CN103380516A

CN103380516A - 车辆电池模块的端子接入的控制系统、相关的电池模块和车辆

Info

Publication number: CN103380516A
Application number: CN2012800090632A
Authority: CN
Inventors: S·尼古拉
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2011-03-03
Filing date: 2012-02-28
Publication date: 2013-10-30
Anticipated expiration: 2032-02-28
Also published as: EP2681784A1; CN103380516B; FR2972302A1; WO2012117193A1; FR2972302B1

Abstract

本发明主要涉及一种用于控制车辆电池模块的正极端子和负极端子接入的控制系统，所述电池模块包括分别保护正极端子和负极端子的第一保护壳和第二保护壳。本发明的系统基本上特征在于其包括：卡锁设备（7），当释放部件（17）不与实施在所述卡锁部件（7）上的孔（16）相对时，所述卡锁设备阻止第一保护壳（5）和第二保护壳（6）移动，以及包括驱动部件（10）的解锁设备（10，10a），所述驱动部件的行程要么促使释放部件（17）相对于卡锁部件（7）移动，要么促使卡锁部件相对于释放部件移动，直至卡锁部件（7）的所述孔（16）与释放部件（17）相对。本发明还涉及电池模块以及包括至少一个该系统的车辆、尤其是机动车辆。

Description

车辆电池模块的端子接入的控制系统、相关的电池模块和车辆

技术领域

本发明主要涉及一种用于控制车辆的电池模块的正极和负极端子接入的控制系统。

本发明还涉及包括这种系统的电池模块，以及涉及配有该系统的车辆、尤其是机动车辆。

背景技术

牵引电池由称为电池模块的模块组件组成。考虑到不论是由于端子露出还是正极和负极端子靠近而可能引起的短路、触电和电击的危险，模块间的连接和断开对于使用者是精细和危险的操作。

但上述的危险必须被避免，尤其在工厂的装配阶段期间。

已知的仅有是对个人的保护如绝缘材料制成的工具：手套、面罩，以及电池模块内的保护如阀门或开盖系统。

每个模块的维护以及模块之间的连接因此应当是以安全的方式实施，并且在相对快速的操作时间期间。

发明内容

在此背景下，本发明提出一种控制电池模块的正极端子和负极端子接入的控制系统，其允许模块之间以安全和快速的方式连接和断开。

为此，本发明的系统允许控制电池模块的正极端子和负极端子接入，所述电池模块包括分别保护正极端子和负极端子的第一保护壳和第二保护壳。该系统基本上特征在于，所述第一保护壳和所述第二保护壳适于移动以露出相关联的端子，所述控制系统包括：

-卡锁设备，当与第一保护壳或第二保护壳连成一体的释放部件不与实施在所述卡锁部件上的孔相对时，所述卡锁设备阻止所述移动，以及

-包括驱动部件的解锁设备，所述驱动部件的行程要么促使释放部件相对于卡锁部件移动，要么促使卡锁部件相对于释放部件移动，直至卡锁部件的所述孔与释放部件相对，由此许可所涉及的保护壳移动以露出相关联的端子。

本发明的系统还可以单独或根据任何可能的技术组合地包括以下可选特征：

-驱动部件包括相对于所述驱动部件的行程的轴线倾斜的平面，通过释放部件或卡锁部件的端部沿所述驱动部件的倾斜平面滑动，使得释放部件或卡锁部件能够被驱动沿与驱动部件的行程的轴线垂直的轴线平移；

-系统可包括隔离第一保护壳和第二保护壳的隔离设备，以避免所述第一保护壳和第二保护壳之间的任何电接触；

-根据第一变型，释放部件相对于第二保护壳固定装配；卡锁部件被装配成可在模块中平移；驱动部件与第一保护壳连成一体，并且，在所述驱动部件被所述第一保护壳的移动所驱动的行程中，所述驱动部件适于促使卡锁部件平移，直至所述卡锁部件的孔与释放部件相对；

-在该第一变型中，卡锁部件可装配成可借助位于所述卡锁部件的侧边部处的至少一个弹簧在模块中平移；并且，驱动部件位于所述卡锁部件的相反侧边部一侧，使得驱动部件的行程促使所述卡锁部件抵抗所述弹簧的回复力平移移动；

-在第二变型中，释放部件装配成可在所述保护壳中平移；卡锁部件固定地装配在模块中；驱动部件与连接器连成一体，当所涉及的保护壳降低并且所述连接器在所述保护壳上表面接触时，所述连接器适于与模块的端子电连接；并且，通过连接器在所述保护壳上的表面接触而驱使驱动部件的行程，促使释放部件在所述保护壳中平移，直至所述释放部件与卡锁部件的孔相对，

-在该第二变型中，释放部件可装配成可借助至少一个弹簧在所述保护壳中平移。

本发明还涉及一种电池模块，其包括：正极端子和负极端子以及负极端子的保护壳和正极端子的保护壳，所述电池模块基本上特征在于，所述电池模块包括控制所述正极端子和负极端子接入的至少一个根据前述限定的第一和第二变型中任一个所述的控制系统。

优选地，本发明的电池模块包括至少一个根据第一变型所述的控制系统以及至少一个根据第二变型所述的控制系统。

最后，本发明涉及一种包括至少一个根据前述限定的第一和第二变型中任一个所述的控制系统的车辆，尤其是机动车辆。

附图说明

下文参照附图给出的作为示意性的和非限制性的说明清楚地显现出本发明的其它特点和优点，附图中：

-图1是包括根据本发明第一变型例的系统的电池模块在使用者介入之前的示意性透视图，

-图2是与图1相同的示意性视图，示出将连接器安放在模块的负极端子的第一保护壳上，

-图3是与图1相同的示意性视图，示出在模块的负极端子的第一保护壳上就位的连接器，

-图4是与图1相同的示意性视图，示出将连接器安放在模块的正极端子的第二保护壳上，

-图5是与图1相同的示意性视图，在模块的负极和正极端子的第一和第二保护壳上分别就位的两个连接器，

-图6是包括根据第二变型例的系统的电池模块在将第一连接器安放在模块的负极端子的第一保护壳上之前的示意性视图，

-图7是图6的圆圈部分的放大图，以及

-图8是与图6相同的示意性视图，示出在模块的负极端子的第一保护壳上就位的第一连接器。

具体实施方式

牵引电池模块1包括负极端子2和正极端子3。这些负极端子2和正极端子3每个具有杆的形状（图2），所述杆在实施于模块1的角部中的缩进部4位置处竖直延伸突起。

负极端子2由第一保护壳5保护并且正极端子3由第二保护壳6保护。

第一保护壳5和第二保护壳6每个是基本上平行六面体的形状并包括与相关联的端子2、3的形状一致的未示出的穿通中空部分。

此外，第一保护壳5和第二保护壳6的每一个装配成，当在对应的保护壳5、6（图2）上施加沿轴线XX'在由箭头A所示的方向上的力时，可相对于相关联的端子2、3平移以露出该端子2、3。因而端子2、3是露出的并且可以要么连接至牵引电池的邻近模块，要么连接至外部电气设施。

参照图1至5，本发明的系统设置有允许阻止第一保护壳5和第二保护壳6不能同步降低同时使负极端子2和正极端子3不能同时露出的设备。

为此，本发明的系统设置卡锁部件7，所述卡锁部件装配成可借助位于卡锁部件7的第一侧边部9处的弹簧8在模块1中平移。未示出的补充设备允许使卡锁部件7在模块1中保持就位。

与第一保护壳5连成一体的驱动部件10从该第一保护壳5的下表面11延伸至卡锁部件7。

驱动部件10具有锥台形，其相对于第一保护壳5的移动轴线XX'朝向正极端子3的边部12倾斜，以使得驱动部件10在卡锁部件7处的下端部13的宽度小于其与第一保护壳5的接合部的宽度L。

在图1上所示位置中，驱动部件10的下端部13夹在模块1的侧壁14与卡锁部件7的第二侧边部15之间，所述第二侧边部与该卡锁部件7的装配有弹簧8的第一侧边部9相反。

弹簧8的回复力沿与第一保护壳5的移动轴线XX'垂直的轴线YY'朝向驱动部件10推动卡锁部件7。

此外，卡锁部件7包括穿通孔16，所述穿通孔的形状与释放部件17一致，所述释放部件通过从第二保护壳6的下表面18延伸至卡锁部件7附近而与第二保护壳6连成一体。

图1上，释放部件17的端部19不与卡锁部件7的孔16相对，使得在此位置中，第二保护壳6不能够降低从而为正极端子3提供接入。

为保证系统的整体安全，释放部件17的端部19足够靠近卡锁部件7，以阻止第二保护壳6的降低，尽管如此却允许卡锁部件7沿轴线YY'移动，如图2和3所示。

参照图2，当操作者希望接入负极端子2和正极端子3时，其首先手动或借助允许使负极端子2与邻近模块或外部电气设施电连接的第一连接器20按压第一保护壳5。第一连接器20包括与负极端子2的形状相对应的不可见的中空部分，所述中空部分允许保证第一连接器与该负极端子2的电连接。

第一保护壳5的降低驱使驱动部件10沿箭头A移动，所述移动通过使卡锁部件7的端部15沿驱动部件10的倾斜边部滑动同步地（concomitante）驱使卡锁部件7沿箭头B朝向弹簧8偏移。

由驱动部件10施加在卡锁部件7上的力与弹簧8的回复力相反。

孔16因此随卡锁部件7在弹簧8的方向上偏移，直至与驱动部件10相对（图3）。

在这最后的位置，第一保护壳完全地降低并且第一连接器20因而在负极端子2上就位。

因此可以降低第二保护壳6，驱使释放部件17沿箭头C（图4）移动，所述释放部件因而经孔16穿过卡锁部件7。

在最终位置，如图5所示，第二连接器21在第二保护壳6上就位，负极端子2和正极端子3因而与邻近模块或外部电气设施连接。

因此，本发明的系统允许，只要第一保护壳5没有完全地降低，就阻止第二保护壳6降低以及因此阻止正极端子3露出。

两个保护壳因此不能够在同一时间降低，需要首先使第一保护壳5降低然后使第二保护壳6降低。

反之，可以知道，为了取下第一连接器20和第二连接器21，同样将需要在两个时间操作，首先提升第二保护壳6然后提升第一保护壳5。实际上，如果首先地、或者与第二保护壳6同时地提升第一保护壳5，释放部件17保持被卡锁在孔16中，因为弹簧8的回复力将会把卡锁部件7推向模块1的侧壁14。

此外，本发明的系统的安全性通过使用与模块1连成一体并在第一保护壳5和第二保护壳6之间延伸的隔离壁22而得到加强（图4和5），以避免第一保护壳5和第二保护壳6之间的任何电接触。

参照图6和7，本发明的系统还可以允许避免相关联的保护壳5a降低而使端子2a露出，端子露出对于操作者是一种危险。

本发明的系统因此可适用于，仅当对应的连接器20a在第一保护壳5a上就位时，才可降低第一保护壳5a。

为此，卡锁部件7a通过未示出的设备固定装配在模块1a中。卡锁部件7a包括形状与释放部件17a配合的穿通孔16a，所述释放部件在此装配为可在第一保护壳5a中平移。

更确切地，释放部件17a从其在第一保护壳5a的上表面26a处的上端部25a延伸到其在卡锁部件7a附近的下端部31a从而在第一保护壳5a中倾斜。

第一保护壳5a中设置有不可见的凹槽，用于容纳释放部件17a的位于第一保护壳5a中的部分以及弹簧8a，所述弹簧保证平移部件17a的活动性并且在所述凹槽的后部内表面27a与释放部件17a之间延伸。

弹簧8a的回复力向第一保护壳5a的前方推动释放部件17a。

该系统还设置与第一连接器20a连成一体的驱动部件10a，所述驱动部件从第一连接器20a的下表面28a延伸。

驱动部件10a具有三角形形状，具有倾斜边30a，所述倾斜边的倾斜方向被布置成与释放部件17a的倾斜方向相同。

只要连接器20a没有在第一保护壳上就位，即只要连接器处于图1所示的位置中，释放部件17a的下端部31a就不与卡锁部件7a的孔16a相对，这使得第一保护壳5a不能被降低以为负极端子2a提供接入。

为了降低第一保护壳5a，第一连接器20a应首先定位在第一保护壳5a上方，以使得驱动部件10a的端部32a基本上朝向第一保护壳5a的前方偏移地位于释放部件17a的上端部25a附近。

操作者因而在连接器20a上施加沿箭头D（图6）朝向第一保护壳的推力，直至连接器20a在第一保护壳5a上表面接触，这促使第一连接器20a中的驱动部件10a进入，以及这同步地引起释放部件17a抵抗弹簧8a的回复力沿箭头E朝向第一保护壳5a的后方偏移。

释放部件17a的该偏移可通过该释放部件17a的上端部25a沿驱动部件10a的倾斜面30a的滑动来达到。

一旦第一连接器20a与第一保护壳5a表面接触，释放部件17a的下端部31a与卡锁部件7a的孔16a相对，这允许第一保护壳5a沿图8的箭头F降低。

此最终系统因此允许避免第一连接器20a不在该第一保护壳5a上就位时第一保护壳5a被降低。该系统还应用于图6至8上未示出的第二保护壳和对应的正极端子。

可以设置仅包括图1至5的第一变型的本发明系统或仅包括图6至8的第二变型的本发明系统的电池模块。

优选地，电池模块1，1a将包括两个本发明的控制系统，以保证为涉及接入模块的负极端子和正极端子的操作者提供优化保护，即仅在一方面当另一保护壳已经预先完全被降低时并且另一方面当相关联的连接器在相关的保护壳上良好就位时，许可保护壳降低。

短路、触电和电击的危险因此被大大地降低。

Claims

1.一种用于控制车辆、尤其是机动车辆的电池模块的正极端子和负极端子接入的控制系统，所述电池模块包括分别保护正极端子和负极端子的第一保护壳和第二保护壳，其特征在于，所述第一保护壳（5，5a）和所述第二保护壳（6）适于移动以露出相关联的端子（2，2a；3），所述控制系统包括：

-卡锁设备（7，7a），当与第一保护壳（5，5a）或第二保护壳（6）连成一体的释放部件（17，17a）不与实施在所述卡锁部件（7，7a）上的孔（16，16a）相对时，所述卡锁设备阻止所述移动，以及

-包括驱动部件（10，10a）的解锁设备（10，10a），所述驱动部件的行程要么促使释放部件（17，17a）相对于卡锁部件（7，7a）移动，要么促使卡锁部件（7，7a）相对于释放部件（17，17a）移动，直至卡锁部件（7，7a）的所述孔（16，16a）与释放部件（17，17a）相对，由此许可所涉及的保护壳（5，5a；6）移动以露出相关联的端子（2，2a；3）。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，驱动部件（10，10a）包括相对于所述驱动部件（10，10a）的行程的轴线（XX'）倾斜的平面（12，30a），通过释放部件（17a）或卡锁部件（7）的端部（15，31a）沿所述驱动部件（10，10a）的倾斜平面（12，30a）滑动，使得释放部件（17a）或卡锁部件（7）能够被驱动沿与驱动部件（17，17a）的行程的轴线（XX'）垂直的轴线（YY'）平移。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述系统包括隔离第一保护壳（5，5a）和第二保护壳（6）的隔离设备（22），以避免所述第一保护壳（5，5a）和第二保护壳（6）之间的任何电接触。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的控制系统，其特征在于，释放部件（17）相对于第二保护壳（6）固定装配；卡锁部件（7）被装配成可在模块（1）中平移；驱动部件（10）与第一保护壳（5）连成一体，并且，在所述驱动部件被所述第一保护壳（5）的移动所驱动的行程中，所述驱动部件适于促使卡锁部件（7）平移，直至所述卡锁部件（7）的孔（16）与释放部件（17）相对。

5.根据权利要求4所述的控制系统，其特征在于，卡锁部件（7）装配成可借助位于所述卡锁部件（7）的侧边部（9）处的至少一个弹簧（8）在模块（1）中平移；并且，驱动部件（10）位于所述卡锁部件（7）的相反侧边部（15）一侧，使得驱动部件（10）的行程促使所述卡锁部件（7）抵抗所述弹簧（8）的回复力平移移动。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其特征在于，释放部件（17a）装配成可在所述保护壳（5a）中平移；卡锁部件（7a）固定地装配在模块（1a）中；驱动部件（10a）与连接器（20a）连成一体，当所涉及的保护壳（5a）降低并且所述连接器（20a）在所述保护壳（5a）上表面接触时，所述连接器适于与电池模块（1a）的端子（2a）电连接；并且，通过连接器（20a）在所述保护壳（5a）上的表面接触而驱使驱动部件（10a）的行程，促使释放部件（17a）在所述保护壳（5a）中平移，直至所述释放部件（17a）与卡锁部件（7a）的孔（16a）相对。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，释放部件（17a）装配成可借助至少一个弹簧（8a）在所述保护壳（5a）中平移。

8.一种电池模块，其包括：正极端子和负极端子以及负极端子的保护壳和正极端子的保护壳，其特征在于，所述电池模块包括控制所述正极端子（3）和负极端子（2，2a）接入的至少一个根据权利要求1至7中任一项所述的控制系统。

9.根据权利要求8所述的电池模块，其特征在于，所述电池模块包括至少一个根据权利要求4或5所述的控制系统以及至少一个根据权利要求6或7所述的控制系统。

10.一种包括至少一个根据权利要求1至7中任一项所述的控制系统的车辆，尤其是机动车辆。