CN104175991A - 汽车蓄电池安全装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车蓄电池安全装置，包括刚性壳体及设置在壳体内的断电机构，所述断电机构包括可与汽车安全气囊控制单元连接的电磁线圈、定触头及动触头，固定柱的一端设置定触头，活动柱的相对端设置动触头，活动柱的另一端可滑动地设置在电磁线圈开放式铁芯的中心孔内，活动柱的中部设有圆形衔铁板，壳体的中部设有弹性挡碗，弹性挡碗上设有环状分布且向电磁线圈一侧倾斜的弹性指，弹性指的悬空端构成一个直径小于衔铁板的衔铁孔。它有效地解决了现有技术的汽车碰撞断电保护装置可靠性低、反应速度慢的问题，本发明结构简单、可靠性高且反应速度快，具有很高的实用价值。

Description

汽车蓄电池安全装置

技术领域

    本发明涉及汽车安全技术领域，尤其是涉及一种在汽车紧急状态下开启的汽车蓄电池安全装置。

背景技术

    汽车在发生强烈碰撞等事故后容易出现油路或邮箱漏油，若不及时切断事故车辆的电源，由于可能伴随汽车事故出现的电路短路或其他电路故障可能引起火花或燃烧，就容易引起汽车火灾等更为严重的二次事故。现有技术中也有采用类似通过接触器、继电器等切断电源的断电方式，但由于汽车在发生强烈碰撞后其接触器、继电器等可能受到冲击而卡死，即便对其断电也可能无法将其触头断开，因此这种断电方式很不可靠。公开日为2013年9月4日，公开号为CN203172580U的中国专利文件公开了一种碰撞断电保护装置，包括安全气囊控制器，智能保险盒，电池传感器，蓄电池，其中，所述安全气囊控制器通过CAN 总线与所述智能保险盒连接；所述智能保险盒通过LIN 总线与所述电池传感器连接；所述电池传感器内置铜片，所述铜片用于连接所述智能保险盒与所述蓄电池。智能保险盒通过LIN 总线与电池传感器连接。当发生碰撞断电时，在发生碰撞之后，所述智能保险盒接收到来自安全气囊控制器发送的碰撞信号，将该碰撞信号发送给电池传感器，所述电池传感器自动切断整车的供电电源，避免因为漏电引起燃油燃烧。当车辆出现故障并且通信丢失时，所述智能保险盒根据最后得到的通信状态执行操作，以保证车辆的安全。该系统通过切断智能保险盒（电子控制盒）的电源来实现切断整车的供电电源，即切断控制电路的电源而使执行机构（接触器、继电器等）断电，由于汽车在发生强烈碰撞后其接触器、继电器等可能受到冲击而卡死，即便对其断电也可能无法将其触头断开，因此这种断电方式很不可靠；另外采用铜片熔断方式断电需要有很大的电流和较长的时间，但汽车事故发生的到电路出现火花的时间较短，因此这种方式的反应速度较慢，无法满足汽车事故发生时对系统反应速度的要求。

发明内容

    本发明的目的是为解决现有技术的汽车碰撞断电保护装置可靠性低、反应速度慢的问题而提供一种结构简单、可靠性高且反应速度快的汽车蓄电池安全装置。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种汽车蓄电池安全装置，连接在汽车蓄电池的接线端子上，所述的安全装置包括刚性壳体及设置在壳体内的断电机构，所述断电机构包括电磁线圈、定触头及动触头，壳体的中央设有固定柱与活动柱，固定柱的中心轴线与活动柱的中心轴线在同一直线上，所述的固定柱的一端与壳体的一侧固定，电磁线圈通过带有中心孔的开放式铁芯固定在壳体的另一侧，固定柱另一端的端面上设置所述的定触头，活动柱靠近固定柱一端的端面上设置所述的动触头，活动柱的另一端可滑动地设置在开放式铁芯的中心孔内，活动柱的中部设有与活动柱垂直的圆形衔铁板，铁芯的开放面与衔铁板相对，壳体的中部设有弹性挡碗，弹性挡碗的中心轴线与活动柱的中心轴线在同一直线上，弹性挡碗的外周边与壳体固定，弹性挡碗上设有环状分布的弹性指，弹性指的悬空端指向弹性挡碗的中心且向电磁线圈一侧倾斜，弹性指的悬空端环绕弹性挡碗的中心轴线构成一个衔铁孔，衔铁孔的直径小于衔铁板的直径，铁芯的开放面与弹性挡碗的距离大于衔铁板的厚度，电磁线圈断电时，衔铁板位于弹性挡碗靠近固定柱的一侧且紧贴弹性指，动触头与定触头接通；电磁线圈通电时，衔铁板穿过衔铁孔位于弹性挡碗靠近电磁线圈的一侧，动触头与定触头断开。

本发明的汽车蓄电池安全装置包括刚性壳体及设置在壳体内的断电机构，将断电机构设置在刚性壳体内，当汽车在发生强烈碰撞等事故后，刚性壳体可以保护断电机构免受冲击，从而确保断电机构可靠地工作。本发明采用结构简单的固定柱与活动柱结构来固定断开机构的定触头及动触头，并将活动柱可滑动地设置在电磁线圈开放式铁芯的中心孔内，相应的，在活动柱中部设置一导磁的衔铁板，该衔铁板可被电磁线圈的开放式铁芯所吸引，从而在电磁线圈通电时通过衔铁板带动活动柱移动，从而实现定触头及动触头的分离断电。由于本发明的结构是一种紧急状态下启用的断电装置，平时并不工作，衔铁板位于弹性挡碗靠近固定柱的一侧（即弹性挡碗的碗底内侧）且紧贴弹性指，因此平时定触头与动触头均处于接触导通状态。本发明通过弹性挡碗上的弹性指的反弹力对衔铁板施加一定的压力，进而通过衔铁板将活动柱压向固定柱一侧，从而达到定触头与动触头始终处于接触状态，这里所述的衔铁板紧贴弹性指是指弹性指对衔铁板施加有一定的压力。当汽车在发生强烈碰撞等事故后，车辆相应的防撞系统发出安全气囊点火信号，此时汽车安全气囊控制单元给本发明的汽车蓄电池安全装置提供一控制信号，本发明的电磁线圈通电，开放式铁芯产生强大的磁场力，该磁场力远大于弹性指对衔铁板的弹力，衔铁板受到该磁场力的吸引后撑开并穿过由弹性指的悬空端环绕而成的衔铁孔，此时衔铁板位于弹性挡碗靠近电磁线圈的一侧（即弹性挡碗的碗底外侧），同时定触头与动触头分离，电路断开。由于弹性指的悬空端向电磁线圈一侧倾斜且衔铁板的直径大于衔铁孔的直径，因此，当衔铁板穿过弹性指的悬空端环绕而成的衔铁孔后无法复位，即便受到外力撞击而使衔铁板向固定柱一侧移动时，弹性指的悬空端受压弯曲后相互挤压可以形成一个能承受巨大压力的拱形结构，进而使衔铁板无法进一步移动，这样就确保电路可靠断开，防止由于汽车在发生强烈碰撞后其接触器、继电器等可能受到冲击而卡死而无法断电，造成二次事故的严重后果等问题的出现。本发明用电磁线圈控制断电机构，反应速度比现有技术的铜片熔断式快，有效地解决了现有技术的汽车碰撞断电保护装置路可靠性低、反应速度慢的问题。

作为优选，壳体为圆筒形结构，包括左壳体与右壳体，左壳体与右壳体螺接，所述的弹性挡碗外周边为圆形，固定在左壳体与右壳体螺接处。圆筒形结构加工方便，左壳体与右壳体螺接则方便打开维护，当需要将活动柱恢复到正常工作位置时，只需打开壳体，取下弹性挡碗，将活动柱重新放置即可，使汽车蓄电池安全装置可以重复使用。

作为优选，铁芯为圆筒形结构，所述的圆筒形铁芯中央设有圆形中心柱，中心孔设置在中心柱的中央，圆筒形铁芯的外径与衔铁板直径相同，所述的固定柱与活动柱均为圆柱形。圆筒形结构的开放式铁芯吸引力分布均匀，有利于使衔铁板顺利地从弹性指的悬空端环绕而成的衔铁孔中穿过。

作为优选，中心柱延伸出圆筒形铁芯的筒底构成一定位凸环，壳体的一端面上设有与定位凸环外径相适配的定位孔，铁芯通过定位环固定在壳体的定位孔内。定位凸环与定位孔配合可以确保铁芯的安装牢固，由于本发明是在存在冲击力的状态下使用，由此个部分都需要有足够的抗冲击能力。

作为优选，左壳体内设有固定隔板，固定柱通过固定隔板与左壳体固定连接，固定隔板上设有接线端子，左壳体与接线端子相对应的位置设有接线孔，所述接线端子包括一对电流端子与一对信号端子，定触头与动触头通过导线与电流端子相连接。在壳体内设置固定隔板，固定隔板上设置接线端子，而壳体与接线端子相对应的位置设置接线孔，这样的结构将接线端子置于壳体内，可以在冲击条件下保护接线端子。

作为优选，弹性挡碗的弹性指之间外周侧设有过线槽，电磁线圈的引出线穿过过线槽与固定隔板上的信号端子相连。信号端子用于接收断电信号，使电磁线圈通电，断电机构断开。

作为优选，固定隔板与衔铁板之间设有拉簧，拉簧的两端分别与固定隔板及衔铁板固定连接。拉簧的作用与弹性指的反弹作用类似，可以在正常工作时确保电路的接通，但这里拉簧的拉力远小于电磁线圈产生的电磁力，不会影响电路的断开。

作为优选，弹性指为8至20个，均匀分布在弹性挡碗的中心轴线周围，所述弹性指的纵切面呈梯形，弹性指基部的厚度大于弹性指自由端的厚度，弹性指基部的宽度大于弹性指自由端的宽度。

作为优选，弹性指为8至20个，均匀分布在弹性挡碗的中心轴线周围，所述弹性指的纵切面呈弧形，其内凹面面向固定柱一侧，弹性指基部的厚度大于弹性指自由端的厚度，弹性指基部的宽度大于弹性指自由端的宽度。

作为优选，壳体、固定柱、活动柱与固定隔板均为绝缘结构，壳体的壁厚大于5毫米。壳体、固定柱、活动柱与固定隔板均为绝缘结构有利于触头及导线的设置，可以减少因为金属结构而引起的电路搭铁等故障；壳体的壁厚大于5毫米可以确保壳体的抗冲击能力，提高装置的可靠性。本发明壳体、固定柱、活动柱与固定隔板也可以采用金属结构，此时需要对触头、导线及接线端子等采用良好的绝缘防护措施。

本发明的有益效果是：它有效地解决了现有技术的汽车碰撞断电保护装置可靠性低、反应速度慢的问题，本发明结构简单、可靠性高且反应速度快，具有很高的实用价值。

附图说明

图1是本发明实施例1断电机构闭合时的一种结构剖视图；

图2是本发明实施例1断电机构断开时的一种结构剖视图；

图3是本发明实施例2断电机构闭合时的一种结构剖视图；

图4是本发明实施例3断电机构闭合时的一种结构剖视图；

图5是本发明弹性挡碗的一种结构示意图；

图6是本发明铁芯的一种结构剖视图。

图中：1.电磁线圈，2.定触头，3.动触头，4.固定柱，5.活动柱，6.中心孔，7.铁芯，8.衔铁板，9.弹性挡碗，10.弹性指，11.衔铁孔，12.左壳体，13.右壳体，14.中心柱，15.定位凸环，16.固定隔板，17.接线端子，18.接线孔，19.导线，20.过线槽，21.拉簧。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图对本发明技术方案的具体实施方式作进一步的说明。

实施例1

在如图1图2所示的实施例1中，一种汽车蓄电池安全装置，连接在汽车蓄电池的接线端子上，其特征是：所述的安全装置包括刚性壳体及设置在壳体内的断电机构，所述的壳体为圆筒形结构，包括左壳体12与右壳体13，左壳体与右壳体螺接；所述断电机构包括可与汽车安全气囊控制单元连接的电磁线圈1、定触头2及动触头3，壳体的中央设有固定柱4与活动柱5，固定柱的中心轴线与活动柱的中心轴线在同一直线上，所述的固定柱的一端与壳体的一侧固定，电磁线圈通过带有中心孔6的开放式铁芯7固定在壳体的另一侧；所述的铁芯为圆筒形结构，所述的圆筒形铁芯中央设有圆形中心柱14，中心孔设置在中心柱的中央，圆筒形铁芯的外径与衔铁板直径相同，所述的固定柱与活动柱均为圆柱形，所述的中心柱延伸出圆筒形铁芯的筒底构成一定位凸环15，壳体的一端面上设有与定位凸环外径相适配的定位孔，铁芯通过定位环固定在壳体的定位孔内。固定柱另一端的端面上设置所述的定触头，活动柱靠近固定柱一端的端面上设置所述的动触头，活动柱的另一端可滑动地设置在开放式铁芯的中心孔内，活动柱的中部设有与活动柱垂直的圆形衔铁板8，铁芯的开放面与衔铁板相对，壳体的中部设有弹性挡碗9，所述的弹性挡碗外周边为圆形，固定在左壳体与右壳体螺接处，弹性挡碗的中心轴线与活动柱的中心轴线在同一直线上，弹性挡碗的外周边与壳体固定，弹性挡碗上设有环状分布的弹性指10，弹性指的悬空端指向弹性挡碗的中心且向电磁线圈一侧倾斜，弹性指的悬空端环绕弹性挡碗的中心轴线构成一个衔铁孔11（见图5），衔铁孔的直径小于衔铁板的直径，铁芯的开放面与弹性挡碗的距离大于衔铁板的厚度，电磁线圈断电时，衔铁板位于弹性挡碗靠近固定柱的一侧（即弹性挡碗的碗底内侧）且紧贴弹性指，动触头与定触头接通；电磁线圈通电时，衔铁板穿过衔铁孔位于弹性挡碗靠近电磁线圈的一侧（即弹性挡碗的碗底外侧），动触头与定触头断开。

左壳体内设有固定隔板16，固定柱通过固定隔板与左壳体固定连接，固定隔板上设有接线端子17，左壳体与接线端子相对应的位置设有接线孔18，所述接线端子包括一对电流端子与一对信号端子，定触头与动触头通过导线19与电流端子相连接。弹性挡碗的弹性指之间外周侧设有过线槽20，电磁线圈的引出线穿过过线槽与固定隔板上的信号端子相连（图中未示出）。

本实施例的弹性指为16个，均匀分布在弹性挡碗的中心轴线周围（见图5），所述弹性指的纵切面呈弧形，其内凹面面向固定柱一侧，弹性指基部的厚度大于弹性指自由端的厚度，弹性指基部的宽度大于弹性指自由端的宽度；壳体、固定柱、活动柱与固定隔板均为绝缘结构，壳体的壁厚为6毫米。

实施例2

实施例2的弹性指为8个，均匀分布在弹性挡碗的中心轴线周围，所述弹性指的纵切面呈梯形（见图3），弹性指基部的厚度大于弹性指自由端的厚度，弹性指基部的宽度大于弹性指自由端的宽度，其余和实施例1相同。

实施例3

实施例3的固定隔板与衔铁板之间设有拉簧21（见图4），拉簧的两端分别与固定隔板及衔铁板固定连接，其余和实施例1或实施例2相同。

本发明的汽车蓄电池安全装置平时并不工作，衔铁板位于弹性挡碗靠近固定柱的一侧且紧贴弹性指，因此平时定触头与动触头均处于接触导通状态。当汽车在发生强烈碰撞等事故后，车辆相应的防撞系统发出安全气囊点火信号，此时汽车安全气囊控制单元给本发明的汽车蓄电池安全装置提供一控制信号，本发明的电磁线圈通电，开放式铁芯产生强大的磁场力，该磁场力远大于弹性指对衔铁板的弹力，衔铁板受到该磁场力的吸引后撑开并穿过由弹性指的悬空端环绕而成的衔铁孔，此时衔铁板位于弹性挡碗靠近电磁线圈的一侧，同时定触头与动触头分离，电路断开。由于弹性指的悬空端向电磁线圈一侧倾斜且衔铁板的直径大于衔铁孔的直径，因此，当衔铁板穿过弹性指的悬空端环绕而成的衔铁孔后无法复位，即便受到外力撞击而使衔铁板向固定柱一侧移动时，弹性指的悬空端受压弯曲后相互挤压可以形成一个能承受巨大压力的拱形结构，进而使衔铁板无法进一步移动，这样就确保电路可靠断开，防止由于汽车在发生强烈碰撞后其接触器、继电器等可能受到冲击而卡死而无法断电，造成二次事故的严重后果等问题的出现。本发明用电磁线圈控制断电机构，反应速度比现有技术的铜片熔断式快，有效地解决了现有技术的汽车碰撞断电保护装置路可靠性低、反应速度慢的问题。

除上述实施例外，在本发明的权利要求书及说明书所公开的范围内，本发明的技术特征或技术数据可以进行重新选择及组合，从而构成新的实施例，这些本发明没有详细描述的实施方式是本领域技术人员无需创造性劳动就可以轻易实现的，因此这些未详细描述的实施例也应视为本发明的具体实施例而在本发明的保护范围之内。 

Claims (10)

1.一种汽车蓄电池安全装置，连接在汽车蓄电池的接线端子上，其特征是：所述的安全装置包括刚性壳体及设置在壳体内的断电机构，所述断电机构包括可与汽车安全气囊控制单元连接的电磁线圈（1）、定触头（2）及动触头（3），壳体的中央设有固定柱（4）与活动柱（5），固定柱的中心轴线与活动柱的中心轴线在同一直线上，所述的固定柱的一端与壳体的一侧固定，电磁线圈通过带有中心孔（6）的开放式铁芯（7）固定在壳体的另一侧，固定柱另一端的端面上设置所述的定触头，活动柱靠近固定柱一端的端面上设置所述的动触头，活动柱的另一端可滑动地设置在开放式铁芯的中心孔内，活动柱的中部设有与活动柱垂直的圆形衔铁板（8），铁芯的开放面与衔铁板相对，壳体的中部设有弹性挡碗（9），弹性挡碗的中心轴线与活动柱的中心轴线在同一直线上，弹性挡碗的外周边与壳体固定，弹性挡碗上设有环状分布的弹性指（10），弹性指的悬空端指向弹性挡碗的中心且向电磁线圈一侧倾斜，弹性指的悬空端环绕弹性挡碗的中心轴线构成一个衔铁孔（11），衔铁孔的直径小于衔铁板的直径，铁芯的开放面与弹性挡碗的距离大于衔铁板的厚度，电磁线圈断电时，衔铁板位于弹性挡碗靠近固定柱的一侧且紧贴弹性指，动触头与定触头接通；电磁线圈通电时，衔铁板穿过衔铁孔位于弹性挡碗靠近电磁线圈的一侧，动触头与定触头断开。

2.根据权利要求1所述的汽车蓄电池安全装置，其特征是，所述的壳体为圆筒形结构，包括左壳体（12）与右壳体（13），左壳体与右壳体螺接，所述的弹性挡碗外周边为圆形，固定在左壳体与右壳体螺接处。

3.根据权利要求1所述的汽车蓄电池安全装置，其特征是，所述的铁芯为圆筒形结构，所述的圆筒形铁芯中央设有圆形中心柱（14），中心孔设置在中心柱的中央，圆筒形铁芯的外径与衔铁板直径相同，所述的固定柱与活动柱均为圆柱形。

4.根据权利要求3所述的汽车蓄电池安全装置，其特征是，所述的中心柱延伸出圆筒形铁芯的筒底构成一定位凸环（15），壳体的一端面上设有与定位凸环外径相适配的定位孔，铁芯通过定位环固定在壳体的定位孔内。

5.根据权利要求2所述的汽车蓄电池安全装置，其特征是，左壳体内设有固定隔板（16），固定柱通过固定隔板与左壳体固定连接，固定隔板上设有接线端子（17），左壳体与接线端子相对应的位置设有接线孔（18），所述接线端子包括一对电流端子与一对信号端子，定触头与动触头通过导线（19）与电流端子相连接。

6.根据权利要求5所述的汽车蓄电池安全装置，其特征是，弹性挡碗的弹性指之间外周侧设有过线槽（20），电磁线圈的引出线穿过过线槽与固定隔板上的信号端子相连。

7.根据权利要求5所述的汽车蓄电池安全装置，其特征是，固定隔板与衔铁板之间设有拉簧（21），拉簧的两端分别与固定隔板及衔铁板固定连接。

8.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7所述的汽车蓄电池安全装置，其特征是，弹性指为8至20个，均匀分布在弹性挡碗的中心轴线周围，所述弹性指的纵切面呈梯形，弹性指基部的厚度大于弹性指自由端的厚度，弹性指基部的宽度大于弹性指自由端的宽度。

9.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7所述的汽车蓄电池安全装置，其特征是，弹性指为8至20个，均匀分布在弹性挡碗的中心轴线周围，所述弹性指的纵切面呈弧形，其内凹面面向固定柱一侧，弹性指基部的厚度大于弹性指自由端的厚度，弹性指基部的宽度大于弹性指自由端的宽度。

10.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7所述的汽车蓄电池安全装置，其特征是，壳体、固定柱、活动柱与固定隔板均为绝缘结构，壳体的壁厚大于5毫米。