CN220457138U - 一种被配置用作开关装置的电气盒 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种被配置用作开关装置的电气盒，包括：主正和主负切断开关，分别布置在电路的主正回路上、主负回路上，主正和主负切断开关被配置用于一起实现对电路回路的接通/断开；电磁驱动模块，电磁驱动模块被配置用于：在通电时，使主正和主正切断开关闭合，从而实现电路回路的接通；在断电时，使主正和主负切断开关打开，从而实现电路回路的断开；电子模块，与电磁驱动模块电耦合，并且被配置用于：控制主正和主负切断开关的闭合/打开，以及监测主正与主负切断开关和/或电磁驱动模块的状态，其中，主正和主负切断开关分别布置在电磁驱动模块的两侧，主正切断开关、电磁驱动模块和主负切断开关基本平行地布置。

Description

一种被配置用作开关装置的电气盒

技术领域

本实用新型涉及电气设备领域，并且更具体地涉及一种高度集成化的智能电气盒。

背景技术

近年来，随着新能源汽车行业的高速发展，新能源行业技术也越来越成熟，消费者对于新能源汽车的认知以及要求也越来越高。在这种背景下，所有整车厂以及汽车零部件公司对车用产品的要求也越来越高。

高压电气盒作为新能源汽车电池动力系统的核心组成部分，在汽车电机电力分配控制及电子应用方面起到了至关重要的作用，此外，一旦发生相关故障，汽车电力系统出于对安全性的考虑，需要对发生问题的零部件进行更换维护，通常可能包含的零部件有继电器、保险丝、连接继电器和保险丝的汇流排及相关线束。这种更换维护操作对整车的销售售后及消费者的使用都会造成时间和经济上的成本损耗。如果可以及时发现并规避这一问题，不仅在整车制造方面可以减少汽车故障率，保证销售及售后的高效便捷，而且能够同时提升客户端的使用体验，减少了客户端的维修成本，无形中能够为整车及客户都带来很大的隐形效益，从而能够提升整车在市场中的竞争优势，提升客户的接受度和认可度。如何设计生产制造满足这些要求的汽车产品是主要的问题。

汽车终端产品一般由无数小零件经由三级供应商生产装配成为单一模块，然后经由二级供应商把这些单一模块搭配组合成为各具有职能的系统组成，然后一级供应商会将这些系统组成与车身几大主要部件进行既定搭建成为半成品，最终整车厂将半成品与其他关键特征件根据固定/不固定的组合关系或者根据不同车型配置及客户需求搭建成为汽车终端产品。

汽车终端产品如果想要达到一些重量/体积上的优化，以达到更好的时长效果，无论是从新产品设计初期考虑，还是在成熟产品上进行优化更新，两者都需要从零件端开始就考虑减小尺寸和重量这些要素，然后逐层累计，最终映射到汽车终端产品上。但是这种方式所带来的提升往往是有限且局促的，更有甚者会带来别的负面影响，需要做出额外的改动来消除。如果最终的总体趋势更优，还是可以接受的，否则将得不偿失。

具体到高压电气盒这一层级，传统的电池断路单元(BDU)通常采用继电器、保险丝来组成主正与主负回路。根据不同客户要求考虑其他回路，连接方式通常采用导电汇流排和线束连接器，整体电气盒的组成零件较多，连接器件的结构形状各异，组成复杂，后期的故障率相对较高。因此，需要设计一种尤其适合用于新能源车辆的新型的高度集成化的智能电气盒，以解决上述各方面的技术问题。

实用新型内容

鉴于上述现况，本实用新型旨在提供一种轻量化、智能化、高度集成化的新能源车载高压电气盒，可以作为一种回路开关单元配置在电池包到电机的导通回路上，起到控制电力回路开关、保护电路等作用。

本实用新型涉及一种被配置用作开关的电气盒，包括：主正切断开关和主负切断开关，所述主正切断开关布置在电路的主正回路上，所述主负切断开关布置在所述电路的主负回路上，所述主正切断开关和所述主负切断开关被配置用于一起实现对电路回路的接通/断开；电磁驱动模块，所述电磁驱动模块被配置用于：在通电时，使所述主正切断开关和主负切断开关闭合，从而实现所述电路回路的接通；在断电时，使所述主正切断开关和主负切断开关打开，从而实现所述电路回路的断开；电子模块，所述电子模块与所述电磁驱动模块电耦合，并且被配置用于：控制所述主正切断开关和所述主负切断开关的闭合/打开，以及监测所述主正切断开关与所述主负切断开关和/或所述电磁驱动模块的状态，其中，所述主正切断开关和主负切断开关分别布置在所述电磁驱动模块的两侧，所述主正切断开关、所述电磁驱动模块和所述主负切断开关基本平行地布置。

与现有技术相比，本实用新型可降低传统电池断路单元(BDU)中开关零件、导电回路以及连接器件的数量进而减低成本、减小产品体积，并提高开关切断能力与抗大电流冲击能力，避免在BDU中出现开关装置触点粘连、爆炸等现象，从而提升开关装置乃至BDU的工作寿命。此外，本实用新型的电气盒可以集成预充电功能，在降低高电压平台预充回路成本的同时，减小了预充电路在整个BDU中的质量和空间占比。

附图说明

为了进一步阐明本实用新型的各实施例的以上和其他优点和特征，将参考附图来呈现本实用新型的优选实施例的更具体的描述。应当理解，这些附图可以只描绘本实用新型的典型实施例，因此将不被认为是对本实用新型所要求保护范围的限制。

此外，附图中示出了各个部件的主要连接关系或相对位置关系，而非所有的这些关系，并且附图中的各部件以及连接不一定按实际中的比例进行绘制。

图1A为根据本实用新型的第一实施例的电气盒的立体示意图；

图1B为根据本实用新型的第二实施例的电气盒的立体示意图；

图1C为根据本实用新型的第三实施例的电气盒的立体示意图；

图1D为图1A的电气盒的封装立体图；

图1E为图1B的电气盒的封装立体图；

图1F为图1C的电气盒的封装立体图；

图2A和图2B分别为第一实施例(或第二实施例)的主正切断开关的立体图和剖面图；

图3A和图3B分别为第一实施例(或第二实施例)的电气盒的主负切断开关的立体图和剖面图；

图4A为第一实施例(或第二实施例)的电气盒的电磁驱动模块的立体图；

图4B为第一实施例(或第二实施例)的电气盒的电磁驱动模块处于断开位置和接通位置的剖面图；

图4C为第一实施例(或第二实施例)的电气盒的切断开关的不可动接触桥的其中一个臂的立体图；

图5A和图5B分别为第三实施例的电气盒的主正切断开关的立体图和剖面图；

图6A和图6B分别为第三实施例的电气盒的主负切断开关的立体图和剖面图；

图7A为第三实施例的电气盒的切断开关的不可动接触桥的其中一个臂的立体图；

图7B为根据本实用新型的第三实施例的电气盒的电磁驱动模块处于断开位置和接通位置的剖面图；

图8A为本实用新型的电气盒处于正常运行情况下的流程图；

图8B为本实用新型的电气盒处于异常运行情况下的流程图；

图9A为第一实施例的电气盒的高压区域和低压区域示意图；

图9B为第二实施例的电气盒的高压区域和低压区域示意图；

图9C为第三实施例的电气盒的高压区域和低压区域示意图；

图10为本实用新型的一个实施例的电气盒的电路示意图；

图11A为本实用新型的第一实施例的电气盒的霍尔芯片的第一布置的示意图；

图11B为本实用新型的第一实施例的电气盒的霍尔芯片的第二布置的示意图；

图11C为图11B所示的霍尔芯片的第二布置的原理图；

图11D为霍尔芯片产生的磁场的示意图；

图11E为实用新型的第三实施例的电气盒的霍尔芯片的布置的示意图；

图12为本实用新型的另一实施例的电气盒的电路示意图；

图13A为本实用新型的第一实施例的电气盒的分流器的布置的示意图；

图13B为本实用新型的第三实施例的电气盒的分流器的布置的示意图；并且

图14为本实用新型的实施例的预充电电路的示意图。

具体实施方式

下面的详细描述参照附图进行。附图以例示方式示出可实践所要求保护的主题的特定实施例。应当理解，以下具体实施例出于阐释的目的旨在对典型示例作出具体描述，但不应被理解成对本实用新型的限制；本领域技术人员在充分理解本实用新型精神主旨的前提下，可对所公开实施例作出适当的修改和调整，而不背离本实用新型所要求保护的主题的精神和范围。

在以下的详细描述中，阐述了众多具体细节以便提供对各个所描述的实施例的透彻理解。然而，对本领域的普通技术人员将显而易见的是，无需这些具体细节就可实践所描述的各种实施例。在其它实例中，并未对公知的结构进行详细描述以免不必要地模糊各实施例的各方面。除非另外定义，否则在本文中所使用的术语应具有与本公开所属领域的普通技术人员所通常理解的相同含义。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等并不意味着任何顺序、数量或重要性，而是仅用于区分不同的组件或特征。

本实用新型的电气盒在用于新能源车辆的高压电气盒时(例如，用于新能源汽车电池断路单元(BDU)中)，不仅能够用于汽车电机电力分配控制等，而且可以实时监测汽车电力系统的运行状态和电力负载情况，以应对不可避免的突发情况(包括外界因素和车身自身因素受到环境和位置的影响)引起的电流短时间内急速变化/电流峰值和持续时间超过系统耐受极限。本实用新型的技术方案可以通过及时进行干预处理和后续跟踪监测，避免引发不必要的电气盒电力故障甚至是汽车电力系统的电力故障，避免对汽车及消费者造成不必要的损失，提高电力系统的安全性和可靠性。

此外，本实用新型的电气盒是高度集成的电气盒，能够减少一部分的零件数量，顺势减少相关联的连接器件的数量，同时将减少的那部分的零件所具有的功能可以集成到所保留的零件上，这样在减少体积和重量的同时，还可以确保没有功能丢失及其他负面影响。这对于各阶供应商和整车厂的生产制造都提供了一定的便捷性。本实用新型的技术方案将电气盒中的结构件共用、功能融合以达到减少零件总数、减少空间、降低成本的目的。减少结构件的数量在一定程度上提升了生产制造的效率，减少了电器盒乃至汽车终端产品在生命周期内的失效率。因此，这种集成化的技术方式在应用到目前的新能源汽车电池断路单元(BDU)中来达到经济性和功能性的优化是有利并且优选的。

图1A展示出了本实用新型的电气盒100的第一实施例，图1B展示出了本实用新型的电气盒100的第二实施例；图1C示出了本实用新型的电气盒100的第三实施例。电气盒100可以优选地配置用于实现新能源汽车电池包系统电路回路的接通与断开功能。电气盒100可以包括主正切断开关110、主负切断开关120(以下可统称为切断开关)、电磁驱动模块130、电子模块140。图1A的电气盒100的第一实施例和图1B的电气盒100的第二实施例的主要区别在于电子模块140的设置位置不同，其他部件的设置基本相同，如以下更详细描述的。图1C的电气盒100和图1A、图1B的电气盒100相比，部件的位置有所变化，能够进一步优化空间布置，减小产品体积。

如图1A-图1C所示，主正切断开关110可以布置在电路的主正回路上，主负切断开关120可以布置在电路的主负回路上。在本实用新型的优选实施例中，主正切断开关110和主负切断开关120被配置用于一起实现对电路回路的接通/断开。电磁驱动模块130可以被配置用于：在通电时，使主正切断开关110和主负切断开关120闭合，从而实现电路回路的接通；在断电时，使主正切断开关110和主负切断开关120打开，从而实现电路回路的断开。如图1A-图1C所示，在本实用新型的优选实施例中，主正切断开关110和主负切断开关120分别布置在电磁驱动模块130的两侧。此外，优选地，主正切断开关110、电磁驱动模块130和主负切断开关120基本平行地布置。电子模块140可以与电磁驱动模块130电耦合，并且被配置用于：控制主正切断开关110和主负切断开关120的闭合/打开，以及监测主正切断开关110与主负切断开关120和/或电磁驱动模块130的状态。在图1A的实施例中，电子模块140可以布置在主正切断开关110和主负切断开关120中的一者的一侧上。在图1B的实施例中，电子模块140可以布置在电磁驱动模块130上方。在图1C所示的电气盒100的第三实施例中，电子模块140可以优选地布置在电磁驱动模块130上方。通过如图1A-图1C所示的各个模块/部件的相对位置布置，本实用新型的电气盒100具有较小的体积和空间。

图2A和图2B分别为根据本实用新型的第一实施例(图1A)或第二实施例(图1B)的电气盒100的主正切断开关110的立体图和剖面图。如图2A和图2B示意示出的，主正切断开关110可以包括不可动接触桥111和可动接触桥112。可动接触桥112可以按照一定设计逻辑与不可动接触桥111进行连接，从而实现电力回路的接通与断开。具体而言，不可动接触桥111被配置用于与主正回路连接；可动接触桥112可以被配置用于能够运动而与不可动接触桥111接触或分离，并且在与不可动接触桥111接触时使得主正回路接通，在与不可动接触桥111分离时使得主正回路断开。

主正切断开关110还包括连接支架113、触头支持弹性支持件114。连接支架113布置在切断开关110的中心位置，为触头支持弹性支持件114以及可动接触桥112提供支撑固定以及动作导向的作用。触头支持弹性支持件114可以布置在可动接触桥112与连接支架113中。触头支持弹性支持件114一端与可动接触桥112连接，另一端与连接支架113连接。触头支持弹性支持件114可以按照设计参数进行一定量压缩并可回弹，用以保证不可动接触桥111与可动接触桥112可以可靠稳定的接触及导通。

在进一步的实施例中，主正切断开关110还可以包括切断电弧装置或灭弧装置。每个切断电弧装置可以包括一对永磁体116和灭弧栅115(结合图1A所示)。两个切断电弧装置可以优选地分别布置在不可动接触桥111与可动接触桥112的两端，即，主正切断开关110可以优选地包括两个切断电弧装置。灭弧栅115可以包括多个金属片。如图2B所示，灭弧栅115的第一接触部1162可以与可动接触桥112的延伸部1122电耦合，灭弧栅115的第二接触部1164可以与不可动接触桥111的延伸部1112电耦合。灭弧栅115设置在可动接触桥112的长度方向的侧面上。一对永磁体116(可以包括两块钢板)布置在灭弧栅115如图2B中的前后(垂直于纸面)两侧、以及可动接触桥的触点区域和不可动接触桥的触点区域的前后两侧。永磁体116可以包括相对地布置的极性相对的两个磁钢片。永磁体116可以包括稀土永磁材料。根据本实用新型的布置，可以形成一个具有永久磁场的区域，对产生的高压电弧流向进行干预。永磁体116可以被配置成用于将可动接触桥112与不可动接触桥111之间产生的高压电弧朝着灭弧栅115的方向引导。更具体地，灭弧装置被配置用于切断不可动接触桥111与可动接触桥112接触且电力回路承载高压电流时和/或不可动接触桥111按操作/异常与可动接触桥112分离时产生的高压电弧。换言之，当触点区域带载分断而产生高压电弧时，永磁体116产生的磁场力会促使高压电弧向灭弧栅115的方向运动，通过灭弧栅115中的一定数量的金属片把高压电弧切割成无数段低电压的电弧，最终促使电弧熄灭。

图3A和图3B分别为根据本实用新型的第一实施例(图1A)或第二实施例(图1B)的电气盒100的主负切断开关120的立体图和剖面图。主负切断开关120可以具有与主正切断开关110基本相同的构造。大体上，如图3A和3B示意性示出的，主负切断开关120可以包括不可动接触桥121和可动接触桥122。可动接触桥122可以按照一定设计逻辑与不可动接触桥121进行连接，从而实现电力回路的接通与断开。主负切断开关120还可以包括连接支架123、触头支持弹性支持件124。连接支架123布置在切断开关120的中心位置，为触头支持弹性支持件124以及可动接触桥122提供支撑固定以及动作导向的作用。触头支持弹性支持件124可以按照设计参数进行一定量压缩并可回弹，用以保证不可动接触桥121与可动接触桥122可以可靠稳定的接触。主负切断开关120还包括切断电弧装置，切断电弧装置布置在不可动接触桥121与可动接触桥122的两端，用于切断不可动接触桥121与可动接触桥122接触且电力回路承载高压电流时和/或不可动接触桥111按操作/异常与可动接触桥122分离时产生的高压电弧。永磁体116可以包部分稀土永磁材料126，稀土永磁材料126局部布置在不可动接触桥121与可动接触桥122两侧，局部布置在灭弧栅125的两侧。根据此布置，可以形成一个具有永久磁场的区域，对产生的高压电弧流向进行干预。主负切断开关120更为具体的构造可参照以上对主正切断开关的描述，在此不再赘述。

虽然本文中将主正切断开关表示为110，主负切断开关表示为120，但这仅是示例性的。替代地，主正切断开关可以表示为120，主负切断开关可以表示为110。

如图2A、2B、3A和3B所示的布置可以减少电气盒的体积和空间。此外，相比于现有技术的电气盒，减少了例如保险丝、连接保险丝和其他部件的相关线束等部件，进一步减少的所需的安装空间，并降低产品成本。

返回到图1A和图1B，电磁驱动模块130可以分别与主正切断开关110和主负切断开关120机械连接，使得电磁驱动模块130能够被配置用于实现主正切断开关110和主负切断开关120的同时闭合/打开。

图4A为根据本实用新型的第一实施例(图1A)或第二实施例(图1B)的电气盒100的电磁驱动模块130的立体图，图4B为该电气盒100的电磁驱动模块130处于断开位置和接通位置的剖面图。如图4A所示出，电磁驱动系统130包括随动连杆131、动衔铁132、静衔铁133、线圈(例如铜线圈)134、线圈骨架135以及反力弹性支持件136和弹性支持件支架137。随动连杆131穿过动衔铁132的圆形孔，两端分别与主正切断开关110、主负切断开关120中的连接支架113、123连接，同时带动与连接支架113、123关联的不可动接触桥111、121以及可动接触桥112、122可以在接通位置和断开位置进行切换(如图4B所示出)。动衔铁132按照图4B所示意位置部分穿过线圈骨架135的中空部分，并在此区域进行位移，从而带动不可动接触桥111、121以及可动接触桥112、122可以在接通位置和断开位置进行切换。静衔铁133通常用来限制动衔铁132的运动位置，在电磁场中提供相关磁势。铜线圈134按照一定设计参数紧密均匀的缠绕在线圈骨架135周围，在通电情况下产生足够的电磁力，磁化动衔铁132并促使动衔铁132可以在接通位置和断开位置进行切换。反力弹性支持件136通过弹性支持件支架137布置在动衔铁132与壳体结构上，反力弹性支持件136一端与动衔铁132连接，另一端与壳体结构相连接。反力弹性支持件136可根据设计要求在可动接触桥112、122和不可动接触桥111、121接触时进行一定量的压缩，所产生的弹力主要用于电磁驱动模块130的线圈134下电后，弹开动衔铁132，从而促使动衔铁132带着随动连杆131运动到断开位置，进一步致使可动接触桥112、122与不可动接触桥111、121断开连接，从而断开电力回路。

返回图2A和图3A，主正切断开关110和主负切断开关120中的每一个的不可动接触桥111或121可以包括两个对称布置的大体“匚”形的第一臂1114和第二臂1116(图2A)。如图4C更详细示出的，第一臂1114和第二臂1116中的每一个可以包括基本上平行的第一面1111、第二面1113和连接第一面1111和第二面1113的壁1115。连接支架113设置在不可动接触桥第一臂1114和第二臂1116之间。可动接触桥112横穿过第一臂1114和第二臂1116的壁1115，并且可以在第一面1111和第二面1113之间运动，例如图2A中所示的上下运动。在可动接触桥朝着第一面1111运动时，可动接触桥112两端的触点和不可动接触桥111的第二面1113上的触点分离，从而使得开关断开连接。在可动接触桥112朝着第二面1113运动时，可动接触桥112两端的触点和不可动接触桥111的第二面1113上的触点能够接触，从而使得开关闭合。

如与图1A、图1B分别相对应的图1D、图1E的封装立体图所示，电气盒100可以包括壳体。主正切断开关110和主负切断开关120中的每一个的不可动接触桥的第一臂1114和第二臂1116的第一面1111至少部分地延伸到壳体外部，以用于电气盒100与电气盒100外部电路的连接。

图5A和图5B分别为第三实施例(图1C)的电气盒100的主正切断开关110的立体图和剖面图；图6A和图6B分别为第三实施例(图1C)的电气盒100的主负切断开关120的立体图和剖面图；图7B为根据本实用新型的第三实施例(图1C)的电气盒100的电磁驱动模块130处于断开位置和接通位置的剖面图。图5A-图6B所示的电气盒100的第三实施例的工作原理基本上与第一实施例以及第二实施例相同，区别主要在于不可动接触桥111和可动接触桥112的相对位置作了进一步的优化设计，能够进一步减小产品的体积。更具体地，如结合图5A所示的，不可动接触桥111可以设置在可动接触桥112的上方。不可动接触桥111被配置用于与主正回路连接；可动接触桥112可以被配置用于能够运动而与不可动接触桥111接触或分离。当可动接触桥112向上运动与不可动接触桥111接触时，主正回路接通，在与不可动接触桥111分离时主正回路断开(如结合图7B示出的)。

类似地，图5A的主正切断开关110还包括连接支架113、触头支持弹性支持件114(如图5A所示，优选地为两个)。可动接触桥112可以穿过连接支架113放置。触头支持弹性支持件114可以布置在可动接触桥112与连接支架113中。触头支持弹性支持件114一端与可动接触桥112连接，另一端与连接支架113连接。触头支持弹性支持件114可以被配置成对可动接触桥112起到一定的稳固作用。此外，触头支持弹性支持件114可以按照设计参数进行一定量压缩并可回弹，用以保证不可动接触桥111与可动接触桥112可以可靠稳定的接触及导通。

与电气盒100的第一实施例和第二实施例形成对比，电气盒300的第三实施例的连接支架113可以在底部。连接支架113可以设置有孔，以与电磁驱动模块130的动衔铁132通过随动连杆131机械耦合在一起，并随着动衔铁132的运动而运动，从而实现电路回路的连接或断开(如图7B所示)。因此，与可动接触桥112的底部设置相应地，电磁驱动模块130的动衔铁132被设置在底部。如图7B和图4B的对比可看出，由图4B中的动衔铁132在上变成了图7B中的动衔铁132在下。相当于图4A的电磁驱动模块130旋转了180度，以配合电气盒100的第三实施例的可动接触桥112的相应布置。

更具体地，如图5A和图7A所示，不可动接触桥111可以包括两个对称布置的大体“匚”形或横放的“U”形的第一臂1114和第二臂1116，第一臂1114和第二臂1116中的每一个(如图7A所示)可以包括基本上平行的第一面1111、第二面1113和连接第一面1111和第二面1113的壁1115。连接支架113设置在不可动接触桥111的每个臂1114、1116的第二面1113的下方，可动接触桥112穿过所述连接支架113，并且可以靠近或远离所述不可动接触桥111的每个臂1114、1116的第二面1113运动。在可动接触桥112靠近所述第二面1113运动时，可动接触桥112两端的触点和不可动接触桥111的第二面1113上的触点接触，从而使得开关闭合；在可动接触桥112离开所述第二面1113运动时，可动接触桥112两端的触点和不可动接触桥111的第二面1113上的触点分离，从而使得开关断开。

电气盒100的第三实施例的其他部件，诸如灭弧栅115、永磁体116的布置与电气盒的100的第一、第二实施例类似，在此不再赘述。

此外，图6A和图6B所示的第三实施例(图1C)的电气盒100的主负切断开关120可以与图5A和图5B所示的主正切断开关110基本相同，因此，也不再赘述

如图8A至图8B所示，主正切断开关110中可动接触桥112的运动逻辑主要包括：

1.如图8A所示，电力回路正常运行情况下，电磁驱动模块130通电后致使动衔铁132发生位移，带动与之相连接的随动连杆131也发生位移，随动连杆131带动可动接触桥112、122可以在接通位置与不可动接触桥111&121可靠连接，从而使电力回路接通；

2.如图8A所示，电力回路正常运行情况下，电磁驱动模块130断电后，致使随动连杆131因为反力弹性支持件136的反力作用以及电磁力消失的缘故从接通位置运动到断开位置，从而使电力回路断开；

3.电力回路异常的情况下，可包括如下情况：

(1)如图8B示意，电力回路发生故障从而导致回路中出现异常大电流超过零件及结构设计要求上限时但是电流值小于值X，电子模块中的电流检测电路响应，对电磁驱动模块130进行下电处理，从而致使动衔铁132带动随动连杆131以及随动连杆131两端相关联的支架113以及支架中固定的可动接触桥112从接通位置位移到断开位置，致使电力回路断开；

(2)如图8B示意，电力回路发生故障从而导致回路中出现异常大电流超过零件及结构设计要求上限时但是电流值大于等于值X，电流在不可动接触桥111中产生相应洛伦兹力从而迫使可动接触桥112与不可动接触桥111分离，与此同时电子模块140对电磁驱动模块130进行下电处理保证动衔铁132不会因为电磁驱动模块130中电势的存在而从断开位置向接通位置运动而出现回路继续接通的情况；

其中，电流阀值X可以根据所使用的电流检测电路中的芯片进行调整，例如，电流阈值可以设置为1200A-2000A，本实用新型的优选实例优可以为1500A。

在本实用新型的实施例中，主负切断开关120与主正切断开关110相对于电磁驱动模块130在空间上镜像布置，可动接触桥122的运动逻辑与可动接触桥112完全相同，此处不再赘述。

图9A-图9C分别为根据本实用新型的第一、第二、第三实施例的电气盒100的高压区域和低压区域示意图。如图9A-图9C所示，电子模块140具体定位到电气盒100的低压区域，并且与高压区域相关联，例如电耦合并机械耦合到高压区域。

图10为本实用新型的一个实施例的电气盒的电路示意图。如图10所示，电子模块140可以包括电源电路141、驱动控制电路142。电源电路141可以具体表现为通过电源芯片给其他IC芯片提供电源。电源芯片是降压芯片。驱动控制电路142可以被配置用于控制电磁驱动模块130的线圈134通电和断电。此外，电子模块140可以包括电流检测电路143、开关状态监测电路144、线圈诊断电路145中的一项或多项。

在本实用新型的另一实施例中，如图12所示，电子模块140主要包括电源电路141、驱动控制电路142。电子模块140还可以包括电流检测电路143、开关状态监测电路144、线圈诊断电路145、预充电电路148、寿命监测电路中的一项或多项。此外，电子模块140还可以包括MCU电路146、CAN通讯电路147。

通过以上配置，电子模块140可以监测到以下各项中的一项或多项：主回路中电流超过要求阀值；线圈有过电压、低电压、零点漂移等；回路中开关接触状态异常；温度超过设计可承受上限；回路中电压降值超过设计要求阀值；切断开关的寿命次数濒临设计寿命。

在本实用新型的优选实施例中，驱动控制电路142可以产生PWM回路驱动开关管，所述的开关管与电磁驱动系统130中的线圈134相关联，从而驱动电磁线圈134的吸合(致使动衔铁132在电磁力的作用下带动随动连杆131从断开位置运动到接通位置，随动连杆131推动支架113、123做同样的运动，致使可动接触桥112、122跟随一起从断开位置运动到接通位置，电力回路接通)和释放(致使动衔铁132在电磁力的作用下带动随动连杆131从接通位置运动到断开位置，随动连杆131推动支架做同样的运动，致使可动接触桥112、122跟随一起从接通位置运动到断开位置，电力回路断开)。PWM回路可以通过线圈134的驱动电压变化调节PWM的占空比，从而达到输出驱动能力稳定可靠，致使动衔铁132可以不间断的保持在接通位置，保证电力回路接通，同时降低功能损耗。

驱动控制电路可以具有上开关和下开关管，在一个开关管出现故障时，仍然能够断开线圈，提高产品安全性能。在本实用新型的优选所述中，驱动控制电路142可以产生驱动信号开关管输出两路的电源，一路是电池直接供电，提供短暂的启动电压和电流，另外一路是由驱动芯片提供的保持电压和电流，从而避免线圈过度发热。两路电源与电磁线圈相连，从而驱动电磁线圈的吸合、保持和释放。由于驱动控制电路具有上开关和下开关管，因此，在一个开关管出现故障时，仍然能够断开线圈，提高产品安全性能。更具体而言，在本实用新型中，线圈134可以被配置成仅当两个开关管同时闭合时才能够通电，从而防止在仅使用一个开关管时该开关管失效(例如，发生粘连)的情况下误触发对线圈的上电而使开关闭合导通电路。这进一步提升了本实用新型的电气盒产品的安全性。

电流检测电路143可以实现对流经切断开关的电流值的实时监测并输出给汽车电池管理系统，同时根据所设计的电流阀值与实际流经的电流阀值进行比对，当实际流经电流值超过设计电流阀值时，控制线圈断电处理，从而致使动衔铁带着随动连杆运动到断开位置。

电流检测电路143可以包括霍尔(Hall)元件和/或分流器(Shunt)。霍尔元件和分流器可以被配置用于实时监测流经切断开关的电流。电流检测电路143可以被配置用于在流经开关装置的电流超过预定阈值时发送信号给驱动控制电路，使得驱动控制电路对电磁驱动模块130的线圈134进行断电，从而断开切断开关。此外，分流器可以进一步被配置用于监测电路回路的温度。

在本实用新型的一个实施例中，电流检测电路143通过在高压区域布置Hall采集芯片监测回路电流来实现。Hall采集芯片可以优选地包括非接触式霍尔采集芯片。非接触式霍尔采集芯片可以设置在电子模块140上、在可动接触桥侧面并靠近可动接触桥、但不与可动接触桥物理接触。例如，如图11A所示出，Hall采集芯片的位置可以布置在可动接触桥122的侧面，通电情况下可动接触桥周围会因为电磁效应产生磁场，通过监测磁场强度经过Hall芯片计算处理后得到回路中的电流值。

在本实用新型的另一实施例中，Hall采集芯片可以放置在不可动接触桥的正上方，与不可动接触桥完全贴合或留有一定间隙，如图11E所示。

在本实用新型的又一实施例中，Hall采集芯片也可布置在不可动接触桥111的位置。如图11B所示，Hall采集芯片可以采用在不可动接触桥111上通过布局挖空放置Hall芯片的方式。换言之，Hall芯片可以被布置到不可动接触桥的某一部分中间，通过开孔/开槽的方式，埋置于不可动接触桥中间，例如设置在不可动接触桥的第一臂或第二臂的第一表面中。应注意的是，本实用新型的第一、第二、第三实施例的电气盒100中的每一个可以采取以上Hall采集芯片的布置方式的任一种。

此外，在本实用新型的优选实施例中，可以采用无磁芯的梯度式TMR设计，主要的优点在于：检测电流范围大、频率特性好、体积小、安装方便等。基于TMR的工作原理，传感器的结构设计如图11C所示。传感器采用两个TMR芯片组成TMR阵列的设计，分布在铜排(即，不可动接触桥的第一臂或第二臂的第一表面)左右的对称的位置。本实用新型可以通过两个芯片进行差分设计，提高抗外部磁场干扰能力。具体原理如图11D所示。

本实用新型可以包括N个霍尔传感器。霍尔传感器可选地与电子模块140的其他部件集成一体，或者与其他部件分离，通过连接的方式共同组成完整的电子模块140。

电流检测电路143也可通过在不可动接触桥121上固定分流器(Shunt)的方式来检测回路电流，同时Shunt还可以具备监测回路温度的功能。Shunt可以是接触式Shunt。Shunt可以是补偿式分流器，可选地固定在主负切断开关的不可动接触桥上，作为不可动接触桥的一部分。优选地，Shunt可以优先地安装在与霍尔元件所在的不同的不可动接触桥的第一表面上。本实用新型中，Shunt可以是一个PCBA，包括一个热敏电阻和一个连接器安装的分流电阻上，可以轻松地将模块安装在电流检测位置，并通过板对线连接方式连接到信号处理侧，如图13A、图13B示意的具体的结构。Shunt与不可动接触桥可以通过以下方式中的一种或多种进行固定，包括：激光焊接，化学物粘接，真空钎焊，电阻焊接，机械铆接，螺栓连接等。

此外，Hall检测电路可以具备自动校准功能。Shunt可以检测提供高精度的电流检测。本实用新型中，Hall检测电路和Shunt检测电路可以互为备用，提高产品的安全性能。

开关状态监测电路144可以通过对开关两端电压的检测对比分析，实时监测状态并汇报给汽车电池管理系统。开关状态监测电路144可检测到触点两端的电压降值是否超出设计要求阀值。因此，开关状态监测电路144可以监测到切断开关的可动接触桥与不可动接触桥异常接触，例如可动接触桥与不可动接触桥粘连。

在本实用新型的一个实施例中，开关状态监测电路144可选的采用线束/端子方式，一端布置在主正/主负切断开关的不可动接触桥两端，另一端与电子模块相关联，共使用两条线路，以此监测不可动接触桥两端的电压差，同时将数据经由电子模块140计算后与设计值进行比对，当计算值超过设计值时，对线圈进行下电处理，保护电路不受损坏，并将异常信息反馈到汽车电池管理系统。

在本实用新型的另一实施例中，开关监测电路144可选地采用微动作开关反馈，优选的将微动作开关与动衔铁相关联。当切断开关闭合时动衔铁由断开位置动作到接通位置的过程中触发微动作开关，触发信号经由连接线束发送到电子模块，电子模块识别到开关接通后将状态信息反馈到汽车电池管理系统；当切断开关分离时，动衔铁由接通位置动作到断开位置时，同时触发微动作开关，触发信号经由连接线束发送到电子模块，电子模块识别到开关断开后将状态信息反馈给汽车电池管理系统。

在本实用新型的又一实施例中，可选地采用微动开关反馈，微动作开关与固定支架相关联，固定支架上拐臂与微动作开关相对接触。当切断开关闭合时，固定支架由断开位置动作到接通位置的过程中触发微动作开关，触发信号经由连接线束发送到电子模块，电子模块识别到开关接通后将状态信息反馈到汽车电池管理系统；当切断开关分离时，固定支架由接通位置动作到断开位置时，同时触发微动作开关，触发信号经由连接线束发送到电子模块，电子模块识别到开关断开后将状态信息反馈给汽车电池管理系统。

线圈诊断电路145可以被配置用于监测线圈过电压、欠电压、零点漂移、过流等异常情况，并在出现此类异常情况时，可以对线圈采取下电处理、输出警报、反馈故障灯一项或多项措施，从而保护线圈不受损坏，继而保护整个电力回路不出现异常。

预充电电路148可以被配置用于为电池包提供预充电服务。

在本实用新型的一个实施例中，预充电电路优选地选择两路固态电路，一路常开固态电路并联在主正切断开关两端，另一路常闭固态电路并联在主负切断开关两端。当收到预充指令时，常开固态电路闭合，常闭固态电路打开，闭合的固态电路与主正回路形成预充回路，对电池包进行预充电处理，具体电路图如图14所示。

在本实用新型的另一实施例中，预充电电路也可采用传统的机械式预充继电器与预充电阻串联后并联在切断开关两端，共需要两路预充继电器与预充电阻的组合电路，经由电子模块/汽车电池管理系统控制，在需要进行预充处理时候，预充继电器闭合，形成预充回路，预充结束后预充继电器断开。

MCU电路146可以实现事实数据和动作的处理，将信息反馈给汽车电池管理系统，并接收汽车电池管理系统的指令进行相关。

CAN通讯电路147可以用于例如与车上其他部件的通讯功能。在一个具体的实施例中，CAN通讯电路被配置用于兼容CAN HS和CAN FD模式，支持AUTOSAR平台，支持CAN UDS协议，支持CAN报文唤醒，并且具有内部故障码记录功能。

此外，电子模块140还可以包括寿命监测电路。寿命监测电路可以通过收集流经切断开关的电流电压以及开断次数，依此计算触点的损耗情况，在濒临设计寿命次数上限前发出预警信息，避免电力回路在开断时达到触点寿命上限从而导致电路故障。

以上所述的具有监测/检测功能的多个电路中的每一个可以用于上述电路中的一项或多项可以进一步被配置用于在检测到相应异常时或者测量值大于预定阈值时将数据传输到电池管理系统和/或发送信号给驱动控制电路，使得所述驱动控制电路对所述电磁驱动模块的线圈进行断电从而断开所述电气盒的连接。

电力回路正常情况下，电磁模块130通电产生动力致使随动连杆131带动可动接触桥可以在接通位置与不可动接触桥可靠连接，从而使电力回路接通，电磁模块130断电时，动力消失，随动连杆131因为反力弹性支持件136的反作用力回到断开位置，从而使电力回路断开。

电力回路异常的情况下，例如电力回路中流经的电流阀值超过零件及系统承受阀值上限时，电流会在不可动接触桥的结构特征中产生相应的洛伦兹力，促使可动接触桥被迫与不可动接触桥分离，从而断开电力回路，使汽车电力系统及零部件免受异常大电流冲击的损害。电力回路异常的情况包括但不完全是以下情况引起：回路短路、回路搭接错误、回路零件损害导致回路异常。切断开关出现此类现象时可分为以下情况讨论：所产生的洛伦兹力小于/等于切断开关中弹性支持件的力与线圈电磁力的合力时，电子模块优先动作对线圈进行下电处理，从而断开主正主负切断开关，保证电力回路安全；所产生的洛伦兹力大于切断开关中弹性支持件的力与线圈电磁力的合力时，洛伦兹力优先动作，促使可动接触桥与不可动接触桥弹开，在弹开过程中电子模块紧密衔接对线圈的下电处理，保证可动接触桥不会因为线圈电磁力的作用经由动衔铁动作等一系列传动继续与不可动接触桥接触。

本实用新型的电气盒优选地被配置用作电池断路单元BDU，BDU作为回路开关单元配置在新能源汽车的电池包到电机的导通回路上。此外，本实用新型的实施例中，主正切断开关和主负切断开关可以不包括保险丝，从而节约所使用的部件，降低成本，减小体积和空间。

在本说明书以及权利要求中，对某些特征采用了“基本”进行描述，这是考虑了实际制造过程中的误差或实际应用需要等其他原因的存在而导致绝对的构造或情形是不合适或者不必要的。因此，这种描述对于本领域技术人员应当是清楚的，对应的技术方案也是能够实现的。

虽然主要以新能源车车载高压电气盒作为描述背景，但应当理解的是，这仅是优选实施例并且出于描述的便利性目的。本实用新型的开关装置尤其适合用于新能源车载高压电气盒中，但本实用新型的开关装置可以适用于其他应用领域，而不背离本实用新型的精神和范围。

应当理解，本说明书中对位置、方向的描述是结合附图中所示出的特定实施例进行的，并因此是一种相对的位置描述。在设备、装置的放置方向相反或不同于图示的方向的实施例中，这些位置描述可以相应地变化。此外，本说明书中的“耦合”、“连接”、“相连”等可以是直接的也可以是间接的“耦合”、“连接”、“相连”。

因此，在不背离本实用新型的精神和主旨的情况下，本领域技术人员可对以上具体描述的实施例作出适当修改和调整。因此，旨在使所要求保护的主题不仅限于所公开的特定示例，这些要求保护的主题也可包括落在所附权利要求书及其等效物范围内的所有实现。

以下是本实用新型的一些示例：

示例1.一种被配置用作开关的电气盒，包括：

主正切断开关和主负切断开关，所述主正切断开关布置在电路的主正回路上，所述主负切断开关布置在所述电路的主负回路上，所述主正切断开关和所述主负切断开关被配置用于一起实现对电路回路的接通/断开；

电磁驱动模块，所述电磁驱动模块被配置用于：在通电时，使所述主正切断开关和主正切断开关闭合，从而实现所述电路回路的接通；在断电时，使所述主正切断开关和主正切断开关打开，从而实现所述电路回路的断开；

电子模块，所述电子模块与所述电磁驱动模块电耦合，并且被配置用于：控制所述主正切断开关和所述主负切断开关的闭合/打开，以及监测所述主正切断开关与所述主负切断开关和/或所述电磁驱动模块的状态，

其中，所述主正切断开关和主负切断开关分别布置在所述电磁驱动模块的两侧，所述主正切断开关、所述电磁驱动模块和所述主负切断开关基本平行地布置。

示例2.如示例1所述的电气盒，其中，

所述主正切断开关包括：

不可动接触桥，与所述主正回路连接；

可动接触桥，被配置用于能够运动而与所述不可动接触桥接触或分离，并且在与所述不可动接触桥接触时使得所述主正回路接通，在与所述不可动接触桥分离时使得所述主正回路断开；

所述主负切断开关包括：

不可动接触桥，与所述主负回路连接；

可动接触桥，被配置用于能够运动而与所述不可动接触桥接触或分离，并且在与所述不可动接触桥接触时使得所述主负回路接通，在与所述不可动接触桥分离时使得所述主负回路断开，并且

所述电磁驱动模块分别与所述主正切断开关和所述主负切断开关机械连接，使得所述电磁驱动模块被配置用于实现所述主正切断开关和所述主负切断开关的同时闭合或打开。

示例3.如上述示例中任一示例所述的电气盒，其中，

电磁驱动模块包括线圈、静衔铁、受所述线圈通电激发的电磁力而能运动的动衔铁和反力弹性支持件，

所述主正切断开关的可动接触桥与第一连接支架固定在一起，所述主负切断开关的可动接触桥与第二连接支架固定在一起，所述第一连接支架和所述第二连接支架通过连杆机械地耦合并固定在所述动衔铁的两侧，使得所述动衔铁的运动能够带动两个可动接触桥运动，并且，

所述反力弹性支持件在可动接触桥与不可动接触桥接触时处于压缩状态，并且所具有的弹力在所述线圈下电后能够弹开动衔铁，从而使所述动衔铁带动可动接触桥运动而与不可动接触桥断开连接，从而断开所述电路回路。

示例4.如上述示例中任一示例所述的电气盒，其中，所述主正切断开关和所述主负切断开关中的每一个包括触头弹性支持件，所述触头弹性支持件的一端与可动接触桥连接，另一端与连接支架连接，其中，所述触头弹性支持件的压缩量被配置成：所产生的弹力能够用于保证可动接触桥与不可动接触桥的接触及导通。

示例5.如上述示例中任一示例所述的电气盒，其中，

所述主正切断开关和所述主负切断开关中的每一个的不可动接触桥包括两个对称布置的大体“匚”形的第一臂和第二臂，第一臂和第二臂中的每一个包括基本上平行的第一面、第二面和连接第一面和第二面的壁，

连接支架设置在不可动接触桥的第一臂和第二臂之间，可动接触桥横穿过第一臂和第二臂的壁，并且可以在第一面和第二面之间运动，

在可动接触桥朝着第一面运动时，可动接触桥两端的触点和不可动接触桥的第二面上的触点分离，从而使得开关断开，

在可动接触桥朝着第二面运动时，可动接触桥两端的触点和不可动接触桥的第二面上的触点接触，从而使得开关闭合。

示例6.如上述示例中任一示例所述的电气盒，其中

所述主正切断开关和所述主负切断开关中的每一个的不可动接触桥包括两个对称布置的大体“匚”形或“U”形的第一臂和第二臂，第一臂和第二臂中的每一个包括基本上平行的第一面、第二面和连接第一面和第二面的壁，

连接支架设置在不可动接触桥的第二臂的下方，可动接触桥穿过所述连接支架，并且可以靠近或远离所述不可动接触桥的第二面运动，

在可动接触桥靠近所述第二面运动时，可动接触桥两端的触点和不可动接触桥的第二面上的触点接触，从而使得开关闭合，

在可动接触桥离开所述第二面运动时，可动接触桥两端的触点和不可动接触桥的第二面上的触点分离，从而使得开关断开。

示例7.如上述示例中任一示例所述的电气盒，其中，所述电气盒包括壳体，并且所述主正切断开关和所述主负切断开关中的每一个的不可动接触桥的第一臂和第二臂的第一面至少部分地延伸到所述壳体外部，以用于所述电气盒与电气盒外部电路的连接。

示例8.如上述示例中任一示例所述的电气盒，其中，

所述主正切断开关和所述主负切断开关中的每一个进一步包括灭弧结构，所述灭弧结构包括永磁体、灭弧栅，

所述灭弧栅的第一接触部与所述可动接触桥的延伸部电耦合，所述灭弧栅的第二接触部与所述不可动接触桥的延伸部电耦合，所述灭弧栅设置在所述可动接触桥的长度方向的侧面上，

所述永磁体布置在所述灭弧栅的两侧、以及所述可动接触桥的触点区域和所述不可动接触桥的触点区域两侧，所述永磁体被配置成用于将所述可动接触桥与所述不可动接触桥之间产生的高压电弧朝着所述灭弧栅的方向引导。

示例9.如上述示例中任一示例所述的电气盒，其中，所述永磁体包括相对地布置地两个磁钢片，所述灭弧栅包括多个金属片。

示例10.如上述示例中任一示例所述的电气盒，其中，

所述电子模块布置在所述主正切断开关和所述主负切断开关中的一者的一侧上，或者

所述电子模块布置在所述电磁驱动模块上方。

示例11.如上述示例中任一示例所述的电气盒，其中，

所述电子模块包括驱动控制电路，被配置用于控制所述电磁驱动模块的线圈通电和断电，并且

所述电子模块进一步包括以下各项中的一项或多项：电流检测电路、开关状态监测电路、预充电电路、线圈诊断电路、寿命监测电路、CAN通讯电路。

示例12.如上述示例中任一示例所述的电气盒，其中，

所述电流检测电路包括霍尔元件和/或分流器(Shunt)，

所述霍尔元件和所述分流器被配置用于实时监测流经所述开关装置电流，

所述分流器进一步被配置用于监测所述电路回路的温度；

所述开关状态监测电路被配置用于：通过实时采集可动接触桥上的触点和不可动接触桥上的触点的电压降来判断触点的状态；

所述线圈诊断电路被配置用于监测线圈的输出电压，从而检测线圈的异常情况，包括过压、欠压零点漂移、过流；并且

上述电路中的一项或多项可以进一步被配置用于在检测到相应异常时或者相应测量值大于预定阈值时将数据传输到电池管理系统和/或发送信号给驱动控制电路，使得所述驱动控制电路对所述电磁驱动模块的线圈进行断电，从而断开所述电气盒的连接；

所述预充电电路被配置用于为所述电气盒所连接的电池包提供预充电，

所述寿命监测电路被配置用于通过收集流经所述主正切断开关和/或主负切断开关的电流、电压以及开断次数，计算触点的损耗情况，并在到达设计的寿命次数上限之前发出预警信息，并且

所述CAN通讯电路被配置用于兼容CAN HS和CAN FD模式，支持AUTOSAR平台，支持CAN UDS协议，支持CAN报文唤醒，并且具有内部故障码记录功能。

示例13.如上述示例中任一示例所述的电气盒，其中，

所述霍尔元件包括非接触式霍尔采集芯片；所述非接触式霍尔采集芯片被放置在以下各个位置中的一个中：设置在所述电子模块上、在所述可动接触桥侧面并靠近所述可动接触桥、但不与所述可动接触桥物理接触；放置在不可动接触桥的第一表面中的凹槽中；或放置在不可动接触桥的正上方，与不可动接触桥完全贴合或留有一定间隙；

所述分流器为印刷电路板组件PCBA，包括热敏电阻和分流电阻，所述分流器安装在与所述霍尔元件所在的不同的不可动接触桥的第一表面上；

所述开关状态监测电路包括使用线束或端子的两条线路，所述线束或端子的一端布置在主正或主负切断开关的不可动接触桥两端，另一端与所述电子模块电耦合，从而监测不可动接触桥两端的电压差；或者所述开关状态监测电路采用微动作开关，所述微动作开关与所述电磁驱动模块的动衔铁接触或者与所述电磁驱动模块的固定支架的拐臂接触，用于监测开关的闭合和打开状态；

所述预充电电路包括两路固态电路，其中一路常开固态电路并联在所述主正切断开关两端，另一路常闭固态电路并联在所述主负切断开关两端，当所述预充电电路收到预充指令时，所述常开固态电路闭合，所述常闭固态电路打开，从而闭合的固态电路与主正回路形成预充回路，对所述电池包进行预充电；或者所述预充电电路包括两路具有预充继电器与预充电阻的组合电路，所述预充继电器与预充电阻串联后并联在主和负切断开关两端，当所述预充电电路收到预充指令时，所述预充继电器闭合以形成预充回路，当预充结束后所述预充继电器断开。

示例14.如上述示例中任一示例所述的电气盒，其中，

当所述非接触式霍尔采集芯片被放置在不可动接触桥的第一表面中的凹槽中时，所述非接触式霍尔采集芯片采用无磁芯的梯度式TMR设计，其采用两个TMR芯片组成的TMR阵列，并且两个TMR芯片布置在不可动接触桥的第一表面中距离边缘对称的位置。

示例15.如上述示例中任一示例所述的电气盒，其中，所述电子模块中的所述驱动控制电路包括两个开关管，所述两个开关管分别与所述电磁驱动模块的线圈电连接，

所述驱动控制电路被配置用于产生PWM信号并通过所述PWM信号同时控制所述两个开关管的打开和闭合，

所述线圈被配置成仅当所述两个开关管同时闭合时才能通电。

示例16.如上述示例中任一示例所述的电气盒，其中，所述电子模块进一步包括电源电路，所述电源电路被配置用于向其他电路提供电源，

所述两个开关管输出两路电源，其中一路是由电池提供的短暂的启动电压和电流，另一路是由所述驱动控制电路提供的保持电压和电流。

示例17.如上述示例中任一示例所述的电气盒，其中，所述电气盒被配置用作电池断路单元BDU，所述BDU作为回路开关单元被配置在新能源汽车的电池包到电机的导通回路上。

示例18.如上述示例中任一示例所述的电气盒，其中，所述主正切断开关和所述主负切断开关不包括保险丝。

示例19.如上述示例中任一示例所述的电气盒，其中，所述电子模块被配置成当电路回路中流经的电流大于或等于预设的电流阈值时，电流在不可动接触桥的结构特征中产生相应的洛伦兹力能够使可动接触桥与不可动接触桥分离，从而断开电力回路。

示例20.如上述示例中任一示例所述的电气盒，其中，所述预设的电流阈值为1200A-2000A。

Claims (20)

1.一种被配置用作开关装置的电气盒，其特征在于，所述电气盒包括：

主正切断开关和主负切断开关，所述主正切断开关布置在电路的主正回路上，所述主负切断开关布置在所述电路的主负回路上，所述主正切断开关和所述主负切断开关被配置用于一起实现对电路回路的接通/断开；

电磁驱动模块，所述电磁驱动模块被配置用于：在通电时，使所述主正切断开关和主负切断开关闭合，从而实现所述电路回路的接通；在断电时，使所述主正切断开关和主负切断开关打开，从而实现所述电路回路的断开；

电子模块，所述电子模块与所述电磁驱动模块电耦合，并且被配置用于：控制所述主正切断开关和所述主负切断开关的闭合/打开，以及监测所述主正切断开关与所述主负切断开关和/或所述电磁驱动模块的状态，

其中，所述主正切断开关和主负切断开关分别布置在所述电磁驱动模块的两侧，所述主正切断开关、所述电磁驱动模块和所述主负切断开关基本平行地布置。

2.如权利要求1所述的电气盒，其中，

所述主正切断开关包括：

不可动接触桥，与所述主正回路连接；

可动接触桥，被配置用于能够运动而与所述不可动接触桥接触或分离，并且在与所述不可动接触桥接触时使得所述主正回路接通，在与所述不可动接触桥分离时使得所述主正回路断开；

所述主负切断开关包括：

不可动接触桥，与所述主负回路连接；

可动接触桥，被配置用于能够运动而与所述不可动接触桥接触或分离，并且在与所述不可动接触桥接触时使得所述主负回路接通，在与所述不可动接触桥分离时使得所述主负回路断开，并且

所述电磁驱动模块分别与所述主正切断开关和所述主负切断开关机械连接，使得所述电磁驱动模块被配置用于实现所述主正切断开关和所述主负切断开关的同时闭合或打开。

3.如权利要求2所述的电气盒，其中，

电磁驱动模块包括线圈、静衔铁、受所述线圈通电激发的电磁力而能运动的动衔铁和反力弹性支持件，

所述主正切断开关的可动接触桥与第一连接支架固定在一起，所述主负切断开关的可动接触桥与第二连接支架固定在一起，所述第一连接支架和所述第二连接支架通过连杆机械地耦合并固定在所述动衔铁的两侧，使得所述动衔铁的运动能够带动两个可动接触桥运动，并且，

所述反力弹性支持件在可动接触桥与不可动接触桥接触时处于压缩状态，并且所具有的弹力在所述线圈下电后能够弹开动衔铁，从而使所述动衔铁带动可动接触桥运动而与不可动接触桥断开连接，从而断开所述电路回路。

4.如权利要求2所述的电气盒，其中，所述主正切断开关和所述主负切断开关中的每一个包括触头弹性支持件，所述触头弹性支持件的一端与可动接触桥连接，另一端与连接支架连接，其中，所述触头弹性支持件的压缩量被配置成：所产生的弹力能够用于保证可动接触桥与不可动接触桥的接触及导通。

5.如权利要求3所述的电气盒，其中，

所述主正切断开关和所述主负切断开关中的每一个的不可动接触桥包括两个对称布置的大体“匚”形的第一臂和第二臂，第一臂和第二臂中的每一个包括基本上平行的第一面、第二面和连接第一面和第二面的壁，

连接支架设置在不可动接触桥的第一臂和第二臂之间，可动接触桥横穿过第一臂和第二臂的壁，并且可以在第一面和第二面之间运动，

在可动接触桥朝着第一面运动时，可动接触桥两端的触点和不可动接触桥的第二面上的触点分离，从而使得开关断开，

在可动接触桥朝着第二面运动时，可动接触桥两端的触点和不可动接触桥的第二面上的触点接触，从而使得开关闭合。

6.如权利要求3所述的电气盒，其中

所述主正切断开关和所述主负切断开关中的每一个的不可动接触桥包括两个对称布置的大体“匚”形或“U”形的第一臂和第二臂，第一臂和第二臂中的每一个包括基本上平行的第一面、第二面和连接第一面和第二面的壁，

连接支架设置在不可动接触桥的第二臂的下方，可动接触桥穿过所述连接支架，并且可以靠近或远离所述不可动接触桥的第二面运动，

在可动接触桥靠近所述第二面运动时，可动接触桥两端的触点和不可动接触桥的第二面上的触点接触，从而使得开关闭合，

在可动接触桥离开所述第二面运动时，可动接触桥两端的触点和不可动接触桥的第二面上的触点分离，从而使得开关断开。

7.如权利要求5或6所述的电气盒，其中，所述电气盒包括壳体，并且所述主正切断开关和所述主负切断开关中的每一个的不可动接触桥的第一臂和第二臂的第一面至少部分地延伸到所述壳体外部，以用于所述电气盒与电气盒外部电路的连接。

8.如权利要求2所述的电气盒，其中，

所述主正切断开关和所述主负切断开关中的每一个进一步包括灭弧结构，所述灭弧结构包括永磁体、灭弧栅，

所述灭弧栅的第一接触部与所述可动接触桥的延伸部电耦合，所述灭弧栅的第二接触部与所述不可动接触桥的延伸部电耦合，所述灭弧栅设置在所述可动接触桥的长度方向的侧面上，

所述永磁体布置在所述灭弧栅的两侧、以及所述可动接触桥的触点区域和所述不可动接触桥的触点区域两侧，所述永磁体被配置成用于将所述可动接触桥与所述不可动接触桥之间产生的高压电弧朝着所述灭弧栅的方向引导。

9.如权利要求8所述的电气盒，其中，所述永磁体包括相对地布置地两个磁钢片，所述灭弧栅包括多个金属片。

10.如权利要求1-6中任一项所述的电气盒，其中，

所述电子模块布置在所述主正切断开关和所述主负切断开关中的一者的一侧上，或者

所述电子模块布置在所述电磁驱动模块上方。

11.如权利要求1-6中任一项所述的电气盒，其中，

所述电子模块包括驱动控制电路，被配置用于控制所述电磁驱动模块的线圈通电和断电，并且

所述电子模块进一步包括以下各项中的一项或多项：电流检测电路、开关状态监测电路、预充电电路、线圈诊断电路、寿命监测电路、CAN通讯电路。

12.如权利要求11所述的电气盒，其中，

所述电流检测电路包括霍尔元件和/或分流器，

所述霍尔元件和所述分流器被配置用于实时监测流经所述开关装置的电流，

所述分流器进一步被配置用于监测所述电路回路的温度；

所述开关状态监测电路被配置用于：通过实时采集可动接触桥上的触点和不可动接触桥上的触点的电压降来判断触点的状态；

所述线圈诊断电路被配置用于监测线圈的输出电压，从而检测线圈的异常情况，包括过压、欠压零点漂移、过流；并且

上述电路中的一项或多项可以进一步被配置用于在检测到相应异常时或者相应测量值大于预定阈值时将数据传输到电池管理系统和/或发送信号给驱动控制电路，使得所述驱动控制电路对所述电磁驱动模块的线圈进行断电，从而断开所述电气盒的连接；

所述预充电电路被配置用于为所述电气盒所连接的电池包提供预充电，所述寿命监测电路被配置用于通过收集流经所述主正切断开关和/或主负切断开关的电流、电压以及开断次数，计算触点的损耗情况，并在到达设计的寿命次数上限之前发出预警信息，并且

所述CAN通讯电路被配置用于兼容CAN HS和CAN FD模式，支持AUTOSAR平台，支持CANUDS协议，支持CAN报文唤醒，并且具有内部故障码记录功能。

13.如权利要求12所述的电气盒，其中，

所述霍尔元件包括非接触式霍尔采集芯片；所述非接触式霍尔采集芯片被放置在以下各个位置中的一个中：设置在所述电子模块上、在所述可动接触桥侧面并靠近所述可动接触桥、但不与所述可动接触桥物理接触；放置在不可动接触桥的第一表面中的凹槽中；或放置在不可动接触桥的正上方，与不可动接触桥完全贴合或留有一定间隙；

所述分流器为印刷电路板组件PCBA，包括热敏电阻和分流电阻，所述分流器安装在与所述霍尔元件所在的不同的不可动接触桥的第一表面上；

所述开关状态监测电路包括使用线束或端子的两条线路，所述线束或端子的一端布置在主正或主负切断开关的不可动接触桥两端，另一端与所述电子模块电耦合，从而监测不可动接触桥两端的电压差；或者所述开关状态监测电路采用微动作开关，所述微动作开关与所述电磁驱动模块的动衔铁接触或者与所述电磁驱动模块的固定支架的拐臂接触，用于监测开关的闭合和打开状态；

所述预充电电路包括两路固态电路，其中一路常开固态电路并联在所述主正切断开关两端，另一路常闭固态电路并联在所述主负切断开关两端，当所述预充电电路收到预充指令时，所述常开固态电路闭合，所述常闭固态电路打开，从而闭合的固态电路与主正回路形成预充回路，对所述电池包进行预充电；或者所述预充电电路包括两路具有预充继电器与预充电阻的组合电路，所述预充继电器与预充电阻串联后并联在主和负切断开关两端，当所述预充电电路收到预充指令时，所述预充继电器闭合以形成预充回路，当预充结束后所述预充继电器断开。

14.如权利要求13所述的电气盒，其中，

当所述非接触式霍尔采集芯片被放置在不可动接触桥的第一表面中的凹槽中时，所述非接触式霍尔采集芯片采用无磁芯的梯度式TMR设计，其采用两个TMR芯片组成的TMR阵列，并且两个TMR芯片布置在不可动接触桥的第一表面中距离边缘对称的位置。

15.如权利要求11所述的电气盒，其中，所述电子模块中的所述驱动控制电路包括两个开关管，所述两个开关管分别与所述电磁驱动模块的线圈电连接，

所述驱动控制电路被配置用于产生PWM信号并通过所述PWM信号同时控制所述两个开关管的打开和闭合，

所述线圈被配置成仅当所述两个开关管同时闭合时才能通电。

16.如权利要求15所述的电气盒，其中，所述电子模块进一步包括电源电路，所述电源电路被配置用于向其他电路提供电源，

所述两个开关管输出两路电源，其中一路是由电池提供的短暂的启动电压和电流，另一路是由所述驱动控制电路提供的保持电压和电流。

17.如权利要求11所述的电气盒，其中，所述电气盒被配置用作电池断路单元BDU，所述BDU作为回路开关单元被配置在新能源汽车的电池包到电机的导通回路上。

18.如权利要求11所述的电气盒，其中，所述主正切断开关和所述主负切断开关不包括保险丝。

19.如权利要求11所述的电气盒，其中，所述电子模块被配置成当电路回路中流经的电流大于或等于预设的电流阈值时，电流在不可动接触桥的结构特征中产生相应的洛伦兹力能够使可动接触桥与不可动接触桥分离，从而断开电力回路。

20.如权利要求19所述的电气盒，其中，所述预设的电流阈值为1200A-2000A。