專利名稱：電路斷開組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車輛的電存儲裝置，更具體地說，本發(fā)明涉及車輛牽引用蓄電池系統(tǒng)的維修斷開。
背景技術(shù)：
諸如高壓牽引用蓄電池的高壓電存儲裝置被用于電、混合電力與燃料電池車輛。由電存儲裝置和連接到存儲裝置的動力系系統(tǒng)形成的高壓電電路應(yīng)該一直與車輛和車輛乘客電隔離。
當(dāng)今的電和混合電動車中的牽引用蓄電池一般以超過傳統(tǒng)附屬電池的電壓運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，維修人員需要方便、可靠的技術(shù)，用于斷開牽引電池電路與/或更換保險和其它系統(tǒng)部件。
由于需要多個步驟和部件以拆卸保險，目前已知的斷開高壓電存儲裝置和檢查保險的方法很麻煩。因此，需要一種能夠可靠而方便地斷開高壓電路而允許更換高壓電路中失效的保險的裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種電隔離電動車輛的高壓總線的斷開組件。該斷開組件設(shè)計以在電隔離電路中在高壓電存貯裝置中固定保險，并容易地操作以斷開高壓電路。該斷開組件至少一部分可拆卸以快速更換保險。該斷開組件可被設(shè)計為它在高壓電存貯裝置中的任何其它部件能夠被檢查前必須被拆卸下來。
在一個實施例中，該斷開組件包括設(shè)計以將保險保持在高壓電路中的手柄。在電存儲裝置中的支架(housing)內(nèi)，該手柄可在鎖定位置與解鎖位置之間手動變換以鎖定和解鎖保險，從而閉合和斷開電路。手柄體防止組件的任何部分被移動，除非手柄被變換到解鎖位置。
通過下述說明和附圖，可以最好地理解本發(fā)明的各種特性，下述為簡要描述。


圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的組件的分解透視圖；圖2顯示了圖1的組件的一個俯視圖的實例；圖3A和3B分別是根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的組件的透視圖和仰視平面視圖；圖4A和4B是保險與匹配端子之間關(guān)系的示意剖視圖；和圖5A和5B是保險與匹配端子之間另一種關(guān)系的示意剖視圖。
具體實施例方式
圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的斷開組件100的分解透視圖。通常，斷開組件100被加入高壓電存儲裝置102中，以快速和可靠地將裝置102中的高壓端子與諸如高壓動力系系統(tǒng)(未示出)的電系統(tǒng)中其余部分隔離，而在這種操作中，無需將保險完全從裝置拆卸下來。該斷開組件100也提供了一種方便的拆卸和維修失效保險的方法。
如圖1所示，斷開組件100包括使上部抓握部分104a和下部保險保持器部分104b組合成一個部件的手柄。該手柄被設(shè)計為與設(shè)置在電存儲裝置上的支架(housing)106接合。該支架106被固定到電存儲裝置102或與電存儲裝置102成整體，而不會相對于電存儲裝置102移動，并且當(dāng)手柄被移去時，它也不能被移去。匹配端子108(例如，圖4A和4B)將電存儲裝置102內(nèi)部的諸如電化學(xué)電池(未示出)的串聯(lián)電路段的連接分離。該匹配端子108包括能夠由保險110連接在一起的一個正端子和一個負(fù)端子。在一個實施例中，匹配端子108將該串聯(lián)連接分為兩半，從而將匹配端子108之間的電壓分為兩半。這是優(yōu)選地，因為當(dāng)僅在一個位置斷開由電路段形成的電路時，它將電壓減小到其可能的最低水平。該匹配端子108可設(shè)置在支架106內(nèi)或電存儲裝置102中的其它結(jié)構(gòu)中。
手柄被設(shè)計為安全地保持在支架106中，并將保險110或其它電路連接器保持在保險保持器部分104b中。當(dāng)保險110連接到匹配端子108時，電流從正匹配端子經(jīng)保險110流到負(fù)匹配端子。如果流經(jīng)保險110的電流達(dá)到過高水平與/或流動時間過長，保險110將燒斷，而斷開電路，防止匹配端子108之間電流進(jìn)一步的流動。手柄和保險110均為電存儲裝置102中的便于使用的部件。
手柄的抓握部分104a用作用戶的接口，以允許工人容易地連接或斷開保險110與匹配端子108。在一個實施例中，抓握部分104a和保險保持器部分104b可以經(jīng)旋轉(zhuǎn)或其它運(yùn)動一起移入鎖定位置，該處保險110被連接到匹配端子108，以便電存儲裝置102準(zhǔn)備好操作；或抓握部分104a和保險保持器部分104b可以經(jīng)旋轉(zhuǎn)或其它運(yùn)動一起移入解鎖位置，該處匹配端子108斷開以防止電流流動，而允許檢查或接近高壓傳動系和電存儲裝置102的外部部分。該抓握部分104a可以手動從任一位置移動和移動至任一位置，而實際不從支架106移去手柄或保險110。下述實例顯示了包括抓握部分104a和保險保持器部分104b的、允許接合或移去手柄的多種可能的結(jié)構(gòu)。不管具體結(jié)構(gòu)如何，然而手柄應(yīng)該被設(shè)計成在它能夠移動脫離匹配端子108并且(如果需要)升起脫離支架106前，需要施加適中的力(例如，擠壓與/或壓力)以脫離手柄與/或支架106中的任何鎖鍵(detent)。
在圖1中所示實施例中，手柄的抓握部分104a包括手柄體112和保持件114。保險連接器116將保險110聯(lián)接到手柄體112，以便手柄體112的手動移動也會移動保險110。手柄的保險保持器部分104b包括夾持保險110的保險保持器118。如圖1所示，保險110的主體部分120至少被部分地裝入保險連接器116和保持固定器118之間。保險110中端子121保持暴露在手柄中的保險連接器116和保險保持器118的外部，以便它們可以連接到匹配端子108。諸如貫穿螺栓的緊固件122延伸經(jīng)過保險保持器118、保險連接器116和手柄體112以將它們連接在一起，以便它們作為一個部件移動。這些手柄部件的每一個將在下面更加詳細(xì)地描述。
手柄的抓握部分104a和保險保持器部分104b均可由諸如塑料的任何適合的電絕緣材料制成。為防止抓握部分104a在支架106中太自由地移動或否則脫離支架106，保持件114具有鎖鍵(detent)以將抓握部分104a與/或保險保持器部分104b固定在支架106內(nèi)。在圖1所示的實施例中，保持件114包括設(shè)計與支架106內(nèi)的至少一個相對應(yīng)的凹陷126接合的至少一個鍵形物124。在這種情況中的保持件114由彈性材料制成，并具有容納在手柄體112上的實質(zhì)上平的突起130的V型槽128。
當(dāng)工人在保持件114的相對凹陷132上施加擠壓或夾緊力時，保持件114的側(cè)壁134向內(nèi)彼此移向?qū)Ψ?。?cè)壁134的向內(nèi)運(yùn)動使保持件114上的鍵形物124脫離支架106中的凹陷126，釋放保持件114以在支架106內(nèi)移動。當(dāng)鍵形物124與凹陷126對齊時，保持件114的彈性導(dǎo)致側(cè)壁134向外移回，以便鍵形物124與凹陷126接合。此外，當(dāng)鍵形物124未與凹陷126接合且當(dāng)保險葉片狀部分121與支架106中的諸如第一組保險溝槽210的開口對齊時，為進(jìn)行維修，手柄體112的向上拔會使抓握部分104a和保險保持器部分104b被從電存儲裝置102提起，從而提起其中包含的保險110。
如圖2所示，保持件114可具有彼此相對的幾個鍵形物124，而支架106可具有幾對對應(yīng)的凹陷126a、126b。當(dāng)手柄(即抓握部分104a和保險保持器部分104b)和保險110位于鎖定位置時，鍵形物124接合第一組凹陷126a；而當(dāng)手柄和保險110位于解鎖位置時，鍵形物124接合第二組凹陷126b。一旦被置于所設(shè)計的位置，鍵形物124和凹陷126a、126b之間的接合可防止手柄的抓握部分104a產(chǎn)生位移。當(dāng)然，可以將鍵形物設(shè)置在支架上而凹陷設(shè)置在保持件上，而不會背離本發(fā)明的范圍。
限位開關(guān)129也可被加入支架106中接近凹陷126a、126b，而與處理器(未示出)連通。該鍵形物124被構(gòu)造以便當(dāng)它與一個凹陷126a、126b接合時，它關(guān)閉限位開關(guān)129，而允許車輛電子部件檢測手柄和保險110的位置，并確認(rèn)它被正確地插入選擇的位置中。該限位開關(guān)129也可用作損壞的電存儲裝置存儲和裝載期間任何系統(tǒng)故障(例如，軟件故障、電與/或機(jī)械系統(tǒng)故障)的正超馳控制裝置。
手柄的抓握部分104a和電存儲裝置102的支架106之間的接合可防止電存儲裝置102的檢查蓋(access cover)138移動，除非手柄被首先移動。在一個實施例中，當(dāng)手柄處于解鎖位置和鎖定位置中時，保持件114被保持在手柄上的凸緣140與支架106的平坦部142之間。此外，保險葉片狀部分121被緊固地保持在匹配端子108之間，以防止保險110從鎖定位置移出(升出)支架106。因此，當(dāng)手柄被連接到支架106時，檢查蓋138不能被移動。
斷開組件100可被設(shè)計具有裝載件(stowage feature)，以便手柄可以容易地被裝入維修位置，以防止它在維修期間被損壞或丟失。例如，系繩144可以附于抓握部分104a和支架106?？蛇x地，支架106中可包含第二組保險溝槽212，以允許手柄的抓握部分104a和保險保持器部分104b被插入維修位置。手柄的形狀在這種情況中用作裝載件。在維修位置中，保險110完全與匹配端子108隔離，而抓握部分104a(而因此保險110)不能直接移到鎖定位置或解鎖位置。為將手柄移回到解鎖位置，以便可移到鎖定位置，保險葉片狀部分121與第二組保險溝槽212對齊，以便手柄能夠離開維修位置而完全脫離支架106。然后，保險葉片狀部分121與第一組保險溝槽210對齊，而手柄被重新插入支架106，進(jìn)入解鎖位置。
圖3A和3B顯示了根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的斷開組件100。圖3A是與可選支架106c分離的可選手柄104c的透視圖。為簡化起見，當(dāng)前實施例中的手柄104c統(tǒng)稱為具有抓握部分和保險夾持器的組合單元。圖3B是當(dāng)手柄104c被放置在支架106c內(nèi)部并處于解鎖位置時的底視圖(即從電存儲裝置102內(nèi)部向上觀察支架106c的視圖)。在當(dāng)前實施例中，兩個高壓插腳250被連接到保險葉片狀部分121。當(dāng)手柄104c被插入支架106c而處于解鎖位置時，插腳250與支架106c中的對應(yīng)孔252接合以形成高壓連接。高壓連接本身可以例如是由Anphenol(R)制成的彈性連接結(jié)構(gòu)。
當(dāng)前實施例中的手柄104c還包括一對諸如T型固定器的固定器254，固定器254設(shè)計以與支架中的對應(yīng)的第一開口256和第二開口258接合。類似前一實施例，手柄104c的手柄體112能夠被手動移位。固定器254用作保持件(retention feature)，而每一個均具有頸部(未示出)，以便固定器254可以緊固地固定在開口256、258中的至少一個中。
在所示實施例中，每一個第一開口256均具有長的形狀，以便保持器254可以經(jīng)旋轉(zhuǎn)在與解鎖位置256a對應(yīng)的第一部分和與鎖定位置256b對應(yīng)的第二部分之間移位。第二部256b可以小于第一開口256的其余部分，以便當(dāng)手柄104c移位時，第一開口256緊固地固定每個保持器254的頸部，防止手柄104c在移位期間從解鎖位置以外的任何位置提升出支架106c。保持器254也可被彈性偏置，以便在手柄104c移位前，能夠僅在已施加足夠的力以克服偏置力后才能發(fā)生移動；因此，在這種情況中，保持器254也用作制動器(detent)。
第二開口258對應(yīng)于維修位置。如圖3A和3B所示，第二開口258完全與第一開口256分離，這使得手柄104c可以從第二開口258移到第一開口256，而不首先從支架106c移去手柄104c。此外，當(dāng)手柄104c處于維修位置中時，插腳250脫離孔252，而簡單地從保險葉片狀部分121自由地懸掛。因此，在手柄104c能夠被放置入或脫離維修位置前，手柄104c必須從支架106c提升出來。因此，當(dāng)電存儲裝置102被裝載或維修時，保持器254與第二開口258接合，而不會出現(xiàn)任何不注意地滑入第一開口256中的危險。
圖4A和4B顯示了匹配端子108和保險端子121之間的一種可能的關(guān)系。圖4A顯示了解鎖位置中的保險110，而圖4B顯示了鎖定位置中的保險110。如上面提到的，匹配端子108包括正端子和負(fù)端子，并且將電存儲裝置102中串聯(lián)的電化學(xué)電池分為可以僅通過將保險110插入鎖定位置而連接的兩半。當(dāng)保險110解鎖以維修時，將串聯(lián)分為兩半減小了電存儲裝置102內(nèi)部的電位。
匹配端子108通常為平坦的且被以間隔關(guān)系安排以形成斷路。匹配端子108每一個可在一端具有一個彎曲部200，以將保險端子121導(dǎo)入鎖定位置。如圖4A所示，移動手柄會將保險端子121移向匹配端子108。一旦手柄和保險110處于鎖定位置(圖4B)，匹配端子108由保險端子121連接，而使電流從正匹配端子傳遞到負(fù)匹配端子。
在一個實施例中，保險端子121僅在它們緊固地位于匹配端子108之間后才到達(dá)鎖定位置；換言之，鎖定位置不只要求匹配端子108與保險端子121之間接觸。這保證了振動或其它典型的車輛力不會意外地斷開保險110。此外，當(dāng)保險110處于鎖定位置時，由于保險端子121夾在平的匹配端子108之間，這防止了保險的垂直位移，不可能從支架106移去保險110。因此，當(dāng)保持電存儲裝置102的其余部分不被觸及的情況下，保險110可以容易地移出和維修。
圖5A和5B顯示了圖4A和4B中所示結(jié)構(gòu)的一種變型。在該實例中，保險端子121具有與在匹配端子108的至少一個中形成的隆起204接合的槽口202。選擇隆起204和保險端子121之間的相對尺寸，以便不需要過多的力就可以將槽口202與隆起204接合。槽口202與隆起204之間的接合實現(xiàn)了匹配端子108和保險端子121之間連接的附加安全措施。
應(yīng)該理解在實踐本發(fā)明中，可以使用這里描述的本發(fā)明的實施例多種可選方案。權(quán)利要求確定了本發(fā)明的范圍，以及這些權(quán)利要求及其覆蓋的等價物的范圍內(nèi)的方法和裝置。
權(quán)利要求
1.一種用于具有支架或外殼的電存貯裝置的斷開組件，包括抓握部分，該抓握部分在支架內(nèi)可手動地在鎖定位置和解鎖位置之間變換；和與抓握部分成一體的保險保持器部分；其中保險保持器部分適合將保險可操作地連接到抓握部分，以便抓握部分的移動使保險在鎖定位置和解鎖位置之間變換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其中手柄和保險經(jīng)旋轉(zhuǎn)可移動或可變換。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其中保險保持器部分包括至少部分地圍繞保險的保險保持器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其中抓握部分包括保持件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的組件，其中保持件包括具有兩側(cè)壁的槽，當(dāng)力施加到兩側(cè)壁時，兩側(cè)壁朝向彼此向內(nèi)移動。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的組件，其中保持件包括與支架中至少一個開口接合的至少一個固定器，而其中所述至少一個開口包括對應(yīng)于解鎖位置的第一部分和對應(yīng)于鎖定位置的第二部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的組件，還包括在支架和保持件的至少一個中的鎖鍵，以在鎖定位置和解鎖位置的至少一個將抓握部分與支架接合，其中當(dāng)力施加到抓握部分以使手柄移動時，鎖鍵脫離。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的組件，其中鎖鍵包括設(shè)置在保持件和支架的一個上的至少一個鍵形物，和設(shè)置在保持件和機(jī)架中另一個中的至少一個凹陷。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的組件，其中所述至少一個凹陷包括對應(yīng)于解鎖位置的第一凹陷和對應(yīng)于鎖定位置的第二凹陷。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其中抓握部分和保險保持部分可脫離支架。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，還包括用于存貯手柄的裝載件。
全文摘要
用于車輛中的高壓電存貯裝置的電路斷開組件將抓握部分和保險保持器部分集成為一個單元。手柄可容易地在存貯裝置的機(jī)架內(nèi)手動操作，以開啟高壓電路而允許快速更換保險。該手柄可手動地在鎖定狀態(tài)和解鎖狀態(tài)之間轉(zhuǎn)移以將保險與電路連接和斷開。
文檔編號H01H85/54GK1725414SQ20051008743
公開日2006年1月25日 申請日期2005年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月23日
發(fā)明者帕克斯·丹尼爾·馬圭爾, 文卡特斯瓦·阿南德·?？ㄌm, 雅各布·馬修斯 申請人:福特環(huán)球技術(shù)公司