CN216529410U - 智能快插开关模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能快插开关模块，包括：壳体以及装设在所述壳体内的多个开关器件和控制电路模块，多个所述开关器件被配置成两组，包括正极开关器件组和负极开关器件组，所述正极开关器件组和所述负极开关器件组通过两个铜排分别将各自的所述开关器件相互电连接，且所述正极开关器件组中的开关模块与所述负极开关器件组中的开关模块一一对应配合形成多条工作回路，所述控制电路模块与所述开关器件电连接，用于控制相应的所述开关器件在闭合状态和断开状态之间切换，以使得该开关器件所处的工作回路导通或断开。该开关模块能够实现功率的动态分配，可为充放电设施配置不同等级的功率，并能够快速插装，更具智能化。

Description

智能快插开关模块

技术领域

本实用新型涉及充放电设施技术领域，特别涉及一种智能快插开关模块。

背景技术

近年来，在全球石油价格上涨、各国石油供给不足以及各个国家和地区汽车尾气排放标准越来越严格的推动下，新能源环保逐渐成为全球焦点，世界各国都相继提出了燃油车禁售时间，我国也作出了2035年全面禁售燃油车的庄严承诺。而新能源汽车作为一种节能环保的绿色出行工具，正在全球急速发展和扩张。

电动车充放电设施是电动车规模化和产业化发展的重要基础设施之一。目前，充放电设施产品已经在稳健发展，逐步形成巨大的市场。作为充放电设施重要零部件之一的功率分配单元，现有技术一般采用高压直流接触器分立安装在充电机柜内部，导致快换装配及售后更换困难，并且单元不具备智能分析处理能力，存在单接触器故障排查困难、状态检测指示、故障源头不明等问题，造成了很大资源的浪费和潜在的矛盾。因此，有必要对现有技术予以改良以克服现有技术中的缺陷。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种智能快插开关模块，采用一进四出的开关模块形式，其目的在于在解决充放电设施单路或多路功率输出的前提下，增加充放电设施与开关模块之间的兼容性，使其生产、维护更加便捷；同时在开关模块中增加智能模块部分，使其具有工作状态检测、温度和电压检测、回路自主控制等功能。

本实用新型为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种智能快插开关模块，包括：壳体以及装设在所述壳体内的多个开关器件和控制电路模块，多个所述开关器件被配置成两组，包括正极开关器件组和负极开关器件组，所述正极开关器件组和所述负极开关器件组通过两个铜排分别将各自的所述开关器件相互电连接，且所述正极开关器件组中的开关模块与所述负极开关器件组中的开关模块一一对应配合形成多条工作回路，所述控制电路模块与所述开关器件电连接，用于控制相应的所述开关器件在闭合状态和断开状态之间切换，以使得该开关器件所处的工作回路导通或断开。

作为本实用新型的进一步改进，所述开关器件均具有两个主触点，其中一所述主触点与所述铜排固定连接，另一所述主触点上均安装有输出快插连接器，且所述正极开关器件组上的输出快插连接器与所述负极开关器件组上的输出快插连接器呈交错排布。

作为本实用新型的进一步改进，所述输出快插连接器呈叉形，具有两个弹性夹持片，两个所述弹性夹持片之间形成用于与外部的汇流铜排快速插装的插槽。

作为本实用新型的进一步改进，所述控制电路模块包括采集信号线路板和控制主板，所述采集信号线路板与所述控制主板之间通过转接线束电连接并可进行信号传输，所述开关器件均电连接在所述采集信号线路板上并由所述控制主板控制实现开闭。

作为本实用新型的进一步改进，所述控制主板设置有CAN通讯模块和CAN通讯接口，所述CAN通讯接口用于连接至外部的控制系统，以使得所述控制主板与该控制系统进行CAN通讯实现对所述开关器件的开闭控制。

作为本实用新型的进一步改进，所述控制主板上还设置有地址选择拨码开关、状态指示灯、软件烧录接口以及供电电源接口，所述地址选择拨码开关通过设置不同地址实现所述控制主板与控制系统之间进行CAN通讯；所述状态指示灯设置有多个，分别一一对应于所述工作回路，用于显示相应所述工作回路的工作状态；所述软件烧录接口用于接收外部中控或存储介质导入的升级文件。

作为本实用新型的进一步改进，两个所述铜排上均安装有温度传感器，所述温度传感器均通过温度采集线束电连接至所述采集信号线路板，所述采集信号线路板将温度采集信号传输至所述控制主板进行检测两个所述铜排的温度。

作为本实用新型的进一步改进，两个所述铜排之间通过电压采集线束电连接至所述采集信号线路板，所述采集信号线路板将采集到的电压采集信号传输至所述控制主板进行检测两个所述铜排之间的电压。

作为本实用新型的进一步改进，所述开关器件为接触器或继电器；

所述开关器件的顶部均设置有线圈供电引脚，所述线圈供电引脚均焊接在所述采集信号线路板上以实现电连接；

所述开关器件还设置有辅助触点以及由所述辅助触点引出的辅助开关引脚，所述辅助开关引脚同样焊接在所述采集信号线路板上以实现电连接，所述开关器件在闭合状态和断开状态之间切换能够同步联动所述辅助触点实现开闭。

作为本实用新型的进一步改进，所述壳体包括上壳体、中壳体和下壳体，所述上壳体盖设在所述中壳体的顶部，所述中壳体内设置有与所述开关器件尺寸匹配的多个容置槽，所述开关器件安装在所述容置槽内，所述采集信号线路板布置在所述开关器件的顶部，所述下壳体安装在所述中壳体的底部，所述控制主板设于所述下壳体内。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型提供一种智能快插开关模块，适用于一个或多个开关模块集成在一起形成的充电堆，通过控制电路模块控制相应的开关器件闭合或断开使其所在的工作回路实现导通或断开，进而实现功率的动态分配，可为充放电设施配置不同等级的功率；

2、通过在开关器件的主触点上安装有输出快插连接器，能够与充放电设施的汇流铜排一一对应快速插装，大大减少了多个开关器件带来的繁琐的连接操作，便于开关模块快速安装及售后维护；

3、控制电路模块分为采集信号线路板和控制主板，予以功能分区，采集信号线路板实现器件的电气连接以及向控制主板传递信号，控制主板实现智能分析处理以及与外部连接、状态显示、软件升级、CAN通讯等扩展功能，结构设计合理巧妙，整体布局更加紧凑，减小开关模块占用空间，将各插件配置在控制主板上，更有利于实现快速插拔，便于操作；

4、本申请控制电路模块具备工作状态检测、温度和电压检测、回路自主控制等功能，使开关模块更具智能化，维护更加便捷；

5、通过将开关器件的线圈供电引脚以及辅助开关引脚均采用焊接方式与采集信号线路板电连接，以及温度采集和电压采集通过线束与采集信号线路板电连接，能够减少导线的使用，避免导线线路混乱、理线困难等问题，各零部件组装方便。

附图说明

图1为本实用新型智能快插开关模块的立体图；

图2为本实用新型智能快插开关模块的爆炸图；

图3为本实用新型智能快插开关模块去除上壳体后的俯视图；

图4为本实用新型智能快插开关模块的仰视图；

图5为本实用新型开关器件和输出快插连接器的立体图；

图6为本实用新型智能快插开关模块与汇流铜排对插状态的结构示意图。

结合附图，作以下说明：

1——壳体； 101——上壳体；

102——中壳体； 1021——容置槽；

103——下壳体； 2——开关器件；

201——主触点； 202——线圈供电引脚；

203——辅助开关引脚； 3——正极开关器件组；

4——负极开关器件组； 5——铜排；

6——输出快插连接器； 601——弹性夹持片；

602——插槽； 7——采集信号线路板；

8——控制主板； 9——转接线束；

10——CAN通讯接口； 11——地址选择拨码开关；

12——状态指示灯； 13——软件烧录接口；

14——供电电源接口； 15——温度采集线束；

16——电压采集线束； 17——汇流铜排；

18——温度传感器。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型的一个较佳实施例作详细说明。

参阅图1至图6，本实用新型提供一种智能快插开关模块，应用于直流充放电设施，包括：壳体1以及装设在壳体1内的八个开关器件2和控制电路模块。壳体1包括上壳体101、中壳体102和下壳体103，上壳体101盖设在中壳体102的顶部，下壳体103安装在中壳体102的底部。中壳体102内设置有与开关器件2尺寸匹配的八个容置槽1021，八个容置槽1021呈两排平行分布，且左右交错布置，开关器件2安装在容置槽1021内。八个开关器件2成对配置且被分配成两组，包括正极开关器件组3和负极开关器件组4，即处于同一排的开关器件2为一组。正极开关器件组3通过一铜排5将其上的开关器件2相互电连接，负极开关器件组4通过另一铜排5将其上的开关器件2相互电连接，两个铜排5的一端均露出于壳体1作为直流电源输出端。正极开关器件组3中的四个开关器件2与负极开关器件组4中的四个开关器件2一一对应配合形成四条工作回路，控制电路模块与八个开关器件2电连接，用于控制相应的开关器件2在闭合状态和断开状态之间切换，以使得该开关器件2所处的工作回路导通或断开，进而实现功率的动态分配。

需要说明的是，本申请对于开关器件2的数量不做限制，可根据实际使用需求作出相应变动，如也可以选择配置十二个，以实现一进六出功能。

参阅图2和图5，开关器件2为接触器或继电器，优选地，本申请开关器件2采用继电器，其顶部具有两个主触点201，其中一主触点201与相应的铜排5固定连接，另一主触点201上均安装有输出快插连接器6，八个输出快插连接器6排列间隔布置在壳体1中部并凸出于上壳体101，且正极开关器件组3上的输出快插连接器6与负极开关器件组4上的输出快插连接器6呈交错排布，构成四组输出连接端。

具体的，输出快插连接器6呈叉形，具有两个弹性夹持片601，两个弹性夹持片601之间形成插槽602，该插槽602能够与充放电设施的汇流铜排17一一对应快速插装，组装方便快捷，大大减少了多个开关器件带来的繁琐的连接操作。

参阅图2，控制电路模块包括采集信号线路板7和控制主板8，采集信号线路板7布置在开关器件2的顶部，控制主板8设于下壳体103内，采集信号线路板7与控制主板8之间通过转接线束9电连接并可进行信号传输，开关器件2均电连接在采集信号线路板7上并由控制主板8控制实现开闭。

其中，控制主板8设置有主控芯片、CAN通讯模块、CAN通讯接口10、地址选择拨码开关11、状态指示灯12、软件烧录接口13以及供电电源接口14。CAN通讯接口10用于连接至充放电设施的控制系统，通过地址选择拨码开关11设置不同地址，以使得控制主板8与该控制系统进行CAN通讯实现对开关器件2的开闭控制。状态指示灯12采用LED三色灯，具有四个，分别一一对应于四条工作回路，用于显示相应工作回路的工作状态。软件烧录接口13用于接收外部中控或存储介质导入的升级文件。此外控制主板8还具备软件升级功能，与充放电设施的控制系统通过CAN通讯接收升级文件，使充放电设施时刻保持在最佳状态。本实施例中，通过将控制电路模块分为采集信号线路板7和控制主板8，予以功能分区，采集信号线路板7实现器件的电气连接以及向控制主板8传递信号，通过控制主板8的主控芯片实现智能分析处理以及与外部连接、状态显示等扩展功能，并能够使得整体结构更加紧凑，减小开关模块占用空间；此外，通过将各插件接口配置在控制主板8上，在下壳体103上对应于各插件接口开设有通孔，更有利于实现快速插拔，便于操作。

参阅图2和图3，本申请开关模块还具备温度检测及电压检测功能。具体的，在两个铜排5上均安装有温度传感器18，温度传感器18均通过温度采集线束15电连接至采集信号线路板7，采集信号线路板7将温度传感器18采集到的温度采集信号传输至控制主板8，通过控制主板8的主控芯片对该温度采集信号处理分析进行检测两个铜排5的温度。两个铜排5之间通过电压采集线束16电连接至采集信号线路板7，采集信号线路板7将采集到的电压采集信号传输至控制主板8，通过控制主板8的主控芯片对该电压采集信号处理分析进行检测两个铜排5之间的电压。由此设计，能够实时监测开关模块是否处于正常工作状态下，一旦出现异常能够快速做出响应，切断工作回路，避免发生危险。温度采集和电压采集均通过线束与采集信号线路板7电连接，能够减少导线的使用，避免导线线路混乱、理线困难等问题，节约空间，且各零部件组装方便。

再次参阅图2和图5，开关器件2均设置有线圈以及由线圈引出的线圈供电引脚202，线圈供电引脚202设置在开关器件2的顶部，线圈供电引脚202均焊接在采集信号线路板7上以实现电连接，为线圈供电。开关器件2还设置有辅助触点以及由辅助触点引出的辅助开关引脚203，辅助开关引脚203设置在开关器件2顶部与线圈供电引脚202相对的一侧，辅助开关引脚203同样焊接在采集信号线路板7上以实现电连接。通过将线圈供电引脚202以及辅助开关引脚203均采用焊接方式与采集信号线路板7电连接，能够减少导线的使用，避免导线线路混乱、理线困难等问题。开关器件2在闭合状态和断开状态之间切换能够同步联动辅助触点实现开闭，进而能够供控制主板8诊断分析控制开关器件2的吸合与断开，并能够检测开关器件2的主触点201有无粘连。

由此可见，本实用新型一种智能快插开关模块，适用于一个或多个开关模块集成在一起形成的充电堆，通过控制电路模块控制相应的开关器件闭合或断开使其所在的工作回路实现导通或断开，进而实现功率的动态分配，可为充放电设施配置不同等级的功率；通过在开关器件的主触点上安装有输出快插连接器，能够与充放电设施的汇流铜排一一对应快速插装，大大减少了多个开关器件带来的繁琐的连接操作，便于开关模块快速安装及售后维护；控制电路模块分为采集信号线路板和控制主板，予以功能分区，采集信号线路板实现器件的电气连接以及向控制主板传递信号，控制主板实现智能分析处理以及与外部连接、状态显示、软件升级、CAN通讯等扩展功能，结构设计合理巧妙，整体布局更加紧凑，减小开关模块占用空间，将各插件配置在控制主板上，更有利于实现快速插拔，便于操作；本申请控制电路模块具备工作状态检测、温度和电压检测、回路自主控制等功能，使开关模块更具智能化，维护更加便捷；通过将开关器件的线圈供电引脚以及辅助开关引脚均采用焊接方式与采集信号线路板电连接，以及温度采集和电压采集通过线束与采集信号线路板电连接，能够减少导线的使用，避免导线线路混乱、理线困难等问题，各零部件组装方便。

在以上的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是以上描述仅是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，因此本实用新型不受上面公开的具体实施的限制。同时任何熟悉本领域技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种智能快插开关模块，其特征在于，包括：壳体(1)以及装设在所述壳体(1)内的多个开关器件(2)和控制电路模块，多个所述开关器件(2)被配置成两组，包括正极开关器件组(3)和负极开关器件组(4)，所述正极开关器件组(3)和所述负极开关器件组(4)通过两个铜排(5)分别将各自的所述开关器件(2)相互电连接，且所述正极开关器件组(3)中的开关器件(2)与所述负极开关器件组(4)中的开关器件(2)一一对应配合形成多条工作回路，所述控制电路模块与所述开关器件(2)电连接，用于控制相应的所述开关器件(2)在闭合状态和断开状态之间切换，以使得该开关器件(2)所处的工作回路导通或断开。

2.根据权利要求1所述的智能快插开关模块，其特征在于：所述开关器件(2)均具有两个主触点(201)，其中一所述主触点(201)与所述铜排(5)固定连接，另一所述主触点(201)上均安装有输出快插连接器(6)，且所述正极开关器件组(3)上的输出快插连接器(6)与所述负极开关器件组(4)上的输出快插连接器(6)呈交错排布。

3.根据权利要求2所述的智能快插开关模块，其特征在于：所述输出快插连接器(6)呈叉形，具有两个弹性夹持片(601)，两个所述弹性夹持片(601)之间形成用于与外部的汇流铜排(17)快速插装的插槽(602)。

4.根据权利要求1所述的智能快插开关模块，其特征在于：所述控制电路模块包括采集信号线路板(7)和控制主板(8)，所述采集信号线路板(7)与所述控制主板(8)之间通过转接线束(9)电连接并可进行信号传输，所述开关器件(2)均电连接在所述采集信号线路板(7)上并由所述控制主板(8)控制实现开闭。

5.根据权利要求4所述的智能快插开关模块，其特征在于：所述控制主板(8)设置有CAN通讯模块和CAN通讯接口(10)，所述CAN通讯接口(10)用于连接至外部的控制系统，以使得所述控制主板(8)与该控制系统进行CAN通讯实现对所述开关器件(2)的开闭控制。

6.根据权利要求5所述的智能快插开关模块，其特征在于：所述控制主板(8)上还设置有地址选择拨码开关(11)、状态指示灯(12)、软件烧录接口(13)以及供电电源接口(14)，所述地址选择拨码开关(11)通过设置不同地址实现所述控制主板(8)与控制系统之间进行CAN通讯；所述状态指示灯(12)设置有多个，分别一一对应于所述工作回路，用于显示相应所述工作回路的工作状态；所述软件烧录接口(13)用于接收外部中控或存储介质导入的升级文件。

7.根据权利要求4所述的智能快插开关模块，其特征在于：两个所述铜排(5)上均安装有温度传感器(18)，所述温度传感器(18)均通过温度采集线束(15)电连接至所述采集信号线路板(7)，所述采集信号线路板(7)将温度采集信号传输至所述控制主板(8)进行检测两个所述铜排(5)的温度。

8.根据权利要求4所述的智能快插开关模块，其特征在于：两个所述铜排(5)之间通过电压采集线束(16)电连接至所述采集信号线路板(7)，所述采集信号线路板(7)将采集到的电压采集信号传输至所述控制主板(8)进行检测两个所述铜排(5)之间的电压。

9.根据权利要求4所述的智能快插开关模块，其特征在于：所述开关器件(2)为接触器或继电器；

所述开关器件(2)的顶部均设置有线圈供电引脚(202)，所述线圈供电引脚(202)均焊接在所述采集信号线路板(7)上以实现电连接；

所述开关器件(2)还设置有辅助触点以及由所述辅助触点引出的辅助开关引脚(203)，所述辅助开关引脚(203)同样焊接在所述采集信号线路板(7)上以实现电连接，所述开关器件(2)在闭合状态和断开状态之间切换能够同步联动所述辅助触点实现开闭。

10.根据权利要求4所述的智能快插开关模块，其特征在于：所述壳体(1)包括上壳体(101)、中壳体(102)和下壳体(103)，所述上壳体(101)盖设在所述中壳体(102)的顶部，所述中壳体(102)内设置有与所述开关器件(2)尺寸匹配的多个容置槽(1021)，所述开关器件(2)安装在所述容置槽(1021)内，所述采集信号线路板(7)布置在所述开关器件(2)的顶部，所述下壳体(103)安装在所述中壳体(102)的底部，所述控制主板(8)设于所述下壳体(103)内。

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