǎo)電柄部和導(dǎo)電軸；第一端子；第二端子；第三端子；第一線，其電聯(lián)接到第三端子；第二線，其電聯(lián)接到第二端子；以及電阻器，其電聯(lián)接到第一線和第一端子?？尚D(zhuǎn)主體被插入使得導(dǎo)電軸在第一端子和第二端子之間進(jìn)行電接觸，以便電流能通過電阻器在第一線和第二線之間流動(dòng)，并且使得導(dǎo)電軸在第二端子和第三端子之間進(jìn)行電接觸，以便電流在第一線和第二線之間直接流動(dòng)。
【專利說明】具有集成的預(yù)充電功能的手動(dòng)維護(hù)斷接裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明大體上涉及用于將電動(dòng)車輛中的高壓電池?cái)嚯姷氖謩?dòng)維護(hù)斷接(MSD)裝置，并且更具體地涉及其中手動(dòng)維護(hù)斷接裝置也提供預(yù)充電功能的用于將電動(dòng)車輛中的高壓電池?cái)嚯姷氖謩?dòng)維護(hù)斷接裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車工業(yè)目前正經(jīng)歷通過高壓電氣系統(tǒng)提供其一部分推進(jìn)力的車輛的數(shù)量的顯著增加。這些車輛包括混合動(dòng)力車輛，例如將電池和諸如內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)、燃料電池系統(tǒng)等的主功率源結(jié)合的增程式電動(dòng)車(EREV)，以及諸如電池電動(dòng)車(BEV)的純電動(dòng)車。所有這些類型的電動(dòng)車輛均采用包括多個(gè)電池單元的高壓電池。這些電池可以是不同的電池類型，例如鋰離子電池、鎳金屬氫化物電池、鉛酸電池等。電池可包括單獨(dú)的電池模塊，其中每個(gè)電池模塊可包括一定數(shù)量的電池單元，例如十二個(gè)電池單元?？梢詫为?dú)的電池單元串聯(lián)地電聯(lián)接，或者可以將一系列電池單元并聯(lián)地電聯(lián)接，其中在模塊中的多個(gè)電池單元串聯(lián)連接，并且每個(gè)模塊并聯(lián)地電聯(lián)接到其它模塊。不同的車輛設(shè)計(jì)包括采用對(duì)于特定應(yīng)用的各種折衷和優(yōu)點(diǎn)的不同的電池設(shè)計(jì)。
[0003]為了遵守有關(guān)高壓安全的聯(lián)邦要求，并且出于其它策略上的原因，許多這些類型的車輛使用電接觸器(繼電器)來限制在停車期間和在諸如撞車的某些故障狀態(tài)下到車輛的儲(chǔ)能系統(tǒng)(ESS)的高壓。特別地，在電動(dòng)車輛中的高壓電池通過電池接觸器選擇性地聯(lián)接到車輛的高壓母線。當(dāng)車輛停車時(shí)，接觸器斷開并且電池與高壓母線斷接。當(dāng)車輛起動(dòng)時(shí)，接觸器閉合，并且電池電壓聯(lián)接到高壓母線。
[0004]幾種其它高壓部件電聯(lián)接到高壓母線，包括牽引馬達(dá)功率逆變器模塊(TPIM)，其將直流高壓母線信號(hào)轉(zhuǎn)化為適合車輛上的交流推進(jìn)馬達(dá)的交流信號(hào)。TPIM和聯(lián)接到高壓母線的其它模塊及電路通常包括有時(shí)稱為X電容器的相對(duì)大的電容器，該電容器聯(lián)接在高壓母線的正極和負(fù)極線路上，并且過濾否則可能對(duì)模塊的性能產(chǎn)生不良影響的母線電壓噪聲。然而，當(dāng)電池接觸器閉合并且電池電壓聯(lián)接到高壓母線線路時(shí)，這些電容器充當(dāng)橫跨母線線路的直接短路，直到電容器有機(jī)會(huì)充電，這通常僅是幾毫秒的事情。這種有限時(shí)間的直接短路由于高壓而對(duì)系統(tǒng)中的許多電氣部件具有不良影響，包括電容器自身和接觸器，這限制了其壽命。
[0005]為了消除或減小在系統(tǒng)起動(dòng)時(shí)來自直接短路的這種電流峰值，已經(jīng)知道在電池電路中設(shè)置預(yù)充電電阻器，該電阻器在若干電容器充電時(shí)用作限制電流的負(fù)載。換言之，預(yù)充電電阻器在車輛起動(dòng)期間在閉合主母線接觸器之前對(duì)車輛的高壓母線預(yù)充電，以便避免否則可能損壞高壓電容器的高的浪涌電流峰值。在一種特定設(shè)計(jì)中，負(fù)電池接觸器在起動(dòng)時(shí)閉合，并且預(yù)充電電阻器聯(lián)接在正母線接觸器兩端，正母線接觸器保持?jǐn)嚅_，直到預(yù)充電功能完成為止。
[0006]本領(lǐng)域已知在車輛電池電路中設(shè)置手動(dòng)維護(hù)斷接(MSD)裝置，該裝置是將高壓電池電氣斷接并分離成兩部分的裝置。維修人員可以在維修電動(dòng)車輛時(shí)移除MSD裝置，以減小與電池的全部高壓接觸的可能性。另外，在車輛遭遇撞車或其中高壓系統(tǒng)可能潛在地受損的其它重大事件之后，MSD裝置可以被急救人員斷開或移除。
[0007]使用接觸器執(zhí)行預(yù)充電功能的首要原因是，就目前的技術(shù)而言，有時(shí)在車輛的駕駛循環(huán)完成之后優(yōu)選地使X電容器放電。然而，在將來，高壓部件將可能具有較小的寄生電流消耗，并且因此將更能量有效地在駕駛循環(huán)之間使X電容器保持帶電。此外，未來的車輛更有可能在其不行駛時(shí)連接到電網(wǎng)，從而進(jìn)一步降低需要使X電容器頻繁放電的可能性。由于這個(gè)原因，可能的是，未來車輛的預(yù)充電功能將需要明顯更少地執(zhí)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，公開了包括集成預(yù)充電功能的用于電動(dòng)車輛的手動(dòng)維護(hù)斷接裝置。手動(dòng)維護(hù)斷接裝置包括:可旋轉(zhuǎn)主體，其具有非導(dǎo)電柄部和導(dǎo)電軸；第一端子;第二端子；第三端子；第一線，其電聯(lián)接到第三端子；第二線，其電聯(lián)接到第二端子；以及電阻器，其電聯(lián)接到第一線和第一端子。可旋轉(zhuǎn)主體被插入使得導(dǎo)電軸在第一端子和第二端子之間進(jìn)行電接觸，以便電流能通過電阻器在第一線和第二線之間流動(dòng)，并且使得導(dǎo)電軸在第二端子和第三端子之間進(jìn)行電接觸，以便電流在第一線和第二線之間直接流動(dòng)?？尚D(zhuǎn)主體在插入操作期間旋轉(zhuǎn)以便為預(yù)充電功能提供延時(shí)。
[0009]本發(fā)明提供下列技術(shù)方案。
[0010]技術(shù)方案1.一種手動(dòng)維護(hù)斷接和預(yù)充電裝置，包括:
可旋轉(zhuǎn)主體，所述可旋轉(zhuǎn)主體包括非導(dǎo)電柄部和導(dǎo)電軸；
第一端子；
第二端子第三端子
第一線，所述第一線電聯(lián)接到所述第三端子；
第二線，所述第二線電聯(lián)接到所述第二端子；以及
電阻器，所述電阻器電聯(lián)接到所述第一線和所述第一端子，其中所述可旋轉(zhuǎn)主體可操作以被移動(dòng)成，允許所述導(dǎo)電軸在所述第一端子和所述第二端子之間進(jìn)行電接觸，以使得電流能通過所述電阻器在所述第一線和所述第二線之間流動(dòng)，并且允許所述導(dǎo)電軸在所述第二端子和所述第三端子之間進(jìn)行電接觸，以使得電流能在所述第一線和所述第二線之間
直接流動(dòng)。
[0011]技術(shù)方案2.根據(jù)技術(shù)方案I所述的裝置，還包括外殼和安裝到所述可旋轉(zhuǎn)主體的對(duì)齊元件，所述外殼包括在其中限定室的間隔開的頂板和底板及側(cè)壁，所述頂板和底板均包括中心開口和狹槽，所述導(dǎo)電軸以其中所述對(duì)齊元件通過在所述頂板中的所述狹槽延伸進(jìn)入所述外殼并通過在所述底板中的所述狹槽離開所述外殼的取向被插入并穿過在所述頂板和底板中的所述開口，并且其中所述頂板和底板中的所述狹槽定向成使得在所述對(duì)齊元件被插入穿過所述頂板中的所述狹槽之后所述可旋轉(zhuǎn)主體必須被旋轉(zhuǎn)，以允許所述可旋轉(zhuǎn)主體被插入穿過所述底板中的所述狹槽。
[0012]技術(shù)方案3.根據(jù)技術(shù)方案2所述的裝置，其中所述對(duì)齊元件安裝到所述柄部。
[0013]技術(shù)方案4.根據(jù)技術(shù)方案2所述的裝置，其中所述對(duì)齊元件安裝到所述軸。
[0014]技術(shù)方案5.根據(jù)技術(shù)方案4所述的裝置，其中所述對(duì)齊元件可樞轉(zhuǎn)地安裝到所述軸，以使得所述元件不能夠向上樞轉(zhuǎn)，但能夠向下樞轉(zhuǎn)，以在所述軸在所述第二和第三端子之間進(jìn)行電接觸之后允許所述軸平直地穿過所述外殼被移除。
[0015]技術(shù)方案6.根據(jù)技術(shù)方案2所述的裝置，其中所述可旋轉(zhuǎn)主體包括非導(dǎo)電罩，所述對(duì)齊元件安裝到所述罩的內(nèi)壁。
[0016]技術(shù)方案7.根據(jù)技術(shù)方案6所述的裝置，其中所述對(duì)齊元件不能夠向上樞轉(zhuǎn)，但能夠向下樞轉(zhuǎn)，以在所述軸在所述第二和第三端子之間進(jìn)行電接觸之后允許所述軸平直地穿過所述外殼被移除。
[0017]技術(shù)方案8.根據(jù)技術(shù)方案2所述的裝置，其中所述狹槽相對(duì)于彼此定向成180。。
[0018]技術(shù)方案9.根據(jù)技術(shù)方案I所述的裝置，其中所述裝置為圓柱形的。
[0019]技術(shù)方案10.根據(jù)技術(shù)方案I所述的裝置，其中所述裝置是電動(dòng)車輛上的電池電路的一部分。
[0020]技術(shù)方案11.根據(jù)技術(shù)方案10所述的裝置，其中所述第一和第二線是在所述電池電路中的正電壓母線的一部分。
[0021]技術(shù)方案12.—種作為電動(dòng)車輛上的電池電路的一部分設(shè)置的手動(dòng)維護(hù)斷接和預(yù)充電裝置，所述電池電路包括電池，所述裝置包括:
可旋轉(zhuǎn)主體，所述可旋轉(zhuǎn)主體包括非導(dǎo)電柄部、導(dǎo)電軸和對(duì)齊元件；
外殼，所述外殼包括在其中限定室的頂板、底板和側(cè)壁，所述頂板和底板均包括中心開口和狹槽；
第一端子，所述第一端子設(shè)置在所述外殼內(nèi)；
第二端子，所述第二端子設(shè)置在所述外殼外部；
第三端子，所述第三端子設(shè)置在所述外殼外部；
第一線，所述第一線電聯(lián)接到所述第三端子和所述電池；
第二線，所述第二線電聯(lián)接到所述第二端子；以及
電阻器，所述電阻器電聯(lián)接到所述第一線和所述第一端子，其中所述可旋轉(zhuǎn)主體可操作以被插入和旋轉(zhuǎn)，以使得所述導(dǎo)電軸以這樣的取向被插入所述頂板中的所述開口，即，所述對(duì)齊元件通過所述頂板中的所述狹槽延伸進(jìn)入所述外殼以在所述第一端子和第二端子之間進(jìn)行電接觸，以便電流能通過所述電阻器在所述第一線和所述第二線之間流動(dòng)，并且其中所述可旋轉(zhuǎn)主體旋轉(zhuǎn)，使得所述對(duì)齊元件與所述底板中的所述狹槽對(duì)齊，以允許所述導(dǎo)電軸在所述第二端子和所述第三端子之間進(jìn)行電接觸，以便電流在所述第一線和所述第二線之間直接流動(dòng)。
[0022]技術(shù)方案13.根據(jù)技術(shù)方案12所述的裝置，其中所述對(duì)齊元件安裝到所述柄部。
[0023]技術(shù)方案14.根據(jù)技術(shù)方案12所述的裝置，其中所述對(duì)齊元件安裝到所述軸。
[0024]技術(shù)方案15.根據(jù)技術(shù)方案14所述的裝置，其中所述對(duì)齊元件可樞轉(zhuǎn)地安裝到所述軸，以使得所述元件不能夠向上樞轉(zhuǎn)，但能夠向下樞轉(zhuǎn)，以在所述軸在所述第二和第三端子之間進(jìn)行電接觸之后允許所述軸平直地穿過所述外殼被移除。
[0025]技術(shù)方案16.根據(jù)技術(shù)方案12所述的裝置，其中所述可旋轉(zhuǎn)主體包括非導(dǎo)電罩，所述對(duì)齊元件安裝到所述罩的內(nèi)壁。
[0026]技術(shù)方案17.根據(jù)技術(shù)方案16所述的裝置，其中所述對(duì)齊元件不能夠向上樞轉(zhuǎn)，但能夠向下樞轉(zhuǎn)，以在所述軸在所述第二和第三端子之間進(jìn)行電接觸之后允許所述軸平直地穿過所述外殼被移除。
[0027]根據(jù)結(jié)合附圖的以下描述和所附權(quán)利要求，本發(fā)明的另外的特征將變得顯而易見。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1是包括預(yù)充電功能的車輛電池電路的示意圖；
圖2是在具有在橫軸上的時(shí)間和在縱軸上的頻率的坐標(biāo)圖，示出了在用于圖1所示電路的預(yù)充電操作期間隨時(shí)間推移的X電容器的電壓；
圖3是可用于在圖1所示電路中使用的手動(dòng)維護(hù)斷接裝置的圖示；
圖4是可用于在圖1所示電路中使用的另一個(gè)手動(dòng)維護(hù)斷接裝置的圖示；
圖5是圖4所示手動(dòng)維護(hù)斷接裝置的一部分的剖視圖；
圖6是可操作用于在圖1所示電路中使用的另一個(gè)手動(dòng)維護(hù)斷接裝置的圖示；
圖7是圖6中的托架的樞轉(zhuǎn)的圖示；以及
圖8是可操作用于在圖1所示電路中使用的另一個(gè)手動(dòng)維護(hù)斷接裝置的圖示。
【具體實(shí)施方式】
[0029]涉及包括預(yù)充電功能的手動(dòng)維護(hù)斷接裝置的本發(fā)明的實(shí)施例的下面的討論在本質(zhì)上僅僅是示例性的，并且絕不意圖限制本發(fā)明或其應(yīng)用或用途。例如，如本文所討論的，手動(dòng)維護(hù)斷接裝置具有將在電動(dòng)車輛上的高壓電池電路中使用的特定應(yīng)用。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本文所述手動(dòng)維護(hù)斷接裝置可具有其它應(yīng)用。
[0030]本發(fā)明提出了一種用于電動(dòng)車輛的包括一體化的預(yù)充電電阻器的手動(dòng)維護(hù)斷接裝置。手動(dòng)維護(hù)斷接裝置包括MSD主體和MSD基部，其中將MSD主體插入MSD基部，這將電阻器聯(lián)接在正端子和負(fù)端子上，以允許電池電路進(jìn)行預(yù)充電。MSD主體需要手動(dòng)扭轉(zhuǎn)或某些其它合適的運(yùn)動(dòng)，以提供0.25s至1.0s的延時(shí)，以便允許系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)充電。在扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)結(jié)束時(shí)，電路將橫跨MSD裝置的正端子和負(fù)端子設(shè)置完全短路。
[0031]如下文將詳細(xì)討論的，MSD主體可包括由非導(dǎo)電柄部支撐的導(dǎo)電性金屬供電軌。在抓握柄部的同時(shí),使用者將把MSD主體插入獨(dú)特設(shè)計(jì)的MSD基部中。當(dāng)主體開始被插入基部時(shí)，初始化車輛的控制系統(tǒng)的低壓開關(guān)將被啟動(dòng)，控制系統(tǒng)將通過閉合負(fù)主接觸器而響應(yīng)于MSD裝置插入事件，以準(zhǔn)備預(yù)充電。隨著MSD主體插入過程的繼續(xù)，MSD主體的導(dǎo)電段同時(shí)接觸兩個(gè)高壓端子。第一端子經(jīng)由預(yù)充電電阻器供應(yīng)來自電池組的高壓能量，并且第二端子直接連接到車輛上的牽引系統(tǒng)。在前兩個(gè)端子均被短路之后，X電容器預(yù)充電功能啟用。
[0032]為了提供時(shí)間以完成預(yù)充電功能，MSD裝置被設(shè)計(jì)成使得它撞到阻止進(jìn)一步的插入運(yùn)動(dòng)的硬止擋。一旦遇到該止擋，使用者就將MSD主體旋轉(zhuǎn)通過許多度的行程。對(duì)抗MSD主體旋轉(zhuǎn)的摩擦被用來確保整個(gè)行程不快速進(jìn)行，從而允許預(yù)充電電路完成。一旦完成旋轉(zhuǎn)，MSD主體就可以接著被完全插入以使MSD基部中的第二和第三端子被短路。這基本上閉合了在電池組和車輛牽引系統(tǒng)之間的電路。該最終插入運(yùn)動(dòng)也將可能觸發(fā)第二感測(cè)開關(guān)，以便車輛控制系統(tǒng)知道MSD裝置完全就位。[0033]為了適應(yīng)這種預(yù)充電技術(shù)，預(yù)充電診斷將可能需要改變目前采用的方法。特別地，如果控制系統(tǒng)在其使MSD主體旋轉(zhuǎn)可能要花費(fèi)的最短量的時(shí)間內(nèi)未發(fā)現(xiàn)牽引系統(tǒng)電壓充分地升高，則控制系統(tǒng)將需要通過斷開負(fù)供電軌接觸器而中止預(yù)充電功能。這種程序?qū)⑿枰褂谜呤謩?dòng)重新啟動(dòng)預(yù)充電過程。
[0034]MSD裝置有時(shí)在車輛緊急情況期間被急救人員使用。因此，對(duì)于能快速啟動(dòng)以使高壓系統(tǒng)斷電的MSD裝置來說，存在一些益處。由于本發(fā)明提供了更長(zhǎng)的插入時(shí)間以降低對(duì)預(yù)充電電阻器的功率要求，可以添加獨(dú)特的特征以允許在仍然實(shí)現(xiàn)較長(zhǎng)的插入時(shí)間的同時(shí)快速移除MSD裝置。
[0035]該裝置的備選用途將是通過代替?zhèn)鹘y(tǒng)的點(diǎn)火開關(guān)而使用MSD裝置作為起動(dòng)車輛的唯一技術(shù)，并且因此每個(gè)駕駛預(yù)充電循環(huán)仍然進(jìn)行一次預(yù)充電。為了起動(dòng)車輛，使用者可以按下看上去像大開關(guān)的裝置并在該裝置上執(zhí)行扭轉(zhuǎn)過程，該裝置為本文所述MSD裝置。在這種情況下，MSD裝置將可能被完全封閉并且被約束到MSD基部和風(fēng)格化到車輛的內(nèi)部。
[0036]圖1是車輛電路10的示意圖，該電路包括具有正供電軌12和負(fù)供電軌14的高壓母線。車輛電路10還包括電池電路16，電池電路16具有包括電池單元20的電池模塊18。電池模塊18可以是適合車輛推進(jìn)的任何類型的電池，例如鋰離子電池、鎳金屬氫化物電池、鉛酸電池等。電池電路16還包括在正供電軌12中的正供電軌接觸器34和在負(fù)供電軌14中的負(fù)供電軌接觸器36。預(yù)充電開關(guān)38和預(yù)充電電阻器40橫跨正供電軌接觸器34設(shè)置，以提供如上文所討論和下文進(jìn)一步討論的預(yù)充電操作。車輛電路10還包括以上引用類型的TPM 24，其將由電池模塊18產(chǎn)生的在母線供電軌12和14上的高直流電壓逆變?yōu)檫m合為車輛28提供推進(jìn)的交流推進(jìn)馬達(dá)26的交流信號(hào)。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員充分了解的，這種類型的TPM通常包括提供電氣逆變的一系列MOSFET或IGBT開關(guān)30。TPM 24還包括提供如上文所討論的噪聲過濾的X電容器32。
[0037]參照?qǐng)D2所示坐標(biāo)圖可以理解使用預(yù)充電開關(guān)38和電阻器40的常規(guī)預(yù)充電操作，其中時(shí)間在橫軸上，X電容器32的電壓在縱軸上，如下所述。在系統(tǒng)起動(dòng)時(shí)，負(fù)供電軌接觸器36閉合并且預(yù)充電開關(guān)38閉合以允許電流通過預(yù)充電電阻器40流至TPM 24，這導(dǎo)致在電容器32上的電壓基于電阻器40的值而帶有延時(shí)地相對(duì)緩慢地升高，如坐標(biāo)圖線的部分42所示。在預(yù)充電延時(shí)已發(fā)生以允許對(duì)電容器32充電之后，正供電軌開關(guān)34在時(shí)點(diǎn)44閉合以從電路中移除電阻器40，這導(dǎo)致在坐標(biāo)圖線的部分46處小而快速的電壓增加到在坐標(biāo)圖線的部分48處的最終電壓。然后斷開預(yù)充電開關(guān)38。對(duì)每個(gè)駕駛循環(huán)執(zhí)行預(yù)充電操作并該預(yù)充電操作在僅幾暈秒內(nèi)發(fā)生。
[0038]如上文所討論的，現(xiàn)代電動(dòng)車輛通常采用在移除時(shí)電氣斷開高壓電池以防止電流流過其中的手動(dòng)維護(hù)斷接裝置。例如，雖然在電路10中未具體示出，但電池模塊18可包括設(shè)置在電池單元20之間的通常在電池模塊18的中心處的手動(dòng)維護(hù)斷接裝置，該裝置在被移除時(shí)防止電流流過電池模塊18。然而，雖然常規(guī)設(shè)計(jì)將手動(dòng)維護(hù)斷接裝置置于電池模塊自身內(nèi)，但手動(dòng)維護(hù)斷接裝置的操作也將通過將該裝置設(shè)置在正供電軌12或負(fù)供電軌14中而實(shí)現(xiàn)。據(jù)此，本發(fā)明提出一種用于設(shè)置在正供電軌12中的手動(dòng)維護(hù)斷接裝置的新設(shè)計(jì)，該裝置代替了正接觸器34、預(yù)充電開關(guān)38和電阻器40中的全部。
[0039]圖3是能代替正供電軌接觸器34、預(yù)充電開關(guān)38和電阻器40的MSD裝置60的圖示。MSD裝置60包括MSD主體58，MSD主體58具有:非導(dǎo)電柄部部分62，與本文的討論一致，使用者將抓握其以操作MSD裝置60 ;和導(dǎo)電軸64，其安裝到柄部部分62并提供所需的電接觸。MSD裝置60還包括在該非限制性實(shí)施例中表示為孔眼型連接器的頂部端子66、中間端子68和底部端子70。提供此類可重復(fù)且可靠的電連接的環(huán)形電氣插座是本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的。當(dāng)導(dǎo)電軸64被插入頂部端子66時(shí)，它將與頂部端子66電接觸，并且當(dāng)軸64穿過頂部端子66被進(jìn)一步推進(jìn)時(shí)，它將被插入中間端子68并與其電接觸，并且當(dāng)軸64繼續(xù)被推進(jìn)時(shí)，它將被插入下部端子70并與其電接觸。線72電聯(lián)接到下部端子70并且可以是電聯(lián)接到電池模塊18的正供電軌12的一部分。線74電聯(lián)接到中間端子68，并且也可以是電聯(lián)接到TPIM 24的正供電軌12的一部分。電阻器76電聯(lián)接到線72和頂部端子660
[0040]當(dāng)使用者將導(dǎo)電軸64穿過端子66推進(jìn)以與中間端子68進(jìn)行接觸時(shí)，通過電阻器76在線72和74之間實(shí)現(xiàn)電連接。這提供了預(yù)充電功能，此時(shí)電容器32被允許如上文所討論的那樣充電。當(dāng)軸64繼續(xù)被推進(jìn)并與端子70電接觸時(shí)，線72和74直接連接，此時(shí)電阻器76不再是通過MSD裝置60的電流流動(dòng)的一部分。這連接表示正供電軌接觸器34的閉合。為了使此類設(shè)計(jì)中的預(yù)充電操作有效，需要從軸64與中間端子68接觸時(shí)到導(dǎo)電軸64與下部端子70電接觸時(shí)的適當(dāng)?shù)难訒r(shí)，以提供允許電容器32充電的足夠的時(shí)間。
[0041]圖4是作為MSD裝置60的更詳細(xì)版本的MSD裝置80的透視圖，其中相同的元件用相同的附圖標(biāo)記表示。L形旋轉(zhuǎn)和對(duì)齊元件82安裝到柄部部分62的底部表面并且包括沿軸64延伸且與其間隔開的豎直部分104和延伸遠(yuǎn)離軸64的水平部分106，如圖所示。如將要討論的，對(duì)齊元件82在中空?qǐng)A柱形外殼84內(nèi)旋轉(zhuǎn)以提供與本文的討論一致的延時(shí)，其中端子66設(shè)置在外殼84內(nèi)。
[0042]圖5是從MSD裝置80移除的外殼84的剖視圖。外殼84包括頂板86、底板88和側(cè)壁90。環(huán)形開口 92設(shè)置在頂板86的中心處且與設(shè)置在底板86的中心處的環(huán)形開口 94對(duì)齊，以允許將導(dǎo)電軸64插入并穿過外殼84。頂板86還包括與開口 92開放連通的狹槽96，并且底板88還包括與開口 94開放連通的狹槽98，其中狹槽96和98相對(duì)于彼此取向成180°。開口 92和94具有使得軸64和豎直部分104的組合配合通過開口 92和94但延伸部分106不能通過的直徑。狹槽96和98的尺寸設(shè)置成使得旋轉(zhuǎn)元件82的水平部分106能延伸穿過其中。
[0043]在MSD裝置80就位的情況下使用電路10來起動(dòng)車輛的操作期間，使用者將導(dǎo)電軸64以允許元件82的水平部分106插入狹槽96中的取向插入開口 92中。當(dāng)軸64前進(jìn)通過開口 92時(shí)，它將與外殼84內(nèi)的端子66電接觸，然后將開始延伸穿過開口 94以與端子68進(jìn)行接觸，以便提供如上文所討論的預(yù)充電連接。端子66的尺寸使得它將配合在軸64和元件62的豎直部分104之間。當(dāng)軸64被推進(jìn)通過外殼84時(shí)，旋轉(zhuǎn)元件82的水平部分106將最終接觸在外殼84內(nèi)的底板88的頂部表面，這將防止軸64進(jìn)一步前進(jìn)并與端子70電接觸。在處于該位置的軸64將端子66和68電聯(lián)接以提供預(yù)充電連接的情況下，使用者經(jīng)由元件62旋轉(zhuǎn)MSD主體58，以使得旋轉(zhuǎn)元件82在外殼84內(nèi)朝狹槽98旋轉(zhuǎn)。一旦水平元件106與狹槽98在外殼84內(nèi)對(duì)齊，預(yù)充電操作將具有足夠的時(shí)間來完成，其中狹槽98允許軸64被進(jìn)一步推進(jìn)穿過外殼84并與端子70電接觸，以使得線72此時(shí)有效地直接連接到線74，從而將電阻器76從電路移除。使可移除部分78旋轉(zhuǎn)以將元件82與狹槽98對(duì)齊花費(fèi)的時(shí)間為預(yù)充電操作提供了所需的延時(shí)。當(dāng)軸64與端子70電接觸時(shí)，柄部部分62的底部表面將接觸頂板86。雖然狹槽96和98的取向在該非限制性實(shí)施方案中為180°，該取向在使MSD主體58旋轉(zhuǎn)時(shí)提供了所需的延時(shí)，其中可以根據(jù)需要和可能提供在狹槽96和98之間的其它取向以減少延時(shí)。應(yīng)當(dāng)指出，延遲時(shí)間為設(shè)計(jì)特征并且將包括對(duì)抗旋轉(zhuǎn)的摩擦力。
[0044]控制車輛28的控制器需要知道預(yù)充電操作何時(shí)啟動(dòng)以及預(yù)充電操作何時(shí)結(jié)束，以允許在車輛起動(dòng)期間其它操作被控制，包括閉合接觸器36。為了提供該控制邏輯，在一個(gè)非限制性實(shí)施例中，第一限位開關(guān)100或某些其它合適的接觸裝置在其中元件82的水平部分106將接觸底板88的頂部表面的位置處設(shè)置在外殼84內(nèi)。當(dāng)限位開關(guān)100閉合時(shí)，信號(hào)被發(fā)送至車輛控制器以指示預(yù)充電操作已開始。第二限位開關(guān)102相對(duì)于狹槽98設(shè)置在外殼84的外部，使得當(dāng)元件82處于其中軸64電聯(lián)接到下部端子70的位置時(shí)第二限位開關(guān)102將與元件82的水平部分106接觸。當(dāng)限位開關(guān)102閉合時(shí)，車輛控制器于是知道預(yù)充電操作已結(jié)束，并且能提供對(duì)車輛起動(dòng)期間的其它車輛操作的必要控制。
[0045]以上討論要求MSD主體58被旋轉(zhuǎn)以提供預(yù)充電功能所需的延時(shí)。然而，可能有必要盡可能快地移除MSD裝置，例如在緊急情況下。在這種情況下，由于快速移除的必要性，不希望必須旋轉(zhuǎn)MSD主體58來移除它。
[0046]圖6是克服了這種限制的類似于MSD裝置60和80的MSD裝置110的圖示，其中相同的元件由相同的附圖標(biāo)記表示。特別地，元件82已被替換成在樞軸銷114上的適當(dāng)位置處安裝到軸64的L形托架112。L形托架112包括延伸遠(yuǎn)離軸64的長(zhǎng)的水平部分116和沿軸64定位的較短的豎直部分118，如圖所示。MSD主體58如上文所討論的那樣被插入外殼84中，其中水平部分116滑動(dòng)通過狹槽96，并且當(dāng)L形托架112的水平部分116接觸底板88的頂部表面時(shí)，抵靠軸64定位的豎直部分118防止L形托架112在銷114上樞轉(zhuǎn)。MSD主體58接著被旋轉(zhuǎn)以將水平部分116與狹槽98對(duì)齊，以便提供如上文所討論的預(yù)充電延時(shí)。
[0047]在緊急情況期間或者當(dāng)托架112已延伸穿過狹槽98使得軸64與端子70電接觸時(shí)，如果需要從車輛快速移除MSD主體58以斷開電池模塊18，急救人員可以直接上拉MSD主體58，這導(dǎo)致托架112的水平部分116往回滑動(dòng)穿過狹槽98并接觸頂板86的底部表面。這導(dǎo)致托架112在樞軸銷114上樞轉(zhuǎn)，導(dǎo)致水平部分116朝軸64樞轉(zhuǎn)并且豎直部分118樞轉(zhuǎn)遠(yuǎn)離軸64，這允許托架112配合通過沒有狹槽的開口 92，因?yàn)樨Q直部分118比水平部分116更短。圖7是示出以這種方式抵靠頂板86在樞軸銷114上樞轉(zhuǎn)的托架112的圖示。彈簧120聯(lián)接到軸64和豎直構(gòu)件118，使得當(dāng)MSD主體58從外殼84被移除時(shí)，托架112將返回到其初始位置。
[0048]圖8是類似于MSD裝置110的MSD裝置130的透視圖，其中相同的元件用相同的附圖標(biāo)記表不。在該實(shí)施例中，MSD主體58包括安裝到柄部部分62的底部的非導(dǎo)電圓柱形罩132。圓柱形罩132旨在為保護(hù)使用者不受導(dǎo)電的軸64的傷害的安全特征。在該實(shí)施例中，L形托架112在樞軸銷114上安裝到罩132的內(nèi)表面而不是軸64。此外，頂板86被重新構(gòu)造成包括圍繞板86的整個(gè)外周邊延伸的環(huán)形間隙134，其具有合適的尺寸，使得當(dāng)軸64被插入外殼84中時(shí),罩132將通過間隙134插入外殼84中。同樣,頂板86包括從間隙134延伸的狹槽136，其具有適應(yīng)托架112的水平部分116的長(zhǎng)度和寬度的尺寸。底板88包括狹槽140，狹槽140也被尺寸設(shè)計(jì)和成形為適應(yīng)水平部分116并且出于以上討論的原因而取向成與狹槽136成180°。在底板88中設(shè)有環(huán)形間隙142，使得當(dāng)托架112延伸穿過狹槽140時(shí)，罩132能突出穿過外殼84的底部。
[0049]當(dāng)MSD主體58被插入外殼84時(shí)，L形托架112與狹槽136對(duì)齊，以便其進(jìn)入外殼84中。罩132的側(cè)壁延伸穿過間隙134，以便當(dāng)MSD主體58被向下推動(dòng)時(shí)罩132能滑入外殼84中。當(dāng)L形托架112接觸底板88的頂部表面時(shí)，主體58旋轉(zhuǎn)180°，以允許托架112與狹槽140對(duì)齊，以使得L形托架112能離開外殼84的底部，以便允許軸64與下部端子70以上文討論的方式接觸。MSD主體58能以上文討論的方式平直地從外殼84移除，因?yàn)樨Q直部分118的尺寸小于間隙134的寬度。
[0050]相比本領(lǐng)域目前的MSD裝置和預(yù)充電電路，以上討論的MSD裝置具有許多優(yōu)點(diǎn)。例如，本發(fā)明的MSD裝置具有更少的電氣部件，提供更高的可靠性和更低的單件成本。另外，通過旋轉(zhuǎn)可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件提供的延時(shí)提供了更長(zhǎng)的預(yù)充電時(shí)間，這允許減小預(yù)充電電阻器的尺寸和成本。此外，MSD裝置可以對(duì)于每個(gè)車輛鎖上不同的鎖，以提供額外的防盜保護(hù)。另外，由于減少的接觸器線圈驅(qū)動(dòng)，在驅(qū)動(dòng)模式中使用更少的能量。另外，如果預(yù)充電操作失敗，則負(fù)供電軌接觸器仍然能斷開，以便防止在MSD裝置直接短接電池時(shí)過量的電流在正供電軌上流至車輛。
[0051]所公開的以上討論僅描述了本發(fā)明的示例性實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易從此類討論和附圖及權(quán)利要求認(rèn)識(shí)到，在不脫離所附權(quán)利要求中限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以在其中做出各種更改、修改和變型。
【權(quán)利要求】
1.一種手動(dòng)維護(hù)斷接和預(yù)充電裝置，包括: 可旋轉(zhuǎn)主體，所述可旋轉(zhuǎn)主體包括非導(dǎo)電柄部和導(dǎo)電軸； 第一端子； 第二端子 第三端子 第一線，所述第一線電聯(lián)接到所述第三端子； 第二線，所述第二線電聯(lián)接到所述第二端子；以及 電阻器，所述電阻器電聯(lián)接到所述第一線和所述第一端子，其中所述可旋轉(zhuǎn)主體可操作以被移動(dòng)成，允許所述導(dǎo)電軸在所述第一端子和所述第二端子之間進(jìn)行電接觸，以使得電流能通過所述電阻器在所述第一線和所述第二線之間流動(dòng)，并且允許所述導(dǎo)電軸在所述第二端子和所述第三端子之間進(jìn)行電接觸，以使得電流能在所述第一線和所述第二線之間直接流動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括外殼和安裝到所述可旋轉(zhuǎn)主體的對(duì)齊元件，所述外殼包括在其中限定室的間隔開的頂板和底板及側(cè)壁，所述頂板和底板均包括中心開口和狹槽，所述導(dǎo)電軸以其中所述對(duì)齊元件通過在所述頂板中的所述狹槽延伸進(jìn)入所述外殼并通過在所述底板中的所述狹槽離開所述外殼的取向被插入并穿過在所述頂板和底板中的所述開口，并且其中所述頂板和底板中的所述狹槽定向成使得在所述對(duì)齊元件被插入穿過所述頂板中的所述狹槽之后所述可旋轉(zhuǎn)主體必須被旋轉(zhuǎn)，以允許所述可旋轉(zhuǎn)主體被插入穿過所述底板中的所述狹槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述對(duì)齊元件安裝到所述柄部。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述對(duì)齊元件安裝到所述軸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中所述對(duì)齊元件可樞轉(zhuǎn)地安裝到所述軸，以使得所述元件不能夠向上樞轉(zhuǎn)，但能夠向下樞轉(zhuǎn)，以在所述軸在所述第二和第三端子之間進(jìn)行電接觸之后允許所述軸平直地穿過所述外殼被移除。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述可旋轉(zhuǎn)主體包括非導(dǎo)電罩，所述對(duì)齊元件安裝到所述罩的內(nèi)壁。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中所述對(duì)齊元件不能夠向上樞轉(zhuǎn)，但能夠向下樞轉(zhuǎn)，以在所述軸在所述第二和第三端子之間進(jìn)行電接觸之后允許所述軸平直地穿過所述外殼被移除。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述狹槽相對(duì)于彼此定向成180°。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述裝置為圓柱形的。
10.一種作為電動(dòng)車輛上的電池電路的一部分設(shè)置的手動(dòng)維護(hù)斷接和預(yù)充電裝置，所述電池電路包括電池，所述裝置包括: 可旋轉(zhuǎn)主體，所述可旋轉(zhuǎn)主體包括非導(dǎo)電柄部、導(dǎo)電軸和對(duì)齊元件； 外殼，所述外殼包括在其中限定室的頂板、底板和側(cè)壁，所述頂板和底板均包括中心開口和狹槽； 第一端子，所述第一端子設(shè)置在所述外殼內(nèi)； 第二端子，所述第二端子設(shè)置在所述外殼外部； 第三端子，所述第三端子設(shè)置在所述外殼外部；第一線，所述第一線電聯(lián)接到所述第三端子和所述電池； 第二線，所述第二線電聯(lián)接到所述第二端子；以及 電阻器，所述電阻器電聯(lián)接到所述第一線和所述第一端子，其中所述可旋轉(zhuǎn)主體可操作以被插入和旋轉(zhuǎn)，以使得所述導(dǎo)電軸以這樣的取向被插入所述頂板中的所述開口，即，所述對(duì)齊元件通過所述頂板 中的所述狹槽延伸進(jìn)入所述外殼以在所述第一端子和第二端子之間進(jìn)行電接觸，以便電流能通過所述電阻器在所述第一線和所述第二線之間流動(dòng)，并且其中所述可旋轉(zhuǎn)主體旋轉(zhuǎn)，使得所述對(duì)齊元件與所述底板中的所述狹槽對(duì)齊，以允許所述導(dǎo)電軸在所述第二端子和所述第三端子之間進(jìn)行電接觸，以便電流在所述第一線和所述第二線之間直接流動(dòng)。
【文檔編號(hào)】B60L3/00GK103448554SQ201310217843
【公開日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年6月4日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月4日
【發(fā)明者】J.E.塔欽斯基, C.A.科拉, G.G.塞西爾 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司