CN112776637B - 一种移动式开关模块及通道选择器pdu - Google Patents

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Abstract

本发明涉及充电领域，具体涉及一种移动式开关模块及通道选择器PDU。一种移动式开关模块，包括：导轨；移动载体，所述移动载体沿所述导轨运动；电极单元，所述电极单元内部电连接，所述电极单元的电极伸缩设置在所述移动载体的侧壁上；伸缩驱动件，所述伸缩驱动件平行于所述导轨设置，所述伸缩驱动件伸入到移动载体内部，所述电极单元的各电极的内端均抵靠在伸缩驱动件上，所述伸缩驱动件上设置有凸起结构以同步顶出所述电极单元的各电极。解决了现有技术中存在的充电堆采用继电器，需固定接线，灵活性差，多个继电器或者多路继电器线路复杂、发热量高的技术问题。

Description

一种移动式开关模块及通道选择器PDU
技术领域
本发明涉及充电领域，具体涉及一种移动式开关模块及通道选择器PDU。
背景技术
在使用充电桩给电动汽车充电的场合，会遇到不同功率需求的电动汽车。当小型电动汽车需要功率较低时，充电桩会浪费自身的功率供给能力的资源，或者有大型电动汽车需要大于单个充电桩自身的功率供给能力时，充电时间会比较长。
现有的充电堆的柔性功率分配系统，核心单元PDU采用的是单个继电器/接触器组成MxN阵列方式，或是采用多个固定多触点的继电器/接触器的方式，本质上都是一种阵列方式的MxN的继电器组。直接采用继电器阵列的缺点在于，继电器用量多，成本高，需要MxN个复杂的控制线路，此种方案，从结构、电气、硬件、软件上都相当的复杂。采用定制的多路继电器，可以简化高压线路和结构，但简化不了控制线路，成本变高，定制化的多路继电器，通道数量固定，无法进行通道的扩展。当多个功率集中在一个多路继电器上时，单个多路继电器的发热量高。
发明内容
为了解决现有技术中存在的充电堆采用继电器，需固定接线，灵活性差，多个继电器或者多路继电器线路复杂、发热量高的技术问题，本发明提出一种移动式开关模块及通道选择器PDU，解决了上述技术问题。本发明的技术方案如下：
一种移动式开关模块，包括：导轨；移动载体，所述移动载体沿所述导轨运动；电极单元，所述电极单元内部电连接，所述电极单元的电极伸缩设置在所述移动载体的侧壁上；伸缩驱动件，所述伸缩驱动件平行于所述导轨设置，所述伸缩驱动件伸入到移动载体内部，所述电极单元的各电极的内端均抵靠在伸缩驱动件上，所述伸缩驱动件上设置有凸起结构以同步顶出所述电极单元的各电极。
通过设置移动式开关模块包括移动载体，移动载体中内置电极单元，并通过电极伸缩与外部通道接触，来控制移动式开关模块的接通和断开电路。相较于继电器，本申请的移动式开关模块通过伸缩控制通断，无需固定接线，灵活性好，适用性强。通过移动载体带动电极单元运动至不同工位，可有效减少开关模块的数量，简化结构，降低发热量。
进一步地，所述电极单元的电极在复位件的作用下缩回所述移动载体。
进一步地，所述电极单元包括输入电极和输出电极，所述输入电极和所述输出电极电连接，所述电极单元的各电极分布在所述移动载体的一个或多个侧面上。
进一步地，所述输入电极包括正电极Ⅰ和负电极Ⅰ，所述输出电极包括正电极Ⅱ和负电极Ⅱ，四个电极分布在所述移动载体的不同侧面上，所述伸缩驱动件为4个，分别对应4个电极设置。
进一步地，所述移动载体在驱动件的作用下沿导轨运动，所述驱动件为伸缩驱动结构，所述伸缩驱动结构的伸缩端与所述移动载体连接。
进一步地，所述导轨的两端分别与两个端板连接，所述导轨连接外部电源，所述伸缩驱动件的两端分别与所述两个端板连接，所述驱动件设置在其中一个端板上，所述驱动件的伸缩端穿过端板与所述移动载体连接。
进一步地，所述移动载体在驱动件的作用下沿导轨运动，所述驱动件在传动组件的作用下带动所述移动载体运动，所述传动组件包括丝杆和螺母，所述丝杆平行于所述导轨设置，所述驱动件驱动所述丝杆转动，所述螺母带动所述移动载体沿所述丝杆运动。
进一步地，所述导轨的两端分别与两个端板连接，所述导轨连接外部电源，所述伸缩驱动件的两端分别与所述两个端板连接，所述驱动件设置在其中一个端板上，所述丝杆的两端可转动地安装在两个端板上。
一种通道选择器PDU，包括：移动式开关模块；外部通道，所述外部通道设置在所述移动式开关模块的外部，所述外部通道包括输入通道和输出通道，所述输入通道和/或所述输出通道至少为两组，所述输入通道与所述移动式开关模块一一对应设置，所述导轨与对应的输入通道平行设置，所述输入通道和所述输出通道呈交错设置。
进一步地，所述移动式开关模块至少为两个，所述输入通道之间平行设置，所述输出通道之间平行设置，所有所述移动式开关模块共用所述输出通道，所述输入通道和所述输出通道呈十字交错设置。
进一步地，所述伸缩驱动件上的凸起结构对应所述输出通道分布。
进一步地，所述输入通道和所述输出通道均各自由正、负铜排组成，所述输入通道的正、负铜排分别平行排布在所述移动式开关模块的相对的两侧，所述输出通道的正、负铜排分别平行排布在所述移动式开关模块的另一组相对的两侧，所述电极单元对应所述外部通道排布。
基于上述技术方案，本发明所能实现的技术效果为：
1.本发明的移动式开关模块，包括移动载体，移动载体中内置电极单元，并通过电极伸缩与外部通道接触，来控制移动式开关模块的接通和断开电路。相较于继电器，本申请的移动式开关模块通过伸缩控制通断，无需固定接线，灵活性好，适用性强。通过移动载体带动电极单元运动至不同工位，可有效减少开关模块的数量，简化结构，降低发热量；
2.本发明的移动式开关模块，通过伸缩驱动件上的凸起结构来同步顶出电极单元，电极单元在复位件的作用下缩回移动载体，实现电极单元的同步伸缩，如此无需针对电极单元的伸缩运动设置驱动动力源，节省了能源，且顶出的驱动方式更能准确控制电极单元的伸缩；进一步设置凸起结构对应于外部通道的输出通道设置，则当移动载体运动到输出通道的位置，电极单元即可伸出实现电连接；
3.本发明的移动式开关模块，通过驱动件驱动移动载体沿导轨运动，进一步限定驱动件为伸缩式驱动结构或者驱动件配合丝杆螺母的传动组件，来实现驱动移动载体的往复运动，可准确控制移动载体的运动位置；
4.本发明的移动式开关模块和通道选择器PDU，阵列扩展性好，可随意改变轨道和输入通道和输出通道的长度，获得任意多组排列；移动式开关模块移动选择要对接的通道，通过电极的伸缩来进行通道的断开和闭合，加大触点的载流能力就能提升通道的电流通过能力，移动式开关模块本身结构无需更改；采用无线或PLC载波方式通讯控制移动式开关模块，没有电缆束缚，没有复杂布线，无需大量I0控制线路，软件控制算法简单；可维护性好，某个移动式开关模块故障时，目视即可排查故障点，提高设备抢修时效。
附图说明
图1为本发明的移动式开关模块的结构示意图；
图2为移动式开关模块的剖视图；
图3为图2的A部放大图；
图4为本发明的通道选择器PDU的结构示意图；
图中：1-导轨；2-移动载体；3-电极单元；31-限位凸起；4-伸缩驱动件；5-驱动件；6-传动组件；61-丝杆；62-螺母；7-端板；8-复位件；9-外部通道；91-输入通道；911-正铜排Ⅰ；912-负铜排Ⅰ；92-输出通道；921-正铜排Ⅱ；922-负铜排Ⅱ。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
如图1-4所示，本实施例提供了一种移动式开关模块，包括导轨1、移动载体2和电极单元3，移动载体2沿导轨1运动，电极单元3包括输入电极和输出电极，输入电极和输出电极电连接，电极单元3的电极伸缩设置在移动载体2的侧壁上。
导轨1至少为1个，导轨1可以穿过或者不穿过移动载体2设置，具体地，导轨1可以不穿过移动载体2，通过在移动载体2的外周面上设置滑块，通过滑块与导轨1配合，实现移动载体2沿导轨1的运动；还可设置导轨1穿过移动载体2，导轨1的外周与移动载体2间隙配合，移动载体2可在驱动作用力下沿导轨1运动。导轨1为多个时，多个导轨1平行设置。本实施例中，导轨1为4个，4个导轨1平行设置，且分别穿过移动载体2的4个角。优选地，移动载体2为方形箱体结构。优选地，导轨1连接外部电源，可为驱动件5供电。
电极单元3可伸缩地设置在移动载体2的侧壁上，电极单元3包括输入电极和输出电极，输入电极和输出电极之间电连接。具体地，输入电极为两个，包括正电极Ⅰ和负电极Ⅰ，输出电极也为两个，包括正电极Ⅱ和负电极Ⅱ，正电极Ⅰ和正电极Ⅱ电连接，负电极Ⅰ和负电极Ⅱ电连接。电极单元3的各电极均为伸缩设置，上述4个电极分别伸缩设置在移动载体2的4个侧壁上。以其中一个电极为例，移动载体2的侧壁上设置有供电极伸出的通孔，电极的靠近内端的外周面上延伸有限位凸起31，电极的外部套设有复位件8，复位件8的一端作用于限位凸起31，另一端作用于移动载体2的侧壁，使电极可在复位件8的作用下缩回移动载体2内。进一步地，可使复位件8的一端与限位凸起31固定连接，另一端与移动载体2固定连接，以保证复位件8的稳定设置。
电极单元3的各电极在伸缩驱动件4的作用下伸出移动载体2。伸缩驱动件4平行于导轨1设置，伸缩驱动件4伸入到移动载体2的内部，通过其上的凸起结构41将电极单元3的各电极同步顶出，以实现电极单元3的所有电极同步伸出移动载体2。伸缩驱动件4对应电极单元3的电极设置，伸缩驱动件4朝向对应电极的面上设置有凸起结构41，对应电极的内端在复位件8的作用下始终抵靠在伸缩驱动件4上，当移动载体2带动电极运动至其内端抵靠在凸起结构41上时，凸起结构41将电极顶出移动载体2，当其内端不再抵靠在凸起结构41上时，电极在复位件8的作用下缩回移动载体2内。优选地，伸缩驱动件4上间隔分布有多个凸起结构41，当移动载体2带动电极单元3沿导轨1运动时，凸起结构41可将电极单元3的各电极同步顶出，使电极单元3同步伸出移动载体2。进一步优选地，伸缩驱动件4的数量与电极单元3的电极数量相同且一一对应，所有伸缩驱动件4上的凸起结构41在轴向上的分布相同。
优选地，为了方便安装，可设置两个端板7，所有导轨1的两端分别固定安装在两个端板7上，所有伸缩驱动件4的两端也分别安装在两个端板7上，所有导轨1和所有伸缩驱动件4均穿过移动载体2，移动载体2可沿导轨1运动，运动至伸缩驱动件4的不同位置处。
移动载体2在驱动件5的作用下沿导轨1运动。驱动件5可为伸缩驱动结构，其具有伸缩端，通过伸缩端与移动载体2连接，驱动移动载体2做往复直线运动。具体地，驱动件5可安装在其中一个端板7上，伸缩端穿过所在端板7与移动载体2的外表面固定连接。伸缩驱动结构可选但不限于气缸、液压缸、电缸、框架式电磁铁。驱动件5还可通过传动组件6来带动移动载体2运动。具体地，传动组件6包括丝杆61和螺母62，驱动件5带动丝杆61转动，丝杆61和螺母62配合，移动载体2套设在丝杆61上，并在螺母62的带动下沿丝杆61直线往复运动。优选地，丝杆61的两端可转动地安装在两个端板7上，驱动件5安装在端板7上，驱动丝杆61转动。驱动件5可选但并不限于电机。优选地，丝杆61为滚珠丝杆。优选地，本实施例中，4个导轨1、4个伸缩驱动件4排布在丝杆61的外周。
本实施例还提供了一种通道选择器PDU，包括移动式开关模块和外部通道9，外部通道9设置在移动式开关模块的外部，外部通道9包括输入通道91和输出通道92，输入通道91和/或输出通道92至少为两组，输入通道91与移动式开关模块一一对应设置，导轨1与对应的输入通道91平行设置，输入通道91之间平行设置，输出通道92之间平行设置，输入通道91和输出通道92呈交错设置。进一步地，输入通道91和输出通道92之间呈十字交错阵列排布。
输入通道91和输出通道92均由铜排组成，每组输入通道91包括正铜排Ⅰ911和负铜排Ⅰ912，每组输出通道92包括正铜排
Ⅱ921和负铜排Ⅱ922，工作状态下，正电极Ⅰ与正铜排Ⅰ922相接，负电极Ⅰ与负铜排Ⅰ912相接，正电极Ⅱ与正铜排Ⅱ921相接，负电极Ⅱ与负铜排Ⅱ922相接。本实施例中，输入通道91的正铜排
Ⅰ911和负铜排Ⅰ912分别平行于导轨1位于移动式开关模块的上下两侧，全部输出通道92的正铜排Ⅱ921和负铜排Ⅱ922分别分布在移动式开关模块的左右两侧，所有的正铜排Ⅱ921同侧平行分布，所有的负铜排Ⅱ922同侧平行分布，正铜排Ⅱ921和负铜排Ⅱ922平行。
移动式开关模块可设置为至少两个，至少两个移动式开关模块的导轨1平行，至少两组输入通道91平行设置，输出通道92的正铜排Ⅱ921和负铜排Ⅱ922分别位于所有移动式开关模块的左右两侧，输出通道92的长度相应变化，使所有的移动式开关模块共用输出通道92。优选地，伸缩驱动件4上的凸起结构41对应输出通道92设置，使移动载体2运动至输出通道92处，其上的电极单元3的各电极可被顶出。进一步优选地，全部伸缩驱动件4上的凸起结构42的轴向位置相同。
基于上述结构，本实施例的通道选择器PDU在智能分配能源工况下移动式开关模块的移动载体2在驱动件5的驱动作用下沿导轨1运动，伸缩驱动件4上的凸起结构41可顶出移动载体2上的电极单元3，电极单元3与外部通道9接触，形成电连接。具体地，可通过无线或PLC载波方式通讯控制驱动件5，以驱动移动载体2运动至所需位置，连接外部通道。在移动载体2沿导轨1运动过程中，可控制整个系统断电，等移动到位后重新接通电源，开始充电。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明的宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (12)

1.一种移动式开关模块，其特征在于，包括：
导轨(1)；
移动载体(2)，所述移动载体(2)沿所述导轨(1)运动；
电极单元(3)，所述电极单元(3)内部电连接，所述电极单元(3)的电极伸缩设置在所述移动载体(2)的侧壁上；
伸缩驱动件(4)，所述伸缩驱动件(4)平行于所述导轨(1)设置，所述伸缩驱动件(4)伸入到移动载体(2)内部，所述电极单元(3)的各电极的内端均抵靠在伸缩驱动件(4)上，所述伸缩驱动件(4)上设置有凸起结构(41)以同步顶出所述电极单元(3)的各电极。
2.根据权利要求1所述的一种移动式开关模块，其特征在于，所述电极单元(3)的电极在复位件(8)的作用下缩回所述移动载体(2)。
3.根据权利要求1所述的一种移动式开关模块，其特征在于，所述电极单元(3)包括输入电极和输出电极，所述输入电极和所述输出电极电连接，所述电极单元(3)的各电极分布在所述移动载体(2)的一个或多个侧面上。
4.根据权利要求3所述的一种移动式开关模块，其特征在于，所述输入电极包括正电极Ⅰ和负电极Ⅰ，所述输出电极包括正电极Ⅱ和负电极Ⅱ，四个电极分布在所述移动载体(2)的不同侧面上，所述伸缩驱动件(4)为4个，分别对应4个电极设置。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种移动式开关模块，其特征在于，所述移动载体(2)在驱动件(5)的作用下沿导轨(1)运动，所述驱动件(5)为伸缩驱动结构，所述伸缩驱动结构的伸缩端与所述移动载体(2)连接。
6.根据权利要求5所述的一种移动式开关模块，其特征在于，所述导轨(1)的两端分别与两个端板(7)连接，所述导轨(1)连接外部电源，所述伸缩驱动件(4)的两端分别与所述两个端板(7)连接，所述驱动件(5)设置在其中一个端板(7)上，所述驱动件(5)的伸缩端穿过端板(7)与所述移动载体(2)连接。
7.根据权利要求1-4任一项所述的一种移动式开关模块，其特征在于，所述移动载体(2)在驱动件(5)的作用下沿导轨(1)运动，所述驱动件(5)在传动组件(6)的作用下带动所述移动载体(2)运动，所述传动组件(6)包括丝杆(61)和螺母(62)，所述丝杆(61)平行于所述导轨(1)设置，所述驱动件(5)驱动所述丝杆(61)转动，所述螺母(62)带动所述移动载体(2)沿所述丝杆(61)运动。
8.根据权利要求7所述的一种移动式开关模块，其特征在于，所述导轨(1)的两端分别与两个端板(7)连接，所述导轨(1)连接外部电源，所述伸缩驱动件(4)的两端分别与所述两个端板(7)连接，所述驱动件(5)设置在其中一个端板(7)上，所述丝杆(61)的两端可转动地安装在两个端板(7)上。
9.一种通道选择器PDU，其特征在于，包括：
权利要求1-8任一项所述的移动式开关模块；
外部通道(9)，所述外部通道(9)设置在所述移动式开关模块的外部，所述外部通道(9)包括输入通道(91)和输出通道(92)，所述输入通道(91)和/或所述输出通道(92)至少为两组，所述输入通道(91)与所述移动式开关模块一一对应设置，所述导轨(1)与对应的输入通道(91)平行设置，所述输入通道(91)和所述输出通道(92)呈交错设置。
10.根据权利要求9所述的一种通道选择器PDU，其特征在于，所述移动式开关模块至少为两个，所述输入通道(91)之间平行设置，所述输出通道(92)之间平行设置，所有所述移动式开关模块共用所述输出通道(92)，所述输入通道(91)和所述输出通道(92)呈十字交错设置。
11.根据权利要求9-10任一项所述的一种通道选择器PDU，其特征在于，所述伸缩驱动件(4)上的凸起结构(41)对应所述输出通道(92)分布。
12.根据权利要求9-10任一项所述的一种通道选择器PDU，其特征在于，所述输入通道(91)和所述输出通道(92)均各自由正、负铜排组成，所述输入通道(91)的正、负铜排分别平行排布在所述移动式开关模块的相对的两侧，所述输出通道(92)的正、负铜排分别平行排布在所述移动式开关模块的另一组相对的两侧，所述电极单元(3)对应所述外部通道(9)排布。
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