CN106165047A - 旋转电池开关 - Google Patents

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Abstract

一种电池开关包括由壳体支承并且可旋转地安装至壳体的选择器。所述选择器具有四个位置，包括：第一位置，其中第一和第二组端子与第一和第二负载端子断开；第二位置，其中第一组端子连接至第一负载端子并且第二组端子与第二负载端子断开；第三位置，其中第一组端子连接至第一负载端子，第二组端子连接至第二负载端子，并且第一组端子与第二组端子断开；第四位置，其中第一组端子连接至第一负载端子和第二组端子并且第二组端子连接至第二负载端子。

Description

旋转电池开关
相关申请
本申请要求2013年11月8日提交的美国临时申请61/901,879的优先权，其全部内容通过引用的方式并入本文。
背景技术
本发明涉及电池开关，并且更具体地，涉及用于低压、直流(DC)电系统(诸如在游艇、旅行车、卡车和其它车辆上发现的系统)的电池开关。
诸如游艇和旅行车之类的车辆系统已经变得更加大型；同样它们的DC电系统也已经发展以满足增加的电力需求。因此，很多这些电系统包括两组电池。第一组电池可用于启动发动机以及为其它必要的发动机功能供电，而第二组电池可以是独立的并用于为非发动机相关的功能(诸如但不限于，加热、冷却、水泵、电视机以及收音机)供电。
典型地，这样的DC电系统处于低压，例如，6、12或24伏，然而，由于显著的电力需求，DC电系统需要高安培数导体以在整个车辆内运行。
发明内容
在一个实施例中，本发明提供一种电池开关，该电池开关被配置为控制第一组电池和第二组电池，第一组和第二组电池具有至少一个电池。电池开关包括壳体；由该壳体支承的第一组端子(bank terminal)；由该壳体支承的并且连接至该第一组端子的第二组端子；由该壳体支承的并且连接至该第一组端子的第一负载端子；由该壳体支承的并且连接至该第二组端子的第二负载端子；以及由该壳体支承的并且可旋转地安装至该壳体的选择器。该选择器具有四个位置，包括：第一位置，其中第一和第二组端子与第一和第二负载端子断开；第二位置，其中第一组端子连接至第一负载端子并且第二组端子与第二负载端子断开；第三位置，其中第一组端子连接至第一负载端子，第二组端子连接至第二负载端子，并且第一组端子与第二组端子断开；第四位置，其中第一组端子连接至第一负载端子和第二组端子并且第二组端子连接至第二负载端子。
在另一个实施例中，本发明提供一种电池开关，该电池开关包括具有可移除的侧板的壳体；基座；以及位于该壳体内的两个端子。每个端子具有固定端和自由端。这两个端子从该基座向上延伸。每个自由端被定位在基座与壳体之间的空间中，每个端子的自由端可通过移除侧板来接取。
在另一个实施例中，本发明提供一种选择性地连接第一组端子、第二组端子、第一负载端子、以及第二负载端子的方法。该方法包括：选择旋转选择器的第一位置，在该第一位置第一和第二组端子与第一和第二负载端子断开；选择旋转选择器的第二位置，在该第二位置第一组端子连接至第一负载端子并且第二组端子与第二负载端子断开；选择旋转选择器的第三位置，在该第三位置第一组端子连接至第一负载端子，第二组端子连接至第二负载端子，并且第一组端子与第二组端子断开；以及选择旋转选择器的第四位置，在该第四位置第一组端子连接至第一负载端子和第二组端子并且第二组端子连接至第二负载端子。
本发明的其它方面通过参考详细的说明书和附图将变得显而易见。
附图说明
图1是根据一个实施例的电池开关的立体图。
图2A是图1的电池开关移除侧板后的立体图。
图2B是图2A的电池开关的侧视图。
图3是图1的电池开关的分解图。
图4A是根据另一个实施例的不具有壳体的电池开关的分解俯视立体图。
图4B是图4A的电池开关的分解仰视立体图。
图5A是图4A的电池开关的部分分解俯视立体图。
图5B是图4A的电池开关的部分分解仰视立体图。
图6A是图4A的电池开关的部分分解俯视立体图。
图6B是图4A的电池开关的部分分解仰视立体图。
图7A是包含壳体的图4A的电池开关的部分分解俯视立体图。
图7B是包含壳体的图4A的电池开关的部分分解仰视立体图。
图8是图1或4A的电池开关的紧固件的立体图。
图9是连接至图1或4A的电池开关的壳体的图8的紧固件的立体图。
图10是容纳图8的紧固件的图1或4A的电池开关的壳体的立体图。
图11是图1或4A的电池开关的横截面图，示出了处于解锁位置中的紧固件。
图12是图1或4A的电池开关的壳体的立体图，示出了处于解锁位置中的紧固件。
图13是图1或4A的电池开关的截面图，示出了处于锁定位置中的紧固件。
图14是图1或4A的电池开关的壳体的立体图，示出了处于锁定位置中的紧固件。
图15是图1的电池开关的部分分解俯视立体图。
图16是示出了电连接至电气设备的图1的电池开关的框图。
图17是图4A的电池开关的多个接触板的俯视图。
图18是处于所有四个端子彼此断开的位置中的图17的多个接触板的俯视图。
图19是处于四个端子中的两个彼此连接的位置中的图17的多个接触板的俯视图。
图20是处于两个端子彼此连接且另外两个端子彼此连接的位置中的图17的多个接触板的顶部视图。
图21是处于所有四个端子彼此连接的位置中的图17的多个接触板的俯视图。
具体实施方式
在详细解释本发明的任意实施例之前，应当理解本发明并不将其应用限制于下面描述中所列出或所附附图中所描绘的详细结构和组件配置。本发明能够是其它的实施例并且能够以各种方式实践或执行。
图1和2A-2B示出了电池开关100的一个实施例。电池开关100以多种配置连接第一电池B1、第二电池B2、第一负载L1、和第二负载L2。电池开关100包括基座105和具有多个侧板115的壳体110。如图2A和2B所示，在一些实施例中，通过移除侧板115中的一个或多个可进入电池开关100的内部。
电池开关100进一步包括旋转选择器、或选择器旋钮120。选择器旋钮120在多个位置之间旋转。在一个实施例中，选择器旋钮120在下文更加详细描述的四个位置之间旋转：断开位置；第一负载接通位置；第一和第二负载接通位置；以及第一和第二负载并联位置。在其它实施例中，选择器旋钮120在更多或更少的位置之间旋转。
图3是电池开关100的分解立体图。如图所示，电池开关100可进一步包括将壳体110连接至基座105的多个紧固件125。电池开关100可进一步包括触头承载子组件130和端子板(terminal plate)子组件135。
触头承载子组件130经由轴(或短轴140)以及在一些实施例中的第一O形环145连接至基座105。触头承载子组件130可包括承载板150。短轴140延伸穿过并且不可旋转地耦接到承载板150，使得短轴140的转动带动承载板150转动并由此带动触头承载子组件130转动。
端子板子组件135可旋转地接触触头承载子组件130且不可旋转地耦接到基座105。在一些实施例中，端子板子组件135经由多个第二紧固件152耦接到基座105。端子板子组件135可包括端子板155和耦接到端子板155的多个端子(或接线柱160)等等。尽管示出为具有两个端子160，但在其它实施例中(例如如图4-6所示)，可存在更多的端子160。
端子板155包括孔165。短轴140延伸穿过孔165并耦接到选择器轴170，且不可旋转地耦接到选择器旋钮120。在一些实施例中，在基座100与端子板155之间设置有第二O形环175以便密封防止污物和湿气。在一些实施例中，电池开关100可进一步包括多个第三紧固件180和多个垫圈185以用于将端子160固定和/或耦接到外部设备(下面在图16中更加详细的论述)。在这种实施例中，端子160可以是有螺纹的。
图4A-6B示出了触头子组件130和端子板子组件135的各种分解、或部分分解视图，包括分解的俯视立体图和分解的仰视立体图。如图所示，触头承载子组件130可进一步包括压缩弹簧190、触头支承板195以及叶状(lobed)触头200a，200b。
触头支承板195以的如下方式扣合至承载板150：触头支承板195相对于承载板150浮动以便允许压缩弹簧190被压缩。触头支承板195耦接到叶状触头200a，200b。触头支承板195可包括凹窝212，其压靠叶状触头200a，200b的底侧以便允许叶状触头200相对于触头支承板195摇摆。叶状触头200a、200b可包括触头叶片205a、205b、205c、205d、205e和205f。
端子板子组件135可进一步包括分别耦接到多个端子160a、160b、160c和160d的接触板210a、210b、210c和210d。端子160a-160d插入穿过端子板155并被桩接(stake)、焊接、或以其它方式机械地且电性地连接至相应的接触板210a-210d。在一些实施例中，接触板210a-210d经由绝缘材料彼此绝缘(例如，橡胶，塑料，等等)
当触头子组件130和端子板子组件135接触时，触头叶片205a-205f选择性地接触接触板210a-210d的底部。由压缩弹簧190促进触头叶片205a-205f与接触板210a-210d的接触。
图7A和7B示出了具有耦接到基座105的触头子组件130和端子板子组件135的电池开关100的分解图。在一个实施例中，如图所示，壳体110经由两个或多个紧固件125连接至基座105(在下面的图8-14中进一步详细描述)。在其它实施例中，壳体110可通过其它适合的方式连接至基座105。如上所述，短轴140延伸穿过孔165且不可旋转地耦接到触头承载子组件130(位于端子板子组件135的下方)和选择器轴170两者。由此，当选择器轴170转动时(经由选择器旋钮120)，触头承载子组件130也转动，而端子板子组件135保持在原位。
图8-15示出了紧固件125中的一个与基座105和壳体110的连接。紧固件125可包括槽220，凹槽225，和斜面230。槽220位于紧固件125的顶端。槽220容纳壳体110的键235并且当紧固件125顺时针转动时，键235锁扣(catch)在凹槽225中以便将紧固件125固定至壳体110。斜面230位于紧固件125的底端并将紧固件125耦接到底座105。当紧固件125顺时针转动时，紧固件125的斜面230锁扣在基座105的凸缘240上。
图11和12示出了处于解锁位置的紧固件125。在解锁位置，紧固件125的键235没有被锁扣在壳体110的凹槽225中并且紧固件125的斜面230没有被锁扣在基座105的凸缘240上。图13和14示出了处于锁定位置的紧固件125。在锁定位置，键235锁扣在凹槽225中并且斜面230锁扣在凸缘240上，由此将壳体110固定至基座105。
图15示出了电池开关100的部分分解俯视立体图。如图所示，每个端子160包括固定端245和自由端247。端子160经由固定端245连接至基座105。自由端247位于基座105与壳体110之间的空间中。通过移除一个或多个侧板115可接取端子160的自由端247。
图16示出了电连接至电气设备的电池开关100(诸如但不限于，熔丝盒250)。如上所述，在一些实施例中，通过移除侧板115中的一个或多个可接取端子160的自由端247。端子160经由连接链路255电连接至熔丝盒250。在一些实施例中，连接链路255在自由端247的顶部上方、沿壳体110到基座105的方向与端子160啮合。在一些实施例中，连接链路255经由第三紧固件180和垫圈185被机械地固定至端子160(图3)。
图17是分别耦接到多个端子160a、160b、160c和160d的接触板210a、210b、210c和210d，端子160a、160b、160c和160d分别电性耦接到第一电池B1、第二电池B2、第一负载L1和第二负载L2。在所示实施例中，接触板210a及其相应的端子160a可被标识为第一负载或第一负载端子L1；接触板210b及其相应的端子160b可被标识为第二负载或第二负载端子L2；接触板210c及其相应的端子160c可被标识为第一电池或第一组端子B1；以及接触板210d及其相应的端子160d可被标识为第二电池、或者第二组端子B2。
图18-21示出了电池开关100的各种操作位置。图18示出了处于断开位置的电池开关100。在断开位置，叶状触头200a的所有三个叶片205a-205c与接触板210c(B1)接触，而叶状触头200b的所有三个叶片205d-205f与接触板210b(L2)接触。因此，在第一负载L1、第二负载L2、第一电池B1和第二电池B2之间不存在电连接。
图19示出了处于第一负载接通位置(即，L1电连接至B1)的电池开关100。在将旋钮120从断开位置转动45度后，电池开关100被设置在第一负载接通位置，第一负载L1电连接至第一电池B1。如图所示，当处于第一负载接通位置时，叶片205b与接触板210a(L1)接触，而叶片205a和205c与接触板210c(B1)接触。此外，所有三个叶片205d-205f与接触板210b(L2)接触。因此，第一负载L1与第一电池B1电连接，而第二负载L2与第二电池B2之间不存在电连接。
图20示出了处于第一和第二负载接通位置(即，L1电连接至B1且L2电连接至B2)的电池开关100。在将旋钮120从第一负载接通位置转动45度后，电池开关100被设置在第一和第二负载接通位置。如图所示，当处于第一和第二负载接通位置时，叶片205b和205c与接触板210a(L1)接触，而叶片205a与接触板210c(B1)接触。此外，叶片205d和205f与接触板210d(B2)接触，而叶片205c与接触板210b(L2)接触。因此，第一负载L1电连接至第一电池B1，并且第二负载L2电连接至第二电池B2。
图21示出了处于第一和第二负载并联位置(即，L1和L2与B1和B2并联)的电池开关100。在将旋钮120从第一和第二负载接通位置转动45度后，电池开关100被设置在第一和第二负载并联位置。如图所示，当处于第一和第二负载并联位置时，叶片205c与接触板210a(L1)接触，叶状触头200a的叶片205b和叶状触头200b的叶片205d与接触板210b(L2)接触，叶状触头200a的叶片205a和叶状触头200b的叶片205f与接触板210c(B1)接触，并且叶片205e与接触板210d(B2)接触。因此，第一负载L1和第二负载L2与第一电池B1和第二电池B2并联。
因此，本发明提供一种电池开关，该电池开关被配置为控制第一组电池和第二组电池，所述第一组电池和第二组电池具有至少一个电池。本发明的各种特征和优点在所附权利要求中记载。

Claims (18)

1.一种配置为控制第一组电池和第二组电池的电池开关，所述第一组电池和所述第二组电池具有至少一个电池，所述电池开关包含：
壳体；
由所述壳体支承的第一组端子；
由所述壳体支承并且可连接至所述第一组端子的第二组端子；
由所述壳体支承并且可连接至所述第一组端子的第一负载端子；
由所述壳体支承并且可连接至所述第二组端子的第二负载端子；以及
由所述壳体支承并且可旋转地安装至所述壳体的选择器，所述选择器具有四个位置，所述四个位置包括
第一位置，其中所述第一组端子和所述第二组端子与所述第一负载端子和所述第二负载端子断开；
第二位置，其中所述第一组端子连接至所述第一负载端子并且所述第二组端子与所述第二负载端子断开；
第三位置，其中所述第一组端子连接至所述第一负载端子，所述第二组端子连接至所述第二负载端子，并且所述第一组端子与所述第二组端子断开；以及
第四位置，其中所述第一组端子连接至所述第一负载端子和所述第二组端子并且所述第二组端子连接至所述第二负载端子。
2.根据权利要求1所述的电池开关，其中所述电池开关经由连接链路电连接至选自所述第一组电池、所述第二组电池、第一负载和第二负载的组中的至少一个。
3.根据权利要求1所述的电池开关，其中所述端子中的每一个连接至对应的固定接触板。
4.根据权利要求3所述的电池开关，其中所述对应的固定接触板被布置成大体上圆形的图案并且彼此绝缘。
5.根据权利要求3所述的电池开关，其中所述对应的固定接触板包括至少两个可移动触头，所述至少两个可移动触头彼此绝缘并且通过操作所述选择器可相对于所述接触板移动。
6.根据权利要求5所述的电池开关，其中每个可移动触头具有三个电接触点。
7.根据权利要求1所述的电池开关，其中所述组端子和所述负载端子从连接至所述开关的基座的固定端向上延伸至所述开关的壳体下方的自由端。
8.根据权利要求1所述的电池开关，其中所述壳体包括至少一个可移除的侧部。
9.根据权利要求8所述的电池开关，其中所述可移除的侧部提供了对选自所述第一组端子、所述第二组端子、所述第一负载端子和所述第二负载端子的组中的至少一个的接取。
10.一种电池开关，包含：
具有可移除的侧板的壳体；
基座；以及
位于所述壳体内的两个端子，每个端子具有固定端和自由端，所述两个端子从所述基座向上延伸，每个自由端被定位在所述基座与所述壳体之间的空间中；
其中通过移除所述侧板可接取所述端子中的每一个的自由端。
11.根据权利要求10所述的电池开关，其中所述端子在所述端子中的每一个的自由端顶部上方沿所述壳体到所述基座的方向被连接链路啮合。
12.根据权利要求10所述的电池开关，其中所述端子是有螺纹的。
13.根据权利要求10所述的电池开关，进一步包括位于所述壳体顶部上的旋转选择器和耦接到所述旋转选择器的轴，所述轴向下延伸至所述端子下方的空间。
14.一种选择性地连接第一组端子、第二组端子、第一负载端子以及第二负载端子的方法，所述方法包含：
选择旋转选择器的第一位置，在所述第一位置，所述第一组端子和所述第二组端子与所述第一负载端子和所述第二负载端子断开；
选择所述旋转选择器的第二位置，在所述第二位置，所述第一组端子连接至所述第一负载端子并且所述第二组端子与所述第二负载端子断开；
选择所述旋转选择器的第三位置，在所述第三位置，所述第一组端子连接至所述第一负载端子，所述第二组端子连接至所述第二负载端子，并且所述第一组端子与所述第二组端子断开；以及
选择所述旋转选择器的第四位置，在所述第四位置所述第一组端子连接至所述第一负载端子和所述第二组端子并且所述第二组端子连接至所述第二负载端子。
15.根据权利要求14所述的方法，进一步提供两个接触板，所述两个接触板被布置成大体上圆形的图案并且彼此绝缘。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述接触板包括至少两个可移动触头，所述至少两个可移动触头彼此绝缘并且通过操作所述选择器可相对于所述接触板移动。
17.根据权利要求16所述的方法，其中每个可移动触头具有三个电接触点。
18.根据权利要求14所述的方法，其中所述组端子和所述负载端子从连接至基座的固定端向上延伸至壳体下方的自由端。
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