CN115782592A - 一体式高压控制器件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电池控制技术领域，公开了一体式高压控制器件，包括两个相对间隔布置的负极静导体部、两个相对间隔布置的正极静导体部、两个相对间隔布置的预充静导体部、绝缘动导柱、套设在绝缘动导柱上的负极动导体部、套设在绝缘动导柱上的正极动导体部以及套设在绝缘动导柱上的预充动导体部；两个负极静导体部的一个用于连接电源的负极，另一个负极静导体部用于连接用电器件；两个正极静导体部的其中一个用于连接电源的正极，另一个正极静导体部用于连接用电器件；两个预充静导体部的其中一个用于连接电源的正极，另一个预充静导体部用于连接与用电器件进行连接的正极静导体部；通过纯机械的方式进行上下电，避免触电粘接风险导致高压安全失效。

Description

一体式高压控制器件

技术领域

本发明涉及电池控制技术领域，特别涉及一体式高压控制器件。

背景技术

新能源汽车动力架构中使用锂电池电堆作为能源供应，形成一个直流储能单元，上电后实现直流电机的驱动，电能放电结束后再切断对外的输出。

新能源汽车的动力架构中，电池模组作为供电电源，通过低压继电器的通断来实现电能的输出以及切断，同时在整车上有多个用电器，因此在模组输出端存在多个回路并联。

当前，电池模组的主回路正负两极都存在一个继电器进行回路的通断控制，需要给外部电器进行供电时，需要借助预充回路对外部的电容充电，再闭合主回路继电器，避免继电器损伤。

参见图1，新能源电池回路架构说明如下，回路中包含电池模组，S1与S2为两个主继电器，P1为预充继电器，C1为外部高压电容

回路控制方式为：1.首先闭合S2继电器，然后闭合P1继电器，此时回路会给C1电容充电；2.待电容充到一定的比例后，再闭合S1继电器，实现高压回路上电需求

继电器作用，通过S1、S2以及P1的导通与闭合的控制实现单根回路的带电状态控制，满足系统中不一样的工作模式，特别地，需要通过P1继电器相较于S1继电器的提前闭合，实现对外部电容C1的充电。

继电器由两个主要部分组成，低压回路控制的线圈回路，动静触头接触的高压回路，通过低压回路通电后线圈形成的磁场从而使动作触头移动使其与静触头接触，从而实现高压回路的导通，其优点为：可以根据低压回路的通断控制实现高压回路的导通状态控制；缺点为：当低压回路出线非预期的故障或者动作时，高压回路即会出现带电动作，损伤触点导致高压回路失效甚至带来安全风险。使用继电器控制的高压回路，需要更大的布置空间，并且需要完善的上下电逻辑，一旦出现软件问题，就有损伤继电器的风险。另外如果出现冲击等情况，继电器的设计原理会导致其存在带载切断的风险。

发明内容

本发明的目的在于提供一体式高压控制器件，旨在解决上述现有技术中存在的问题。

本申请提供了一体式高压控制器件，包括两个相对间隔布置的负极静导体部、两个相对间隔布置的正极静导体部、两个相对间隔布置的预充静导体部、绝缘动导柱、套设在所述绝缘动导柱上的负极动导体部、套设在所述绝缘动导柱上的正极动导体部以及套设在所述绝缘动导柱上的预充动导体部；其中，所述负极静导体部、正极静导体部以及预充静导体部沿着所述绝缘动导柱的长度延伸方向依序间隔布置，所述负极动导体部、正极动导体部以及预充动导体部沿着所述绝缘动导柱的长度延伸方向依序间隔布置；两个所述负极静导体部之间的间隔空间、两个所述正极静导体部之间的间隔空间以及两个所述预充静导体部之间的间隔空间共同构成了所述绝缘动导柱进行移动的移动空间，所述绝缘动导柱能够在所述移动空间内沿着所述绝缘动导柱的长度延伸方向进行位移；两个所述负极静导体部的其中一个用于连接电源的负极，另一个所述负极静导体部用于连接用电器件，用于和所述负极动导体部共同构成负极回路；两个所述正极静导体部的其中一个用于连接电源的正极，另一个所述正极静导体部用于连接用电器件，用于和所述正极动导体部共同构成正极回路；两个所述预充静导体部的其中一个用于连接电源的正极，另一个所述预充静导体部用于连接与用电器件进行连接的正极静导体部，用于和所述预充动导体部共同构成预充回路。

进一步地，在所述绝缘动导柱的位移过程中，所述绝缘动导柱具有第一状态；在所述第一状态下，所述负极动导体部的两端分别与两个所述负极静导体部抵触，以实现所述负极回路的导通，同时，所述正极回路和所述预充回路不导通。

进一步地，在所述绝缘动导柱的位移过程中，所述绝缘动导柱具有第二状态；在所述第二状态下，所述负极动导体部的两端分别与两个所述负极静导体部抵触，所述负极回路导通，同时，所述预充动导体部的两端分别与两个所述预充静导体部抵触，实现所述预充回路的导通，同时，所述正极回路不导通。

进一步地，在所述绝缘动导柱的位移过程中，所述绝缘动导柱具有第三状态；在所述第三状态下，所述负极动导体部的两端分别与两个所述负极静导体部抵触，所述负极回路导通，同时，所述预充动导体部的两端分别与两个所述预充静导体部抵触，所述预充回路导通，同时，所述正极动导体部的两端分别与两个所述正极静导体部抵触，所述正极回路导通。

进一步地，在所述绝缘动导柱的位移过程中，所述绝缘动导柱具有第四状态；在所述第四状态下，所述负极动导体部的两端分别与两个所述负极静导体部抵触，所述负极回路导通，同时，所述正极动导体部的两端分别与两个所述正极静导体部抵触，所述正极回路导通，同时，所述预充动导体部的两端分别与两个所述预充静导体部分离，所述预充回路不导通。

进一步地，两个所述负极静导体部为弧形片。

进一步地，所述负极动导体部呈圆柱状布置。

进一步地，两个所述正极静导体部为弧形片。

进一步地，所述正极动导体部呈圆柱状布置。

进一步地，两个所述预充静导体部为弧形片，所述预充动导体部呈圆柱状布置。

与现有技术相比，上述提供的一体式高压控制器件，实现了上下电操作，通过绝缘动导柱的位置度控制，实现高压回路的一次性上下电，通过纯机械的方式进行上下电策略，可以避免触电粘接等风险导致高压安全失效；而且需要的布置空间小，避免了使用继电器控制的高压回路，需要完善的上下电逻辑，一旦出现软件问题，就有损伤继电器的风险的问题，还避免了如果出现冲击等情况，继电器的设计原理会导致其存在带载切断的风险的问题。

附图说明

图1是现有技术中新能源电池回路架构示意图；

图2是本发明实施例提供的一体式高压控制器件的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一体式高压控制器件的剖切分解示意图；

图4是本发明实施例提供的一体式高压控制器件处在第二状态下的示意图；

图5是本发明实施例提供的一体式高压控制器件处在第三状态下的示意图；

图6是本发明实施例提供的一体式高压控制器件处在第四状态下的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为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，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。

参照图2所示，一体式高压控制器件，包括两个相对间隔布置的负极静导体部1、两个相对间隔布置的正极静导体部2、两个相对间隔布置的预充静导体部3、绝缘动导柱4、套设在所述绝缘动导柱4上的负极动导体部5、套设在所述绝缘动导柱4上的正极动导体部6以及套设在所述绝缘动导柱4上的预充动导体部7；其中，所述负极静导体部1、正极静导体部2以及预充静导体部3沿着所述绝缘动导柱4的长度延伸方向依序间隔布置，所述负极动导体部5、正极动导体部6以及预充动导体部7沿着所述绝缘动导柱4的长度延伸方向依序间隔布置；两个所述负极静导体部1之间的间隔空间、两个所述正极静导体部2之间的间隔空间以及两个所述预充静导体部3之间的间隔空间供体构成了所述绝缘动导柱4进行移动的移动空间，所述绝缘动导柱4能够在所述移动空间内沿着所述绝缘动导柱4的长度延伸方向进行位移；两个所述负极静导体部1的其中一个用于连接电源8的负极，另一个所述负极静导体部1用于连接用电器件，用于和所述负极动导体部5共同构成负极回路；两个所述正极静导体部2的其中一个用于连接电源8的正极，另一个所述正极静导体部2用于连接用电器件，用于和所述正极动导体部6共同构成正极回路；两个所述预充静导体部3的其中一个用于连接电源8的正极，另一个所述预充静导体部3用于连接与用电器件进行连接的正极静导体部2，用于和所述预充动导体部7共同构成预充回路；在所述绝缘动导柱4的位移过程中，所述绝缘动导柱4具有第一状态、第二状态、第三状态以及第四状态；

在所述第一状态下，所述负极动导体部5的两端分别与两个所述负极静导体部1抵触，以实现所述负极回路的导通，同时，所述正极回路和所述预充回路不导通；

在所述第二状态下，所述负极动导体部5的两端分别与两个所述负极静导体部1抵触，所述负极回路导通，同时，所述预充动导体部7的两端分别与两个所述预充静导体部3抵触，实现所述预充回路的导通，同时，所述正极回路不导通；

在所述第三状态下，所述负极动导体部5的两端分别与两个所述负极静导体部1抵触，所述负极回路导通，同时，所述预充动导体部7的两端分别与两个所述预充静导体部3抵触，所述预充回路导通，同时，所述正极动导体部6的两端分别与两个所述正极静导体部2抵触，所述正极回路导通；

在所述第四状态下，所述负极动导体部5的两端分别与两个所述负极静导体部1抵触，所述负极回路导通，同时，所述正极动导体部6的两端分别与两个所述正极静导体部2抵触，所述正极回路导通，同时，所述预充动导体部7的两端分别与两个所述预充静导体部3分离，所述预充回路不导通。

上述提供的一体式高压控制器件，实现了上下电操作，通过绝缘动导柱4的位置度控制，实现高压回路的一次性上下电，通过纯机械的方式进行上下电策略，可以避免触电粘接等风险导致高压安全失效；而且需要的布置空间小，避免了使用继电器控制的高压回路，需要完善的上下电逻辑，一旦出现软件问题，就有损伤继电器的风险的问题，还避免了如果出现冲击等情况，继电器的设计原理会导致其存在带载切断的风险的问题。

具体的，本发明一实施例提供了一种可选的一体式高压控制器件的具体结构，参阅图3所示，两个所述负极静导体部1为弧形片，所述负极动导体部5呈圆柱状布置；两个所述正极静导体部2为弧形片，所述正极动导体部6呈圆柱状布置；两个所述预充静导体部3为弧形片，所述预充动导体部7呈圆柱状布置。

具体的，绝缘动导柱4往右侧方向推动，首先负极动导体部5的两端与两个负极静导体部1接触，实现负极回路的导通，一体式高压控制器件处在第一状态下。

参照图4所示，绝缘动导柱4继续往右侧方向推动，负极回路导通的同时，预充动导体部7的两端与两个预充静导体部3接触，实现预充回路的导通，一体式高压控制器件处在第二状态下。

参照图5所示，绝缘动导柱4再次往右侧方向推动，负极回路保持导通，正极动导体部6的两端与两个正极静导体部2接触，实现正极回路的导通，一体式高压控制器件处在第三状态下。

参照图6所示，绝缘动导柱4进一步往右侧方向推动，负极回路保持导通，正极回路保持导通，预充动导体部7两端与两个预充静导体部3实现分离，一体式高压控制器件处在第四状态下。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一体式高压控制器件，其特征在于，包括两个相对间隔布置的负极静导体部、两个相对间隔布置的正极静导体部、两个相对间隔布置的预充静导体部、绝缘动导柱、套设在所述绝缘动导柱上的负极动导体部、套设在所述绝缘动导柱上的正极动导体部以及套设在所述绝缘动导柱上的预充动导体部；其中，所述负极静导体部、正极静导体部以及预充静导体部沿着所述绝缘动导柱的长度延伸方向依序间隔布置，所述负极动导体部、正极动导体部以及预充动导体部沿着所述绝缘动导柱的长度延伸方向依序间隔布置；两个所述负极静导体部之间的间隔空间、两个所述正极静导体部之间的间隔空间以及两个所述预充静导体部之间的间隔空间共同构成了所述绝缘动导柱进行移动的移动空间，所述绝缘动导柱能够在所述移动空间内沿着所述绝缘动导柱的长度延伸方向进行位移；两个所述负极静导体部的其中一个用于连接电源的负极，另一个所述负极静导体部用于连接用电器件，用于和所述负极动导体部共同构成负极回路；两个所述正极静导体部的其中一个用于连接电源的正极，另一个所述正极静导体部用于连接用电器件，用于和所述正极动导体部共同构成正极回路；两个所述预充静导体部的其中一个用于连接电源的正极，另一个所述预充静导体部用于连接与用电器件进行连接的正极静导体部，用于和所述预充动导体部共同构成预充回路。

2.根据权利要求1所述的一体式高压控制器件，其特征在于，在所述绝缘动导柱的位移过程中，所述绝缘动导柱具有第一状态；在所述第一状态下，所述负极动导体部的两端分别与两个所述负极静导体部抵触，以实现所述负极回路的导通，同时，所述正极回路和所述预充回路不导通。

3.根据权利要求1所述的一体式高压控制器件，其特征在于，在所述绝缘动导柱的位移过程中，所述绝缘动导柱具有第二状态；在所述第二状态下，所述负极动导体部的两端分别与两个所述负极静导体部抵触，所述负极回路导通，同时，所述预充动导体部的两端分别与两个所述预充静导体部抵触，实现所述预充回路的导通，同时，所述正极回路不导通。

4.根据权利要求1所述的一体式高压控制器件，其特征在于，在所述绝缘动导柱的位移过程中，所述绝缘动导柱具有第三状态；在所述第三状态下，所述负极动导体部的两端分别与两个所述负极静导体部抵触，所述负极回路导通，同时，所述预充动导体部的两端分别与两个所述预充静导体部抵触，所述预充回路导通，同时，所述正极动导体部的两端分别与两个所述正极静导体部抵触，所述正极回路导通。

5.根据权利要求1所述的一体式高压控制器件，其特征在于，在所述绝缘动导柱的位移过程中，所述绝缘动导柱具有第四状态；在所述第四状态下，所述负极动导体部的两端分别与两个所述负极静导体部抵触，所述负极回路导通，同时，所述正极动导体部的两端分别与两个所述正极静导体部抵触，所述正极回路导通，同时，所述预充动导体部的两端分别与两个所述预充静导体部分离，所述预充回路不导通。

6.根据权利要求1所述的一体式高压控制器件，其特征在于，两个所述负极静导体部为弧形片。

7.根据权利要求6所述的一体式高压控制器件，其特征在于，所述负极动导体部呈圆柱状布置。

8.根据权利要求1所述的一体式高压控制器件，其特征在于，两个所述正极静导体部为弧形片。

9.根据权利要求8所述的一体式高压控制器件，其特征在于，所述正极动导体部呈圆柱状布置。

10.根据权利要求1所述的一体式高压控制器件，其特征在于，两个所述预充静导体部为弧形片，所述预充动导体部呈圆柱状布置。

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