CN105027364A - 用于电池系统的手动维护断接器 - Google Patents

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Abstract

一种用于电池系统的手动维护断接器(106)包括具有限定插座(128)的壳体(122)的断接器头部(110)、所述插座内的高安培电流端子连接器(130)、该插座内的高电压互锁(HVIL)连接器(132)、和该插座内的控制装置端子连接器(134)。断接器插塞(112)可移除地联接至断接器头部。断接器插塞具有电连接至高安培电流端子连接器的高安培电流熔断器和电连接至HVIL连接器的HVIL分流端子(138)。电流功率控制装置(136)被接收在所述插座中、并且电连接至控制装置端子连接器。当断接器插塞从断接器头部移除时电流功率控制装置被暴露，以便进行维护，而当断接器插塞联接至断接器头部时电流功率控制装置是不可接取的。

Description

用于电池系统的手动维护断接器
技术领域
本发明一般涉及用于电池系统的手动维护断接器(manual servicedisconnects)。诸如用于电动车辆或混合动力车辆的电池通常包括成组地集合在一起作为电池组的多个电池元。电池组包括电池分配单元，该电池分配单元管理电池组的功率容量和功能性。电池分配单元典型地安装在容置电池组的外壳内。电池组还包括手动维护断接器，其允许将电池组的高安培电流电源电路断开，诸如用于电池组的维护。手动断接器包括高安培电流熔断器，其建立用于电池组的熔断的电路径，所述电池组联接有控制高安培电流电路工作的高电压互锁部(HVIL)。高安培电流熔断器可具有50A-200A的安培范围。
背景技术
电池组典型地包括低安培电流熔断器，其建立用于如空调器、和/或直流/直流转换器之类的附件部件的熔断的电路径。低安培电流熔断器可具有直到50A的安培范围。通常低安培电流熔断器位于电池组外壳内的电池分配单元内。低安培电流熔断器不容易维护。低安培电流熔断器的维护要求打开电池组外壳，继而将整个电池分配单元移除、或打开电池分配单元以更换低安培电流熔断器。这样的熔断器的维护既耗费时间又很困难。
此外，将低安培电流熔断器移至电池组的外部要求在外壳上切割附加的开口。电池组的外壳被用于对电池组部件提供电屏蔽。穿过外壳以维护熔断器的任何开口将产生泄露EMI的区域、降低电屏蔽的有效性、并且增加成本。
发明内容
本发明的技术解决方案提供了一种具有手动维护断接器的电池系统，其无需在电池组外壳中切割附加开口就能维护和更换熔断器。这种用于电池系统的手动维护断接器包括断接器头部，该断接器头部被配置为靠近电池组外部安装。断接器头部包括限定插座的壳体、处于插座内的高安培电流端子连接器、处于插座内的高电压互锁(HVIL)连接器、以及处于插座内的控制装置端子连接器。断接器插塞可移除地联接至断接器头部。断接器插塞具有电连接至高安培电流端子连接器的高安培电流熔断器、以及电连接至HVIL连接器的HVIL分流端子。电流功率(current power)控制装置被接收在插座中。电流功率控制装置电连接至控制装置端子连接器。当断接器插塞从断接器头部移除时电流功率控制装置被暴露，以便进行维护，而当断接器插塞联接至断接器头部时电流功率控制装置不可接取(inaccessible)。
附图说明
现将参考以下附图、通过示例方式来描述本发明，附图中：
图1示出了根据一示例性实施例形成的电池系统；
图2是手动维护断接器(MSD)的顶部透视图，其示出了与断接器头部脱离配合的断接器插塞；
图3示出了所述MSD的电部件，为清楚起见图中移除了壳体；
图4是根据所述示例性实施例形成的断接器插塞的底部透视图；
图5是根据一示例性实施例形成的断接器头部的底部透视图；
图6是所述MSD的横截面视图，其示出了处于与断接器头部完全配合、并处于锁定位置的断接器插塞；
图7是所述MSD的横截面视图，其示出了处于部分地配合位置/部分地脱离配合位置的断接器插塞；
图8是所述MSD的横截面视图，其示出了处于初始配合位置/脱离配合位置的断接器插塞；
图9示出了根据一示例性实施例形成的手动维护断接器；
图10示出了根据一示例性实施例形成的手动维护断接器。
具体实施方式
图1图示了根据一示例性实施例形成的电池系统100。电池系统100包括容纳在支架或外壳104内的一个电池组102、以及靠近于电池组102安装的手动服务断接器(MSD)106。例如，MSD 106可直接安装至外壳104。MSD 106也可以是安装至电池组102附近的另一结构。
电池组102可以是高电压能量存储系统的一部分。例如，电池组102可被用在汽车应用中，诸如作为电动车辆或混合动力车辆的一部分。
在一示例性实施例中，电池系统100使用电池分配单元108来管理电池系统100的功率容量和功能性，诸如通过测量电流和调节电池组102的功率分配。电池系统100可具有高安培电流电源电路和低安培电流电源电路二者，二者电连接至电池组102和/或电池分配单元108。低安培电流和高安培电流或低电压和高电压是相对于彼此而言的，并不要求任何特定的范围或阈值。可选地，当MSD 106被断开连接时，MSD 106可操作以将高安培电流电源电路断开连接、而低安培电流电源电路可保持连接。
MSD 106电连接至电池分配单元108。电池分配单元108可以在外壳104内部、或可以被安装至外壳104的外部。电池分配单元108电连接至电池组102。在一示例性实施例中，电池分配单元108设置在电池组102处。可替代地，电池分配单元108可位于远离电池组102处、或可以是集中式系统的一部分，该集中式系统从这样的中央位置管理个体电池组102。
电池分配单元108可监测和/或控制电池系统100的所述部件的操作。电池分配单元108可检测电池组102的电池正常(health)状况或对电池组102的电池正常状况作出反应。电池分配单元108可测量电池组102的电池状态或对电池组102的电池状态作出反应。电池分配单元108可监测电池组102的过电压和/或低电压情况或对电池组102的过电压和/或低电压情况作出反应。电池分配单元108可由于电池组102的温度变化而作出反应。电池分配单元108可管理电池组102的充电功能。
MSD 106包括断接器头部110、以及可移除地联接至断接器头部110的断接器插塞112。MSD 106被用于将电池系统100的电源电路断开连接或开路，诸如在维护或保养的过程中。例如，断接器插塞112可以断开连接并且从断接器头部110移除。在一示例性实施例中，MSD 106包括熔断器以提供用于电源电路(一或多条)的过电流保护，以及高电压互锁(HVIL)电路以在MSD 106的打开和关闭过程中控制高安培电流电源电路，诸如在断接器插塞112从断接器头部110中拔出和插接过程中。MSD 106考虑到容易接取熔断器，以便维护和/或更换熔断器。例如，拔出断接器插塞112时，可接取熔断器。通过MSD 106接取熔断器允许维护而不必进入电池组102。例如，技术人员不需要打开外壳104来维护熔断器。不需要设置外壳104中的附加开口以接取熔断器，这使得电池模块102密封和屏蔽较好。MSD 106可保持继电器或其他类型的电流功率控制装置(除熔断器之外或替代熔断器)，在MSD 106被断开连接并打开时可对它们进行维护。
在一示例性实施例中，MSD 106利用两级杆操纵在高安培电流电源电路分离之前断开HVIL电路。可选地，MSD 106提供不用工具(tool-free)而将断接器插塞112断开连接的解决方案，诸如手动操纵杆。在一示例性实施例中，MSD 106上的全部高安培电流传导表面是指纹验证且触摸安全的。
在一示例性实施例中，电池组102包括容置在外壳104内的多个电池元114。电池元114可以是任何形式的电池元。例如，电池元114可以是袋式(pouch)电池元或棱柱形电池元。在替代实施例中可使用其他类型的电池元。可选地，电池元114可以是一些以堆叠构造形式布置的窄板。可在电池组102中设置任何数量的电池元114。电池元114中的每个可电连接至电池分配单元108。
图2是MSD 106的顶部透视图，其示出了与断接器头部110脱离配合的断接器插塞112。断接器头部110包括基部120、以及从基部120的顶部124延伸的壳体122。基部120包括与顶部124相对的底部126。壳体122限定大致在基部120上方的插座128。断接器插塞112被配置为联接至壳体122，当它们配合时，断接器插塞112的一部分被接收在插座128中。
断接器头部110包括在插座128内的高安培电流端子连接器130。断接器头部110包括在插座128内的HVIL连接器132。断接器头部110包括在插座128内的一个或多个控制装置端子连接器134。控制装置端子连接器134具有电连接至其的电流功率控制装置136。在图示的实施例中，控制装置端子连接器134是低安培电流端子连接器134，并且电流功率控制装置构成建立用于低安培电流端子连接器134的熔断的电路径的可维护的(serviceable)熔断器136。在本说明书中，可参照将控制装置端子连接器134描述为低安培电流端子连接器134；然而，应意识到，可附加于或替代于低安培电流类型而使用其他类型的控制装置端子连接器，诸如高安培电流类型。在本说明书中，可参照将电流功率控制装置描述为可维护的熔断器进行描述；然而，应意识到，可附加于或替代于可维护的熔断器而使用其他类型的电流功率控制装置，诸如继电器、接触器等。
在一示例性实施例中，壳体122包括限定在HVIL连接器132与高安培电流端子连接器130之间、或连接器130、132与壳体122的壁之间的空间137。可维护的熔断器136被定位在空间137中。当断接器插塞112从断接器头部110脱离配合时，可维护的熔断器136被暴露用于维护和更换。当断接器插塞112配合至断接器头部110时，可维护的熔断器136被覆盖并且不可接取。
断接器插塞112承载HVIL分流端子138(在图3中示出)，所述HVIL分流端子被配置为当断接器插塞112与断接器头部110配合时电连接至HVIL连接器132。当断接器插塞112联接至断接器头部110时，HVIL连接器132和HVIL分流端子138建立分流的电路径。断接器插塞112承载高安培电流熔断器140(在图3中示出)，该高安培电流熔断器被配置为当断接器插塞112与断接器头部110配合时电连接至高安培电流端子连接器130。当断接器插塞112联接至断接器头部110时，高安培电流端子连接器130和高安培电流熔断器140建立熔断的电路径。
在图示的实施例中，壳体122的形状大致为矩形，其具有侧壁，所述侧壁之间具有圆化的角部。在一些替代实施例中，壳体122可具有其他形状。断接器插塞112具有到壳体122互补的形状用于与断接器头部110配合。断接器插塞112被插接到壳体122中以关闭其敞开的顶部。在图示的实施例中，柱体150从壳体122向外延伸。
断接器插塞112包括覆盖部152，当断接器插塞112联接至断接器头部110时，所述覆盖部延伸在壳体122周围。当断接器插塞112与断接器头部110配合时，断接器插塞112的一些部分被接收在插座128中。断接器插塞112包括可旋转地联接至覆盖部152的杆154。杆154包括闩锁156，该闩锁接合柱体150以将断接器插塞112紧固至断接器头部110。可选地，随着杆154被旋转关闭，断接器插塞112被拉入断接器头部110中。杆154将断接器插塞112锁定至断接器头部110。可选地，随着杆154被旋转打开，断接器插塞112被推离断接器头部110，这可以自动地将一个或多个连接器脱离配合，诸如HVIL连接器132和高安培电流端子连接器130。
图3示出了MSD的电气部件，为了清楚起见，将壳体移除。图3示出了可维护的熔断器136、HVIL分流端子138和高安培电流熔断器140。图3还示出了HVIL连接器132，高安培电流端子连接器130及低安培电流端子连接器134的一些部分。
高安培电流端子连接器130包括一对高安培电流端子160，该对高安培电流端子被配置为当断接器插塞112联接至断接器头部110时电连接至高安培电流熔断器140。在图示的实施例中，高安培电流端子160是具有盒状配合部分的凹头端子(socket terminals)，其接收高安培电流熔断器140的相应触头162。在图示的实施例中，触头162是刀片类型触头。在替代实施例中，高安培电流端子160和触头162可包括不同于凹头和刀片类型结构的结构。高安培电流端子160具有端接端部164，所述端接端部被配置为端接至其他电导体，诸如电缆、引线、汇流条、或其他类型的导体。导体可电连接至电池分配单元108。熔断的电路径被建立在高安培电流端子160与高安培电流熔断器140之间。可利用任何类型的高安培电流熔断器140。可选地，当断接器插塞112从插座头部110脱离接合而用于维护电池组100时，高安培电流熔断器140可从高安培电流端子160断开连接。可选地，高安培电流熔断器140可从断接器插塞112移除，如在高安培电流熔断器140被烧断后为了更换高安培电流熔断器140。在图示的实施例中，高安培电流熔断器140是125安培熔断器，然而在一些替代实施例中可使用其他额定的熔断器。
HVIL连接器132包括一对HVIL端子170，它们可被端接至对应的HVIL电缆172的端部。HVIL电缆172可电连接至电池分配单元108(在图1中示出)。在图示的实施例中，HVIL端子170在其配合端部处具有凹头端子，然而在替代实施例中可设置其他类型的配合端部。HVIL分流端子138被配置为与HVIL端子170配合以建立分流的电路径。在图示的实施例中，HVIL分流端子138包括从其延伸的柱体174，所述柱体被配置为接收在对应的HVIL端子170中。HVIL分流端子138电连接所述一对HVIL端子170。
在一示例性实施例中，在HVIL分流端子138电连接至HVIL端子170之前电池系统100的高安培电流电源电路是不工作的，这发生在建立高安培电流电源电路之后(例如，在触头162联接至高安培电流端子160之后)。当HVIL分流端子从HVIL端子170拔出时，高安培电流电源电路停止工作，这发生在高安培电流熔断器140从高安培电流端子160拔出之前。如此，高安培电流电源电路在高安培电流熔断器140从高安培电流端子160断开之前被关停，这可减小和/或消除电弧。
每个低安培电流端子连接器134都包括一对低安培电流端子180。可维护的熔断器136可移除地定位在对应的低安培电流端子180之间以建立低安培电流端子180之间的熔断的电路径。在图示的实施例中，低安培电流端子180是两件式端子，每个包括刀片182和触头184。刀片182限定用于直接地接合可维护的熔断器136的配合界面。例如，可维护的熔断器136的金属端帽直接地接合刀片182的配合部分。触头184被联接至刀片182的另一个端部。在图示的实施例中，触头184是接收刀片182的一部分的凹头触头。触头184的另一个端部被配置为电连接至另一电导体，如低安培电流功率电缆或其他电导体。在图示的实施例中，触头184具有压接圆筒部(barrel)，该压接圆筒部被压接至对应的低安培电流功率导体。低安培电流功率导体被配置为电连接至电池分配单元108(在图1中示出)。在替代实施例中可使用其他类型的低安培电流端子180，包括单件(single piece)端子。
在图示的实施例中，可维护的熔断器136大致垂直于高安培电流熔断器140布置。可维护的熔断器136横向地跨越插座128(在图2中示出)，而高安培电流熔断器纵向地跨越插座128。高安培电流熔断器140是在尺寸上和额定电流上大于低安培电流、可维护的熔断器136的较大熔断器。例如，高安培电流熔断器140可以是50A到200A的熔断器，而低安培电流、可维护的熔断器136可以是直到50A范围的熔断器。在电池系统100内可使用任何类型和额定的熔断器。例如，可维护的熔断器136可以是保险丝、套圈式熔断器、刀片型熔断器、或其他类型的熔断器。在图示的实施例中，可维护的熔断器136是套圈式熔断器，其具有带金属端帽的圆柱形本体。
图4是根据一示例性实施例形成的断接器插塞112的底部透视图。断接器插塞112包括覆盖部152、以及被接收在覆盖部152中的夹紧部190。夹紧部190被用于保持高安培电流熔断器140和HVIL分流端子138。在图示的实施例中，高安培电流熔断器140的触头162延伸穿过夹紧部190、并且暴露在夹紧部190下方，以便断接器插塞112联接至断接器头部110时与断接器头部110配合(在图2中示出)。
HVIL分流端子138的一部分被暴露在夹紧部190下方，用于断接器插塞112被联接至断接器头部110时与断接器头部110配合。例如，柱体174被暴露在夹紧部190下方。在一示例性实施例中，HVIL护套192围绕HVIL分流端子138以保护HVIL分流端子138不被损坏。在图示的实施例中，HVIL护套192是箱形的，然而在替代实施例中HVIL护套192可具有其他形状。
图5是根据一示例性实施例形成的断接器头部112的底部透视图。在图5中示出了基部120的底部126。在一示例性实施例中，垫圈200在底部126处环绕断接器头部110的连接器区域。垫圈200被用于将断接器头部110密封至外壳104、或密封至与断接器头部110联接的其他结构。可替代地，可以不要垫圈200，诸如对于内部MSD位置。
高安培电流端子连接器130的一些部分、HVIL连接器132、以及低安培电流端子连接器134在基部120的底部126下方延伸。例如，连接器中的每个可包括用于保持对应的电导体的连接器本体202。连接器本体202可以与基部120和/或壳体122集成。例如，连接器本体202可以与基部120和壳体122共模制。可替代地，连接器本体202可以分离开、且与基部120和壳体122分立，并且被联接至基部120和/或壳体122，以将对应的导体保持就位用于与断接器插塞112配合(在图4中示出)。
可选地，HVIL端子170、高安培电流端子160、以及低安培电流端子180可从下部被装载到对应的连接器本体202中。连接至这样的端子160、170、180的引线或电缆、或其他导体可在基部120下方从基部延伸、并且被接线至电池分配单元108。
图6是MSD 106的横截面视图，示出了处于与断接器头部110完全配合和锁定位置的断接器插塞112，其中HVIL连接器132与高安培电流端子连接器130完全接合。图7是MSD 106的横截面视图，示出了处于部分地配合位置/部分地脱离配合位置中的断接器插塞112，其中HVIL连接器132完全地脱离接合而高安培电流端子连接器130仍接合。图8是MSD 106的横截面视图，示出了处于初始配合位置/脱离配合位置中的断接器插塞112，其中HVIL连接器132与高安培电流端子连接器完全脱离接合。可维护的熔断器136容纳在断接器头部110内。可维护的熔断器136被定位在空间137中，否则该空间是没有被其他部件使用和无用的空间。可维护的熔断器136被定位在HVIL连接器132与高安培电流端子连接器130之间的空间137中。
在一示例性实施例中，杆154被用于将断接器插塞112配合至断接器头部110、或将断接器插塞112从断接器头部110脱离配合。例如，沿打开方向促动杆154，通过将断接器插塞112拉入断接器头部110中而使断接器插塞112相对于断接器头部110移动，诸如从图8中示出的位置、穿过图7中示出的位置、到图6中示出的位置。沿关闭方向促动杆154，通过推动断接器插塞112使其远离断接器头部110而使断接器插塞112相对于断接器头部110移动，诸如从图6示出的位置、穿过图7中示出的位置、到图8中示出的位置。
在初始配合位置(图8)中，覆盖部152接合壳体122。高安培电流端子160从触头162完全脱离接合、并且HVIL分流端子138从HVIL端子170完全脱离接合。在配合过程中，断接器插塞112被插接到断接器头部110中至部分配合位置(图7)并且高安培电流端子160开始接合触头162，建立通过高安培电流熔断器140的熔断的电路径。在部分配合位置中，HVIL分流端子138仍从HVIL端子170完全脱离接合。在该部分配合位置中，因为HVIL电路是断开的，所以电池系统100(示出在图1中)不允许高安培电流电路工作。随着断接器插塞112继续插接进入断接器头部110中，诸如至完全配合位置(图6)，HVIL分流端子138与HVIL端子170配合。一旦HVIL电路闭合或使其闭合时，电池系统100允许高安培电流电路工作。
以相反的顺序执行断接器插塞112从断接器头部110脱离配合或脱离接合。开始HVIL分流端子138从HVIL端子170脱离配合，导致电池系统停止高安培电流电路的工作。断接器插塞112的进一步脱离配合导致触头162从高安培电流端子160脱离配合，但是仅在高安培电流电路是停止状态(off)之后，因而可消除电弧。一旦断接器插塞112从断接器头部110完全移除，可维护的熔断器136可被接取以便维护或移除。一旦断接器插塞112从断接器头部110完全移除，也可对高安培电流熔断器140进行维护。
图9示出了根据一示例性实施例形成的手动维护断接器206。该手动维护断接器类似于手动维护断接器106(在图1中示出)，然而，手动维护断接器206具有的适用熔断器136的构造不同，而且HVIL连接器132的位置不同。该可维护的熔断器136仍定位在高安培电流熔断器140下方，然而，该可维护的熔断器136被并排布置，大致平行于高安培电流熔断器140。所述可维护的熔断器136和高安培电流熔断器140纵向跨越。两个可维护的熔断器136被定位在HVIL连接器132与高安培电流熔断器140的触头162中的一个之间。在替代实施例中其他构造是可能的。
图10示出了根据一示例性实施例形成的手动维护断接器208。手动维护断接器208类似于手动维护断接器106(在图1中示出)，然而，手动维护断接器206具有的HVIL连接器132的位置不同且电流功率控制装置136的构造不同。例如，电流功率控制装置136包括两个可维护的熔断器136以及一继电器210。继电器210被布置在壳体122内。一旦断接器插塞112(在图2中示出)从断接器头部110断开连接，继电器210能操作。继电器210具有两个高安培电流刀片、以及两个线圈控制刀片(未示出)。这些刀片与对应的控制装置端子连接器接合，诸如继电器刀片连接器，以分别建立它们的电路，并且以类似的方式被配置到可维护的熔断器。
本说明书描述的实施例采用处于高安培电流熔断器下方的多余空间中的可维护的熔断器或附加的继电器。这样的布置使得低安培电流熔断器和/或继电器是可维护的，而无需在电池组外壳104中添加附加的切割孔。外壳104屏蔽能力不会降低而且使成本最小化。
可以理解的是，上面的描述意图为说明性的、而非约束性的。例如，可将上面描述的实施例(和/或其的一些方面)彼此组合使用。另外，可采用许多修改以适应本发明教导的特定的情况或材料而不背离本发明的构思。本说明书中描述的尺寸、材料类型、各种部件的取向、以及各种部件的数量和位置并非限定某些实施例的参数，而且不以任何方式限制，它们仅是示例性实施例。所属领域技术人员在阅读本说明书的情况下，在权利要求的构思和范围内可以得出许多其他实施例和作出一些改型。

Claims (10)

1.一种用于电池系统(100)的手动维护断接器(106)，该手动维护断接器包括：
断接器头部(110)，其被配置为靠近电池组(102)安装，断接器头部包括限定插座(128)的壳体(122)、在所述插座内的高安培电流端子连接器(130)、在该插座内的高电压互锁(HVIL)连接器(132)、以及在该插座内的控制装置端子连接器(134)；
断接器插塞(112)，其可移除地联接至所述断接器头部，该断接器插塞具有分别电连接至所述高安培电流端子连接器的高安培电流熔断器(140)和电连接至所述HVIL连接器的HVIL分流端子(138)；以及
电流功率控制装置(136)，其被接收在所述插座中，该电流功率控制装置电连接至所述控制装置端子连接器，当所述断接器插塞从所述断接器头部移除时所述电流功率控制装置被暴露以便进行维护，而当所述断接器插塞联接至所述断接器头部时所述电流功率控制装置是不可接取的。
2.如权利要求1所述的手动维护断接器(106)，其中，在所述插座(128)中、在所述HVIL连接器(132)与高安培电流端子连接器(130)之间限定有空间(137)，所述电流功率控制装置(136)被定位在该空间中。
3.如权利要求1所述的手动维护断接器(106)，其中，所述壳体(122)包括敞开的顶部，所述断接器插塞(112)被插接到该壳体中以关闭该敞开的顶部，所述电流功率控制装置(136)由所述断接器插塞覆盖。
4.如权利要求1所述的手动维护断接器(106)，其中，所述断接器头部(110)包括被配置为直接安装至所述电池组(102)的基部(120)，并且其中，所述高安培电流端子连接器(130)、所述高电压互锁连接器(132)、以及所述控制装置端子连接器(136)穿过该基部延伸到所述电池组中。
5.如权利要求1所述的手动维护断接器(106)，其中，所述断接器头部(110)包括具有顶部(124)和底部(126)的基部(120)，所述壳体(122)从所述顶部延伸，所述底部被配置为直接安装至所述电池组(102)，并且其中，所述高安培电流端子连接器(130)、HVIL连接器(132)、以及控制装置端子连接器(134)在所述底部下方从所述基部延伸。
6.如权利要求1所述的手动维护断接器(106)，其中，所述电流功率控制装置(136)被配置为当所述断接器插塞(112)从所述断接器头部中移除时、并且在所述HVIL分流端子(138)和高安培电流熔断器(140)分别从所述HVIL连接器(132)和所述高安培电流端子连接器(130)移除之后，从所述控制装置端子连接器(134)断开连接、并且从所述断接器头部(110)移除。
7.如权利要求1所述的手动维护断接器(106)，其中，所述高安培电流端子连接器(130)包括一对高安培电流端子(160)，所述高安培电流熔断器(140)包括当所述断接器插塞(112)联接至所述断接器头部(110)时电连接到所述高安培电流端子的一对触头(162)，该高安培电流熔断器限定所述触头之间的熔断的电路径。
8.如权利要求1所述的手动维护断接器(106)，其中，所述HVIL连接器(132)包括一对HVIL端子(170)，当所述断接器插塞(112)联接至所述断接器头部(110)时，所述HVIL分流端子(138)建立所述HVIL端子之间的分流电路径。
9.如权利要求1所述的手动维护断接器(106)，其中，所述控制装置端子连接器(134)包括一对低安培电流端子(180)，所述电流功率控制装置包括可维护的熔断器(136)，当所述断接器插塞(112)联接至所述断接器头部(110)时，该可维护的熔断器电连接所述低安培电流端子，该可维护的熔断器限定所述低安培电流端子之间的熔断的电路径。
10.如权利要求1所述的手动维护断接器(106)，还包括在所述断接器头部(110)中的第二控制装置端子连接器(134)和第二电流功率控制装置(136)，所述HVIL连接器(132)被定位在所述电流功率控制装置(136)与所述第二电流功率控制装置之间。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108370118A (zh) * 2015-11-23 2018-08-03 泰连公司 电气模块
CN110199444A (zh) * 2017-01-18 2019-09-03 三星Sdi株式会社 用于电池系统的手动维护断接器
CN113060002A (zh) * 2021-03-31 2021-07-02 山东沂星电动汽车有限公司 一种电池系统多功能保护装置

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9251985B2 (en) * 2013-08-08 2016-02-02 Lg Chem, Ltd. Fuse lock-out assembly for a battery pack
US10203362B2 (en) * 2015-05-22 2019-02-12 GM Global Technology Operations LLC Manual service disconnect fuse state determination systems and methods
DE102015222137B3 (de) * 2015-11-10 2017-02-09 Audi Ag Hochspannungsbatterie für ein Kraftfahrzeug, Verfahren zum Anbringen einer Baueinheit an einem Gehäuse einer Hochspannungsbatterie und Kraftfahrzeug
KR102002954B1 (ko) * 2015-11-30 2019-07-23 주식회사 엘지화학 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차
KR102580637B1 (ko) 2016-08-11 2023-09-19 엘지이노텍 주식회사 회로 불량 검출기 및 그를 포함하는 전기자동차 충전 제어기
CN106114424B (zh) * 2016-08-30 2019-02-22 四川永贵科技有限公司 新能源车用高压电源分配盒总成
US10256580B2 (en) * 2016-10-03 2019-04-09 Superwinch, Llc Power connectors with integrated fuse supports, and associated systems and methods
US10446814B2 (en) 2016-10-24 2019-10-15 Fca Us Llc High voltage test and service module with an interlock
US10781086B2 (en) 2016-10-31 2020-09-22 Westin Automotive Products, Inc. Winches with dual mode remote control, and associated systems and methods
EP3572268B1 (en) * 2017-01-23 2022-06-29 Samsung SDI Co., Ltd. Manual service disconnect for battery system
DE102017101355A1 (de) 2017-01-25 2018-07-26 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Hinterwagen, Kraftfahrzeug und Verfahren zum Ausbau einer Traktionsbatterie
US10027070B1 (en) 2017-02-28 2018-07-17 Fca Us Llc HVIL plug assembly
JP6622252B2 (ja) * 2017-06-09 2019-12-18 矢崎総業株式会社 コネクタ装置
US10756552B2 (en) * 2017-10-31 2020-08-25 General Electric Company Manual service disconnect system and method for energy storage
US10431931B2 (en) 2018-01-10 2019-10-01 Lear Corporation Electrical unit and assembly
CN208690601U (zh) * 2018-08-15 2019-04-02 宁德时代新能源科技股份有限公司 导电连接结构、多功能高压连接器及电池产品
CN208508145U (zh) * 2018-08-15 2019-02-15 宁德时代新能源科技股份有限公司 多功能高压连接器及电池产品
CN208508146U (zh) * 2018-08-15 2019-02-15 宁德时代新能源科技股份有限公司 多功能高压连接器及电池产品
DE102019203296A1 (de) * 2018-12-17 2020-06-18 Robert Bosch Gmbh Hochvolt-Vorrichtung
US10955487B2 (en) * 2019-03-14 2021-03-23 Te Connectivity Corporation High voltage diagnostic connector with service disconnect
CN112710960B (zh) * 2019-10-25 2024-04-26 上海沃尔沃汽车研发有限公司 用于动力电池测试的集成式msd连接器测试盒
CN114156103B (zh) * 2020-09-08 2023-03-14 比亚迪股份有限公司 维修开关、维修开关的控制方法和电动汽车
US11563241B2 (en) * 2021-02-10 2023-01-24 Dennis Palatov Apparatus and methods for removable battery module with internal relay and internal controller
US11557855B2 (en) * 2021-05-03 2023-01-17 Te Connectivity Solutions Gmbh Low profile angled connector
DE102021123488A1 (de) 2021-09-10 2023-03-16 Auto-Kabel Management Gmbh Verbindungsanordnung, Ladebuchse und System aus Verbindungsanordnung und Ladebuchse

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030003807A1 (en) * 2001-06-29 2003-01-02 Beer Robert C. High current manual disconnect system
CN2621979Y (zh) * 2003-04-24 2004-06-30 湘潭电机股份有限公司 低地板双电源无轨电车
US7704099B1 (en) * 2008-11-19 2010-04-27 J.S.T. Corporation Manual disconnect system
US7789690B1 (en) * 2009-10-08 2010-09-07 Tyco Electronics Corporation Connector assembly having multi-stage latching sequence
CN102097752A (zh) * 2010-12-30 2011-06-15 江苏兆胜空调有限公司 一种直升机的直流配电板
CN102396044A (zh) * 2009-04-22 2012-03-28 株式会社Lg化学 高压维修断路组件
CN202200925U (zh) * 2011-08-21 2012-04-25 德尔福中央电气（上海）有限公司 一种高压电气盒控制系统
WO2012078721A2 (en) * 2010-12-07 2012-06-14 Allison Transmission, Inc. Energy storage system for hybrid electric vehicle

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9701936D0 (en) * 1997-01-30 1997-03-19 Delphi Automotive Systems Gmbh Battery protection system
US7084361B1 (en) * 2005-09-22 2006-08-01 General Motors Corporation High voltage interlock switch
JP5760690B2 (ja) * 2011-05-24 2015-08-12 住友電装株式会社 コネクタ
WO2013059611A2 (en) * 2011-10-21 2013-04-25 Cobasys, Llc Modular battery disconnect unit

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030003807A1 (en) * 2001-06-29 2003-01-02 Beer Robert C. High current manual disconnect system
CN2621979Y (zh) * 2003-04-24 2004-06-30 湘潭电机股份有限公司 低地板双电源无轨电车
US7704099B1 (en) * 2008-11-19 2010-04-27 J.S.T. Corporation Manual disconnect system
CN102396044A (zh) * 2009-04-22 2012-03-28 株式会社Lg化学 高压维修断路组件
US7789690B1 (en) * 2009-10-08 2010-09-07 Tyco Electronics Corporation Connector assembly having multi-stage latching sequence
WO2012078721A2 (en) * 2010-12-07 2012-06-14 Allison Transmission, Inc. Energy storage system for hybrid electric vehicle
CN102097752A (zh) * 2010-12-30 2011-06-15 江苏兆胜空调有限公司 一种直升机的直流配电板
CN202200925U (zh) * 2011-08-21 2012-04-25 德尔福中央电气（上海）有限公司 一种高压电气盒控制系统

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108370118A (zh) * 2015-11-23 2018-08-03 泰连公司 电气模块
CN108370118B (zh) * 2015-11-23 2020-03-03 泰连公司 电气模块
CN110199444A (zh) * 2017-01-18 2019-09-03 三星Sdi株式会社 用于电池系统的手动维护断接器
CN113060002A (zh) * 2021-03-31 2021-07-02 山东沂星电动汽车有限公司 一种电池系统多功能保护装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP6301365B2 (ja) 2018-03-28
DE112013006397T5 (de) 2015-10-08
WO2014109921A1 (en) 2014-07-17
US9509096B2 (en) 2016-11-29
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