CN113839319A - 包括保护性连接系统的户外供电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种供电系统(1)，供电系统(1)包括主单元(10)、模块单元(30)和保护性连接系统(CS)，主单元(10)包括保护性主壳体(11)和设置在保护性主壳体(11)中的配电电路(20)，模块单元(30)包括保护性模块壳体(31)和设置在保护性模块壳体(31)中的转换器模块(40)。保护性连接系统(CS)配置为在模块单元(30)和主单元(10)之间提供可拆装的连接；其中保护性连接系统(CS)包括第一连接器器件(15)、第二连接器器件(35)和密封件(53)。

Description

包括保护性连接系统的户外供电系统
技术领域
本发明涉及一种包括保护性连接系统的户外供电系统。
背景技术
户外供电系统(power supply system)通常用于向户外用电系统供电。这种户外用电系统的一个示例是电信设备，例如电信基站。通常向此类电信基站供应48V直流(direct current,DC)电压，此电压是从与基站邻近或接近的供电系统提供的。
供电系统可以包括交流(alternating current,AC)/DC转换器，AC/DC转换器用于转换来自AC干线(或使用化石燃料的AC发电机等)的AC电压。
或者，供电系统也可以包括用于转换(来自太阳能板系统或其他类型的DC电源的)DC电压的DC/DC转换器。
供电系统还可以包括可充电电池，以提供UPS(uninterrupted power supply,不间断供电)功能。
户外供电系统通常还包括机柜，电气设备在机柜中受到保护以免受环境影响。机柜可防止细小颗粒(灰尘、沙子等)和湿气(雨、雪等)的侵害。图1示出了一种现有技术的机柜，这种机柜称为类型4户外机柜，描述于Eltek ASA发行的数据手册“户外电信功率机柜(类型4)(Outdoor telecom power cabinet(Type 4))”。这种机柜具有防护等级(INGRESSPROTECTION,IP)代码为55(IEC标准60529中定义的防护等级代码)的异物防护。诸如AC或DC输入电力线缆和DC输出电力线缆等电力线缆通过机柜的顶部或底部而在机柜的内部和外部之间被引导。
图2a示出了被称为Eltek Flatpack 2SHE转换器的现有技术AC/DC转换器模块，并且在简册“SHE是如此酷：效率提高到下一个水平(SHE is so cool:Efficiency taken tothe next level)”中对其进行了描述。现在有分别提供2000W和3000W的两种版本。此转换器的功率效率约为98％。如图2a所示，转换器模块的电气和电子部件设置在盖体内。盖体的目的是提供防电气冲击和出于EMI目的的保护。一个或多个这样的转换器可以安装在图1所示机柜内的机架中。
当转换器和供电系统的其他零件产生热时，需要冷却系统来冷却机柜内的空气。冷却系统可以是热交换器、空调或风扇过滤器。冷却系统有几个缺点：它降低了整体电源效率、增加了机柜尺寸、增加了整个供电系统的成本，并且降低了整个系统的可靠性。如图2a所示，转换器本身在其前侧还具有风扇，以通过转换器提供冷却空气流。
图2b示出了现有技术的AC/DC转换器，其中如图2a中所示的功率转换器模块被设置在具有散热片的金属壳体内。此壳体具有IP65等级。此AC/DC转换器由Eltek ASA销售，名称为“变色龙(Chameleon)”，并在数据手册“变色龙独立式48/650HE(ChameleonStandalone 48/650HE)”中对其进行了描述。此种转换器是被动冷却的，由于没有主动冷却系统因此降低了成本。壳体由挤压铝合金制成，其中的印刷电路板(printed circuitboard,PCB)及其所有电气部件插入壳体的顶端开口或底端开口。然后，顶端开口和底端开口分别由顶盖体和底盖体封闭，底盖体包括用于输入/输出电力的线缆连接器。由于繁琐的组装过程，这种AC/DC转换器增加了制造成本。
图2c示出了现有技术的AC/DC功率系统(power system)，其包括连接在一起作为功率核心的图2b的两个转换器，此系统还包括电池单元。此AC/DC功率系统由Eltek ASA销售，并在数据手册“变色龙供电系统-基于紧凑型的供电系统(Chameleon PS Systems-Compact-based Power Supply System)”中对其进行了描述。它还容易受到盗窃和破坏行为的影响。这种系统可以提供的功率/电力有限且制造成本较高。
本发明的一个目的是提供一种具有简单且经济有效的保护性连接系统的供电系统，保护性连接系统用于将转换器模块电气连接和机械连接在一起。另一目的是提供一种具有导热的保护性连接系统的供电系统。
发明内容
本发明涉及一种供电系统。本发明一实施例提供一供电系统包括：
主单元，包括保护性主壳体和设置在保护性主壳体中的配电电路；
模块单元，包括保护性模块壳体和设置在保护性模块壳体中的转换器模块；以及
保护性连接系统，配置为在模块单元和主单元之间提供可拆装的连接；
其中保护性连接系统包括第一连接器器件、第二连接器器件和密封件(sealingelement)；
其中，第一连接器器件包括：
第一机械连接器，配置为固定到保护性主壳体；
第一电气连接器，配置为连接到配电电路；和
第一封闭表面，周向地围绕第一机械连接器和第一电气连接器；
其中，第二连接器器件包括：
第二机械连接器，配置为固定到保护性模块壳体；
第二电气连接器，配置为连接到转换器模块；和
第二封闭表面，周向地围绕机械连接器和电气连接器；
其中，当模块单元和主单元彼此连接时：
第一机械连接器和第二机械连接器彼此连接；
第一电气连接器和第二电气连接器彼此连接；并且
密封件封闭地接合在第一封闭表面和第二封闭表面之间。
如本文所用，术语“包括”意味着包括一个或多个技术特征。这并不排除其他特征的存在。
在本案一实施例中，第二机械连接器包括固定开口(securing opening)；第一机械连接器包括固定元件(securing element)，当模块单元与主单元彼此连接时，固定元件固定到固定开口；并且固定元件是从保护性主壳体内可接入的(accessible)。
在本案一实施例中，固定开口可包括螺纹开口并且固定元件可包括螺纹螺栓或螺钉。
在本案一实施例中，固定开口被设置为第一机械连接器的一部分，并且固定元件被设置为第二机械连接器的一部分。在本实施例中，固定元件是从保护性模块壳体内可接入的。
在本案一实施例中，第一机械连接器包括引导开口，并且第二机械连接器包括引导元件，当模块单元和主单元彼此连接时，第二机械连接器的引导元件插入到第一机械连接器的引导开
在本案一实施例中，引导开口和引导元件不止一个。
在本案一实施例中，引导开口被设置为第二机械连接器的一部分，并且引导元件被设置为第一机械连接器的一部分。
通过固定开口和固定元件，实现了第一连接器器件和第二连接器器件可以相互固定。此外，由于固定元件仅从壳体内部可接入，因此减少了被盗或破坏的风险。
通过引导开口和引导元件，实现了更高的刚性。因此，显着减少或阻止了第一连接器器件和第二连接器器件之间的相对运动。此外，引导开口和引导元件使得在连接期间第一连接器器件和第二连接器器件相对彼此正确定位更加容易。
配电电路和转换器模块通常包括焊接到印刷电路板的电气和电子部件。这种印刷电路板如果被弯曲则很容易损坏。根据上述供电系统的连接系统，保证了机械刚性。
在本案一实施例中，第一电气连接器是防接触的。因此，即使配电电路被供电，操作者也可以将第一连接器器件和第二连接器器件彼此连接或将第一连接器器件和第二连接器器件彼此断开链接。
在本案一实施例中，第一封闭表面被设置为保护性主壳体的一部分，并且第二封闭表面被设置为保护性模块壳体的一部分。
在本案一实施例中，第一封闭表面被设置为保护性主壳体中的凹槽的一部分；并且第二封闭表面被设置为从第二保护性壳体突出的脊部。
在本案一实施例中，当模块单元和主单元彼此连接时，脊部从第二保护性壳体朝向凹槽突出。
在本案一实施例中，第一连接器器件包括第一导热元件；第二连接器器件包括第二导热元件；其中，第一导热元件和第二导热元件被设置为当模块单元和主单元彼此连接时彼此接触。
在本案一实施例中，第一导热元件周向地围绕第一封闭表面，并且第二导热元件周向地围绕第二封闭表面。在本案一实施例中，第一封闭表面被设置为周向地围绕第一导热元件，并且第二封闭表面被设置为周向地围绕第二导热元件。在本案一实施例中，在供电系统运行期间，第一导热元件垂直设置在第二导热元件的下方。
在本案一实施例中，第一导热元件被设置为保护性主壳体的一部分，并且第二导热元件被设置为保护性模块壳体的一部分。
在本案一实施例中，第二连接器器件包括周向地围绕第二导热元件的唇部，其中唇部在远离第二封闭表面的轴向方向上突出。
在本案一实施例中，唇部至少部分地周向地围绕第一导热元件。
通过导热元件周向地围绕封闭表面，将在很大程度上防止湿气进入密封件。因此，湿气通过密封件的风险非常低。
在本案一实施例中，在供电系统运行期间，第一连接器器件被设置在保护性主壳体的顶面上，并且第二连接器器件被设置在保护性模块壳体的底面上。
在本案一实施例中，在供电系统运行期间，第一机械连接器与第一电气连接器朝上(face upwardly)，并且第二机械连接器与第二电气连接器朝下(face downwardly)。
在本案一实施例中，在供电系统运行期间，第一封闭表面和第二封闭表面定向于一水平面。
在本案一实施例中，第一连接器器件包括第一通风通道；并且第二连接器器件包括第二通风通道，当模块单元与主单元彼此连接时，第二通风通道与第一通风通道对齐。
在本案一实施例中，供电系统还包括被动冷却系统，被动冷却系统用于冷却主单元和模块单元。
在本案一实施例中，被动冷却系统包括设置在保护性模块壳体外表面上的散热片。
在本案一实施例中，被动冷却系统包括被动空气冷却系统，其将供电系统产生的热传递到周围的空气。
在本案一实施例中，供电系统可包括户外供电系统。保护性壳体保护壳体内部免受户外环境的影响。
在本案一实施例中，保护性模块壳体由导热材料制成。在本案一实施例中，保护性主壳体也由导热材料制成。在本案一实施例中，导热材料可包括适合户外环境的耐候金属。材料可以可包括铝或铝合金。
因此，保护性模块壳体本身是被动冷却系统的一部分。保护性主壳体也可以被认为是被动冷却系统的一部分。
在本案一实施例中，转换器模块可包括有源功率转换器模块，在本案一实施例中，转换器模块包括由控制电路控制的有源控制开关。
在本案一实施例中，第一机械连接器包括机械编码系统的第一部分；第二机械连接器包括机械编码系统的第二部分；其中，仅当机械编码系统的第一部分与机械编码系统的第二部分适配(fit)时，模块单元才可能连接到主单元。
在本案一实施例中，供电系统包括另外的连接系统，另外的连接系统配置为提供主单元和另外的模块单元之间的可拆装的连接，另外的模块单元包括保护性模块壳体和设置在保护性模块壳体中的可充电电池模块。另外的连接系统在本案一实施例中优选地与连接系统相同。
上述供电系统只在供电系统运行期间(即，当转换器模块被提供电力并执行主动功率转换时)需要被动冷却系统。在制造、运输、储存等过程中，也就是在供电系统被安装和通电之前，不产生热，并且也不需要冷却。因此，术语“在供电系统运行期间”在本文中用于指定当电源开启时优选但不必然是必要的相关技术特征。在供电系统运行期间，模块单元和主单元是彼此连接的。
附图说明
现在将参照附图详细描述本发明的实施例，其中：
图1示出了户外供电系统的现有技术的壳体，其壳体为机柜；
图2a示出了图1的供电系统中使用的转换器模块；
图2b示出了现有技术的被动冷却的转换器模块；
图2c示出了具有两个这样的被动冷却的转换器模块的现有技术供电系统；
图3a示意性地示出了具有两个模块单元的本案之供电系统的第一实施例的正视图；
图3b对应于图3a，示意性地示出了其中一个模块单元与主单元断开连接；
图3c示意性地示出了主单元的俯视图和一个模块单元的仰视图，主单元和模块单元未连接。
图4a示出了本案之户外供电系统的一实施例的正视图；
图4b示出了本案之户外供电系统的一实施例的后视图；
图5对应于图3，其中主壳体的上部和相应的转换器模块壳体的上部已被移除；
图6示出了图5所示的主单元的区域AA，主单元具有连接系统的第一连接器件，其中仅示出机械连接器；
图7对应于图6，在此示出了第一连接器件的机械连接器和电气连接器；
图8是具有连接系统的第二连接器件的模块单元的下方透视图，其中仅示出了机械连接器；
图9对应于图8，在此示出了第二连接器件的机械连接器和电气连接器；
图10示出了连接系统邻近区域的主单元和模块单元的横截面；
图11示出了垂直于图10的横截面截取的横截面；
图12示出了连接系统的电气连接器的放大图；
图13示出了主单元和模块单元左侧的一些细节的放大图。
具体实施方式
参考图3a。在此示出了供电系统1，供电系统1包括主单元10和两个模块单元30。每个模块单元30通过图3a中虚线矩形CS所示的保护性连接系统可拆装地连接到主单元30。
主单元10包括保护性主壳体11和设置在保护性主壳体11中的配电电路20。每个模块单元30包括保护性模块壳体31和设置在保护性模块31内的电模块(electric module)40。
现在参考图4a和图4b，其中示出了供电系统1的另一实施例。在此，主单元10连接到四个模块单元30a、30b、30c、30d。需要说明的是，图4a和4b中仅示出一个连接系统(connection system,CS)为例作为说明。第一模块单元的中心轴线A1也在图4a中示出。从下面的描述中可以明显看出，当供电系统1在运行时，中心轴线A1通常定向在竖直方向上。基于这样的取向，主单元10在图4a和/或4b中进一步用其前侧FS、左侧LS、右侧RS和后侧RS来表示。
图4a和4b中仅示出了主壳体11和四个模块壳体31。模块壳体31被示出为具有散热片71的冷却系统70的一部分。这将在下面进一步详细描述。
在图4b中，主壳体11被示出为包括第一主壳体部(section)11a和第二主壳体部11b，其中第一主壳体部11a形成前侧FS，并且第二主壳体部11b形成后侧RS。在图9中，以类似方式示出，模块壳体31包括第一模块壳体部31a和第二模块壳体部31b。
在图5中，主单元10的第一主壳体部11a和相应模块单元30的第一模块壳体部31a已被移除。
配电电路20包括线缆连接器、断路器/继电器、用于控制通过(多个)转换器的电力、用于控制输出电压、用于电池管理等的控制器。线缆(由图5中的虚线箭头所示)经由设置在主壳体11的底面上的线缆引出孔14从主壳体11的外部引导到主壳体11的内部。
供电系统1还包括通风器件2。通风器件2使壳体11、31内的气压与壳体11、31外部的气压相等。另外，通过通风器件2，也可以使空气湿度与环境相等。通风器件2可以包括膜，例如膨体聚四氟乙烯(expanded Poly Tetra Fluoro Ethylene,PTFE)膜。这种通风器件例如以
Figure BDA0003129215570000081
透气产品的名称出售并且为本领域技术人员所熟知。通风器件2可以设置在主壳体11的后侧。供电系统还包括一个或多个用于将供电系统1安装到结构体的安装开口3，结构体例如包括墙体(wall)、杆体(pole)、塔架(tower)等。安装开口3可以设置在主壳体11的后侧。
电模块40通常可以包括转换器模块，其中输入电力是来自AC干线、AC发电机或另一AC源的电力、DC电力、(例如来自一个或多个太阳能板的)变化的DC电力等。输出电力可以是受控的DC电力或受控的AC电力。取决于连接到供电系统1的预期负载，系统可以包括仅一个、两个、三个或四个这样的单元30。也可以通过将可充电电池连接到配电电路20来提供UPS功能。可充电电池可以位于壳体11、31的外侧并通过线缆连接，如图5所示。然而，除了转换器模块形式的电模块40之外，供电系统1还可以包括可充电电池形式的一个或多个电模块40。在这种情况下，可充电电池位于模块壳体31之一内。
供电系统1设计用于户外使用，其中配电电路20和电模块40的电气部件(electriccomponent)通过壳体11、31被保护免受外部环境的影响。主壳体11作为保护性主壳体11，并且模块壳体31是保护性模块壳体31。系统1可以例如具有IP65分类。因此，密封件51、52分别设置在第一主壳体部11a和第二主壳体部11b之间以及第一模块壳体部31a和第二模块壳体部31b之间(如图10所示)。
冷却系统70是被动冷却系统，其中，模块壳体31是冷却系统70的一部分，且热从壳体31散发到环境中。主壳体11也可以作为冷却系统70的一部分。在一实施例中，模块壳体31(和主壳体11)由导热材料制成，导热材料例如金属。在一实施例中，优选地，壳体103由铝或铝合金制成。被动冷却系统的散热片71可以与转换器模块壳体在压铸工艺或机加工工艺中一起制造。
本发明涉及主单元10和模块单元30之间的连接系统CS，并且下面将详细描述连接系统CS。需要说明的是，在下面的描述中，连接系统CS和供电系统1的其他部分被描述为将在供电系统1运行期间安装，且轴线A1竖直地定向。由于轴线A1竖直地定向，包括散热片71的冷却系统70将能够将由供电系统1产生的热散发到环境中。
现在参考图3b，图示了图3a的左连接系统CS。连接系统CS包括设置在保护性主壳体11的顶面TF上的第一连接器器件15和设置在保护性模块壳体31的底面BF上的第二连接器器件35。此外，连接系统CS包括密封件53。
现在参考图3c，示出了模块单元30的底面BF和主单元10的顶面TF。这里示出了第一连接器器件15包括固定到保护性主壳体11的第一机械连接器16、连接到配电电路20的第一电气连接器27和周向地围绕第一机械连接器16和第一电气连接器27的第一封闭表面17。类似地，第二连接器器件35包括固定到保护性模块壳体31的第二机械连接器36、连接到转换器模块40的第二电气连接器47和周向地围绕机械连接器36和电气连接器47的第二封闭表面37。
当模块单元30和主单元10彼此连接时，第一机械连接器16和第二机械连接器36彼此连接，并且第一电气连接器27和第二电气连接器47彼此连接。此外，密封件53封闭地接合在第一封闭表面17和第二封闭表面37之间。
模块单元30的连接系统CS
现在参考图8，其中示出了模块单元30。此处，示出了第二机械连接器36包括固定开口362。在本实施例中，固定开口362是螺纹开口。第二机械连接器36还包括两个引导元件361，这两个引导元件361彼此相隔一定距离设置并且与固定开口362相隔一定距离设置。
图9对应于图8，但这里还示出了第二电气连接器47。第二电气连接器47包括多个用于将电力传入和传出模块40的电力连接器，以及一个或多个用于在模块40和配电电路20的控制器之间传输控制信号和传感器信号的通信连接器。
在图8中，在引导元件361和固定开口362之间，第二机械连接器36包括表示为364的机械编码系统的第二部分。机械编码系统364包括引脚开口(pin opening)，引脚(pin)可以插入引脚开口中。在图8中，引脚存在于(从左到右的)位置1、2和6，而位置3、4和5中不存在引脚。
现在参考图9。第二封闭表面37被设置为周向地围绕第二机械连接器36和第二电气连接器47的保护性模块壳体31的一部分。
在图9、10和12中，示出了第二封闭表面37被设置为在朝向主壳体11的方向上从第二保护性壳体31突出的脊部37a。脊部37a旨在当模块单元30与主单元10进行组装时与密封件53接触。
还示出了第二连接器器件35包括周向地围绕第二封闭表面37的第二导热元件38。第二导热元件38也被设置为保护性模块壳体31的一部分。
第二连接器器件35还包括周向地围绕第二导热元件38的唇部38a，其中唇部38a远离第二导热元件38沿轴向方向A1突出。
第二连接器器件35可以包括第二通风通道39(图9)或多个通风通道。
主单元10的连接系统CS
现在参考图6，示出了主单元10的顶面TF的一部分。这里示出了第一机械连接器16包括固定元件162。在本实施例中，固定元件162是适于固定到固定开口362的螺栓或螺钉。第一机械连接器16还包括适于容纳(receive)引导元件361的两个引导开口161。
在图5和图10中，示出了固定元件168是从主壳体11内可接入的。
图7对应于图6，但在此示出了第一电气连接器27。第一电气连接器27适于连接到第二电气连接器47。
在图6中，在引导开口161和固定元件162之间，第一机械连接器16包括表示为164的机械编码系统的第一部分。第一机械编码系统164包括引脚开口，引脚开口可以打开或封闭。第二机械编码系统364的引脚将适配到第一机械编码系统164的打开的引脚开口中，但将不会适配到第一机械编码系统164的封闭的引脚开口中。
因此，如果机械编码系统的第一部分与机械编码系统的第二部分适配，则可以将模块单元30连接到主单元10。然而，如果机械编码系统的第一部分不与机械编码系统的第二部分适配，则不能将模块单元30连接到主单元10。
作为示例，供电系统的48V DC输出电压将需要与400V DC输出电压不同的主单元10的配电电路20中的保险丝。此外，将48V DC模块连接到400V DC系统中会损坏48V DC模块内的组件(电容器、半导体等)。因此，通过这种机械编码系统，可以避免具有48V DC输出电压的转换器模块连接到仅标称为输出400V DC的供电系统的主单元10(或反之亦然)。
在图7中，示出了第一封闭表面17被设置为周向地围绕第一机械连接器16和第一电气连接器27的保护性主壳体11的一部分。第一封闭表面17被设置为当模块单元30与主单元10进行组装时用于与密封件53接触的凹槽17(图10)。
还示出了第一连接器器件15包括周向地围绕第一封闭表面17的第一导热元件18。而且第一导热元件18被设置为主壳体11的一部分。
第一连接器器件15还可以包括第一通风通道19(图7)，第一通风通道19当模块单元30和主单元10彼此连接时与第一通风通道39对齐。
组装操作
现在将详细描述将模块单元30连接到主单元10的操作。
然而，首先将简要描述主单元10的安装，因为这是安装和组装供电系统1的第一步。在第一步中，将第一主壳体部11a和第二主壳体部11b彼此释放。将配电电路20固定到第二主壳体部11b。此时第二主壳体部11b(连同配电电路20)通过上述安装开口3安装到结构体，其后侧RS面向结构体并且其顶表面TS朝上并且线缆引出孔14朝下。
现在可以引导线缆穿过线缆引出孔14并连接到配电电路20。
如果尚未就位，则将密封件53插入到形成第一封闭表面凹槽17的凹槽17a中。
模块单元30在此阶段不需要任何组装/拆卸。然而，可以在主单元10和模块单元30两者上设置临时盖体以在运输和储存期间提供保护。这些临时盖体现已被移除。
模块单元30现在被提升到主单元10上，其底面BF朝下。通过将引导元件361插入引导开口161，模块单元30将相对于主单元10正确定位。
固定元件162现在固定到固定开口362。在图10中，固定元件362被示出为处于其下部断开连接的位置和其上部已连接和已固定的位置两者。
由于脊部37a将挤压在第一封闭表面17和第二封闭表面37之间的密封件53，密封件53现在将封闭地接合在凹槽17a中。
在图12中示出了第一电气连接器27和第二电气连接器47如何彼此连接。
在图10和11中，还示出了第一导热元件18和第二导热元件38如何被挤压成彼此接触。应当注意的是，该接触接口竖直地设置在密封件53的下方。此外，还示出了唇部38a如何周向地围绕第二导热元件38以及作为第一导热元件18的一部分。
这有两个目的：首先，热可以经由第一导热元件18和第二导热元件38在主壳体11和模块壳体31之间传递。其次，防止水分和灰尘到达密封件53。这由水路(water-way,WW)示出，表明水必须如何在第一导热元件18的外侧和唇部38a的内侧向上流动，然后在第一导热元件18和第二导热元件38之间流动。然后，如果水继续进入，水必须再次进一步向上流动并进入密封件53所在的凹槽18a。因此，连接系统CS的上述特征被认为保护壳体11、31的内部免受水、灰尘和其他天气条件的影响。
通风通道19、39还允许空气在主壳体11和模块壳体39之间流动。这在图10中用虚线箭头AF(Air Flow,空气流动)表示。
然后其他模块单元30可以连接到主单元10。在以上示例中，可以有连接到一个主单元10的两个或四个这样的模块单元30。然而，其他选项也是可能的。此外，也可以仅将一个模块单元30连接到主单元10，并且然后堵塞主单元10的顶表面TS中的其余开口。
在最后的步骤中，第一主壳体部11a被固定到第二主壳体部11b。
除了上面提到的那些之外，这种连接系统CS还有更多的优点。如图12中所示，配电电路20和转换器模块40两者通常包括焊接到印刷电路板PCB的电气和电子部件。这种印刷电路板和其上的焊料如果弯曲则很容易损坏。根据上述供电系统的机械连接系统，确保了机械刚性。
值得注意的是，上述连接系统CS通过(例如由于故障)将一个模块单元30更换为另一模块单元30使得重新装设供电系统1、(如果预期负载增加或减少)添加额外的模块单元或移除多个模块单元中的一个模块单元变得容易。
另一个优点是第一电气连接器27可以是防接触的。因此，即使配电电路20被供电，操作者也可以将第一连接器器件15和第二连接器器件35彼此连接或将第一连接器器件15和第二连接器器件35彼此断开连接。
另一个优点是，由于固定元件162仅为从主壳体内可接入的，因此降低了被盗或破坏的风险。
替代实施例
在本案一实施例中，固定开口被设置为第一机械连接器的一部分并且固定元件被设置为第二机械连接器的一部分。在此实施例中，固定元件从保护性模块壳体内可接入。
在本案一实施例中，引导开口被设置为第二机械连接器的一部分，并且引导元件被设置为第一机械连接器的一部分。
在本案一实施例中，转换器模块的标称功率为1500-3000W。在本案一实施例中优选为1500-2000W。
在本案一实施例中，模块单元30配置为将第一类型的电力转换为第二类型的电力。第一类型的电力可以是(例如从AC干线、AC发电机等提供的)230V AC类型的电力、(例如从太阳能板提供的)可变DC类型的电力、固定DC类型的电力(例如400V DC电)。第一类型的电力通常可以称为输入到供电系统的输入电力。
第二类型的电力可以是48V DC类型的电力，或者负载需要的另一种类型的电力。第二类型的电力通常可以称为从供电系统输出的输出电力。
应当注意，转换器模块40可以配置为在多于两种类型的电力之间转换电力。例如，一个转换器模块可以将太阳能DC类型的电力和AC类型的电力都转换为固定的DC类型的电力。此外，众所周知，双向电力转换器能够为此类转换器在两个方向传输电力，使用输入/输出电力等术语意义不大。
在上面的描述中，术语“保护性”是指需要如何保护电气设备免受户外环境的影响，例如免受细小颗粒(灰尘、沙子等)和湿气(雨、雪等)的影响。因此，术语“保护性”可以解释为“抵抗户外环境的保护性”。如上文介绍中所述，用于保护电气设备的设备按照IEC标准60529中定义的防护等级IP代码进行分类。此处描述的实施例是针对IP代码65设计的，这通常是斯堪的纳维亚国家的户外供电系统所需要的。其他地点可能需要其他IP代码，例如更低/更高的细颗粒保护和更低/更高的防潮保护。

Claims (18)

1.一种供电系统(1)，包括：
主单元(10)，包括保护性主壳体(11)和设置在所述保护性主壳体(11)中的配电电路(20)；
模块单元(30)，包括保护性模块壳体(31)和设置在所述保护性模块壳体(31)中的电模块(40)；以及
保护性连接系统(CS)，配置为在所述模块单元(30)和所述主单元(10)之间提供可拆装的连接；
其中所述保护性连接系统(CS)包括第一连接器器件(15)、第二连接器器件(35)和密封件(53)；
其中所述第一连接器器件(15)包括：
第一机械连接器(16)，配置为固定到所述保护性主壳体(11)；
第一电气连接器(27)，配置为连接到所述配电电路(20)；和
第一封闭表面(17)，周向地围绕所述第一机械连接器(16)和所述第一电气连接器(27)；
其中，所述第二连接器器件(35)包括：
第二机械连接器(36)，配置为固定到所述保护性模块壳体(31)；
第二电气连接器(47)，配置为连接到所述电模块(40)；和
第二封闭表面(37)，周向地围绕所述第二机械连接器(36)和所述第二电气连接器(47)；
其中，当所述模块单元(30)和所述主单元(10)彼此连接时：
所述第一机械连接器(16)和所述第二机械连接器(36)彼此连接；
所述第一电气连接器(27)和所述第二电气连接器(47)彼此连接；并且
所述密封件(53)封闭地接合在所述第一封闭表面(17)和所述第二封闭表面(37)之间。
2.根据权利要求1所述的供电系统(1)，其中：
所述第二机械连接器(36)包括固定开口(362)；
所述第一机械连接器(16)包括固定元件(162)，当所述模块单元(30)和所述主单元(10)彼此连接时，所述第一机械连接器(16)的所述固定元件(162)固定到所述第二机械连接器(36)的所述固定开口(362)；
所述第一机械连接器(16)的所述固定元件(162)是从所述保护性主壳体(11)内可接入的。
3.根据权利要求1或2所述的供电系统(1)，其中：
所述第一机械连接器(16)包括引导开口(161)；
所述第二机械连接器(36)包括引导元件(361)，当所述模块单元(30)和所述主单元(10)彼此连接时，所述第二机械连接器(36)的所述引导元件(361)插入所述第一机械连接器(16)的所述引导开口(161)中。
4.根据权利要求1或2所述的供电系统(1)，其中所述第一封闭表面(17)被设置为所述保护性主壳体(11)的一部分，并且所述第二封闭表面(37)被设置为所述保护性模块壳体(31)的一部分。
5.根据权利要求4所述的供电系统(1)，其中：
所述第一封闭表面(17)被设置为所述保护性主壳体(11)中的凹槽(17a)或脊部中的一个的一部分；
所述第二封闭表面(37)被设置为从所述第二保护性壳体(31)的突出的脊部(37a)或凹槽中的一个的一部分。
6.根据权利要求1或2所述的供电系统(1)，其中：
所述第一连接器器件(15)包括第一导热元件(18)；
所述第二连接器器件(35)包括第二导热元件(38)；
其中，所述第一导热元件(18)和所述第二导热元件(38)被设置为当所述模块单元(30)和所述主单元(10)彼此连接时彼此接触。
7.根据权利要求6所述的供电系统(1)，其中所述第一导热元件(18)周向地围绕所述第一封闭表面(17)；并且
其中，所述第二导热元件(38)周向地围绕所述第二封闭表面(37)。
8.根据权利要求6所述的供电系统(1)，其中在所述供电系统(1)运行期间，所述第一导热元件(18)垂直地设置在所述第二导热元件(38)的下方。
9.根据权利要求6所述的供电系统(1)，其中所述第一导热元件(18)被设置为所述保护性主壳体(11)的一部分，并且所述第二导热元件(38)被设置为所述保护性模块壳体(31)的一部分。
10.根据权利要求7所述的供电系统(1)，其中所述第二连接器器件(35)包括周向地围绕所述第二导热元件(38)的唇部(38a)，其中所述唇部(38a)远离所述第二封闭表面(37)沿轴向(A1)突出。
11.根据权利要求1或2所述的供电系统(1)，其中在所述供电系统(1)运行期间，所述第一连接器器件(15)被设置在所述保护性主壳体(11)的顶面(TF)上，并且所述第二连接器器件(35)被设置在所述保护性模块壳体(31)的底面(BF)上。
12.根据权利要求1或2所述的供电系统(1)，其中在所述供电系统(1)运行期间，所述第一机械连接器(16)和所述第一电气连接器(27)朝上，并且所述第二机械连接器(36)和所述第二电气连接器(47)朝下。
13.根据权利要求1或2所述的供电系统(1)，其中在所述供电系统(1)运行期间，所述第一封闭表面(17)和所述第二封闭表面(37)定向于一水平面。
14.根据权利要求1或2所述的供电系统(1)，其中：
所述第一连接器器件(15)包括第一通风通道(19)；
所述第二连接器器件(35)包括第二通风通道(39)，当所述模块单元(30)和所述主单元(10)彼此连接时，所述第二通风通道(39)与所述第一通风通道(19)对齐。
15.根据权利要求1或2所述的供电系统(1)，其中所述供电系统(1)还包括被动冷却系统(70)，所述被动冷却系统(70)用于冷却所述主单元(10)和所述模块单元(20)。
16.根据权利要求15所述的供电系统(1)，其中所述被动冷却系统(70)包括设置在所述保护性模块壳体(31)外表面上的散热片(71)。
17.根据权利要求1或2所述的供电系统(1)，其中：
所述第一机械连接器(16)包括机械编码系统的第一部分(164)；
所述第二机械连接器(36)包括所述机械编码系统的第二部分(364)；
仅当所述机械编码系统的所述第一部分与所述机械编码系统的所述第二部分适配时，所述模块单元(20)才可能连接到所述主单元(10)。
18.根据权利要求1或2所述的供电系统(1)，其中所述电模块(40)包括有源功率转换器，所述有源功率转换器适于将一种类型的电力转换为另一种类型的电力。
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