CN101138966A - 混合动力汽车高压电分断装置 - Google Patents
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Abstract
混合动力汽车高压电分断装置，其包括万向惯性传感器，碰撞触发开关和电池组之间的分断控制装置，碰撞触发开关安装于电池舱门内侧并紧贴电池舱门，可根据电池舱门的变形程度来决定其闭合或是断开。本发明结构简单紧凑、装配方便，体积小巧，成本低廉，可以很好地安装于车辆之上，适用范围广。
Description
技术领域
本发明涉及一种混合动力汽车高压电分断装置，特别是涉及一种用于混合动力汽车高压电安全系统的高压电分断装置。
背景技术
混合动力汽车一部分动力源来自电能，该电能是由车内的蓄电池组提供。一般情况下，混合动力汽车的电源是由多个低压蓄电池串联而形成高压电(一般高于300V)以满足汽车运行所需的电能。此高压电在汽车发生碰撞、翻车等危险工况时，有可能会对司乘人员的安全构成威胁，或者使紧急救援人员受到电伤害，故需要一种高压电分断装置，以对碰撞、翻车事故进行监测，并能对整个系统工作提供信号，由控制电路迅速将高压电主电路断开，在高压电主电路断开之后将串连而形成的高压电动力源分断成36V以下的安全电压，以保障司乘人员或/和使紧急救援人员的安全。
现有高压电分断装置结构复杂，成本较高，可靠性也欠佳。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单紧凑、成本低廉的混合动力汽车高压电分断装置。
本发明解决上述问题的技术方案为：其包括碰撞触发开关和电池组之间的分断控制装置，其特征是，还设有万向惯性传感器，所述万向惯性传感器内部装有万向节和摆球，万向节上叉固定，下叉与摆球螺纹连接加注有防松胶，摆球万向运动通过万向节联动形成；所述碰撞触发开关内部装有两片铜片，两片铜片之间通过绝缘体隔开；所述电池组分断控制装置包括直流接触器、继电器、复位开关，直流接触器安装于车内高压电主电路，分断继电器安装于各个电池组之间，所述继电器为不需要灭弧装置的大电流(优选额定电流≥250A)继电器；所述万向惯性传感器与碰撞触发开关并联接在主电路控制电路中，当万向惯性传感器接受到碰撞或翻滚信号时，或者碰撞触发开关接受到碰撞信号时则会接通主控制电路，进而引起分断电路中继电器的断开，实现电池组之间的分断。
所述碰撞触发开关装置，安装于电池舱门内侧并紧贴电池舱门，可根据电池舱门的变形程度来决定其闭合或是断开。
本发明是利用惯性作用原理形成的圆锥摆现象，通过改变铜圈或铜球的直径来改变传感器工作的条件，即改变发生响应的倾斜角度值；通过调整套筒与四方块的接触、销钉与上、下叉的润滑方式来改变机械系统的摩擦从而调整整个装置的响应时间；铜球的万向运动是通过利用上、下叉形成的类似万向节联结形成的。
本发明在车辆发生各个方向的翻滚或是各个角度的碰撞时，所述万向惯性传感器和碰撞触发开关能够为混合动力汽车的高压电保护系统提供触发信号，并能迅速断开高压主电路和对动力电池组内部电路进行分断，使各段电压在人体的安全电压之下，从而提高混合动力汽车的高压电路安全性，实现对车辆和人员的电气安全保护。
本发明的有益效果在于：本发明之万向惯性传感器，结构简单紧凑、装配方便、体积小巧、成本低廉，可以很好地安装于车辆之上；本发明之碰撞触发开关，亦具有结构简单、成本低廉之优点，可以利用现有的橡胶块和铜片进行裁减，制作方便，适用范围广；本发明之电池组内部分断装置，线路简明，响应时间短，大电流继电器可以在现有的直流接触器上直接简化，适用范围亦广。
附图说明
图1(a)为本发明一实施例的构成主视图；
图1(b)为图1所示实施例的俯视图；
图2为图1所示实施例的万向惯性传感器主视图；
图3为图1所示实施例的万向惯性传感器左视图；
图4为图1所示实施例的万向惯性传感器俯视图；
图5为图1所示实施例的碰撞触发开关示意图；
图6为图1所示实施例的碰撞触发开关安装位置示意图；
图7(a)为图1所示实施例的控制电路的动力主电路图；
图7(b)为图1所示实施例的控制电路的主电路断开电路图；
图7(c)为图1所示实施例的控制电路电池组分断主电路图。
图中1-上盖板，2-上叉，3-箱体，4-销钉，5-四方块，6-铜圈，7-下叉，8-铜球，9-接线铜片，10-螺栓M3，11-螺栓M4，12-套筒，13-螺钉，14-弹簧垫片，15及15′-电极板，16-绝缘体，17及17′-引出线，18-外壳，19-万向惯性传感器，20-碰撞触发开关，21-控制电路，22-蓄电池组，23-电池舱门
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
参照图1(a)、(b)及图7(b)，本实施例包括安装在车身上的万向惯性传感器19，碰撞触发开关20，控制电路21；万向惯性传感器19和碰撞触发开关20并联后与控制电路21中的直流接触器KM的控制线圈相连，控制电路21中的大电流(额定电流250A)继电器(KA1、KA2、KA3)与蓄电池组22之蓄电池I 22-1、蓄电池II 22-2、蓄电池III22-3串连连接构成电池组分段电路(如图7-c所示)。
参照图2、图3、图4，所述万向惯性传感器19主要包括上盖板1、上叉2、箱体3、销钉4、四方块5、铜圈6、下叉7、铜球8、螺栓11、套筒12、螺钉13、弹簧垫片14等，弹簧垫片14通过螺栓11连接在上盖板1上，销钉4通过套筒12用螺纹连接在四方块5上，上盖板1和箱体3由螺钉13连接，上叉2和下叉7之间通过类似万向节的联结方式连接，下叉7与铜球8连接，铜圈6和下叉7通过两导线分别与接线铜片9连接(无正、负之分)；车辆位于水平位置时，通过箱体3固定于车辆水平部件上。
当车体发生翻滚事故时，箱体3，以及连接于箱体之上的铜圈6随着车体一起运动，而连接于下叉7上的铜球8由于惯性的作用将会保持垂直，因为上叉2、下叉7之间是通过类似万向节的联结方式连接的，因此铜球8将会连同下叉7相对于上叉2发生类似球铰的相对运动，从而使铜球8与铜圈6发生接触，进而导通铜球8与铜圈6之间的控制电路17。对于碰撞事故，由能量守恒原理和惯性原理可知，铜球8随车运动的动能将会转变为势能，即引起铜球8的上摆运动，同样会导致铜球8与铜圈6发生接触。
参见图5、图6，碰撞触发开关20为一带状开关，其包括外壳18及正负电极板15及15′，正负电极板15及15′之间填充有绝缘体16，正负电极板15及15′分别设有与控制电路21相连的引出线17、17′。碰撞触发开关20固定在电池舱门23内侧。
当电池舱门23受撞击并产生一定的变形量后，碰撞触发开关20闭合并向控制电路21输入工作信号，在切断高压电源的同时，实现蓄电池组22内部的分断。该碰撞触发开关的闭合条件可随其绝缘体的厚度或布置位置的不同而改变。
参照图7，本实施例电池组之间的分断控制电路21，主要包括直流接触器KM、大电流继电器KA1、KA2和KA3、复位开关SB等，其中直流接触器可以直接切断车内工作主电路，继电器可分断高压电路动力源至安全电压以下，复位开关可以防止误操作。
万向惯性传感器19、碰撞触发开关20和直流接触器KM控制线圈电路串联在控制电路主电路断开电路中(如图7-b所示)；直流接触器KM的常开动闭触点和大电流继电器KA1、KA2和KA3控制线圈电路串联在控制电路主电路断开电路中。大电流继电器KA1、KA2和KA3的常闭动断触点与电池组22串联在控制电路电池组分段电路中(如图7-c所示)。
万向惯性传感器19、碰撞触发开关20两者中有任何一个内部对应的电路，触发控制电路21导通，均可使直流接触器KM线圈中有电流流过，与此同时连接在主电路中的直流接触器KM的常闭触点将会断开，从而达到断开主电路的目的。为了将动力电池组内部电压分断为36V以下，在电池组电路中串入三个大电流继电器KA1、KA2和KA3的常闭动断触点(大电流继电器个数根据电池箱总数和动力电池组单电池数确定)。当主电路中的直流接触器KM的常闭开关断开时，并联在控制电路21中的直流接触器的辅助常开开关KM闭合，从而引起与其串联大电流继电器的吸引线圈KA1-KA3通电。最终引起了电池组内部电路在主电路断开后，在继电器的常闭触点的断开下完成电池组内部电路的分断。为了防止不可预计的误操作，在主电路中并入了一个常开的复位双刀开关SB。
Claims (4)
1.一种混合动力汽车高压电分断装置，包括碰撞触发开关和电池组之间的分断控制装置，其特征是，还设有万向惯性传感器，所述万向惯性传感器内部装有万向节和摆球，万向节上叉固定，下叉与摆球螺纹连接加注有防松胶，摆球万向运动通过万向节联动形成；所述碰撞触发开关内部装有两片铜片，两片铜片之间通过绝缘体隔开；所述电池组分断控制装置包括直流接触器、继电器、复位开关，直流接触器安装于车内高压电主电路，分断继电器安装于各个电池组之间，所述继电器为不需要灭弧装置的大电流继电器；所述万向惯性传感器与碰撞触发开关并联接在主电路控制电路中，当万向惯性传感器接受到碰撞或翻滚信号时，或者碰撞触发开关接受到碰撞信号时则会接通主控制电路，进而引起分断电路中继电器的断开，实现电池组之间的分断。
2.根据权利要求1所述的混合动力汽车高压电分断装置，其特征是，所述万向惯性传感器包括上盖板、上叉、箱体、销钉、四方块、铜圈、下叉、铜球、套筒、弹簧垫片，所述弹簧垫片通过螺栓连接在上盖板上，销钉通过套筒用螺纹连接在四方块上，上盖板和箱体通过螺钉连接，上叉和下叉之间通过类似万向节的联结方式连接，下叉与铜球连接，铜圈和下叉通过两导线分别与接线铜片连接。
3.根据权利要求1或2所述的混合动力汽车高压电分断装置，其特征是，所述碰撞触发开关安装于电池舱门内侧并紧贴电池舱门。
4.根据权利要求1或2所述的混合动力汽车高压电分断装置，其特征是，所述不需要灭弧装置的大电流继电器的额定电流≥250A。
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| CNA2007100359423A CN101138966A (zh) | 2007-10-19 | 2007-10-19 | 混合动力汽车高压电分断装置 |
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|---|---|---|---|---|
| CN101927701A (zh) * | 2010-08-19 | 2010-12-29 | 浙江吉利汽车研究院有限公司 | 一种电动汽车落水防触电装置 |
| CN102332367A (zh) * | 2011-09-21 | 2012-01-25 | 力帆实业(集团)股份有限公司 | 电动汽车碰撞断电开关驱动机构 |
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2007
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| CN102332367B (zh) * | 2011-09-21 | 2013-09-11 | 力帆实业(集团)股份有限公司 | 电动汽车碰撞断电开关驱动机构 |
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