CN102347164B - 电动汽车碰撞断电安全开关 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车碰撞断电安全开关，在开关座的顶部设有导轨，导轨内设有碰撞凸轮，该碰撞凸轮的底面上开有凹槽，在凹槽内设置滚轮，滚轮由芯轴的顶部支撑，该芯轴穿设在开关盒中；在芯轴的中部固套有定位套，该定位套的上端通过蝶形钢丝与开关盒连接，在定位套的下端固定有开关动块，与该开关动块相接触配合的两块接线块安装在开关盒上。本发明在电动汽车发生碰撞时，能够自动快速地动作，使触发开关断开，以切断动力电池包向外供电的电路，避免了因碰撞而产生漏电，解决了电动汽车因碰撞发生车辆漏电的问题，满足了电动汽车的安全要求。本发明采用机械结构，结构简单，组装容易，工作灵敏、可靠。

Description

电动汽车碰撞断电安全开关

技术领域

本发明属于电动汽车技术领域，具体地说，特别涉及电动汽车上的碰撞断电安全开关。

背景技术

目前，新能源汽车特别是电动汽车技术已经逐渐成熟，电动汽车进入试验和示范运行阶段。电动汽车在使用过程中，不可避免地会发生碰撞，而碰撞后由于高压电路损坏如绝缘破损等原因会发生漏电，致使车身、底盘带电，容易造成车内人员及车辆的二次伤害，甚至会引发火灾。如何最大限度地保障车内人员和车辆的安全，满足电动汽车的安全要求，是电动汽车企业亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种能够防止电动汽车因碰撞而漏电的断电安全开关。

本发明的技术方案如下：一种电动汽车碰撞断电安全开关，包括开关座（1）、导轨（2）、堵盖（3）、磁铁（4）、碰撞凸轮（5）、滚轮（6）、连杆（7）、芯轴（8）、开关盒（9）、接线块（12）、开关动块（13）、蝶形钢丝（14）和定位套（15），在开关座（1）的顶部设有导轨（2），该导轨（2）的前端由堵盖（3）封口，在导轨（2）的后端装有磁铁（4）；所述导轨（2）内设有碰撞凸轮（5），该碰撞凸轮（5）的底面上开有凹槽（5a），所述凹槽（5a）的后端面为具有升程特性的曲面，在所述凹槽（5a）内设置滚轮（6），该滚轮（6）的中心与连杆（7）的一端铰接，连杆（7）的另一端铰接在导轨（2）上；在所述导轨（2）的底部对应滚轮（6）的位置开有通孔（2a），所述滚轮（6）由芯轴（8）的顶部支撑，该芯轴（8）穿设在开关盒（9）中，所述开关盒（9）与导轨（2）固定连接；在所述芯轴（8）的中部固套有定位套（15），该定位套（15）的上端通过蝶形钢丝（14）与开关盒（9）连接，在定位套（15）的下端固定有开关动块（13），与该开关动块（13）相接触配合的两块接线块（12）安装在开关盒（9）上。

本发明安装在电动汽车的动力电池包内，两块接线块与电动汽车的电源总输出线相连接。初始时，碰撞凸轮与磁铁吸合在一起，开关动块与两块接线块保持接触，使动力电池能够正常向外供电。当电动汽车发生碰撞时，如车辆以60km/h的速度行驶，突然的碰撞会令车辆在0.2秒内停下，其平均减速度达到8G以上，而车辆的紧急制动所能产生的最大减速度不超过2G。故可以将本发明开关动作的阈值设计为6G或其它适合的数值，当车辆发生碰撞，瞬间的减速度达到设定值时，碰撞凸轮的惯性力大于磁体的吸力，碰撞凸轮挣脱磁铁的吸力向前移动，碰撞凸轮底部凹槽的升程曲面压迫滚轮，使滚轮向下运动，此时连杆向下摆动，滚轮向下运动的同时，压动芯轴向下移动，随着芯轴向下移动，蝶形钢丝被挤压收缩，芯轴移动到超过整个行程的中间位置时，蝶形钢丝在自身弹力的作用下张开复位，并推动芯轴下移至下止点位置。开关动块随着芯轴一起向下运动，开关动块与两块接线块分离，这样接在接线块上的电源线被切断，也就切断了动力电池包向外供电的电路，从而避免了因碰撞而产生漏电，保障了车内人员和车辆的安全。

所述导轨（2）为前后端敞口的方管结构，所述碰撞凸轮（5）为方轴结构，该碰撞凸轮（5）的形状大小与导轨（2）的内孔相适应。以上结构一方面加工制作容易、装配方便；另一方面，能够防止碰撞凸轮在导轨内发生相对转动，确保了碰撞凸轮前后移动的顺畅性和可靠性。

所述开关座（1）为竖直的平板结构，并位于导轨（2）下方的一侧，该开关座（1）的顶部水平弯折后与导轨（2）底部的侧边连为一体，所述开关盒（9）位于导轨（2）的正下方。以上方案结构紧凑、体积小巧，不仅成本较低，而且在动力电池包内容易布置。

在所述碰撞凸轮（5）的前端设有盲孔，该盲孔的中心线与碰撞凸轮（5）的轴心线在同一直线上，在所述盲孔中装有减撞塞（10），该减撞塞（10）前端封闭后端敞口，且减撞塞（10）的前端伸出盲孔外，在所述减撞塞（10）内设置减震簧（11），该减震簧（11）的前端与减撞塞（10）抵接，减震簧（11）的后端与盲孔的孔底抵接。减撞塞和减震簧一起，起缓冲减震的作用，一方面能够减小碰撞凸轮对堵盖的冲击，另一方面，能够使碰撞凸轮缓慢停下来，进一步提高了整个安全开关的可靠性。

所述开关盒（9）由开关盒上体（9a）和开关盒下体（9b）组成，开关盒上体（9a）及开关盒下体（9b）均通过注塑成型，这样加工制作容易、成本低，并能起到绝缘的作用；为了便于装配，确保连接的可靠性，开关盒上体（9a）与开关盒下体（9b）相对接，并通过螺钉固定，在开关盒上体（9a）的中心开设有过孔，该过孔中从上往下穿设芯轴（8），芯轴（8）的下端伸入开关盒下体（9b）底部的复位孔（9c）中。

为了方便开关盒安装、并保证开关盒与导轨之间连接牢靠，所述开关盒上体（9a）的顶部具有水平外翻边，该水平外翻边通过螺钉与导轨（2）的底部相固定。

为了方便接线块安装，并增强开关触发响应的灵敏性，所述开关盒上体（9a）与开关盒下体（9b）之间设置前后两块接线块（12），各接线块（12）均通过螺钉与开关盒上体（9a）相固定，并且两块接线块（12）与开关动块（13）之间通过相互配合的触点接触。

所述定位套（15）套装在芯轴（8）上，由径向穿设的销子固定，这样定位套在芯轴上固定牢靠，能有效防止定位套与芯轴之间发生相对转动或轴向移动。

所述定位套（15）与开关盒上体（9a）之间设有前后两根对称布置的蝶形钢丝（14），该蝶形钢丝（14）的闭合端卡装在定位套（15）上，蝶形钢丝（14）的开口端与开关盒上体（9a）内壁上的凸台相卡接。以上结构安装容易、牢靠性好，能够确保芯轴只在上下方向移动，并且两根蝶形钢丝共同作用，能够将芯轴稳定在上止点或下止点位置，从而保障了安全开关工作的可靠性。

有益效果：本发明在电动汽车发生碰撞时，能够自动快速地动作，使开关断开，以切断动力电池包向外供电的电路，避免了因碰撞而产生漏电，解决了电动汽车因碰撞发生车辆漏电的问题，满足了电动汽车的安全要求。本发明采用机械结构，结构简单，组装容易，工作灵敏、可靠，免去了复杂的电路和软件系统，生产成本较低。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1的A-A剖视图。

图3为图1的左视图。

图4为本发明中开关座及导轨的结构图。

图5为图4的左视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1-图5所示，本发明由开关座1、导轨2、堵盖3、磁铁4、碰撞凸轮5、滚轮6、连杆7、芯轴8、开关盒9、减撞塞10、减震簧11、接线块12、开关动块13、蝶形钢丝14和定位套15等部件构成。其中，导轨2为前后端敞口的方管结构，在导轨2的前端安装堵盖3，该导轨2的前端口由堵盖3封口。在导轨2的后端塞装有磁铁4，该磁铁4与导轨2固定连接，并且磁铁4将导轨2的后端口密封。所述开关座1为竖直的平板结构，并位于导轨2下方的一侧，该开关座1的顶部水平弯折后与导轨2底部的侧边连为一体，开关座1和导轨2通过注塑整体成型。在开关座1上开设有四个装配孔，这四个装配孔按矩形分布，用于将开关座1固定在电动汽车的动力电池包内。

如图1、图3和图5，在导轨2内设有碰撞凸轮5，该碰撞凸轮5为方轴结构，碰撞凸轮5的形状大小与导轨2的内孔相适应。所述碰撞凸轮5为铁制件，碰撞凸轮5的后端与磁铁4吸合在一起。在碰撞凸轮5的前端设有盲孔，该盲孔的中心线与碰撞凸轮5的轴心线在同一直线上，在所述盲孔中装有减撞塞10，该减撞塞10前端封闭后端敞口，且减撞塞10的前端伸出盲孔外。所述减撞塞10内设置有减震簧11，该减震簧11的前端与减撞塞10抵接，减震簧11的后端与盲孔的孔底抵接。

如图1-图5所示，在碰撞凸轮5的底面上开有凹槽5a，该凹槽5a的后端面为具有升程特性的曲面。所述凹槽5a内设置有滚轮6，导轨2的底部对应滚轮6的位置开有通孔2a。所述滚轮6的数目为一个或者左右并排的两个，该滚轮6的中心与连杆7的前端铰接，连杆7的后端铰接在导轨2上。所述滚轮6得底部位于通孔2a中，并由芯轴8顶部的平台支撑，该芯轴8穿设在开关盒9中。开关盒9由开关盒上体9a和开关盒下体9b组成，开关盒上体9a及开关盒下体9b均通过注塑成型，开关盒上体9a的下端与开关盒下体9b的上端相对接，两者之间通过螺钉固定。所述开关盒上体9a的上端具有水平外翻边，该水平外翻边通过螺钉与导轨2相固定。在开关盒上体9a的中心开设有过孔，该过孔中从上往下穿设有芯轴8，芯轴8的下端伸入开关盒下体9b底部的复位孔9c中，芯轴8能在上下方向移动。

如图1、图2所示，在芯轴8的中部套装有定位套15，定位套15与芯轴8之间由径向穿设的销子固定。在定位套15的下端固套有开关动块13，所述定位套15与开关盒上体9a之间设有前后两根对称布置的蝶形钢丝14，该蝶形钢丝14的闭合端卡装在定位套15的上端，蝶形钢丝14的开口端与开关盒上体9a内壁上的凸台相卡接。在开关盒上体9a与开关盒下体9b之间设有前后两块互不直接接触的接线块12，这两块接线块12对称布置，接线块12通过螺钉与开关盒上体9a固定连接，两块接线块12与开关动块13之间均通过相互配合的触点接触，并且在各接线块12上开有螺孔，该螺孔用于连接电动汽车的总电源输出线。

本发明的工作原理如下：

当电动汽车发生碰撞，瞬间的减速度达到设定值时，碰撞凸轮5的惯性力大于磁体4的吸力，碰撞凸轮5挣脱磁铁4的吸力猛然向前移动，减撞塞10和减震簧11起缓冲减震的作用，以减小对堵盖3的冲击并使碰撞凸轮5缓慢停下来。随着碰撞凸轮5的向前移动，碰撞凸轮5底部凹槽的升程曲面压迫滚轮6，使滚轮6向下运动，此时连杆7绕后铰接点向下摆动，滚轮6向下运动的同时，压动芯轴8向下移动，随着芯轴8向下移动，蝶形钢丝14被挤压收缩，芯轴8移动到超过整个行程的中间位置时，蝶形钢丝14在自身弹力的作用下张开复位，并推动芯轴8下移至下止点位置。开关动块13随着芯轴8一起向下运动，开关动块13与两块接线块12分离，这样接在接线块12上的电源线被切断，也就切断了动力电池包向外供电的电路，从而避免了因碰撞而产生漏电。

当需要复位的时候，只需将堵盖3打开，向后推动碰撞凸轮5，使碰撞凸轮5的后端被磁铁4吸住。然后用一胶木棒从下往上插入开关盒下体9b底部的复位孔9c，胶木棒推动芯轴8，使芯轴8上移至上止点，在蝶形钢丝14弹力的作用下，芯轴8稳定在上止点位置。开关动块13随芯轴8一起上移，直至开关动块13与两块接线块12接触，重新导通动力电池包向外供电的电路。

Claims (9)

1.一种电动汽车碰撞断电安全开关，其特征在于：在开关座（1）的顶部设有导轨（2），该导轨（2）的前端由堵盖（3）封口，在导轨（2）的后端装有磁铁（4）；所述导轨（2）内设有碰撞凸轮（5），该碰撞凸轮（5）的底面上开有凹槽（5a），所述凹槽（5a）的后端面为具有升程特性的曲面，在所述凹槽（5a）内设置滚轮（6），该滚轮（6）的中心与连杆（7）的一端铰接，连杆（7）的另一端铰接在导轨（2）上；在所述导轨（2）的底部对应滚轮（6）的位置开有通孔（2a），所述滚轮（6）由芯轴（8）的顶部支撑，该芯轴（8）穿设在开关盒（9）中，所述开关盒（9）与导轨（2）固定连接；在所述芯轴（8）的中部固套有定位套（15），该定位套（15）的上端通过蝶形钢丝（14）与开关盒（9）连接，在定位套（15）的下端固定有开关动块（13），与该开关动块（13）相接触配合的两块接线块（12）安装在开关盒（9）上。

2.根据权利要求1所述的电动汽车碰撞断电安全开关，其特征在于：所述导轨（2）为前后端敞口的方管结构，所述碰撞凸轮（5）为方轴结构，该碰撞凸轮（5）的形状大小与导轨（2）的内孔相适应。

3.根据权利要求2所述的电动汽车碰撞断电安全开关，其特征在于：所述开关座（1）为竖直的平板结构，并位于导轨（2）下方的一侧，该开关座（1）的顶部水平弯折后与导轨（2）底部的侧边连为一体，所述开关盒（9）位于导轨（2）的正下方。

4.根据权利要求2所述的电动汽车碰撞断电安全开关，其特征在于：在所述碰撞凸轮（5）的前端设有盲孔，该盲孔的中心线与碰撞凸轮（5）的轴心线在同一直线上，在所述盲孔中装有减撞塞（10），该减撞塞（10）前端封闭后端敞口，且减撞塞（10）的前端伸出盲孔外，在所述减撞塞（10）内设置减震簧（11），该减震簧（11）的前端与减撞塞（10）抵接，减震簧（11）的后端与盲孔的孔底抵接。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的电动汽车碰撞断电安全开关，其特征在于：所述开关盒（9）由开关盒上体（9a）和开关盒下体（9b）组成，开关盒上体（9a）及开关盒下体（9b）均通过注塑成型，开关盒上体（9a）与开关盒下体（9b）相对接，并通过螺钉固定，在开关盒上体（9a）的中心开设有过孔，该过孔中从上往下穿设芯轴（8），芯轴（8）的下端伸入开关盒下体（9b）底部的复位孔（9c）中。

6.根据权利要求5所述的电动汽车碰撞断电安全开关，其特征在于：所述开关盒上体（9a）的顶部具有水平外翻边，该水平外翻边通过螺钉与导轨（2）的底部相固定。

7.根据权利要求5所述的电动汽车碰撞断电安全开关，其特征在于：所述开关盒上体（9a）与开关盒下体（9b）之间设置前后两块接线块（12），各接线块（12）均通过螺钉与开关盒上体（9a）相固定，并且两块接线块（12）与开关动块（13）之间通过相互配合的触点接触。

8.根据权利要求1所述的电动汽车碰撞断电安全开关，其特征在于：所述定位套（15）套装在芯轴（8）上，由径向穿设的销子固定。

9.根据权利要求5所述的电动汽车碰撞断电安全开关，其特征在于：所述定位套（15）与开关盒上体（9a）之间设有前后两根对称布置的蝶形钢丝（14），该蝶形钢丝（14）的闭合端卡装在定位套（15）上，蝶形钢丝（14）的开口端与开关盒上体（9a）内壁上的凸台相卡接。

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