本發(fā)明涉及一種電動(dòng)汽車直流斷路器，主要應(yīng)用于電動(dòng)汽車以及采用直流供電的自動(dòng)化控制設(shè)備。

背景技術(shù)：

直流斷路器常常作為電動(dòng)汽車以及采用直流供電的自動(dòng)化控制設(shè)備的總電源開(kāi)關(guān)，是電動(dòng)汽車和自動(dòng)化控制設(shè)備中必不可少的關(guān)鍵器件。發(fā)明專利“一體化集成直流斷路器”（專利號(hào)為201210050355.2）曾經(jīng)介紹了一款結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、使用方便且可靠性高的直流斷路器的設(shè)計(jì)方法，不過(guò)，該發(fā)明尚有許多不完備的地方。主要表現(xiàn)在：

1.該直流斷路器沒(méi)有基本的能量管理功能。

2.該直流斷路器過(guò)載沒(méi)有報(bào)警功能。

3.實(shí)時(shí)消耗電流沒(méi)有在線指示功能。

4.該直流斷路器通過(guò)外接保險(xiǎn)（fuse）來(lái)實(shí)施保護(hù)，反應(yīng)速度太慢。

5.該直流斷路器的負(fù)載電流不能在最大負(fù)載電流范圍內(nèi)自由設(shè)置允許的負(fù)載電流，因此，對(duì)于不同的容量的直流斷路器需選用不同的型號(hào)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

據(jù)此，本發(fā)明有針對(duì)性地提出了一種新穎的電動(dòng)汽車直流斷路器的設(shè)計(jì)方案，具體技術(shù)方案如下：

一種電動(dòng)汽車直流斷路器，由前框外殼1、中框外殼2、底框外殼3、康銅板4、電流（a）刻度表盤5、pcb電路板6、線圈座7、動(dòng)觸片8組成，所述的前框外殼1、中框外殼2與底框外殼3的外形均為六邊形，采用鋁合金材質(zhì)，其要點(diǎn)在于：

所述的前框外殼1的中央有一個(gè)圓形開(kāi)口，嵌入一個(gè)電流（a）刻度表盤5，電流（a）刻度表盤5上有一個(gè)發(fā)光二極管53，所述的圓形開(kāi)口的內(nèi)壁上刻有內(nèi)螺紋11；

前框外殼1的四個(gè)角上嵌入四個(gè)輕觸鍵，其標(biāo)識(shí)字分別是“增加”鍵54、“確定”鍵55、“編程”鍵56、“減少”鍵57；

所述的pcb電路板6為圓形，上面焊接有單片機(jī)61、圓形全橋62、高頻變壓器63、pwm脈寬調(diào)制芯片64、功率管65、驅(qū)動(dòng)管66、蜂鳴器67、雙軸步進(jìn)電機(jī)68；

所述的雙軸步進(jìn)電機(jī)68的一根輸出軸上安裝有設(shè)置指針51，另一根輸出軸上安裝有動(dòng)態(tài)指針52；

所述的中框外殼2外側(cè)頂部的一邊上有康銅板座a24，中框外殼2的中央為空腔的圓柱形，圓柱形的外壁上有外螺紋25，中框外殼2的內(nèi)部有中框隔板21，中框隔板21上有固定線圈座孔23與隔板臺(tái)階22，所述的pcb電路板6擱在隔板臺(tái)階22上，螺絲穿過(guò)pcb電路板安裝孔69與隔板臺(tái)階22上的螺絲孔相連；

所述的底框外殼3外側(cè)頂部的一邊上有康銅板座b33，底框外殼3底部開(kāi)有輸出端子孔31和底框裝配孔32，接+和-的電源接線端子82從底部引出，總電流輸出螺栓端子81穿過(guò)輸出端子孔31后伸出；

所述的線圈座7上繞有線包，線圈座7的中央部分開(kāi)有一個(gè)銜鐵圓柱體體安裝孔75，所述的銜鐵71為圓柱體，可塞入銜鐵安裝孔75中，線圈座7中有一骨架隔板72，骨架隔板72的中心處開(kāi)有一個(gè)動(dòng)觸頭出孔74；

所述的動(dòng)觸片8上一面上的中心位置伸出一根絕緣桿86，絕緣桿86的頂端帶一個(gè)動(dòng)觸頭83,動(dòng)觸頭83穿過(guò)骨架隔板72上的動(dòng)觸頭出孔74，與銜鐵71的圓截面相接觸；

動(dòng)觸片8另一面的中央位置有一個(gè)彈簧卡座85，所述的彈簧87裝配在彈簧卡座85處，彈簧卡座85的兩側(cè)有兩個(gè)純銀接觸盤84，線包通電時(shí)，產(chǎn)生電磁場(chǎng)，其洛倫磁力使銜鐵71發(fā)生運(yùn)動(dòng)，撞擊動(dòng)觸頭83，使彈簧87壓縮，動(dòng)觸片8上的兩個(gè)純銀接觸盤84同步地與兩個(gè)總電流輸出螺栓端子相接觸；

線包掉電時(shí)，電磁場(chǎng)消失，彈簧卡座85上的彈簧87迫使動(dòng)觸片8上的兩個(gè)純銀接觸盤84同步地與兩個(gè)總電流輸出螺栓端子相脫離，同時(shí)，受動(dòng)觸頭83的頂托，銜鐵71復(fù)位。

所述的pcb電路板6上的元件有如下的連接關(guān)系，來(lái)自電源接線端子82+和-的連線接圓形全橋62的輸入端，圓形全橋62的輸出端接高頻變壓器63與pwm脈寬調(diào)制芯片64的輸入端，pwm脈寬調(diào)制芯片64的輸出端與功率管65的控制端相連，功率管65的輸出端為pcb電路板6供電，單片機(jī)61的i/o引腳接驅(qū)動(dòng)管66的控制端，驅(qū)動(dòng)管66輸出端接線圈座7上的線包，前框外殼1的四個(gè)角上嵌入的四個(gè)輕觸鍵接單片機(jī)61的i/o引腳，所述的雙軸步進(jìn)電機(jī)68為內(nèi)置微步距驅(qū)動(dòng)芯片，微步距驅(qū)動(dòng)芯片受單片機(jī)61的i/o引腳控制。

雙軸步進(jìn)電機(jī)68的一個(gè)輸出軸上帶一根設(shè)置指針51，該指針在電流（a）刻度表盤5上所指示的數(shù)字，是當(dāng)前直流斷路器設(shè)置的最大的允許負(fù)載電流，另一個(gè)輸出軸上帶一根動(dòng)態(tài)指針52，該指針指示的數(shù)字是當(dāng)前實(shí)時(shí)消耗的負(fù)載電流；當(dāng)動(dòng)態(tài)指針52指示的數(shù)字大于設(shè)置指針51指示的數(shù)字時(shí)，所述的蜂鳴器67與發(fā)光二極管53受單片機(jī)61的i/o引腳控制，蜂鳴器67發(fā)出報(bào)警聲，發(fā)光二極管53也開(kāi)始閃爍，電動(dòng)汽車直流斷路器將自行斷開(kāi)動(dòng)觸片8。

所述的康銅板4上帶散熱槽齒41，通過(guò)螺絲一端連在底框外殼3的康銅板座a24上，另一端連在中框外殼2的康銅板座b24上。

兩個(gè)總電流輸出螺栓端子81中，一個(gè)外接蓄電池正極，一個(gè)外接負(fù)載端，負(fù)載的另一端接康銅板座b33，康銅板座a24外接蓄電池負(fù)極，電流采樣從康銅板座b33取出后，經(jīng)濾波處理，再送單片機(jī)61的a/d引腳。

所述的線圈座7上有四個(gè)掛耳73，安裝時(shí)，螺絲穿過(guò)中框外殼2的中框隔板21上的固定線圈座孔23后，與所述的線圈座7上的四個(gè)掛耳73相連。

前框外殼1的內(nèi)螺紋11旋入中框外殼2的外螺紋25中，即完成前框外殼1與中框外殼2的連接，然后，螺絲穿過(guò)底框裝配孔32后與中框外殼2上的中框裝配孔26擰為一體。

技術(shù)效果

本發(fā)明提出的一種電動(dòng)汽車直流斷路器有如下有益效果：

1．本發(fā)明設(shè)計(jì)了一款初具能量管理功能的直流斷路器，用康銅板直接代替了慢速的保險(xiǎn)管，使保護(hù)管理更具時(shí)效性。

2.該直流斷路器增加了過(guò)載報(bào)警功能。

3.該直流斷路器增加了實(shí)時(shí)負(fù)載電流在線指示功能。

4.該直流斷路器的負(fù)載電流能夠在最大表盤指示的負(fù)載電流范圍內(nèi)自由設(shè)置。

5.本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，控制、顯示和保護(hù)相對(duì)獨(dú)立又集中為一體，做到了系統(tǒng)最省，整體最優(yōu)。

附圖說(shuō)明

圖1電動(dòng)汽車直流斷路器正面外形圖；

圖2電動(dòng)汽車直流斷路器背面外形圖；

圖3電動(dòng)汽車直流斷路器爆炸圖一；

圖4電動(dòng)汽車直流斷路器爆炸圖二；

圖5電動(dòng)汽車直流斷路器爆炸圖三；

圖6電動(dòng)汽車直流斷路器爆炸圖四；

圖7電動(dòng)汽車直流斷路器爆炸圖五；

圖8電動(dòng)汽車直流斷路器爆炸圖六；

圖9電動(dòng)汽車直流斷路器正面正視圖；

圖10電動(dòng)汽車直流斷路器背面正視圖；

圖11pcb電路板元件面正視圖；

圖12pcb電路板元件面外形圖；

圖13電動(dòng)汽車直流斷路器中框外殼視圖；

圖14電動(dòng)汽車直流斷路器底框外殼和線圈座、動(dòng)觸片視圖；

圖15電動(dòng)汽車直流斷路器線圈座視圖；

圖16電動(dòng)汽車直流斷路器底框外殼和動(dòng)觸片、動(dòng)觸頭和彈簧視圖。

標(biāo)號(hào)說(shuō)明：

1前框外殼11內(nèi)螺紋

2中框外殼

21中框隔板22隔板臺(tái)階

23固定線圈座孔24康銅板座a

25外螺紋26中框裝配孔

3底框外殼

31輸出端子孔32底框裝配孔

33康銅板座b

4康銅板

41散熱槽齒

5電流（a）刻度表盤

51設(shè)置指針52動(dòng)態(tài)指針

53發(fā)光二極管54“增加”鍵

55“確定”鍵56“編程”鍵

57“減少”鍵

6pcb電路板

61單片機(jī)62圓形全橋

63高頻變壓器64pwm脈寬調(diào)制芯片

65功率管66驅(qū)動(dòng)管

67蜂鳴器68雙軸步進(jìn)電機(jī)

69pcb電路板安裝孔

7線圈座

71銜鐵72骨架隔板

73掛耳74動(dòng)觸頭出孔

75銜鐵安裝孔

8動(dòng)觸片

81總電流輸出螺栓端子82電源接線端子

83動(dòng)觸頭84純銀接觸盤

85彈簧卡座86絕緣桿

87彈簧

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及其實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。

本實(shí)施例中，電動(dòng)汽車直流斷路器由前框外殼（1）、中框外殼（2）、底框外殼（3）、康銅板（4）、電流（a）刻度表盤（5）、pcb電路板（6）、線圈座（7）、動(dòng)觸片（8）組成，所述的前框外殼（1）、中框外殼（2）與底框外殼（3）的外形均為六邊形，采用鋁合金材質(zhì)，其要點(diǎn)在于：

所述的前框外殼（1）的中央有一個(gè)圓形開(kāi)口，嵌入一個(gè)電流（a）刻度表盤（5），電流（a）刻度表盤（5）上有一個(gè)發(fā)光二極管（53），所述的圓形開(kāi)口的內(nèi)壁上刻有內(nèi)螺紋（11）；

前框外殼（1）的四個(gè)角上嵌入四個(gè)輕觸鍵，其標(biāo)識(shí)字分別是“增加”鍵（54）、“確定”鍵（55）、“編程”鍵（56）、“減少”鍵（57）；

所述的pcb電路板（6）為圓形，上面焊接有單片機(jī)（61）、圓形全橋（62）、高頻變壓器（63）、pwm脈寬調(diào)制芯片（64）、功率管（65）、驅(qū)動(dòng)管（66）、蜂鳴器（67）、雙軸步進(jìn)電機(jī)（68）；

所述的雙軸步進(jìn)電機(jī)（68）的一根輸出軸上安裝有設(shè)置指針（51），另一根輸出軸上安裝有動(dòng)態(tài)指針（52）；

所述的中框外殼（2）外側(cè)頂部的一邊上有康銅板座a（24），中框外殼（2）的中央為空腔的圓柱形，圓柱形的外壁上有外螺紋（25），中框外殼（2）的內(nèi)部有中框隔板（21），中框隔板（21）上有固定線圈座孔（23）與隔板臺(tái)階（22），所述的pcb電路板（6）擱在隔板臺(tái)階（22）上，螺絲穿過(guò)pcb電路板安裝孔（69）與隔板臺(tái)階（22）上的螺絲孔相連；

所述的底框外殼（3）外側(cè)頂部的一邊上有康銅板座b（33），底框外殼（3）底部開(kāi)有輸出端子孔（31）和底框裝配孔（32），接+和-的電源接線端子（82）從底部引出，總電流輸出螺栓端子（81）穿過(guò)輸出端子孔（31）后伸出；

所述的線圈座（7）上繞有線包，線圈座（7）的中央部分開(kāi)有一個(gè)銜鐵圓柱體體安裝孔（75），所述的銜鐵（71）為圓柱體，可塞入銜鐵安裝孔（75）中，線圈座（7）中有一骨架隔板（72），骨架隔板（72）的中心處開(kāi)有一個(gè)動(dòng)觸頭出孔（74）；

所述的動(dòng)觸片（8）上一面上的中心位置伸出一根絕緣桿（86），絕緣桿（86）的頂端帶一個(gè)動(dòng)觸頭（83）,動(dòng)觸頭（83）穿過(guò)骨架隔板（72）上的動(dòng)觸頭出孔（74），與銜鐵（71）的圓截面相接觸；

動(dòng)觸片（8）另一面的中央位置有一個(gè)彈簧卡座（85），所述的彈簧（87）裝配在彈簧卡座（85）處，彈簧卡座（85）的兩側(cè)有兩個(gè)純銀接觸盤（84），線包通電時(shí)，產(chǎn)生電磁場(chǎng)，其洛倫磁力使銜鐵（71）發(fā)生運(yùn)動(dòng)，撞擊動(dòng)觸頭（83），使彈簧（87）壓縮，動(dòng)觸片（8）上的兩個(gè)純銀接觸盤（84）同步地與兩個(gè)總電流輸出螺栓端子相接觸；

線包掉電時(shí)，電磁場(chǎng)消失，彈簧卡座（85）上的彈簧（87）迫使動(dòng)觸片（8）上的兩個(gè)純銀接觸盤（84）同步地與兩個(gè)總電流輸出螺栓端子相脫離，同時(shí)，受動(dòng)觸頭（83）的頂托，銜鐵（71）復(fù)位。

所述的pcb電路板（6）上的元件有如下的連接關(guān)系，來(lái)自電源接線端子（82）+和-的連線接圓形全橋（62）的輸入端，圓形全橋（62）的輸出端接高頻變壓器（63）與pwm脈寬調(diào)制芯片（64）的輸入端，pwm脈寬調(diào)制芯片（64）的輸出端與功率管（65）的控制端相連，功率管（65）的輸出端為pcb電路板（6）供電，單片機(jī)（61）的i/o引腳接驅(qū)動(dòng)管（66）的控制端，驅(qū)動(dòng)管（66）輸出端接線圈座（7）上的線包，前框外殼（1）的四個(gè)角上嵌入的四個(gè)輕觸鍵接單片機(jī)（61）的i/o引腳，所述的雙軸步進(jìn)電機(jī)（68）為內(nèi)置微步距驅(qū)動(dòng)芯片，微步距驅(qū)動(dòng)芯片受單片機(jī)（61）的i/o引腳控制。

雙軸步進(jìn)電機(jī)（68）的一個(gè)輸出軸上帶一根設(shè)置指針（51），該指針在電流（a）刻度表盤（5）上所指示的數(shù)字，是當(dāng)前直流斷路器設(shè)置的最大的允許負(fù)載電流，另一個(gè)輸出軸上帶一根動(dòng)態(tài)指針（52），該指針指示的數(shù)字是當(dāng)前實(shí)時(shí)消耗的負(fù)載電流；當(dāng)動(dòng)態(tài)指針（52）指示的數(shù)字大于設(shè)置指針（51）指示的數(shù)字時(shí)，所述的蜂鳴器（67）與發(fā)光二極管（53）受單片機(jī)（61）的i/o引腳控制，蜂鳴器（67）發(fā)出報(bào)警聲，發(fā)光二極管（53）也開(kāi)始閃爍，電動(dòng)汽車直流斷路器將自行斷開(kāi)動(dòng)觸片（8）。

所述的康銅板（4）上帶散熱槽齒（41），通過(guò)螺絲一端連在底框外殼（3）的康銅板座a（24）上，另一端連在中框外殼（2）的康銅板座b（24）上。

兩個(gè)總電流輸出螺栓端子（81）中，一個(gè)外接蓄電池正極，一個(gè)外接負(fù)載端，負(fù)載的另一端接康銅板座b（33），康銅板座a（24）外接蓄電池負(fù)極，電流采樣從康銅板座b（33）取出后，經(jīng)濾波處理，再送單片機(jī)（61）的a/d引腳。

所述的線圈座（7）上有四個(gè)掛耳（73），安裝時(shí)，螺絲穿過(guò)中框外殼（2）的中框隔板（21）上的固定線圈座孔（23）后，與所述的線圈座（7）上的四個(gè)掛耳（73）相連。

前框外殼（1）的內(nèi)螺紋（11）旋入中框外殼（2）的外螺紋（25）中，即完成前框外殼（1）與中框外殼（2）的連接，然后，螺絲穿過(guò)底框裝配孔（32）后與中框外殼（2）上的中框裝配孔（26）擰為一體。

應(yīng)指出的是，本電動(dòng)汽車直流斷路器能量管理的思路是，允許的負(fù)載電流可以自主設(shè)置，當(dāng)前電流（a）刻度表盤（5）上的最大刻度為電動(dòng)汽車直流斷路器的最大容量值，設(shè)置指針（51）可在此范圍內(nèi)任意設(shè)置最大的負(fù)載電流，操作如下：按下“編程”鍵（56），這時(shí)，發(fā)光二極管（53）開(kāi)始閃爍，再按下“增加”鍵（54），設(shè)置指針（51）將順時(shí)針偏轉(zhuǎn)增大，按下“減少”鍵（57），設(shè)置指針（51）將逆時(shí)針偏轉(zhuǎn)減少，當(dāng)設(shè)置指針（51）停留在所要求的數(shù)字處時(shí)，按下“確定”鍵（55），發(fā)光二極管（53）停止閃爍，表示設(shè)置完畢。巧妙的時(shí)，即使電動(dòng)汽車直流斷路器掉電，設(shè)置指針（51）仍舊停留在所要求的數(shù)字處，下次上電時(shí)，該設(shè)置依然有效。

總之，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一款能自主編程設(shè)置負(fù)載電流的電動(dòng)汽車直流斷路器，初具基本能量管理功能，由于用康銅板直接代替了慢速的保險(xiǎn)管，保護(hù)管理更具時(shí)效性，增加了過(guò)載報(bào)警功能和實(shí)時(shí)電流在線指示功能，負(fù)載電流能夠在最大表盤指示的負(fù)載電流范圍內(nèi)自由設(shè)置，其結(jié)構(gòu)緊湊，控制、顯示與保護(hù)相對(duì)獨(dú)立、集中一體，做到了系統(tǒng)最省，整體最優(yōu)，市場(chǎng)應(yīng)用前景相當(dāng)廣闊。

上述為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，為了說(shuō)明方便起見(jiàn)，本實(shí)施例所述的電流（a）刻度表盤最大刻度為100a，實(shí)際上，根據(jù)動(dòng)觸頭和純銀接觸盤的大小，所述的電流（a）刻度表盤最大刻度可為1000a。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員都明白，在不脫離所附權(quán)利說(shuō)明書(shū)所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，在形式、細(xì)節(jié)的擴(kuò)展方面，對(duì)本發(fā)明所作出的各種變化，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。