CN218679647U - 一种防爆整车控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种防爆整车控制器，包括：防爆控制器本体、防爆接线单元和防爆外壳，防爆控制器本体和防爆接线单元设置在防爆外壳内部；所述防爆控制器本体包括：变压器隔离单元、继电器隔离单元、电容器隔离单元、自动投切装置和隔爆外壳，变压器隔离单元、继电器隔离单元、电容器隔离单元和自动投切装置设置在隔爆外壳内部；变压器隔离单元、继电器隔离单元和电容器隔离单元分别与所述自动投切装置电连接，所述自动投切装置和防爆接线单元电连接。本实用新型的技术方案提高了整车控制器的安全级别，能在各种恶劣环境，保证控制器设备输出的稳定性，在电气设备发生短路等情况下，避免引起其周围可能存在的危险气体的爆炸。

Description

一种防爆整车控制器

技术领域

本说明书涉及车辆防爆技术领域，尤其涉及一种防爆整车控制器。

背景技术

随着煤炭行业的发展，井下作业的安全工作得到了广泛的关注，尤其是车辆防爆。目前煤矿井下纯电动辅助运输车辆的防爆锂电池电源装置为非本安型且输出电压通常高达500多V，为达到安全要求，其辅助电源系统的额定电压通常为12-24V并且要达到本安型系统，因此现有整车控制器通常需要单独配备低压辅助电源和本安电源；将部分电器设备暴露于外部环境中，其工作过程中不能得到有效的防爆防护，特别是非本安的设备在恶劣环境下工作，容易出现故障，带来安全隐患，降低了整车控制器的防爆等级，严重时会发生事故。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本说明书实施例是这样实现的，本实用新型提供一种防爆整车控制器，包括：

防爆控制器本体、防爆接线单元和防爆外壳，所述防爆控制器本体和所述防爆接线单元设置在所述防爆外壳内部，所述防爆控制器本体和所述防爆接线单元电连接；

所述防爆控制器本体包括：变压器隔离单元、继电器隔离单元、电容器隔离单元、自动投切装置和隔爆外壳，所述变压器隔离单元、所述继电器隔离单元、所述电容器隔离单元和自动投切装置设置在隔爆外壳内部；所述变压器隔离单元、所述继电器隔离单元和所述电容器隔离单元并行固定设置在所述防爆控制器本体上；

所述变压器隔离单元、所述继电器隔离单元和所述电容器隔离单元分别与所述自动投切装置电连接；所述自动投切装置与防爆接线单元电连接。

优选的，所述防爆接线单元包括隔爆接线盒，所述隔爆接线盒内靠近所述防爆控制器本体的一侧设置有防爆隔板，另一侧设置有防爆接线口；所述防爆隔板上贯穿设有防爆型接线端子和隔爆型接线端子；所述防爆接线口包括本安线路接线口和非本安线路接线口，本安线路接线口和非本安线路接线口固定在防爆外壳上。

优选的，所述隔爆型接线端子对称设置，所述防爆型接线端子呈扇形排列在所述隔爆型接线端子的外侧。

优选的，所述隔爆型接线端子包括第一端子本体，所述第一端子本体贯穿设置在所述防爆隔板上，所述第一端子本体的两端位于所述防爆隔板的两侧；所述第一端子本体的两端上设置有多个均匀分布的接线口，所述接线口上设有接线螺丝。

优选的，所述防爆型接线端子包括第二端子本体，所述第二端子本体贯穿设置在所述防爆隔板上，所述第二端子本体的两端位于所述防爆隔板的两侧；所述第二端子本体上设置有第一凹槽，所述第一凹槽内设有与所述防爆隔板螺纹连接的连接块，所述第二端子本体包括中空结构和导电杆；所述导电杆位于所述中空结构中，与所述防爆隔板垂直；所述导电杆所述导电杆的两端设有接线螺母。

优选的，所述隔爆外壳内设置有降温管道，所述降温管道的一端为与外界连通的管道出口，另一端为与外界连通的管道进口；所述管道进口和所述管道出口与所述防爆外壳活动连接。

优选的，所述防爆外壳上设置有微型显示器，所述微型显示器与一种防爆整车控制器电连接。

本说明书的一个实施例能够达到以下有益效果：本实用新型利用变压器隔离单元、继电器隔离单元、电容器隔离单元三个隔离单元并排设置，在其中一个隔离单元出现故障时，可以自动切换至另一个隔离单元；并对控制器本身的防爆性设计，提高了整车控制器的安全级别，能在各种恶劣环境，保证控制器设备输出的稳定性，并可靠地将电路中的能量限制在一个允许的范围内，在电气设备发生短路、元器件损坏等情况下，避免引起其周围可能存在的危险气体的爆炸。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书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申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本说明书提供的一种防爆整车控制器内部的结构示意图。

图2为本说明书提供的一种防爆整车控制器的防爆控制器与防爆接线盒电连接结构示意图。

图3为本说明书提供的一种防爆整车控制器的自动投切装置内部结构示意图。

图4为本说明书提供的一种防爆整车控制器的防爆接线盒内部结构示意图。

图5为本说明书提供的一种防爆整车控制器的防爆接线口内部结构示意图。

图6为本说明书提供的一种防爆整车控制器的外部形状示意图。

图7为本说明书提供的一种防爆整车控制器的降温管道示意图。

其中，1、隔爆外壳；2、防爆控制器本体；3、防爆接线单元；4、隔爆接线盒；5、防爆隔板；6、防爆接线口；7、防爆型接线端子；8、隔爆型接线端子；9、微型显示器；10、降温管道；11、管道入口；12、管道出口；14、防爆外壳、21、变压器隔离单元；22、继电器隔离单元；23、电容器隔离单元；24、自动投切装置；611、本安线路接线口；612、非本安线路接线口；41、导线板；42、导线孔；43、接线筒；44、压盖；45、穿线孔；46、密封填料；60、挡板；61、密封筒；62、密封环；63、端盖；64、推板；65、缓冲弹簧；71、第二端子本体；72、第一凹槽；73、连接块；74、导电杆；75、接线螺母；80、密封圈；81、第一端子本体；82、接线口；83、接线螺丝；241、第一接线回路；242、第二接线回路；243、第三接线回路；244、第四接线回路；84、第一固定支架；85、第二固定支架。

具体实施方式

为使本说明书一个或多个实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本说明书具体实施例及相应的附图对本说明书一个或多个实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本说明书的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本说明书一个或多个实施例保护的范围。

为了更进一步的说明本发明的技术方案，下面结合附图逐一说明：

图1为本说明书提供的一种防爆整车控制器内部的结构示意图，图6为本说明书提供的一种防爆整车控制器的外部形状示意图。

如图1和图6所示，本说明书提供的一种防爆整车控制器，可以包括：防爆控制器本体2、防爆接线单元3和防爆外壳14，防爆控制器本体2和防爆接线单元3设置在防爆外壳14内部，防爆控制器本体2和防爆接线单元3电连接；防爆控制器本体2包括：变压器隔离单元21，继电器隔离单元22、电容器隔离单元23、自动投切装置24和隔爆外壳1，防爆控制器本体2与设置在隔爆外壳1上的固定支架活动连接；变压器隔离单元21，继电器隔离单元22、电容器隔离单元23和自动投切装置24设置在隔爆外壳1内部；变压器隔离单元21，继电器隔离单元22和电容器隔离单元23分别与自动投切装置24电连接；自动投切装置24和防爆接线单元3电连接。

其中，变压器隔离单元21：隔离变压器可实现本安与非本安电路间交流信号的转换传递，因为变压器输入绕组与输出绕组间是以磁耦合，输入输出回路间没有直接联系，所以这种隔离方式是安全可靠的。

其中，继电器隔离单元22：继电器按其输入回路可分为直流继电器和交流继电器，因此继电器可用直流本安与非本安电路间、交流本安与非本安电路间、直流(或交流)本安与交流(或直流)非本安电路间的隔离，实现输入回路与输出回路间的信号转换、传递。

其中，电容器隔离单元23：由于电容器的容抗与所在电路的频率成反比，对高频电路而言电容器具有“通路”作用，而对低频电路而言电容器具有“阻止”作用，电容器也可实现交流本安与非本安电路间的隔离；此处的“通路”是指电路中的电流可以正常流过，“阻止”是指电路中的电流被阻止不能流过。

其中，第一固定支架84固定连接在隔爆外壳1上，防爆控制器本体2通与第一固定支架84活动连接，优选螺栓连接。

进一步，防爆接线单元3包括隔爆接线盒4和第二固定支架85，隔爆接线盒4内靠近所述控制器本体一侧设置有防爆隔板5，另一侧设置有防爆接线口6；防爆隔板5上贯穿设有防爆型接线端子7和隔爆型接线端子8；隔爆型接线端子8对称设置，防爆型接线端子7呈扇形排列在隔爆型接线端子8的外侧；通过接线端子分散开设置，保证了彼此间的间距，避免接线口间距离过近产生电弧。

优选的，隔爆型接线端子为低压隔爆型接线端子。

其中，第二固定支架85固定连接在防爆接线单元3上，隔爆接线盒4与第二固定支架85活动连接，优选螺栓连接。

进一步，图2为本说明书提供的一种防爆整车控制器的防爆控制器与防爆接线盒电连接结构示意图。

如图2所示，将变压器隔离单元21、继电器隔离单元22和电容器隔离单元23并排设置在防爆控制器本体2内；变压器隔离单元21、继电器隔离单元22和电容器隔离单元23分别与自动投切装置24电连接；自动投切装置24和防爆接线单元3电连接。

其中，变压器隔离单元21通过第二接线回路242与自动投切装置24电连接；继电器隔离单元22通过第三接线回路243与自动投切装置24电连接；电容器隔离单元24通过第四接线回路244与自动投切装置24电连接；自动投切装置24通过第一接线回路241与防爆接线单元3电连接。此处的第一接线回路至第四接线回路中的接线回路的概念，可以理解为电路中按照接线方法形成的单个回路。如：防爆接线单元3的本安线路与自动投切装置24的本安线路的接线端口连接，自动投切装置24的非本安线路的接线端口与防爆接线单元3的非本安线路连接，就形成了第一接线回路241。

进一步，当变压器隔离单元21、继电器隔离单元22与电容器隔离单元24其中任一工作单元出现故障时或者根据程序设定需要定时切换对应隔离单元的隔离设备时，自动投切装置24自动投切至下一个待工作单元。如：当变压器隔离单元21在工作状态时，突发线路电压波动，造成了变压器隔离单元21故障，此时为了保证控制器正常运行，自动投切装置24按照预设规则对应切换至继电器隔离单元22，保证控制器正常运行。以此类推，提升了防爆控制器2的稳定性。

优选的，电容器隔离单元23可以采用可控硅投切电容器，利用可控硅开关反应速度快的特点，采用过零触发电路，检测当施加到可控硅两端电压为零时，发出触发信号，可控硅导通；此时电容器的电压与电网电压相等，不会产生合闸涌流，解决了接触器合闸涌流的问题。

优选的，电容器隔离单元23可以采用晶闸管投切电容器，利用晶闸管为电容器的动态快速补偿投切开关，具备投切速度快，实现电压过零接触，电流过零断开，不会产生合闸涌流，可以有效补偿冲击性电流。

本说明书中，对触发自动投切装置的自动投切行为的条件不做具体限定，可以是根据任一隔离单元的工作状态、外部环境影响或防爆控制器的程序设定中任一一项。

进一步，图4为本说明书提供的一种防爆整车控制器的防爆接线盒内部结构示意图。

如图4所示，本实施例中防爆隔板5上可以贯穿设有防爆型接线端子7和隔爆型接线端子8，其中，防爆型接线端子7和隔爆型接线端子8的数量可以是多个，本说明书中不做具体限定；隔爆型接线端子8对称设置，防爆型接线端子7呈扇形排列在隔爆型接线端子8的外侧。通过上述设计，使用防爆隔板5将防爆控制器本体2与外界环境完全隔离并具有防爆效果，使本产品能在各种恶劣环境有效的防爆，可靠地将电路中的能量限制在一个允许的范围内。

优选的，隔爆型接线端子8包括与所述防爆隔板5连为一体的第一端子本体81，第一端子本体81贯穿设置在所述防爆隔板5上，两端位于防爆隔板5的两侧；第一端子本体81两端上沿环向贯穿设置有多个均匀分布的接线口82，接线口82上设有接线螺丝83，优选螺纹连接的螺栓；

优选的，通过在第一端子本体81上开设多个接线口，使得一个隔爆型接线端子8上可以同时连接多根导线，避免了多个端子同时安装占用空间、相互之间妨碍影响和安装不方便的问题。

优选的，防爆型接线端子7包括第二端子本体71，第二端子本体71贯穿设置在防爆隔板5上，两端位于防爆隔板5的两侧；第二端子本体71上设置有第一凹槽72，第一凹槽72内设有与所述防爆隔板螺纹连接的连接块73，第二端子本体71上沿垂直于防爆隔板方向贯穿设置有导电杆74，导电杆74的两端螺纹连接有接线螺母75；通过第一凹槽72与第二端子本体71的配合，使得防爆型接线端子牢固的安装在防爆隔板上。

优选的，隔爆型接线端子8用于与本安线路固定电连接，防爆型接线端子7用于与非本安线路固定电连接。

优选的，所述隔爆接线盒4内设置有导线板41，所述导线板41上设置有与接线螺丝83和接线螺母75一一对应的导线孔42，通过导线板41上的导线孔42对导线进行导向，避免导线排列杂乱无章并缠到一起，导致导线产生的热量相互影响而升高温度。

优选的，防爆型接线端子7和隔爆型低压接线端子8与所述防爆隔板5连接处均设置有密封圈80，增强连接处的密封效果。

进一步，图5为本说明书提供的一种防爆整车控制器的防爆接线口内部结构示意图。

如图5所示，防爆接线口6可以包括本安线路接线口611和非本安线路接线口612，所述本安线路接线口611和非本安线路接线口612与防爆外壳14固定连接；本安线路接线口611用于与本安线路的连接，非本安线路接线口612用于与非本安线路的连接。

优选的，所述防爆接线口6(本安线路接线口611和非本安线路接线口612)处设置有将导线孔42包裹的接线筒43，导线孔42为向防爆接线口6处聚拢的斜孔，接线筒43的另一侧穿过导线孔42并螺纹连接有压盖44，压盖44上设置有容导线穿过的穿线孔45，接线筒43内设置有密封填料46，通过斜孔使得分散的导线聚拢，使其在接线筒内汇聚方便密封，通过压盖压紧密封填料使得密封严实。防爆接线口6处设置有包裹在所述接线筒外部的密封筒61，密封筒61与接线筒43间设置有套设在接线筒上的密封环62，密封筒61的两端设置有螺纹并螺纹连接有压紧所述密封环的端盖63，通过密封环与端盖的配合使得接线筒与密封筒间密封牢固，从而使得接线盒与外部环境隔开。

优选的，端盖63靠近密封环侧设置有推板64，推板与端盖间设置有缓冲弹簧65，通过缓冲弹簧对推板的挤压使得密封环间始终处于聚拢的状态，保证密封效果，通过挡板60固定接线口，防止晃动引起的火花导致的危险隐患。

实际应用中，本安线路的电压可以为24V，非本安线路的电压等级可以为500V。

进一步，所述隔爆外壳1内，在防爆控制器本体2的下一层间隔设置有降温管道10，所述降温管道10的一端为管道进口11，另一端为管道出口12，所述管道进口11和所述管道出口12与所述防爆外壳14活动连接，优选螺纹连接。

优选的，隔爆外壳1内设置有降温管道10，当控制器内部温度高于预设值时，通过降温通道降温。

优选的，降温管道10为有螺旋状的流道，所述流道内通有冷却液，通过流道内的冷却液对控制器内部进行降温，避免温度过高导致控制器过热产生火花。

实际应用中，当控制器内部温度低湿度大时，也可以通过该流道对控制器内部升温、除湿。

进一步，所述防爆外壳14上设置有微型显示器9；所述微型显示器9与防爆整车控制器电连接。微型显示器9具备数据采集、数据存储、数据传输和远程控制等的功能，并可以将一种防爆整车控制器内部的温度，压强，湿度等信息记录并发送出去，当超出预设范围时将执行断电操作等紧急处理。微型优选通过紧固件和辅助密封的方法固定于外壳。

实际应用中，微型显示器9可以选用PH12矿用本安型LED显示屏或XB127(A)防爆显示器等防爆显示器。

本实用新型的工作过程：整车防爆控制器安装于煤矿井下纯电动辅助运输车辆中，其本安电路端与车内照明系统，辅助电路系统及各个传感器等连接，非本安电路端与电池组模块连接；系统调试完毕工作时，优选用变压器隔离单元进行本安线路与非本安线路之间的物理隔离，这里工作单元也可以是继电器隔离单元或电容器隔离单元，具体不做限定。当变压器隔离单元发生故障时，通过自动投切装置自动切换至继电器隔离单元工作；如继电器隔离单元发生故障时，自动切换设备自动切换至电容器隔离单元工作，实现了多合一控制器隔离方式的隔离效果，并且在控制器温度超过预设温度时，可以利用降温管道对控制器降温，进一步保证了控制器工作的稳定性，避免在恶劣环境下突发控制器故障车辆无法正常运行的情况；由于本申请中设计的防爆接线盒、防爆控制器本体，防爆接线口，降温管道，微型显示器等设备，整车防爆控制器在同时具备本安和非本安型电路的同时也有良好的对外防爆性能，能在各种恶劣环境，保证控制器设备输出的稳定性，并可靠地将电路中的能量限制在一个允许的范围内，在电气设备发生短路、元器件损坏等情况下，避免引起其周围可能存在的危险气体的爆炸。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制。本实用新型附图中的图案填充不代表结构的材料，仅对结构进行区分。

本实用新型说明书中的方位“上”、“下”、“左”、“右”不代表实际的安装方位，仅根据图纸方便描述；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种防爆整车控制器，其特征在于，包括：防爆控制器本体(2)、防爆接线单元(3)和防爆外壳(14)；所述防爆控制器本体(2)和所述防爆接线单元(3)设置在所述防爆外壳(14)内部；

所述防爆控制器本体(2)包括：变压器隔离单元(21)、继电器隔离单元(22)、电容器隔离单元(23)、自动投切装置(24)和隔爆外壳(1)；所述变压器隔离单元(21)、所述继电器隔离单元(22)、所述电容器隔离单元(23)和自动投切装置(24)设置在隔爆外壳(1)内部；

所述变压器隔离单元(21)、所述继电器隔离单元(22)和所述电容器隔离单元(23)分别与所述自动投切装置(24)电连接；

所述自动投切装置(24)和所述防爆接线单元(3)电连接。

2.根据权利要求1所述的一种防爆整车控制器，其特征在于，所述防爆接线单元(3)包括隔爆接线盒(4)。

3.根据权利要求2所述的一种防爆整车控制器，其特征在于，所述隔爆接线盒(4)内靠近所述防爆控制器本体(2)的一侧设置有防爆隔板(5)，另一侧设置有防爆接线口(6)。

4.根据权利要求3所述的一种防爆整车控制器，其特征在于，所述防爆隔板(5)上贯穿设有防爆型接线端子(7)和隔爆型接线端子(8)。

5.根据权利要求4所述的一种防爆整车控制器，其特征在于，所述隔爆型接线端子(8)对称设置，所述防爆型接线端子(7)呈扇形排列在所述隔爆型接线端子(8)的外侧。

6.根据权利要求4所述的一种防爆整车控制器，其特征在于，所述隔爆型接线端子(8)包括第一端子本体(81)，所述第一端子本体(81)贯穿设置在所述防爆隔板(5)上，所述第一端子本体(81)的两端位于所述防爆隔板(5)的两侧；

所述第一端子本体(81)的两端上设置有多个均匀分布的接线口(82)，所述接线口(82)上设有接线螺丝(83)。

7.根据权利要求4所述的一种防爆整车控制器，其特征在于，所述防爆型接线端子(7)包括第二端子本体(71)，所述第二端子本体(71)贯穿设置在所述防爆隔板(5)上，所述第二端子本体(71)的两端分别位于所述防爆隔板(5)的两侧；

所述第二端子本体(71)上设置有第一凹槽(72)，所述第一凹槽(72)内设有与所述防爆隔板(5)螺纹连接的连接块(73)，所述第二端子本体(71)包括中空结构和导电杆；所述导电杆位于所述中空结构中，与所述防爆隔板(5)垂直；所述导电杆(74)的两端分别设有接线螺母(75)。

8.根据权利要求3所述的一种防爆整车控制器，其特征在于，所述防爆接线口(6)包括本安线路接线口(611)和非本安线路接线口(612)，所述本安线路接线口(611)和所述非本安线路接线口(612)固定在所述防爆外壳(14)上。

9.根据权利要求1至8任意一项所述的一种防爆整车控制器，其特征在于，所述隔爆外壳(1)内设置有降温管道(10)，所述降温管道(10)的一端为管道进口(11)，另一端为管道出口(12)；所述管道进口(11)和所述管道出口(12)与所述防爆外壳(14)活动连接。

10.根据权利要求1至8任意一项所述的一种防爆整车控制器，其特征在于，所述防爆外壳(14)上设置有微型显示器(9)；所述微型显示器(9)与防爆整车控制器电连接。

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