CN217406169U - 开关保护电路、开关盒以及储能组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种开关保护电路、开关盒以及储能组件，其中，开关保护电路包括：熔丝组件，熔丝组件的第一输入端用于与开关盒的正极输入端连接，熔丝组件的第二输入端用于与开关盒的负极输入端连接；负荷开关，负荷开关的第一输入端与熔丝组件的第一输出端连接，负荷开关的第二输入端与熔丝组件的第二输出端连接；以及开关组件，开关组件的第一输入端与负荷开关的第一输出端连接，开关组件的第二输入端与负荷开关的第二输出端连接，开关组件的第一输出端用于与开关盒的正极输出端连接，开关组件的第二输出端用于与开关盒的负极输出端连接。本实用新型技术方案可提高开关盒的可靠性、安全性及兼容性。

Description

开关保护电路、开关盒以及储能组件

技术领域

本实用新型涉及开关盒技术领域，特别涉及一种开关保护电路、开关盒以及储能组件。

背景技术

工商业会在用户侧配置电池组件，来降低高峰时段用电负荷以及增加低谷时可用电量，并同时充当备用电源。目前，通常采用开关盒来控制电池组件的工作状态，以及时断开高低压侧的联系，从而避免触电、短路等异常情况发生，但现有开关盒的可靠性较低，而导致开关盒的安全性较低。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种开关保护电路，旨在解决储能组件中开关盒可靠性低的问题。

为实现上述目的，本实用新型提出的开关保护电路，所述开关保护电路包括：

熔丝组件，所述熔丝组件的第一输入端用于与开关盒的正极输入端连接，所述熔丝组件的第二输入端用于与开关盒的负极输入端连接；

负荷开关，所述负荷开关的第一输入端与所述熔丝组件的第一输出端连接，所述负荷开关的第二输入端与所述熔丝组件的第二输出端连接；以及，

开关组件，所述开关组件的第一输入端与所述负荷开关的第一输出端连接，所述开关组件的第二输入端与所述负荷开关的第二输出端连接，所述开关组件的第一输出端用于与开关盒的正极输出端连接，所述开关组件的第二输出端用于与所述开关盒的负极输出端连接。

可选地，所述开关保护电路还包括：

主控模块，所述主控模块分别与所述熔丝组件的第一反馈触点和第二反馈触点、所述负荷开关的第一反馈触点和第二反馈触点、所述开关组件的第一反馈触点和第二反馈触点连接。

可选地，所述主控模块还与所述开关组件的第一受控端和第二受控端连接。

可选地，所述开关组件包括：

第一接触器，所述第一接触器的受控端、反馈触点、进线端和出线端分别为所述开关组件的第一受控端、第一反馈触点、第一输入端和第一输出端；

第二接触器，所述第二接触器的受控端、反馈触点、进线端、出线端分别为所述开关组件的第二受控端、第二反馈触点、第二输入端和第二输出端。

可选地，所述主控模块的第一电压检测端、第二电压检测端、第三电压检测端、第四电压检测端与开关盒的正极输入端、负极输入端、正极输出端和负极输出端一一对应连接，以检测开关盒的输入电压和输出电压；

所述主控模块用于在确定开关盒的输入电压和/或输出电压异常时，输出相应的报警控制信号。

可选地，所述开关保护电路还包括：

分流器，所述分流器的两端分别与所述主控模块连接；

所述分流器的两端还连接于所述开关组件的第一输出端与开关盒的正极输出端之间；或者，所述分流器的两端还连接于所述开关组件的第二输出端与开关盒的负极输出端之间。

可选地，所述熔丝组件包括

第一熔丝，所述第一熔丝的第一端、第二端、反馈触点分别为所述熔丝组件的第一输入端、第一输出端、第一反馈触点；

第二熔丝，所述第二熔丝的第一端、第二端、反馈触点分别为所述熔丝组件的第二输入端、第二输出端、第二反馈触点。

可选地，所述第一熔丝和所述第二熔丝二者中一者的熔断时间大于另一者。

本实用新型还提出一种开关盒，所述开关盒包括如上述的开关保护电路。

本实用新型还提出一种储能组件，所述储能组件包括：

电池组件；以及，

如上述的开关盒，所述开关盒的正极输入端与所述电池组件的正极连接，所述开关盒的负极输入端与所述电池组件的负极连接。

本实用新型技术方案通过采用熔丝组件、负荷开关和开关组件依次连接组成开关保护电路，使得熔丝组件可在电池组件的放电电流过大时，可及时将电池组件与后端负荷开关和开关组件隔离，以保护负荷开关及开关组件不受到大电流的损伤，且开关组件被短路大电流冲击的时间最短，可最大程度上的保护开关组件和开关盒输出端负载，因而可有效提高开关盒的可靠性，从而解决了储能组件中开关盒可靠性低的问题。此外，负荷开关和开关组件还可作为维修时的断电开关，因而还有利于提高开关盒的安全性以及便利性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型开关保护电路一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型储能组件一实施例的结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	熔丝组件	60	电池组件
20	负荷开关	S1	第一接触器
				30	开关组件	S2	第二接触器
40	主控模块	F1	第一熔丝
				50	分流器	F2	第二熔丝

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种开关保护电路，可应用于开关盒中。

参照图1至图2，在一实施例中，所述开关保护电路包括：

熔丝组件10，所述熔丝组件10的第一输入端用于与开关盒的正极输入端连接，所述熔丝组件10的第二输入端用于与开关盒的负极输入端连接；

负荷开关20，所述负荷开关20的第一输入端与所述熔丝组件10的第一输出端连接，所述负荷开关的第二输入端与所述熔丝组件10的第二输出端连接；以及，

开关组件30，所述开关组件30的第一输入端与所述负荷开关20的第一输出端连接，所述开关组件30的第二输入端与所述负荷开关20的第二输出端连接，所述开关组件30的第一输出端用于与开关盒的正极输出端连接，所述开关组件30的第二输出端用于与所述开关盒的负极输出端连接。

本实施例中，开关盒可具有正极输入端和负极输入端，用以分别与电池组件60的正极和负极连接，以接入电池组件60的放电电流并输出至熔丝组件10的第一输入端和第二输入端；熔丝组件10可采用熔丝构成。当电池组件60工作正常，即其放电电流正常时，熔丝组件10可正常将放电电流输出，以使得电池组件60可正常形成放电回路，并为开关盒所带负载供电；当电池组件60工作异常，例如其放电电流过流时，熔断组件可在过大的放电电流的作用下熔断，将自身第一输入端与第一输出端的连接断开，或者将自身第二输入端与第二输出端的连接断开，以使得电池组件60的放电回路断开，从而自动实现对开关盒所带负载的保护。

负荷开关20可在操作人员的控制下，具有导通和关断两种工作状态。当负荷开关20导通时，负荷开关20可接入熔丝组件10输出的电流，并传输至后端开关组件30；当负荷开关20关断时，负荷开关20可停止传输所接入的电流，以使开关盒中后端功能组件可与电池组件60的高压隔离，有利于提高安全性。

开关组件30同样可采用开关器件构成。开关组件30同样可在操作人员的控制下，具有导通和关断两种工作状态。当开关组件30导通时，开关组件30可接入负荷开关20输出的电流，并传输至后端开关组件30；当开关组件30关断时，开关组件30可停止传输所接入的电流，以使开关盒中后端功能组件可与电池组件60的高压隔离，有利于提高安全性。换而言之，本实施例中，负荷开关20和开关组件30可作为维修时使用的断电开关。

本实用新型技术方案通过在开关盒中采用依次连接的熔丝组件10、负荷开关20和开关组件30来构建开关保护电路，使得熔丝组件10可在电池组件60的放电电流过大时，可及时将电池组件60与后端负荷开关20和开关组件30隔离，以保护负荷开关20及开关组件30不受到大电流的损伤，且开关组件30被短路大电流冲击的时间最短，可最大程度上的保护开关组件30和开关盒输出端负载，因而可有效提高开关盒的可靠性，从而解决了储能组件中开关盒可靠性低的问题。此外，负荷开关20和开关组件30还可作为维修时的断电开关，因而还有利于提高开关盒的安全性以及便利性。

参照图1至图2，在一实施例中，所述开关保护电路还包括：

主控模块40，所述主控模块40分别与所述第一熔丝F1组件10的第一反馈触点和第二反馈触点、所述负荷开关20的第一反馈触点和第二反馈触点、所述开关组件30的第一反馈触点和第二反馈触点连接。

主控模块40可为MCU、DSP或者FPGA等微处理器；或者，还可为专用的中央管理单元，即CMU。本实施例中，熔丝组件10、负荷开关20和开关组件30均具有反馈自身第一输入端和自身第一输出端之间导通或关断状态的第一反馈触点，以及反馈自身第二输入端和自身第二输出端之间导通或关断状态的第二反馈触点，且熔丝组件10、负荷开关20、开关组件30三者的第一反馈触点和第二反馈触点可分别与主控制器的一个反馈接收端连接，以实时反馈输出相应的导通/关断状态信号至主控模块40。

主控模块40可根据接收到的各导通/关断状态信号，确定各负荷开关20是否正常，并可根据确定结果发出相应的报警控制信号。例如：当主控模块40确定电池组件60不应接入，而接收到负荷开关20或者开关组件30输出的导通状态信号时，主控模块40可确定负荷开关20或者开关组件30存在触点粘连故障并提示；当主控模块40确定电池组件60应接入，而接收到负荷开关20或者开关组件30输出的关断状态信号时，主控模块40可确定负荷开关20或者开关组件30没有闭合或者存在触点故障并提示。如此，便于维修人员精准定位故障的负荷开关20，有利于缩短检修时间。此外，对于熔丝组件10而言，主控模块40还可在其自熔断后，根据接收到的关断状态信号，精准提示维修人员所熔断熔丝的位置，以进一步缩短开关盒的检修时间。

参照图1至图2，在一实施例中，所述主控模块40还与所述开关组件30的第一受控端和第二受控端连接。

本实施例中，开关组件30可根据第一受控端接收到的控制信号，控制自身第一输入端与第一输出端的导通或者断开；以及，根据第二受控端接收到的控制信号，控制自身第二输入端与第二输出端的导通或者断开。如此设置，使得主控模块40可在负荷开关20因触点粘连等故障而处于常导通状态时，通过控制开关组件30来使得开关盒停止输出电能。

参照图1至图2，在一实施例中，所述开关组件30包括：

第一接触器S1，所述第一接触器S1的受控端、反馈触点、进线端和出线端分别为所述开关组件30的第一受控端、第一反馈触点、第一输入端和第一输出端；

第二接触器S2，所述第二接触器S2的受控端、反馈触点、进线端、出线端分别为所述开关组件30的第二受控端、第二反馈触点、第二输入端和第二输出端。

本实施例中，第一接触器S1和第二接触器S2均可为直流接触器，且均具有进线端、反馈触点、出线端和受控端。第一接触器S1和第二接触器S2可在主控模块40的控制下导通/关断，以实现电控分合闸；以及，还可在维修人员的手动操作下导通/关断，以实现手动分合闸。当然，在其他实施例中，开关组件30还可采用两个断路器或者继电器来实现，在此不做赘述。本实用新型方案通过采用两个接触器来实现开关组件30，使得任意一接触器在出现触点粘连等故障而处于常导通状态时，可通过控制另一接触器断开来使得开关盒停止输出电能，有利于进一步提高开关盒的稳定性和安全性。

参照图1至图2，在一实施例中，所述主控模块40的第一电压检测端、第二电压检测端、第三电压检测端、第四电压检测端与开关盒的正极输入端、负极输入端、正极输出端和负极输出端一一对应连接，以检测开关盒的输入电压和输出电压；

所述主控模块40用于在确定开关盒的输入电压和/或输出电压异常时，输出相应的报警控制信号。

本实施例中，主控模块40还具有4个电压检测端，分别为第一电压检测端、第二电压检测端、第三电压检测端、第四电压检测端。其中，第一电压检测端和第二电压检测端用于检测开关盒的输入电压，即电池组件60的放电电压，第三电压检测端和第四电压检测端用于检测开关盒的输出电压。控制模块可在确定开关盒的输入电压和/或输出电压，出现欠压、过压以及或者压差超过阈值等异常情况时，输出相应的报警控制信号至提示电路，以使提示电路可发出相应的提示信息来提示电压的异常类型。

此外，当主控模块40在确定电池组件60不应接入，且接收到的均为关断状态信号，但检测到开关盒的输出电压时，主控模块40可确定负荷开关20的触点反馈功能异常或者存在粘连故障并提示；当主控模块40在确定电池组件60应接入，且接收到的均为导通状态信号，但检测不到开关盒的输出电压时，主控模块40同样可确定负荷开关20的触点反馈功能异常或者负荷开关20没有闭合并提示。如此设置，使得控制模可在对开关盒的输入电压和输出电压进行监控的同时，利用输出电压辅助判断负荷开关20是否出现故障，有利于提高负荷开关20故障判断的精准性和稳定性。

参照图1至图2，在一实施例中，所述开关保护电路还包括：

分流器50，所述分流器50的两端分别与所述主控模块40连接；

所述分流器50的两端还连接于所述开关组件30的第一输出端与开关盒的正极输出端之间；或者，所述分流器50的两端还连接于所述开关组件30的第二输出端与开关盒的负极输出端之间。

本实施例中，分流器50可作为电流检测器件，分流器50的两端可分别与主控模块40的电流检测端连接。分流器50可在流经电流时，在其两端产生相应的电压差，并可将该电压差作为电流检测信号输出至主控模块40，以实现主控模块40对于开关盒输出电流的监控。在另一实施例中，主控模块40可在确定输出电流过流时，控制开关组件30关断，以使开关盒停止输出电流。需要说明的是，分流器50相较于霍尔器件而言，精度更高，价格更低，且市场成熟度较高，便于与开关盒中其他功能组件进行兼容设计。

参照图1至图2，在一实施例中，所述熔丝组件10包括

第一熔丝F1，所述第一熔丝F1的第一端、第二端、反馈触点分别为所述熔丝组件10的第一输入端、第一输出端、第一反馈触点；

第二熔丝F2，所述第二熔丝F2的第一端、第二端、反馈触点分别为所述熔丝组件10的第二输入端、第二输出端、第二反馈触点。

可选地，所述第一熔丝F1和所述第二熔丝F2二者中一者的熔断时间大于另一者。

本实施例中，第一熔丝F1和第二熔丝F2二者中的一者可为AR型熔丝(即快熔熔丝)，另一者可为PV型熔丝(即慢熔熔丝)。需要说明的是，AR型熔丝和PV型熔丝在均达到熔断温度的前提下，AR型熔丝的熔断速度大于PV型熔丝。在此以第一熔丝F1为AR型熔丝，第二熔丝F2为PV型熔丝来解释本申请方案，由于第一熔丝F1熔断速度较快，因而在电池组件60的放电回路发生短路故障产生大电流时，第一熔丝F1优先熔断，以及时阻断大电流传输，而此时第二熔丝F2不熔断；在电池组件60的放电回路发生电流过载时，第二熔丝F2优先熔断，而此时第一熔丝F1不熔断。需要说明的是，当放电回路发生短路故障时，回路中的电流大于放电回路发生电流过载时的电流。

如此设置，使得开关盒同时兼顾了过载保护和短路保护，使得维修人员在发生故障后只需要更换一个熔丝即可，降低维护难度和成本，且过载保护有利于提高线束的使用寿命，可有效防止动力线受过载影响发生绝缘老化。

本实用新型还提出一种开关盒，该开关盒包括开关保护电路，该开关保护电路的具体结构参照上述实施例，由于本开关盒采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

其中，开关盒可包括壳体和电路板，开关保护电路可设于电路板上，电路板可容置于壳体中。

本实用新型还提出一种开关盒，该开关盒包括电池组件60和开关盒，该开关盒的具体结构参照上述实施例，由于本开关盒采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

其中，电池组件60，又称电池簇可由多个电池包组成，因而放电电压较高，且放电电流较大。开关盒的正极输入端与电池组件60的正极连接，开关盒的负极输入端与电池组件60的负极连接，开关盒的正级输出端和负极输出端用于与用电负载连接。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种开关保护电路，其特征在于，所述开关保护电路包括：

熔丝组件，所述熔丝组件的第一输入端用于与开关盒的正极输入端连接，所述熔丝组件的第二输入端用于与开关盒的负极输入端连接；

负荷开关，所述负荷开关的第一输入端与所述熔丝组件的第一输出端连接，所述负荷开关的第二输入端与所述熔丝组件的第二输出端连接；以及，

开关组件，所述开关组件的第一输入端与所述负荷开关的第一输出端连接，所述开关组件的第二输入端与所述负荷开关的第二输出端连接，所述开关组件的第一输出端用于与开关盒的正极输出端连接，所述开关组件的第二输出端用于与所述开关盒的负极输出端连接。

2.如权利要求1所述的开关保护电路，其特征在于，所述开关保护电路还包括：

主控模块，所述主控模块分别与所述熔丝组件的第一反馈触点和第二反馈触点、所述负荷开关的第一反馈触点和第二反馈触点、所述开关组件的第一反馈触点和第二反馈触点连接。

3.如权利要求2所述的开关保护电路，其特征在于，所述主控模块还与所述开关组件的第一受控端和第二受控端连接。

4.如权利要求3所述的开关保护电路，其特征在于，所述开关组件包括：

第一接触器，所述第一接触器的受控端、反馈触点、进线端和出线端分别为所述开关组件的第一受控端、第一反馈触点、第一输入端和第一输出端；

第二接触器，所述第二接触器的受控端、反馈触点、进线端、出线端分别为所述开关组件的第二受控端、第二反馈触点、第二输入端和第二输出端。

5.如权利要求2所述的开关保护电路，其特征在于，所述主控模块的第一电压检测端、第二电压检测端、第三电压检测端、第四电压检测端与开关盒的正极输入端、负极输入端、正极输出端和负极输出端一一对应连接，以检测开关盒的输入电压和输出电压；

所述主控模块用于在确定开关盒的输入电压和/或输出电压异常时，输出相应的报警控制信号。

6.如权利要求2所述的开关保护电路，其特征在于，所述开关保护电路还包括：

分流器，所述分流器的两端分别与所述主控模块连接；

所述分流器的两端还连接于所述开关组件的第一输出端与开关盒的正极输出端之间；或者，所述分流器的两端还连接于所述开关组件的第二输出端与开关盒的负极输出端之间。

7.如权利要求2-6任意一项所述的开关保护电路，其特征在于，所述熔丝组件包括

第一熔丝，所述第一熔丝的第一端、第二端、反馈触点分别为所述熔丝组件的第一输入端、第一输出端、第一反馈触点；

第二熔丝，所述第二熔丝的第一端、第二端、反馈触点分别为所述熔丝组件的第二输入端、第二输出端、第二反馈触点。

8.如权利要求7所述的开关保护电路，其特征在于，所述第一熔丝和所述第二熔丝二者中一者的熔断时间大于另一者。

9.一种开关盒，其特征在于，所述开关盒包括如权利要求1-8任意一项所述的开关保护电路。

10.一种储能组件，其特征在于，所述储能组件包括：

电池组件；以及，

如权利要求9任意一项所述的开关盒，所述开关盒的正极输入端与所述电池组件的正极连接，所述开关盒的负极输入端与所述电池组件的负极连接。

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