CN110178198B - 用于机电开关的自支撑激活装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机电开关的自支撑激活装置，其可以用于隔离包括一组电连接元件的电池的故障元件。激活装置(1)用于激活具有可以在第一电气位置与第二电气位置之间移动的电接触装置(3)的类型的开关装置(2)中的开关。激活装置包括电流传感器(6a，6b)、保持元件(7)和至少两个与线圈(10)牢固连接的可移动元件(8，9)。当通过电流传感器(6a，6b)检测到电流时，激活装置可以从非激活构造移动至激活构造，在非激活构造中，可移动元件被保持元件保持在第一位置，意在防止开关装置的接触装置的移动；在激活构造中，可移动元件不再被保持元件保持在第一位置，而是占据第二位置，意在使得开关装置的接触装置能够移动。线圈(10)包括用于接触装置的至少一部分的通道空间，并且可移动元件中的每一个可以围绕轴旋转，以在上述第二位置中释放通道空间，同时保持与线圈牢固连接。

Description

用于机电开关的自支撑激活装置
技术领域
本发明涉及用于机电开关的自支撑致动装置以及设置有这样的装置的开关。这样的装置特别适用于旁路或隔离包括一组电连接单元(cell)的电池(battery)的缺陷单元，所述电池例如包括一个或更多个锂离子类型的单元的电池，例如用于航空或空间领域的电池。
背景技术
在包含一个或更多个串联连接的单元的电池中，可能发生单元之一例如通过具有高达开路的增加电阻和/或呈现强的自放电而变得有缺陷。在这样的情况下，继续使用电池可能会损坏缺陷单元，并且在包括多个单元的电池的情况下，继续使用电池可能会对健康单元产生负面影响，从而快速地使电池无法使用。
实际上，如果该缺陷单元的充电电流没有被充分旁路(例如通过与该单元并联的平衡电路)，以避免超过该缺陷单元上的充电结束电压阈值，同时等待健康单元达到其完全充电的充电结束电压阈值，则在缺陷单元的电阻增加的情况下，会发生过充电。
可替选地，如果健康单元的充电电流没有被充分旁路(通过平衡电路)以使缺陷单元能够达到其完全充电的充电结束电压阈值，则在该缺陷单元的强的自放电的情况下，会发生过放电/反转。
因此，由于缺陷单元的行为(过热；压力增加；当电池安装有单元时，一个或更多个单元的电路断路器的操作；在电池的串联电路中设置开路；相对剧烈的电路断开)，因此继续使用具有缺陷单元的电池对该电池的其他健康单元的影响可以是直接的(健康单元的充电水平变得越来越不完整)或者是间接的。
当检测到单元的这样的故障时，可以用健康的单元替换缺陷单元，这涉及访问电池并在较长或较短的时间段内中断其使用，以及向与电池连接的电路提供电力。为了减少电力供应中断的持续时间，在执行更换缺陷单元所需的时间段内，可以用状态良好的电池来替换具有缺陷单元的电池。
然而，这总是涉及访问电池，从而意味着高的维护成本。电池访问的问题是该电池被装载在难以访问的装置或系统中的应用中的主要问题。在空间应用例如用于为卫星的电路提供电能的空间应用中尤其是这种情况。
因此，能够隔离或旁路缺陷单元是重要的，以能够继续使用电池，而不会有损坏其他单元的风险。
为此目的，可以使用旁路或分流装置，其中当在电池单元之一上检测到故障时，致动器激活开关装置以隔离该单元。
例如，存在已知开关装置，例如FR 2,902,232(即美国专利8,502,636)或FR 2,776,434(即美国专利6,249,063)中所描述的那些开关装置。
这样的装置包括致动装置和形成接触装置的可移动部件，该接触装置尤其包括柱塞，当由致动装置激活时，柱塞可以在圆柱形本体内在两个不同的电接触位置之间移动。通过将多单元电池的单元适当地连接至开关装置的电触点，可以通过将开关装置从两个电接触位置中的一个切换至另一个来旁路单元。通过致动装置获得切换，该致动装置在非切换位置将接触装置的分配器构件保持在第一电接触位置。当通过辅助检测装置检测到所讨论的单元的故障时，将电流提供给致动装置，致动装置释放柱塞。然后将其移动至第二电接触位置，从而实现开关装置的切换并因此旁路该缺陷单元。
致动装置本身依赖于线圈，其中可移动构件或钳口(jaw)被安装并且由缠绕在线圈周围的保持线保持。保持线连接至电流传感器。当电流传感器接收到足够强的电流时，保持线以熔线的方式熔化，从而释放可移动构件或钳口，可移动构件或钳口继而释放用于开关装置的柱塞的移动的通道。
这种类型的装置所带来的问题之一是可移动构件或钳口一旦被释放就落入开关装置的本体中并且在开关装置本体内部自由保持。此外，这些可移动构件或钳口和/或线圈可以在装置内旋转，从而产生损坏熔线的风险。
此外，无法控制熔线可能断裂的位置。取决于断裂的位置，可移动构件或钳口的释放可能效率较低，或者甚至是不可能的，特别是如果熔线的断裂使得保持线不能脱离。
此外，一些金属部件，特别是柱塞、保持线、线圈、可移动构件或钳口在激活之前和/或之后处于浮动电位。
发明内容
因此，本发明的目的之一尤其是解决上述问题。本发明的目的尤其是提供开关装置和用于这样的开关装置的致动装置，用于隔离多单元电池的缺陷单元，开关装置更有效、鲁棒且可靠。
根据第一方面，本发明提供了一种致动装置，该致动装置用于激活具有可以在第一电接触位置与第二电接触位置之间移动的电接触装置的类型的开关装置中的开关。
致动装置包括电流传感器、保持构件和至少两个与线圈集成的可移动构件，并且致动装置适于在通过电流传感器感测到电流时从非激活构造转至激活构造，在非激活构造中，可移动构件由保持构件保持在第一位置，以防止开关装置的接触装置移动，在激活构造中，可移动构件不再由保持构件保持在所述第一位置，而是处于第二位置以使得开关装置的接触装置能够移动。
线圈包括用于开关装置的接触装置的至少一部分的贯穿空间，并且可移动构件各自可以围绕轴旋转移动，以在所述第二位置打开进入所述贯穿空间的通道，同时保持与线圈集成。
在一些实施方式中，致动装置还包括单独采用的或以所有技术上可能的组合采用的一个或更多个以下特征：
——线圈具有用于可移动构件中的每一个的邻接区域，并且在第一位置处，可移动构件通过保持构件保持邻接在它们相应的邻接区域上。
——两个可移动构件的两个轴由与线圈集成的销形成。
——贯穿空间是以线圈的中心轴为中心的贯穿空间，优选地大致为圆柱形，其中，两个销被布置成与所述贯穿空间平行并且相对于所述贯穿空间相互对称，并且其中，两个可移动构件采用两个钳口构件的形式，使得在从第一位置至第二位置的改变期间，两个钳口构件的最远离相应销的相应区域彼此远离地移动以释放对所述贯穿空间的访问。
——电流传感器包括电流供应线，并且其中，保持构件是线型的，保持构件的端部中的一个端部连接至所述线圈，保持构件围绕可移动构件缠绕，并且在第一位置处保持构件的另一端部通过熔线连接至电流传感器的电流供应线，使得当通过电流传感器感测到电流时，熔线熔化并且释放保持构件的相应端部，以使得可移动构件能够通过以采用第二位置。
——熔线呈现环形构造。
——熔线通过线圈优选地经由连接构件连接至电流传感器的电流供应线，并且电隔离构件插入在首先这样的组件与其次线圈之间，该组件包括熔线可选地连接构件、电流传感器的电流供应线。
根据第二方面，本发明还提供了一种开关装置，该开关装置包括本体，在该本体中容纳有接触装置，该接触装置可以在本体中在第一电接触位置与第二电接触位置之间移动。
开关装置包括容纳在本体中的如上所述的致动装置，以在致动装置处于激活构造时使接触装置能够从第一电接触位置移位至第二电接触位置。
在一些实施方式中，致动装置还包括单独采用的或以所有技术上可能的组合采用的一个或更多个以下特征：
——本体具有纵向轴线，接触装置在本体中纵向延伸，并且其中，致动装置被布置在本体中，使得用于接触装置的至少一部分的贯穿空间纵向延伸。
——接触装置包括柱塞，该柱塞能够在贯穿空间中纵向移动，以使接触装置从第一电接触位置移位至第二电接触位置。
——开关装置包括弹性返回装置，例如弹簧，该弹性返回装置首先优选地经由力分配构件例如环状力分配构件连接至本体，其次连接至接触装置，当接触装置处于第二电接触位置时，弹性返回装置安装在松弛位置，当接触装置处于第一电接触位置时，弹性返回装置安装在活动位置，以使得在弹性返回装置从其活动位置至其松弛位置的影响下，接触装置能够从第一电接触位置自动转至第二电接触位置。
——接触装置包括通过非导电基座连接至柱塞的分配器构件，所述分配器构件在第一电接触位置处与第一电接触端子和第二电接触端子接触，并在第二电接触位置处与第二电接触端子和第三电接触端子接触。
——分配器构件的在所述接触装置从第一电接触位置至第二电接触位置的移动方向上定向的端部具有相对于本体的纵向轴线的径向减小的轮廓，以促进所述分配器构件与所接触的所述第三端子的结合。
——开关装置包括由导电可变形材料制成的接触元件，该接触元件被布置成分别与接触端子接触，并且根据分配器构件从第一电接触位置到第二电接触位置的移动与所述分配器构件接触，以促进所述分配器构件与所述接触端子中的一个或另一个之间的电接触。
——非导电基座的面向与在第一接触位置处不与分配器构件接触的接触端子接触的接触构件的部分的直径被调整，以使所述接触端子采用在非导电基座上并且垂直于所述接触装置的轴线的自定心位置。
——致动装置布置在本体的一个端部处，所述端部由第一盖封闭。
——第一盖设置有间隙空间，其中致动装置的所述线圈中的贯穿空间通向间隙空间，以使得开关装置的接触装置的所述至少一部分能够穿过所述致动装置并且进入所述间隙空间。
——本体在其与由第一盖封闭的端部相对的端部处由设置有腔的第二盖封闭，并且其中，所述分配器构件在其面向第二盖的端部处设置有定心装置，该定心装置可以被容纳在第二盖的所述腔中。
——定心装置设置有协作装置，例如螺纹，协作装置能够实现与组装构件协作，以使得能够在分配器构件上组装接触端子而不会损坏所述接触元件，并且能够将所述接触装置从第二电接触位置移动至第一电接触位置。
——在第一接触位置、在第二接触位置并且在从第一接触位置至第二接触位置的改变期间，所述装置的所有金属部件连接至一个电位。
根据第三方面，本发明提供了一种用于隔离电池的至少一个确定单元的装置，该电池包括串联连接的多个单元，所述隔离装置适于连接至所述电池。
——用于隔离的装置包括如上所述的开关装置，以使得开关装置能够从第一位置转至第二位置，在第一位置处该确定单元与其他单元串联连接，在第二位置处该确定单元被旁路并且不再与其他单元串联连接。
根据第四方面，本发明提供了一种电池，其包括串联连接的一个或更多个单元，该电池设置有上述隔离装置。
以这种方式，本发明使得可以借助于鲁棒、有效且可靠的开关装置来旁路多单元电池的缺陷单元。
通过参照以下附图，阅读通过非限制性示例的方式给出的以下描述，本发明的特征和优点将变得明显。
附图说明
图1是根据本发明的处于纵向截面并且在激活之前的开关装置的示例的示意表示，该开关装置包括根据本发明的致动装置的示例；
图2是图1的处于纵向截面并且在激活期间的开关装置的示意表示；
图3是图1的处于纵向截面并且在激活之后的开关装置的示意表示；
图4是根据本发明的处于透视并且在激活之前的致动装置的示例的示意表示；
图5是图4的处于横截面并且在激活之前的致动装置的示意表示；
图6是图4的处于横截面并且在激活之后的致动装置的示意表示；
图7是图4的处于横截面并且在激活之前的安装在图1的开关装置中的致动装置的示意表示；
图8是图4的在激活之前的安装在图1的开关装置中的致动装置的另一横截面视图；
图9是图4的处于横截面并且在激活之后的安装在图1的开关装置中的致动装置的示意表示，
图10A是根据本发明的在激活之前的垂直于电池的串联单元的开关装置的示例的电气图，
图10B是根据本发明的在其激活之后但在切换期间的垂直于电池的串联单元的开关装置的示例的电气图，
图10C是根据本发明的在其激活和切换之后的垂直于电池的串联单元的开关装置的示例的电气图。
图11是根据本发明的在激活之后但在切换期间的垂直于电池的串联单元的开关装置的另一示例的电气图。
具体实施方式
在图1至图3中在三个不同的位置示出了并入根据本发明的致动装置1的根据本发明的开关装置2的示例：激活前的位置(图1)、中间位置(图2)、激活后的位置(图3)。
在图4至图9中更详细地示出了致动装置1本身。
开关装置2包括可以在图1所示的第一接触位置T2T1之间移动的电接触装置3、4、5，在第一接触位置，这些接触装置3、4、5与两个端子T2和T1接触。
在由致动装置1激活之后，接触装置3、4、5朝向端子T3移动，穿过图2所示的中间位置(对应于图10B的电路图)，以到达图3所示的第二接触位置T1T3，其中，在该中间位置，接触装置3、4、5经由分配器构件5与端子T1、T2和T3接触(对应于先合后断或MBB类型的开关构造，即在连接T2T1断开之前连接T1T3闭合的构造，即在该构造中三个接触端子T1、T2和T3电连接在一起，从而避免了设置有开关装置2的电池中的任何串联电路开路)，在该第二接触位置，接触装置3、4、5与两个端子T1和T3接触。
通过以适当的方式将开关装置2的端子T1、T2、T3连接至多单元电池的单元的端子，实现了在接触装置3、4、5处于第一接触位置T2T1时保持确定单元与其他单元串联连接，并且在接触装置3、4、5处于第二接触位置T1T3时，旁路确定单元，该确定单元不再与其他单元串联连接。
例如，如图10A、图10B和图10C所示，如果考虑在两个单元N-1与N+1之间串联连接确定单元N，将开关装置2的端子T1连接至单元N-1的正端子，将开关装置2的端子T2连接至单元N的负端子，并且将开关装置2的端子T3连接至单元N的正端子：
——当实现端子T1与T2之间的连接时(图1和图10A)，也就是说，在第一接触位置，单元N保持在单元N-1与N+1之间串联连接；
——只要端子T1与T3之间的连接建立，同时端子T1与T2之间的连接尚未断开(图2和图10B)，也就是说，在中间接触位置，单元N仍然可以在单元N-1与N+1之间串联连接，同时具有经由已经建立的T1T3旁路的可能性，以免引起电池的串联电路的开路；以及
——当端子T1与T3之间的连接建立，同时不再存在端子T1与T2之间的第一接触位置中的连接(图3和图10C)时，单元N不再串联连接在单元N-1与单元N+1之间(但是保持其正端子连接至单元N+1的负端子)。
应注意，在开关装置2的另一实施方式中，其中该另一实施方式未在附图中如此示出，但是电池的N-1、N、N+1串联单元的电路图在图11示出，在激活之后并且在切换期间在先断后合或BBM位置中，可以获得该开关装置2的中间位置，其中在先断后合或BBM位置，两个连接T2T1和T1T3同时断开。
上述考虑也适用于包括单个单元N的电池的情况。在这种情况下，单元N在T1处连接至电池的一个输出端子，并且在T3处连接至电池的另一输出端子。然后切换以旁路单元N是有意义的，不仅是为了如上所述避免在故障情况下损坏单元N，而且特别是在与各自包括一个或更多个其他单元的一个或更多个其他电池串联连接的单单元电池的情况下。当单单元电池的单个单元变得有缺陷时，切换使得能够旁路该单个缺陷单元，从而旁路该缺陷电池，而如上所述的没有对其他电池的单元的影响的风险。
开关装置2可以集成到用于连接至电池的隔离装置中。该隔离装置可以连接至电流传感器6a、6b的输入线6a。因此，开关装置2的激活将通过将确定值的电流传递至致动装置1的电流传感器6a、6b来获得。隔离装置本身可以手动触发或者经由用于触发与该隔离装置连接的电池单元中的一个或另一个的旁路的系统而自动触发。
可选地，该隔离装置还可以连接至用于检测电池单元中的任一个单元的故障的系统，使得当检测系统检测到电池单元的任一个单元的故障时，将信号发送至操作者以手动触发隔离装置，或发送至触发系统以自动激活隔离装置。
当多单元电池安装有这样的隔离装置时，因此可以延长其中一个单元变得有缺陷的电池的使用寿命，而不需要对电池进行人工干预。可选地，可以自动地监测电池单元的状态，以及触发缺陷单元的旁路。
开关装置2包括由绝缘材料制成的本体16，本体中容纳有接触装置3、4、5和致动装置1。
如图1至图3中的示例所示，本体16具有纵向轴线并且在其相应的端部处由两个盖18和26封闭。这些盖18和26分别通过固定装置28、29、34、35固定至本体16。如附图所示，两个支撑板33、40可以分别插入在固定装置28、29与盖18之间以及固定装置34、35与盖26之间。
因此，接触装置3、4、5在本体16内纵向延伸，并且在两个接触位置T2T1与T1T3之间纵向移动。
接触装置3、4、5包括柱塞(plunger)3。柱塞3在致动装置1激活之前与致动装置1邻接或在致动装置1内部(图1)，然后在致动装置1激活之后穿入致动装置1的纵向贯穿空间中(图2)，直到被称为切换结束的位置的结束位置(图3)。
在所示的示例中，柱塞3在致动装置1的激活之后相对于其行程靠近其后端地设置有径向延伸部36，该径向延伸部36有效地确定激活之后的极限位置，作为与致动装置1邻接的结果。
弹性返回装置17例如弹簧17被布置成：在致动装置1中的贯穿空间变为自由时，换句话说，在致动装置1的激活之后，将柱塞3自动地带到极限位置。为此目的，抵靠力分配构件41例如垫圈的弹性返回装置17首先在柱塞3的冲程的上游连接至本体16，并且经由用作邻接(推力)区域的径向延伸部36连接至柱塞3，并且因此连接至接触装置3、4、5。
在所示的示例中，当接触装置3、4、5处于第二接触位置T1T3时，弹性返回装置17因此处于静止位置(非压缩位置或松弛位置)，并且当接触装置3、4、5处于第一接触位置T2T1时，弹性返回装置17处于活动位置(或工作位置，其中弹性装置被压缩)。
因此，一旦致动装置1被激活，弹性返回装置17确保接触装置3、4、5从第一接触位置T2T1自动转至第二接触位置T1T3，这是由于弹性返回装置17从工作位置转移至静止位置。
用作接触装置3、4、5的电接触构件的分配器构件5经由非导电基座4连接至柱塞3。
分配器构件5适于与开关装置2的接触端子T1、T2、T3中的至少两个接触；在第一接触位置T2T1，分配器构件5与接触端子T1和T2接触，从而在这两个端子之间建立电连接，如图1和图10A所示。在第二接触位置T1T3，分配器构件5与接触端子T1和T3接触，从而在这两个端子之间形成电连接，如图3和图10C所示。
如上面参照图2和图10B所述，应注意，可以存在将开关装置置于先合后断位置的中间位置，其中在中间位置，分配器构件5在激活之后并且在切换期间可以与接触端子T1、T2和T3接触，从而在这三个端子之间建立电连接，并且避免在切换期间电池的串联电路上出现开路的任何可能性。
由图1至图3可见，但更具体地由图2可见，分配器构件5的在其柱塞端部处的端部，换句话说分配器构件5的在接触装置3、4、5从第一电接触位置T2T1至第二电动接触位置T1T3的移动方向上定向的端部，具有相对于本体16的纵向轴线径向减小的轮廓。该轮廓促进分配器构件5与接触端子T3接触的结合。
优选地，由导电可变形材料制成的接触元件20、21、22——例如带状承载接触柱——被设置成与每个接触端子T3、T1、T2接触并且在其内部，以促进分配器构件5与接触端子T3、T1、T2之间的电接触以及分配器构件5的平移运动。
如所示的，本体16在其布置有致动装置1的一个端部处由盖18封闭。为了使得在致动装置1激活之后柱塞3能够适当转至极限位置，在盖18中设置有孔19形式的间隙空间，在该间隙空间中用于柱塞通过的空间通入致动装置1中。
在本体16的相对端处，盖26也封闭本体16。盖26设置有腔37，其可以在图2和图3中看到，当接触装置3、4、5处于第一接触位置T2T1时，该腔用于接纳在分配器构件5的端部处形成的朝向盖26定向的定心装置27。
定心装置27与盖26中的腔37之间的公母配合是一个可能的实施方式，但是实现等效的定心的其他实施方式也是可能的(例如，公母配合的倒置)。
定心装置27参与部件的对准以及可移动接触装置3、4、5的径向定位。特别地，在存在机械应力诸如振动或冲击时定心装置27使得可以限制径向振荡。这使得尤其可以减轻已经受到径向接触力的接触元件20、21、22上的应力。更具体地，在第一接触位置处，接触端子T1、接触元件21与分配器构件5之间，接触端子T2、接触元件22与分配器构件5之间，以及可选地接触端子T3、接触元件20与非导电基座4之间，以及在第二接触位置处，在接触端子T1、接触元件21与分配器构件5之间，接触端子T3、接触元件20与分配器构件5之间，是这样的情况。这还使得可以保证接触装置3、4、5的电力承载阻力。
为了促进开关装置2的组装，特别是弹性返回装置17的有效定位，可以在定心装置27中设置协作装置，该协作装置适于以这样的方式与组装构件协作：一旦它们协作，就可以作用在组装构件上，以移动接触装置3、4、5并将它们从第二接触位置T1T3带到第一接触位置T2T1。定心装置27中的这些协作装置可以例如包括定心装置27周围的螺纹，从而使得能够将合适的组装工具拧到螺纹上。该组装工具可以在接触装置3、4、5从第一接触位置至第二接触位置的移动方向的上游和下游处具有径向减小的轮廓——基本上类似于分配器构件5的径向减小的轮廓——从而有助于与分配器构件5的结合以及将其召回至下面的接触端子T1和T2。
有利的是，调整非导电基座4的被定位成面向与在第一接触位置处不与分配器构件5接触的接触端子T3相关联(因此接触)的接触元件20的部分的直径，使得接触端子T3是自定心的(定心滑动轴承类型的组件)，轴承特性使得可以避免接触端子T3在其自身重量作用下在其壳体中旋转的任何现象，这实现了(本体16的)一方面相对于非导电基座4另一方面垂直于接触装置3、4、5的轴线的一定程度的游隙(play)。
因此，便于将开关装置1引入和安装到电池上，并且将开关装置1引入和安装到电池上不会影响组件的构造，从而保证装置的电功能(电力电路的电阻)和机械功能(分配器构件的移动)被保持。
在图4至图9中更详细地示出了根据本发明的致动装置1的示例，该致动装置被设计成要集成到(图4)或已经集成(图5至图9)到图1至图3所示的开关装置2中。
致动装置1包括电流传感器6a、6b，两个可移动构件8、9或钳口8、9，在该示例中两个可移动构件8、9通过线型保持构件7保持与线圈10集成。
电流传感器6a、6b包括线或线缆6a，该线或线缆6a提供穿过线圈10的电流，经由电绝缘构件23与线圈10绝缘，并且连接至保持构件7。线缆6a特定于配备同一个电池的每个开关装置。电流传感器6a、6b还包括返回线或线缆6b，该返回线或线缆6b电连接至线圈10，例如借助于通过固定装置31固定至线圈10的导电片30电连接至线圈10。线缆6b对于配备同一电池的所有开关装置可以是共用的。
因此，两个可移动构件8、9处于图4、图5、图7和图8所示的第一构造中，由围绕可移动构件缠绕的保持构件7保持与线圈10集成。具体地，可移动构件8抵靠线圈10的邻接区域14，可移动构件9抵靠线圈10的另一邻接区域15。在这种构造中，没有足够的空间用于图1至图3的开关装置2的接触装置3、4、5的柱塞3移动通过。这种所谓的非激活构造因此防止了接触装置3、4、5的移位。
此外，在图6和图9所示的第二所谓的激活构造中，可移动构件8、9不再由保持构件保持，并且可移动构件8、9各自围绕轴12、13旋转，同时经由它们各自的旋转轴12、13与线圈10保持集成，这释放出足以允许图1至3的开关装置2的接触装置3、4、5的柱塞3穿过的贯穿空间。因此，该激活构造使得能够移位接触装置3、4、5。
纵向穿过线圈10的两个销12、13确保可移动构件8、9分别与线圈10集成，并且形成这些可移动构件8、9的旋转轴12、13。
因此，可移动构件8、9中的每一个相对于它们各自的销12、13的旋转运动因此使得能够在致动装置1的线圈10中针对开关装置2的柱塞3打开通道。
所讨论的贯穿空间优选地基本上是圆柱形的空间，更通常地以线圈10的中心轴为中心。两个销12、13被布置成与该贯穿空间平行，并且相对于通道彼此对称。一旦以这种方式构造，当第一接触位置T2T1被切换至第二接触位置T1T3时，可移动构件8、9或钳口8、9中的每一个的最远离它们各自的销12、13的区域彼此远离地移动，从而使得可以释放贯穿空间，同时仍然保持可移动构件或钳口8、9与线圈10集成。
如图5和图6所示，即使可移动构件8、9已经由销12、13保持，可以在可移动构件8、9中的每一个中设置孔24、25，孔24、25适于使得可移动构件8、9能够在致动装置1的组装期间保持抵靠线圈10的邻接表面14、15。
通过由来自电流传感器6a、6b的电流供应线6a(或者可替选地由也使得可以提供电流的线6b)提供的一定强度的电流来获得从非激活构造(图5)至激活构造(图6)的切换，电流传感器6a、6b连接至围绕可移动构件或钳口8、9缠绕的线型的保持构件7的一个端部39。保持构件7的另一端部38连接至线圈10，如在图5中可以更精确地看到的。
从图7和图8中可以更精确地看到，保持构件7通过连接构件32经由熔线11连接至电流传感器6a、6b的该电流供应线6a，连接构件32容纳在隔离构件23中，隔离构件23容纳在线圈10内。当通过电流传感器6a、6b的电流供应线6a(或者，替选地线6b)提供一定强度的电流时，熔线11熔化，从而在其端部39处释放保持构件7。保持构件7解绕，以释放可移动构件或钳口8、9，并使得它们能够在由弹性返回装置17推动的柱塞3的推力下围绕销12、13旋转，以到达图6的激活构造。
熔线11优选地采用环11的形式，这使得可以获得对熔线断裂的位置的良好控制，同时只要电流传感器6a、6b没有携带用于释放保持构件7的触发或激活电流就要确保良好的机械强度。因此，环形熔线11的这种构造允许有针对性且容易的实现，并且建立一方面电气强度与机械强度之间的良好折衷，另一方面在其端部39处对保持构件7的有效释放。
隔离构件23和电流传感器6a、6b的电流供应线6a经由隔离构件23内的连接构件32的组装以及线圈10不允许包括电流供应线6a、连接构件32、隔离构件23、线圈10、熔线11的组件的任何移动；特别地，该隔离构件23的形状适合于线圈10的沉孔，以防止其旋转。此外，连接构件32的接合及其压接形状使得可以避免连接构件32在隔离构件23中旋转。
因此避免了对保持该保持构件7的可熔线11的环的损坏。
此外，盖18中的用于电流传感器6a、6b的线通过的通孔和它们的基本上以90°弯曲的路径提供了这些线6a、6b不会旋转的第二级保证。
因此，保持构件7经由其端部39在熔线11的环上的拉动趋于将包括线6a、连接构件32和隔离构件23的组件压靠在线圈10上。
此外，盖18中的接纳并用作电流传感器6a、6b的线6a的通道的沉孔提供对包括线6a、连接构件32和隔离构件23的组件的轴向位置的第二级保证。
保持构件7本身通过其另一端部38机械地保持至线圈10。以这种方式，致动装置1的电气路径(串联和并联)包括电流供应线6a和熔线11(连接线6a和熔线11的连接构件32)、保持构件7、线圈10、可移动构件或钳口8、9、销12、13、导电片30和返回线6b。这样的致动装置1被称为自支撑的。
此外，由于熔线环11非常靠近两个可移动构件8、9，因此保持构件7与熔线环11的连接之间的距离减小，这使得可以限制在保持构件7被熔线环11释放时在保持构件7展开期间来自本体16中的保持构件7的端部39或接合构件的干扰的风险。
因此，所有金属部件都可以连接至非浮动且可访问的电位，并且更具体地：
——电流传感器的线6a、6b上的电位，在激活之前和之后，该电位用于环状力分配构件41，弹性返回装置17，柱塞3，可动构件8、9，销12、13，线圈10，保持构件7，电流传感器6b、6a，连接构件32，导电片30(和螺钉31)和熔线11，
——电力电路的在与接触端子T1、T2和T3的接口处的电位，在切换之前和之后，该电位用于接触元件20、21、22，接触端子T1、T2、T3和分配器构件5，
——地电位，例如，该电位用于固定装置28、29和34、35、有利于组件的机械内聚的支撑板33、40。
本说明书是借助示例给出的，并不是对本发明的限制，特别是关于致动装置1和开关装置2的各种部件的形状。
特别地，可移动构件8、9的形状不限于图中所示的形状，只要它们可以从非激活构造移动至激活构造，而不会停止与线圈10集成。

Claims (24)

1.一种致动装置(1)，其用于激活具有能够在第一电接触位置(T2T1)与第二电接触位置(T1T3)之间移动的接触装置(3，4，5)的类型的开关装置(2)中的开关，所述致动装置(1)包括电流传感器(6a，6b)、保持构件(7)和与线圈(10)集成的至少两个可移动构件(8，9)，并且当通过所述电流传感器(6a，6b)感测到电流时，所述致动装置(1)能够从非激活构造改变为激活构造，其中在所述非激活构造中，所述可移动构件(8，9)由所述保持构件(7)保持至第一位置，以防止所述开关装置(2)的所述接触装置(3，4，5)移动，在所述激活构造中，所述可移动构件(8，9)不再由所述保持构件(7)保持在所述第一位置，而是位于第二位置，从而使得所述开关装置(2)的所述接触装置(3，4，5)能够改变位置，
其特征在于，所述线圈(10)包括用于所述开关装置(2)的所述接触装置(3，4，5)的至少一部分的贯穿空间，并且其中，所述可移动构件(8，9)各自都能够围绕轴(12，13)旋转移动，以在所述第二位置释放所述贯穿空间，同时保持与所述线圈(10)集成。
2.根据权利要求1所述的致动装置(1)，其中，所述线圈(10)具有用于所述可移动构件(8，9)中的每一个的邻接区域(14，15)，并且其中，在所述第一位置，所述可移动构件(8，9)通过所述保持构件(7)保持邻接在相应的邻接区域(14，15)上。
3.根据权利要求1所述的致动装置(1)，其特征在于，所述至少两个可移动构件(8，9)的所述轴(12，13)由与所述线圈(10)集成的销(12，13)形成。
4.根据权利要求3所述的致动装置(1)，其特征在于，所述贯穿空间是以所述线圈(10)的中心轴为中心的贯穿空间，其中，所述销(12，13)被布置成与所述贯穿空间平行并且相对于所述贯穿空间相互对称，并且其中，所述至少两个可移动构件(8，9)采用钳口构件的形式，使得在从所述第一位置至所述第二位置的改变期间，所述钳口构件的最远离相应销(12，13)的相应区域彼此远离地移动以释放对所述贯穿空间的访问。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的致动装置(1)，其特征在于，所述电流传感器(6a，6b)包括电流供应线，并且其中，所述保持构件(7)是线型的，所述保持构件的端部(38，39)中的一个端部(38)连接至所述线圈(10)，所述保持构件围绕所述可移动构件(8，9)缠绕，并且在所述第一位置所述保持构件的另一端部(39)通过熔线(11)连接至所述电流传感器(6a，6b)的所述电流供应线，使得当通过所述电流传感器(6a，6b)感测到电流时，所述熔线(11)熔化并且释放所述保持构件(7)的相应端部(39)，以使得所述可移动构件(8，9)能够通过以采用所述第二位置。
6.根据权利要求5所述的致动装置，其中，所述熔线(11)呈现环形构造。
7.根据权利要求5所述的致动装置(1)，其特征在于，所述熔线(11)通过所述线圈(10)连接至所述电流传感器(6a，6b)的所述电流供应线，并且电隔离构件(23)插入在首先这样的组件与其次所述线圈(10)之间，所述组件包括所述熔线(11)、所述电流传感器(6a，6b)的所述电流供应线。
8.根据权利要求7所述的致动装置(1)，其特征在于，所述熔线(11)经由连接构件(32)连接至所述电流传感器(6a，6b)的所述电流供应线，并且所述组件包括所述连接构件(32)。
9.一种开关装置(2)，包括本体(16)，在所述本体(16)中容纳有接触装置(3，4，5)，所述接触装置能够在所述本体(16)中在第一电接触位置(T2T1)与第二电接触位置(T1T3)之间移动，其特征在于，所述开关装置包括容纳在所述本体(16)中的根据权利要求1至8中任一项所述的致动装置(1)，以在所述致动装置(1)处于所述激活构造时，使所述接触装置(3，4，5)能够从所述第一电接触位置(T2T1)移位至所述第二电接触位置(T1T3)。
10.根据权利要求9所述的开关装置(2)，其特征在于，所述本体(16)具有纵向轴线，所述接触装置(3，4，5)在所述本体(16)中纵向延伸，并且其中，所述致动装置(1)被布置在所述本体(16)中，使得用于所述接触装置(3，4，5)的所述至少一部分的所述贯穿空间纵向延伸。
11.根据权利要求10所述的开关装置(2)，其中，所述接触装置(3，4，5)包括柱塞，所述柱塞能够在所述贯穿空间中纵向移动，以使所述接触装置(3，4，5)从所述第一电接触位置(T2T1)移位至所述第二电接触位置(T1T3)。
12.根据权利要求11所述的开关装置(2)，其特征在于，所述开关装置包括弹性返回装置(17)，所述弹性返回装置首先连接至所述本体(16)，其次连接至所述接触装置(3，4，5)，当所述接触装置(3，4，5)处于所述第二电接触位置(T1T3)时，所述弹性返回装置安装在松弛位置，当所述接触装置(3，4，5)处于所述第一电接触位置(T2T1)时，所述弹性返回装置安装在活动位置，以使得在所述弹性返回装置(17)从所述活动位置到所述松弛位置的影响下，所述接触装置(3，4，5)能够从所述第一电接触位置(T2T1)自动转至所述第二电接触位置(T1T3)。
13.根据权利要求11和12中任一项所述的开关装置(2)，其特征在于，所述接触装置(3，4，5)包括通过非导电基座连接至所述柱塞的分配器构件，所述分配器构件在所述第一电接触位置(T2T1)处与第一电接触端子和第二电接触端子接触，并在所述第二电接触位置(T1T3)处与所述第二电接触端子和第三电接触端子接触。
14.根据权利要求13所述的开关装置(2)，其中，所述分配器构件的在所述接触装置(3，4，5)从所述第一电接触位置(T2T1)至所述第二电接触位置(T1T3)的移动方向上定向的端部具有相对于所述本体(16)的纵向轴线的径向减小的轮廓，以促进所述分配器构件与所接触的所述第三电接触端子的结合。
15.根据权利要求13所述的开关装置(2)，其特征在于，所述开关装置包括由导电可变形材料制成的接触元件(20，21，22)，所述接触元件被布置成分别与所述第一电接触端子、所述第二电接触端子和所述第三电接触端子接触，并且根据所述分配器构件从所述第一电接触位置(T2T1)到所述第二电接触位置(T1T3)的移动与所述分配器构件接触，以促进所述分配器构件与所述第一电接触端子、所述第二电接触端子和所述第三电接触端子中的一个或另一个之间的电接触。
16.根据权利要求15所述的开关装置(2)，其中，所述非导电基座的面向与在所述第一电接触位置处不与所述分配器构件接触的所述第三电接触端子接触的所述接触元件(20)的部分的直径被调整，以使所述第三电接触端子在所述非导电基座上并且垂直于所述接触装置(3，4，5)的轴线地采用自定心位置，以获得滑动定心邻接型组件。
17.根据权利要求15所述的开关装置(2)，其特征在于，所述致动装置(1)布置在所述本体(16)的一个端部处，所述端部由第一盖(18)封闭。
18.根据权利要求17所述的开关装置(2)，其特征在于，所述第一盖(18)设置有间隙空间(19)，其中所述致动装置(1)的所述线圈(10)中的贯穿空间通向所述间隙空间(19)，以使得所述开关装置(2)的所述接触装置(3，4，5)的所述至少一部分能够穿过所述致动装置(1)并且进入所述间隙空间(19)。
19.根据权利要求17所述的开关装置(2)，其特征在于，所述本体(16)在所述本体的与由所述第一盖(18)封闭的所述端部相对的端部处由设置有腔的第二盖(26)封闭，并且其中，所述分配器构件在所述分配器构件的面向所述第二盖(26)的端部处设置有定心装置(27)，所述定心装置能够被容纳在所述第二盖(26)的所述腔中。
20.根据权利要求19所述的开关装置(2)，其特征在于，所述定心装置(27)设置有协作装置，所述协作装置能够实现与组装构件协作，以使得能够在所述分配器构件上组装所述第一电接触端子、所述第二电接触端子和所述第三电接触端子而不会损坏所述接触元件(20，21，22)，并且能够将所述接触装置(3，4，5)从所述第二电接触位置(T1T3)移动至所述第一电接触位置(T2T1)。
21.根据权利要求20所述的开关装置(2)，其特征在于，所述协作装置是螺纹。
22.根据权利要求9所述的开关装置(2)，其特征在于，在所述第一电接触位置，在所述第二电接触位置，并且在从所述第一电接触位置至所述第二电接触位置的改变期间，所述开关装置(2)的所有金属部件连接至一个电位。
23.一种用于隔离包括串联连接的多个单元的电池的至少一个确定单元的隔离装置，所述隔离装置适于连接至所述电池，其特征在于，所述隔离装置包括根据权利要求9至22中任一项所述的开关装置(2)，并且其中，所述隔离装置连接至所述致动装置的所述电流传感器(6a，6b)，以使得所述开关装置(2)能够从第一电接触位置(T2T1)转至第二电接触位置(T1T3)，在所述第一电接触位置(T2T1)处所述确定单元与其他单元串联连接，在所述第二电接触位置(T1T3)处所述确定单元被旁路并且不再与所述其他单元串联连接。
24.一种电池，包括串联连接的一个或更多个单元，其特征在于，所述电池设置有根据权利要求23所述的隔离装置。
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