CN102163863A - 供电控制装置 - Google Patents

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Abstract

一种供电控制装置,其包括:本体块,具有供电控制电路以及容纳该供电控制电路的壳体;电源侧电缆;以及车辆侧电缆。电源侧电缆和车辆侧电缆中的至少一个具有用于保持触头的保持器,本体块具有多个端子,所述端子电连接到供电控制装置,并且由壳体保持,从而每个端子的一部分暴露到壳体外面。壳体具有至少一个与保持器可拆卸地相结合的接头部分。触头在保持器与接头部分相结合的状态下与相应端子相接触,从而相应导线与供电控制电路电连接。

Description

供电控制装置
技术领域
本发明涉及一种供电控制装置。
背景技术
传统上,已有一种供电控制装置来用于控制从电源到车辆的供电(例如见日本未审专利公开号2009-240053)。作为上述电源,例如,采用商用100V AC电源。另外,作为上述车辆,例如采用插入式(plug-in)混合汽车和电动车辆,其包括电池和对电池进行充电的充电电路,并使用由电池电力被驱动的电动机来行进。供电控制装置用于将电能供给到充电电路。
此类型的供电控制装置,如图8所示,包括:
设在车辆(未示出)一端处的车辆侧电缆CC,具有与车辆充电电路相连的车辆侧插头CP。
设在其一端处的电源侧电缆PC,具有与电源(未示出)相连的电源侧插头PP,以及
分别通过电缆CC和PC与充电电路和电源相连的本体块1,本体块1接通和切断从电源到充电电路的供电。
在电源和车辆之间,该供电控制装置包括:
用于电源电极的导线L1(以后称为电源侧线);
用于接地侧电极的导线L2(以后称为接地侧线);以及
用于地电极的导线L3(以后称为地线)。
另外,本体块1包括设在电源侧线L1和接地侧线L2每一个中的继电器10,其接通和切断从电源到充电电路的供电。
另外,所述车辆具有控制电路(未示出),用于控制继电器10的开/关操作。设在车辆电缆CC中的导线CC1-CC4包括信号线CC4,其用作与控制电路电连接的导线。
本体块1包括:驱动电路12,用于根据通过导线L4(称为信号线)传送自控制电路的电信号来接通和切断继电器10,该导线L4与信号线CC4相连并与相应导线L1-L3分隔开;供电电路11,其与位于电源和继电器10之间的电源侧线L1、接地侧线L2和地线L3的每个相连,以产生用于驱动电路12的电力。
另外,本体块1包括零相变流器ZCT,其设成比继电器10更靠近电源,电源侧线L1和接地侧线L2穿过该零相变流器ZCT。驱动电路12基于零相变流器ZCT中感应出的感应电流来检测漏电流,然后当检测到漏电流时切断继电器10。因此,零相变流器ZCT、继电器10、供电电路11、以及驱动电路12构成供电控制电路。另外,分别与电源侧电缆PC中的电源线PC1和车辆侧电缆PC中的电源线CC1相连的电源侧线L1的第一和第二端子13通过控制继电器10的开/关操作而被电连接或断开。同样,分别与电源侧电缆PC中的接地线PC2和车辆侧电缆CC中的接地线CC2相连的接地侧线L2的第三和第四端子13通过继电器10被电连接或断开。因为继电器10、供电电路11、以及驱动电路12是本领域中公知的,其详细描述将省略。
同时,如果线PC1-PC3和CC1-CC4中的任何一根断了或者如果插头PP或CC损坏了,断了或损坏了的电缆PC和CC应该被更换。另外,在电源侧插头PP或车辆侧插头CP需要更换的情况下,例如电源侧插头PP需要与不同类型的电源插座相连的情况下,或者车辆侧插头PP要与不同类型的车辆侧插座相连的情况下,整个电缆PC或CP都应该被更换。
但是,如图9所示,在传统供电控制装置中,分别与电源侧电缆PC的导线PC1-PC3和车辆侧电缆CC的导线CC1-CC4相连的七个端子13由容纳在本体块1的壳体2中的螺钉端子构成(电源侧电缆PC的导线PC1-PC3和与其相对应的端子在图9中没有示出)。出于这种原因,当电缆PC或CC被更换时,壳体2首先被打开,然后要被更换的电缆PC或CC的导线PC1-PC3或CC1-CC4被移走,这导致维护性很差。
因为上述供电控制装置经常在室外使用,壳体2通常需要防水。但是,为了确保防水性能,壳体2可以通过使用用攻丝螺钉相互结合的元件来被构造。在这种情况下,一旦所述元件被拆卸用于打开壳体2,防止性能就很难得到保证,即使壳体2再组装上。因此,在采用一旦壳体2被拆卸其防水性能就被损坏的这种防水装置的情况下,或者在壳体2被不正确地再组装的情况下,与壳体2不被拆卸的情况相比,其防止性能被破坏。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种具有改进的维护性的供电控制装置。
根据本发明的一个方面,提供一种供电控制装置,其包括:本体块,包括夹置在车辆充电电路和电源之间并接通/切断从电源到充电电路的供电的供电控制电路,以及容纳该供电控制电路的壳体;电源侧电缆,其具有将电源和供电控制电路彼此电连接的多个导线;以及车辆侧电缆,其具有将充电电路和供电控制电路彼此电连接的多个导线。电源侧电缆和车辆侧电缆中的至少一个包括:由导电材料制成并电连接到其相应导线的多个触头;以及保持触头的保持器。本体块具有由导电材料制成的多个端子,且所述端子电连接到供电控制装置,并且通过壳体被保持,从而每个端子的一部分暴露到壳体外面。
壳体具有至少一个与保持器可拆卸地相结合的接头部分。触头在保持器与接头部分相结合的状态下与相应端子相接触,从而相应导线与供电控制电路电连接。
另外,一个覆盖单元可与壳体相结合,以覆盖至少保持器和接头部分之间的结合部分,以在覆盖单元与壳体相结合的状态下禁止保持器在相应接头部分处与壳体脱开。
可选地,一外壳可与壳体相结合以罩住壳体。外壳可以具有覆盖部分,用于覆盖至少保持器和接头部分之间的结合部分,以在外壳与壳体相结合的状态下禁止保持器在相应接头部分处与壳体脱开。
另外,车辆侧电缆可以被构造成具有信号线,该信号线与车辆的用于控制供电控制电路的控制电路电连接,且供电控制电路可以响应于通过该信号线向其输入的电信号而被操作。
根据本发明,具有保持器的电缆允许通过使保持器与接头部分附接以及脱开而共同地使导线与供电控制电路相连以及脱连。因此,与其中每个导线通过使用容纳于壳体中的螺钉端子或类似物而与供电控制电路相连以及脱连的传统情况相比,当更换电缆时不需要打开壳体,这使得更换电缆更容易,且提高了其维护性。
附图说明
从结合附图给出的对实施例的以下描述中,本发明的目的和特征将变得明显,其中:
图1为根据本发明第一实施例的供电控制装置的平面图;
图2为盖子去除后的第一实施例的本体块的透视图;
图3为第一实施例的本体块的主要部分的剖视图;
图4为第一实施例的保持器的透视图;
图5为本发明第一实施例的主要部分的透视图;
图6A和6B为本发明第二实施例的主要部分的透视图,其中图6A示出拆卸状态,图6B示出组装状态;
图7A和7B为上述实施例的变型例的主要部分的透视图,其中图7A示出拆卸状态,图7B示出组装状态;
图8为示出供电控制装置的示意性结构的框图;以及
图9为传统供电控制装置的主要部分的平面图。
具体实施方式
下面将结合附图来描述本发明的实施例。
(第一实施例)
因为根据本发明第一实施例的供电控制装置的结构与图8所示传统示例是基本上公用的,因此对这些公用部分的详细说明将予以省略。
本实施例所具有的特征在于本体块1和电缆PC和CC每个之间的连接结构。
具体而言,如图1所示,本体块1具有容纳继电器10、供电电路11、以及驱动电路12(它们构成供电控制电路)的壳体2。如图2所示,壳体2具有长方体形状的本体2a,本体2a的纵向延伸的一侧(例如顶侧)开口,以提供向外暴露的容纳空间20。继电器10、供电电路11、以及驱动电路12容纳在该容纳空间20中。
本文中,此后,“上-下”和“左-右”方向基于如图2中所示方向而限定,且本体2a的纵向(即图1中“左-右”方向和图2中“左下-右上”方向)被称为“前后方向”。要注意的是,这些方向的限定仅是为了方便解释说明,并不必须与供电控制装置实际使用状态中的方向相符。
壳体2包括与本体2a的顶侧相结合的盖子2b(见图5)以密封该容纳空间20。本体2a和盖子2b分别由合成树脂模制而成。可以采用例如螺纹连接来作为盖子2b与本体2a的结合方式。另外,由柔性材料例如合成橡胶制成的环装密封垫(未示出)夹在本体2a和盖子2b之间,以避免在本体2a和盖子2b之间产生间隙,从而确保壳体2的防水性能。
继电器10、供电电路11、以及驱动电路12安装在印刷线路板P的一个表面(即安装表面)上。该印刷线路板P在其另一表面(即非安装表面)指向空纳空间20底部(即下侧)的状态下被容纳在容纳空间20中,。
要以一对一的关系与电缆PC和CC的相应导线PC1-PC3和CC1-CC4相连的每个端子13(见图8)通过冲压和弯曲金属板而形成,并通过插物模制过程而被保持在本体2a中。另外,例如,每个端子13具有被安装部分13a,并通过该被安装部分13a而电连接到继电器10、供电电路11或驱动电路12,该被安装部分13a从容纳空间20的底部突出以通过“销插入”而穿过印刷线路板P而被安装。
另外,各电缆PC和CC的没有设置插头PP和CP的一端具有如图1中箭头A1所示要与壳体2相结合的保持器3,保持器由绝缘材料制成。如图4所示,每个保持器3保持由导电材料制成的多个触头4,所述触头4以一对一的关系与各导线PC1-PC3或CC1-CC4相对应。特别地,设给电源侧电缆PC的一个保持器(以后称为电源侧保持器)保持三个触头4,而设给车辆侧电缆CC的另一保持器3(以后称为车辆侧保持器)保持四个触头4。保持器3例如由合成树脂制成。每个触头4例如通过冲压和弯曲金属板而制成。
车辆侧保持器3具有供各导线引入其中的导线入口(未示出),和在导线入口的相反侧上形成为圆柱形的连接凹陷31。另外,具有方管形状的四个触头保持部分32定位为矩形阵列,且每个触头保持部分32从连接凹陷31的底部突出,从而使其轴线方向与连接凹陷31的深度方向对准。每个触头4例如通过接合而被保持在相对应的触头保持部分32内,从而确保各触头4之间的绝缘。另外,每个触头保持部分32的侧表面与相邻触头保持部分32的侧表面平行。因此,具有十字形状的十字通道32a被限定在各触头保持部分32之间。
每个触头4作为整体被弯曲成大体方管形状,以提供与所谓的“插座的焊片引出端子(tab terminal)”相类似的形状,且触头4的一端通过触头保持部分32的开口被暴露。
根据导线PC1-PC3的数量,电源侧保持器3与车辆侧保持器的不同之处仅在于其触头4的个数比车辆侧保持器的少一个。也就是说,电源侧保持器3等同于车辆侧保持器,除了一个触头保持部分32不保持触头以外,因此其详细图示和说明将省略。
对于壳体2而言,车辆侧保持器3可拆卸地与之相结合的第一接头部分21设在本体2a的在纵向上的一个端表面上,电源侧保持器3可拆卸地与之相结合的第二接头部分21设在本体2a的在纵向上的另一个端表面上。
每个接头部分21具有从所述端表面突出的圆柱形配合管21a,其轴向与本体2a的纵向对准。外径稍小于保持器3的连接凹陷31的内径的每个配合管21a被配合到连接凹陷31中。配合管21a中限定有插入凹进部分21b,供保持器3的触头保持部分32插入其中。此处,每个端子13具有从接头部分21的插入凹进部分21b的底表面突出并被配合管21a包围的接触部分13b。另外。从插入凹进部分21b的底表面突出的是具有十字形状的十字突起21c,其将各相邻的接触部分13b彼此分隔开,并适于被插入到十字通道32a中,从而确保各接触部分13b之间的绝缘。
当保持器3与接头部分21相结合时,配合管21a被插入到连接凹陷31中,从而每个接触部分13b与相对应的触头4对齐。因为十字突起21c也被额外地插入到十字通道32a中,避免了保持器3相对于本体2a旋转。另外,触头4和接触部分13b构成公知的焊片引出端子(tab terminal)。也就是说,当接触部分13b插入到触头4中时,触头4弹性变形,且触头4和接触部分13b之间的接触压力通过触头4的弹力来获得。
每个保持器3具有夹持部分33,夹持部分33在连接凹陷31的直径方向上设在保持器的相反两部分处,夹持部分33从保持器3径向向外突出。每个夹持部分33具有通孔33a,供夹持螺钉SC1插入其中。至于接头部分21,被结合部分21d分别被设在配合管21a的相反两侧(右和左)上,且每个被结合部分21d具有螺钉孔21f,供螺钉SC1螺合入其中。这样,在配合管21a被插入到连接凹陷31时的情况下,穿过夹持部分33的通孔33a的螺钉SC1被螺合到被结合部分21d的螺钉孔21f中,从而每个保持器3都与相应的接头部分21相结合。
在每个保持器3都与对应的接头部分21相结合的情况下,配合管21a被保持器3闭合,以在保持器3和壳体2之间限定出闭合空间。触头4和接触部分13b容纳在该闭合空间中。另外,在其中保持器3分别与接头部分21相结合的电缆PC和CC中,触头4以一对一的关系与端子13的各自接触部分13b接触。因此,每个导线PC1-PC3和CC1-CC4通过相对应的触头4和端子13被适当地电连接到继电器10、供电电路11、或驱动电路12。由柔性材料例如合成橡胶制成的环装密封件(未示出)夹在保持器3的表面和接头部分21的表面之间,从而增加了其防水性能。
根据这种结构,能通过使保持器与接头部分附接以及脱开而共同地使导线PC1-PC3或CC1-CC4与供电控制电路相连以及脱连。因此,与其中导线PC1-PC3和CC1-CC4通过使用例如壳体2中的螺钉端子而单独地与供电控制电路相连以及脱连的传统情况相比,这使得可以更容易地更换电缆PC和CC,这改进了其维护性。另外,因为电缆PC和CC能在不打开壳体2的情况下被更换,即使在电缆PC和CC被更换时防水性能也能保持完整。
上述构造也可以仅应用于电源侧电缆PC和车辆侧电缆CC中的一个,而另一电缆例如可使用传统示例中的螺钉端子来被连接。即使在这种情况下,具有上述构造的电缆PC或CC(即,具有保持器3的电缆)也能容易地被更换,从而获得上述的效果。
(第二实施例)
本实施例的结构与第一实施例基本上公用,从而公用部分的详细图示和说明被省略。
本实施例与第一实施例的不同之处在于保持器3和接头部分21之间的结合方式。具体地,在本实施例中,代替螺钉结合的是,采用如图6A所示的勾接合,其使用被接合件35和接合突起21e。
具体而言,通过用两个狭槽34将保持器3的围绕连接凹陷31的周壁的顶端部分与保持器3的周壁的其余部分分隔开,在保持器3中形成被接合件35。被接合件35以如下方式可弹性变形,即,其靠近壳体2的自由端相对于另一基端向上变形,即,连接凹陷31的内径向外膨胀。除此之外,在被接合件35中,设有在连接凹陷31的径向上穿通形成的被接合孔35a。
壳体2的接头部分21具有从配合管21a外周表面的顶部突出的接合突起21e。接合突起21e具有倾斜的上表面,从而接合突起21e的突出量随着接合突起沿着其中保持器3要被结合的方向行进而变大。
当保持器3与接头部分21附接时,随着配合管21a被插入保持器3的连接凹陷31中,被接合件35沿着接合突起21e的倾斜上表面逐渐弹性变形。当被接合孔35a的前导端经过接合突起21e时,被接合件35弹性地复位,从而接合突起21e接合进入被接合孔35a中。因此,保持器3被锁定到接头部分21。
在电缆PC或CC的保持器3结合到接头部分21的情况下,触头4以一对一的关系接触端子13的各自接触部分13b,从而每个导线PC1-PC3或CC1-CC4通过相对应的触头4和端子13被适当地电连接到继电器10、供电电路11或驱动电路12。
当要使保持器3与接头部分21脱开时,在被接合件35弹性变形以使接合突起21e从被接合孔35a中出来的同时,保持器3在远离壳体2的方向上移动。
此外,在本实施例中,对于电源侧和车辆侧的每个而言,作为整体具有大体环形形状的覆盖单元5附接到壳体2,以围绕保持器3和接头部分21。每个覆盖单元5都包括两个半段本体5a和5b。半段本体5a和5b分别具有半环部分51a和51b。
另外,半段本体5a或5b具有在径向上从半环部分51a或51b的两个圆周端向外突出的两个接头部分52a或52b。通孔52c形成在接头部分52a中,且在接头部分52b中,形成有螺钉孔52d,供穿过通孔52c的螺钉SC2螺合入其中。因此,通过使用螺钉SC2以一对一的关系将接头部分52a和52b彼此结合,半段本体5a和5b彼此相结合以提供所述覆盖单元5。在此状态下,半段本体5a和5b的半环部分51a和51b形成作为整体的环形部分51,且环形部分51的内径基本上等于保持器3的外径。因此,在半环部分51a和51b围绕与接头部分21相连的保持器3的同时半段本体5a和5b彼此相结合的状态下,通过分别使螺钉SC2穿过通孔52c螺合到螺钉孔52d中,覆盖单元5被固定到壳体2。
在覆盖单元5被固定到壳体2的上述状态下,覆盖单元5的环形部分51罩住了用作结合部分的接合突起21e和被接合件35的被接合孔35a的内侧。因此,避免被接合件35因变形而使接合突起21e从被接合孔35a中出来,从而限制保持器3与壳体2脱开。
根据上述结构,因为在电缆PC或CC与本体块1脱开时需要首先除去覆盖单元5,可以避免没有专业技能的通常使用者用不合适的电缆来更换电缆PC或CC。
代替相对于电源侧和车辆侧中每个接头部分21独立地提供上述覆盖单元5的是,可以如图7A和7B所示提供外壳6来罩住壳体2。外壳6包括围绕相应接头部分21的两个覆盖部分61。在采用这种构造的情况下,元件的数量得到减小。在图7A和7B所示的示例中,外壳6被构造成罩住相应的保持器3和整个壳体2。
外壳6包括:具有作为整体的立方体形状的主体63;和从主体63突出且每个都罩住至少保持器3和接头部分21(配合管21a)之间的结合部分的覆盖部分61。外壳6由两个半段本体6a和6b构成,它们在上下方向上相结合,以将壳体2围绕在其中。半段本体6a或6b具有本体部分63a或63b(当半段本体6a和6b彼此相结合时,本体部分63a和63b构成主体63),和两个半环部分61a或61b(在图中仅示出一个)(当半段本体6a和6b彼此相结合时相对应的半环部分61a和61b构成外壳6的覆盖部分61)。可以采用例如螺钉来作为将上述半段本体6a和6b彼此相结合的方式。在外壳6固定到壳体2的状态下,外壳6的覆盖部分61罩住用作结合部分的接合突起21e和被接合件35的被接合孔35a的内侧,从而避免被接合件35因弹性变形而使接合突起21e从被接合孔35a中出来。因此,限制保持器3与壳体2脱开。为此,当将电缆PC或CC与本体块1脱开时,外壳6需要首先被移除,这与覆盖单元5的情况类似。因此,可以避免没有专业技能的通常使用者用不合适的电缆来更换电缆PC或CC,因为当电缆PC或CC要与本体块脱开时外壳6应该首先被去除。
另外,外壳6的半段本体6a或6b具有两个通过本体部分63a或63b彼此被接合的半环部分61a或61b,与如图6A和6B所示被独立分割的总共四个半环部分51a和51b的情况相比,这减少了元件数量。另外,罩住壳体2的外壳6可提高防水性能及其外观。
如上所述,为了避免没有专业技能的通常使用者用不合适的电缆来更换电缆PC或CC,作为在第一实施例中在将保持器3结合到壳体2时使用的螺钉SC1,以及在第二实施例中在组装覆盖单元5或外壳6时使用的螺钉SC2,优选地采用不能被公共使用工具来去除的特殊螺钉(例如所谓的防擅启螺钉)。上述防擅启螺钉例如包括斜Y槽小盘头螺钉(tri-wing small pan-head screw)。
可选地,代替如上所述可拆卸地将覆盖单元5或外壳6结合到壳体2的是,半段本体5a,5b或6a,6b可以使用超声焊接和粘合剂彼此结合成使得在不被毁坏的情况下不能与壳体2拆开。但是,从维护角度考虑,覆盖单元5或外壳6优选地被可拆卸地与壳体2相结合。
虽然本发明已就各实施例进行了图示和描述,但本领域技术人员应该理解的是,在不偏离后附权利要求所限定的本发明精神和范围的情况下,可以作出各种变化和修改。

Claims (4)

1.一种供电控制装置,包括:
本体块,其包括夹置于车辆充电电路和电源之间并接通/关断从电源到充电电路的供电的供电控制电路,以及容纳该供电控制电路的壳体;
电源侧电缆,其具有将电源和供电控制电路彼此电连接的多个导线;以及
车辆侧电缆,其具有将充电电路和供电控制电路彼此电连接的多个导线,
其中电源侧电缆和车辆侧电缆中的至少一个包括:由导电材料制成并电连接到其相应导线的多个触头,以及保持所述触头的保持器,
其中本体块具有由导电材料制成的多个端子,且所述端子电连接到供电控制装置,并且由壳体保持,从而每个端子的一部分暴露到壳体外面,
其中壳体具有至少一个与保持器可拆卸地相结合的接头部分,且
其中在保持器与接头部分相结合的状态下触头与相应端子相接触,从而相应导线被电连接到供电控制电路。
2.如权利要求1所述的供电控制装置,其特征在于,一覆盖单元与壳体相结合,并至少覆盖保持器和接头部分之间的结合部分,以在覆盖单元与壳体相结合的状态下禁止保持器与壳体脱开。
3.如权利要求1所述的供电控制装置,其特征在于,一外壳与壳体相结合以罩住壳体,且该外壳具有覆盖部分,用于至少覆盖保持器和接头部分之间的结合部分,以在外壳与壳体相结合的状态下禁止保持器与壳体脱开。
4.如权利要求1-3中任一项所述的供电控制装置,其特征在于,车辆侧电缆具有信号线,其用作与车辆的用于控制供电控制电路的控制电路电连接的导线,且
其中,供电控制电路响应于通过信号线向其输入的电信号而被操作。
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