CN220821319U - 一种电气设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电气设备，包括壳体、融合开关、控制电路、第一和第二手动开关。融合开关和控制电路位于壳体内，第一和第二手动开关位于壳体面板上。融合开关包括用于接收控制主充回路通断的控制信号的第一主充控制端和用于接收控制预充回路通断的控制信号的第一预充控制端。控制电路用于控制融合开关并包括第二主充控制端和第二预充控制端。第一手动开关包括导通和关断互斥的第一和第二开关机构。第一主充控制端和第一预充控制端通过第一开关机构分别连接到第二主充控制端和第二预充控制端。第一主充控制端通过串联的第二开关机构和第二手动开关连接至预定电压使得在第二开关机构导通时第二手动开关的通断控制主充回路的通断。

Description

一种电气设备

技术领域

本实用新型涉及一种电气设备，更具体地，涉及一种包括融合开关的电气设备。

背景技术

融合开关是电力领域，诸如储能系统领域重要的控制装置，其是集接触器和隔离开关的功能于一体的产品。融合开关通常包括两种工作模式，电动模式和手动模式。电动模式由诸如电池管理系统(BMS)的电子控制系统的信号控制，手动模式由旋转手柄控制。目前，融合开关的操作面板装配在例如高压箱的电气设备的外壳上，此时融合开关能通过的IP等级较低。当电气设备需要达到较高等级例如IP67等级的防护等级时，融合开关需要被完全装配在电气设备的封闭壳体内，操作者无法使用旋转手柄，导致手动模式无法实现。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型提供一种通过手动开关实现融合开关的电动模式和手动模式的电气设备，从而解决了在电气设备壳体外不接触融合开关的情况下实现融合开关的电动模式和手动模式的问题，且无需改变融合开关的初始设计逻辑。

本实用新型提供了一种电气设备，其特征在于，所述电气设备包括壳体、融合开关、控制电路、第一手动开关以及第二手动开关；所述融合开关和所述控制电路位于所述壳体内，所述第一手动开关和第二手动开关位于所述壳体的面板上；所述融合开关包括第一主充控制端和第一预充控制端，所述第一主充控制端用于接收控制主充回路通断的控制信号，所述第一预充控制端用于接收控制预充回路通断的控制信号；所述控制电路用于控制所述融合开关并包括第二主充控制端和第二预充控制端；所述第一手动开关包括第一开关机构和第二开关机构，所述第一开关机构和第二开关机构的导通和关断互斥；所述第一主充控制端和第一预充控制端通过所述第一开关机构分别连接到所述第二主充控制端和所述第二预充控制端；以及所述第二开关机构与所述第二手动开关串联，所述第一主充控制端通过所述第二开关机构和所述第二手动开关连接至预定电压使得在所述第二开关机构导通的情况下所述第二手动开关的通断控制所述主充回路的通断。

可选地，所述电气设备还包括指示灯；以及所述指示灯位于所述壳体的面板上用于指示所述主充回路和/或所述预充回路的通断。

可选地，所述第一开关机构包括主充控制开关机构和预充控制开关机构；所述主充控制开关机构连接于所述第一主充控制端和所述第二主充控制端之间；所述预充控制开关机构连接于所述第一预充控制端和所述第二预充控制端之间；以及所述主充控制开关机构和预充控制开关机构的导通和关断同步。

可选地，所述第一手动开关为按键开关；所述第一手动开关包括第一按键、第一接触片和第二接触片；所述第一按键位于所述壳体的面板上；所述第一按键与所述第一接触片和所述第二接触片机械耦合；所述第一接触片根据所述第一按键的位置互斥地导通或关断所述主充控制开关机构和所述第二开关机构；以及所述第二接触片根据所述第一按键的位置导通或关断所述预充控制开关机构。

可选地，所述第二手动开关为按键开关；所述第二手动开关包括第二按键和第三接触片；所述第二按键位于所述壳体的面板上；所述第二按键与所述第三接触片机械耦合；以及所述第三接触片根据所述第二按键的位置导通或关断所述第二手动开关。

可选地，所述预定电压是所述融合开关的供电电压。

可选地，所述控制电路包括向所述融合开关供电的供电电源端；所述融合开关包括与所述供电电源端连接的受电电源端；以及所述第一主充控制端通过所述第二开关机构和所述第二手动开关连接至所述供电电源端。

可选地，所述融合开关是基于机械开关的融合开关。

可选地，所述融合开关是基于固态开关的融合开关。

可选地，所述壳体符合IP67的防护等级。

本实用新型的技术方案的有益效果在于提供了一种通过手动开关实现融合开关的电动模式和手动模式的电气设备，使得可以在电气设备壳体外不接触融合开关的情况下实现融合开关的电动模式和手动模式，且无需改变融合开关的初始设计逻辑。附加地，本实用新型的电气设备还可以在外壳上增加融合开关状态指示灯，以指示主充回路和预充回路的实时状态。该电气设备可以更全面地适配IP防护设计需求和非接触控制需求。

附图说明

通过下面结合附图对实施例的描述，本实用新型的这些和/或其他方面、特征和优点将变得更加清楚和容易理解，下面描述中的附图仅仅涉及本实用新型的一些实施例，而非对本实用新型的限制，其中：

图1示出了根据本实用新型实施例的电气设备100的结构示意图；

图2示出了根据本实用新型实施例的电气设备100的面板上的第一手动开关140、第二手动开关150以及指示灯261和262的外形示意图；

图3示出了图1中的融合开关120处于电动控制模式的示意图；

图4A和图4B分别示出了图1中的融合开关120在处于手动控制模式下第二手动开关关断和导通的示意图。

具体实施方式

下面将参考本实用新型的示例性实施例对本实用新型进行详细描述。然而，本实用新型不限于这里所描述的实施例，其可以以许多不同的形式来实施。所描述的实施例仅用于使本公开彻底和完整，并全面地向本领域的技术人员传递本实用新型的构思。所描述的各个实施例的特征可以互相组合或替换，除非明确排除或根据上下文应当排除。

在本实施新型的实施例中，除非另有明确说明，“连接”并不意味着必须“直接连接”或“直接接触”，而仅需要电学上连通即可。

图1示出了根据本实用新型实施例的电气设备100的结构示意图。

如图1所示，电气设备100包括壳体110、融合开关120、控制电路130、第一手动开关140以及第二手动开关150。融合开关120和控制电路130位于壳体110内。第一手动开关140和第二手动开关150位于壳体110的面板上，如图2进一步示出的。电气设备100例如可以是储能系统中对储能电池进行充电控制的高压箱。

融合开关120是常见的开关设备，用于将用电或储能设备接入电源或从电源断开。融合开关120包括并联的主充开关组和预充开关组用于分别实现主充回路和预充回路的通断。主充回路是电气设备正常工作时导通的回路，预充回路是在主充回路导通前预先导通的回路，以避免突然导通主充回路而产生火花或导致用电设备损坏。融合开关从关断到导通的一般工作过程为：导通预充开关组(导通预充回路)，导通主充开关组(导通主充回路)，关断预充开关组维持主充开关组导通(关断预充回路维持主充回路导通)。融合开关从导通(主充回路导通、预充回路关断)到关断的一般工作过程为：导通预充开关组(导通预充回路)，关断主充开关组(关断主充回路)，关断预充开关组(关断预充回路)。

融合开关120可以是基于机械开关的融合开关，也可以是基于固态开关的融合开关。基于机械开关的融合开关中的主充开关组和预充开关组采用机械开关。基于固态开关的融合开关中的主充开关组和预充开关组采用半导体固态开关，例如IGBT(绝缘栅双极型晶体管)开关、MOS(金属氧化物半导体)开关等。

如背景技术部分所述，融合开关通常具有电动模式和手动模式。当融合开关处于电动模式时，主充回路和预充回路的通断由诸如BMS信号的控制信号控制；当融合开关处于手动模式时，在现有技术中，主充回路和预充回路的通断由人工旋转手柄控制。具体而言，在手动模式下，由操作者手动旋转手柄使融合开关依次经历预充回路导通且主充回路断开、预充回路导通且主充回路导通、以及预充回路断开且主充回路导通的过程。然而，当电气设备需要达到较高等级例如IP67等级的防护等级时，融合开关需要被完全装配在电气设备的封闭壳体内，操作者无法使用旋转手柄，从而无法实现手动模式。

根据本实用新型实施例的融合开关120通过配合位于壳体110的面板上的第一手动开关140和第二手动开关150能够在较高防护等级的情况下实现手动模式。

根据本实用新型实施例的融合开关120可以包括第一主充控制端121和第一预充控制端122。第一主充控制端121用于接收控制主充回路通断的控制信号，第一预充控制端122用于接收控制预充回路通断的控制信号。例如，如上所述，第一主充控制端121可以通过控制主充开关组实现主充回路的通断。并且，当第一主充控制端121控制主充回路从关断到导通时，会自动使得预充回路实现融合开关导通过程中所需要的导通和关断操作，即便第一预充控制端122未接收到控制预充回路的通断的信号；同样，当第一主充控制端121控制主充回路从导通到关断时，会自动使得预充回路实现融合开关关断过程中所需要的导通和关断操作，即便第一预充控制端122未接收到控制预充回路的通断的信号。第一预充控制端122可以通过控制预充充开关组实现预充充回路的通断。

控制电路130用于控制融合开关120，并包括第二主充控制端131和第二预充控制端132。控制电路130可以是电气设备100的控制中心，其可以对电气设备100的融合开关120的主充回路和预充回路的通断进行控制，从而实现融合开关120的功能。控制电路130的第二主充控制端131和第二预充控制端132分别对应于融合开关120的第一主充控制端121和第一预充控制端122。例如，控制电路130可以从电气设备100外部(例如，电气设备100外部的电池控制单元)获取用于控制融合开关120的工作的信号，继而向融合开关120发出用于控制其主充回路和预充回路的通断的信号。控制电路130例如可以是BMS主控模块。例如，在电池簇级，BMS主控模块可以是BCU(电池簇单元)或BCMU(电池簇管理单元)主控模块；在电池阵列级BMS主控模块可以是BAU(电池阵列)或BAMU(电池簇管理单元)主控模块。

为了实现对融合开关120的手动控制，控制电路130与融合开关120之间通过第一手动开关140和第二手动开关150进行连接。

第一手动开关140包括第一开关机构141和第二开关机构142。第一开关机构141和第二开关机构142的导通和关断互斥。换言之，当第一开关机构141导通时，第二开关机构142关断，当第二开关机构142导通时，第一开关机构141关断。融合开关120的第一主充控制端121和第一预充控制端122通过第一开关机构141分别连接到控制电路120的第二主充控制端121和第二预充控制端122。例如，第一开关机构141可以包括主充控制开关机构1411和预充控制开关机构1422。第一主充控制端121通过第一开关机构141的主充控制开关机构1411连接到控制电路130的第二主充控制端121。第一预充控制端122通过第一开关机构141的预充控制开关机构1422连接到控制电路130的第二预充控制端132。换言之，主充控制开关机构1411连接于融合开关120的第一主充控制端121和控制电路130的第二主充控制端131之间；预充控制开关机构1422连接于融合开关120的第一预充控制端122和控制电路130的第二预充控制端132之间。在此情况下，主充控制开关机构1411和预充控制开关机构1422的导通和关断同步，即，两者同时导通或者同时关断。

第二开关机构142与第二手动开关150串联，融合开关120的第一主充控制端121通过第二开关机构142和第二手动开关150连接至预定电压使得在第二开关机构142导通的情况下第二手动开关150的通断控制融合开关120的主充回路的通断。图1中示出了控制电路130依次通过第一手动开关140、第二手动开关150连接到融合开关120，但本实用新型的实施例不限于此，第一手动开关140和第二手动开关150的位置可以互换。根据本实用新型的预定电压可以是任意能够控制主充回路的通断的电压，例如，预定电压可以等于融合开关120的供电电压。并且，该预定电压可以是安装在电气设备100的壳体110内的电源提供的电压，也可以是外部供电设备提供的电压。在图1的示例中，控制电路130还可以包括向融合开关120供电的供电电源端133；融合开关120还可以包括与供电电源端133连接的受电电源端123以接收来自控制电路130的供电。在该示例中，预定电压可以来源于该供电电源，即第一主充控制端121通过第二手动开关150和第二开关机构142连接至供电电源端133。

根据本实用新型的实施例，第一手动开关140可以切换融合开关120的电动模式和手动模式。当第一开关140中的第一开关机构141导通而第二开关机构142关断时，融合开关120的关断和导通由控制电路130控制，即电动模式。当第一开关140中的第一开关机构141关断而第二开关机构142导通时，融合开关120的关断和导通由第二手动开关150控制，即手动模式。

此外，由于第一手动开关140和第二手动开关150位于电气设备100的壳体110的面板上而融合开关120位于电气设备100内，因此，可以通过壳体对电气设备进行良好封闭，达到较高的防护等级，同时可以在电气设备的壳体外不接触融合开关的情况下实现融合开关的手动控制，且不改变融合开关的原始逻辑。

图2示出了根据本实用新型实施例的电气设备100的第一手动开关140、第二手动开关150以及指示灯261和262的外形示意图。

如图2所示，电气设备100的第一手动开关140和第二手动开关150可以位于壳体110的面板上。两者都可以是按键开关，例如自锁式按键开关。在按键开关的示例中，按键开关的按键位于面板上，具体而言，位于面板朝外的一面上。

此外，如图2所示，电气设备100还可以包括位于壳体110的面板上用于指示主充回路和/或预充回路的通断的指示灯，从而用户可以从壳体外清晰地知道融合开关的实时状态。主充回路和预充回路的通断状态可以通过常规的方法进行检测。例如，在融合开关采用机械开关的情况下，可以通过检测带动机械开关运动的机械机构(例如，转盘)的物理位置或姿态来判定机械开关的开关状态从而确定主充回路和预充回路的通断状态。再例如，在融合开关采用固态开关的情况下，可以通过检测固态开关两端的电压或者回路中的电流来确定主充回路和预充回路的通断状态。

图2的示例中示出了2个指示灯(261和262)。例如，指示灯261可以用于指示主充回路的通断状态，指示灯261常亮指示主充回路导通，常灭指示主充回路关断。指示灯262可以用于指示预充回路的通断状况，指示灯262常亮指示预充回路导通，常灭指示预充回路关断。

图3示出了图1中的融合开关120处于电动控制模式的示意图。如图3所示，第一手动开关140的第一开关机构141导通，第二开关机构142关断；从而融合开关120受控制模块130控制。

图3还示例性地示出了第一手动开关140和第二手动开关150的具体结构。在该示例中，第一手动开关140为按键开关，包括第一按键1431、第一接触片1432和第二接触片1433。第一按键1431与第一接触片1432和第二接触片1433机械耦合。第一接触片1432根据第一按键1431的位置互斥地导通或关断主充控制开关机构1411(如图1所示)和第二开关机构142。第二接触片1433根据第一按键1431的位置导通或关断预充控制开关机构。第二手动开关150也为按键开关，包括第二按键1531和第三接触片1532。第二按键1531与第三接触片1532机械耦合，第三接触片1532根据第二按键1531的位置导通或关断第二手动开关150。

在图3的示例中，第一手动开关140的第一接触片1432与第一开关机构141的主充控制开关机构1411(如图1所示)的两端接触，第一手动开关140的第二接触片1433与第一开关机构141的预充控制开关机构1422(如图1所示)的两端接触，从而导通主充控制开关机构1411和预充控制开关机构1422。两个接触片都未接触第二开关机构142的两端，从而第二开关机构142关断。此时为电动控制模式，融合开关的主充回路和预充回路的通断由诸如BMS信号的控制电路120的控制信号控制。

图4A和图4B分别示出了图1中的融合开关120在处于手动控制模式的情况下第二手动开关150关断和导通的示意图。

如图4A和图4B所示，第一手动开关140的第一接触片1432与第二开关机构142的两端接触，而第一接触片1432和第二接触片1433都不与第一开关机构141的端子接触。此时，融合开关120与控制电路130断开，为手动控制模式。在手动模式中，融合开关120受第二手动开关150的控制。

在图4A的示例中，第二手动开关150被按压后断开，融合开关120接收不到预定电压，融合开关120可以经历关断过程：导通预充回路，关断主充回路，关断预充回路。在图4B的示例中，第二手动开关150被按压后导通，融合开关120接收到预定电压，融合开关120将经历导通过程：导通预充回路，导通主充回路，关断预充回路维持主充回路导通。由此实现融合开关的手动控制。

以上参考附图描述了根据本实用新型实施例的、可以通过手动开关实现融合开关的电动模式和手动模式的电气设备，使得可以在电气设备壳体外不接触融合开关的情况下实现融合开关的电动模式和手动模式，且无需改变融合开关的初始设计逻辑。附加的，本实用新型的电气设备还可以在外壳上增加融合开关状态指示灯，以指示主充回路和预充回路的实时状态。该电气设备可以更全面地适配IP防护设计需求和非接触控制需求。

以上结合具体实施例描述了本公开的基本原理，但是，需要指出的是，在本公开中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本公开的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本公开为必须采用上述具体的细节来实现。

本公开中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。

可以不脱离由所附权利要求定义的教导的技术而进行对在此所述的技术的各种改变、替换和更改。此外，本公开的权利要求的范围不限于以上所述的处理、机器、制造、事件的组成、手段、方法和动作的具体方面。可以利用与在此所述的相应方面进行基本相同的功能或者实现基本相同的结果的当前存在的或者稍后要开发的处理、机器、制造、事件的组成、手段、方法或动作。因而，所附权利要求包括在其范围内的这样的处理、机器、制造、事件的组成、手段、方法或动作。

提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本公开。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本公开的范围。因此，本公开不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。

为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此描述不意图将本公开的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。

Claims (10)

1.一种电气设备，其特征在于，

所述电气设备包括壳体、融合开关、控制电路、第一手动开关以及第二手动开关；

所述融合开关和所述控制电路位于所述壳体内，所述第一手动开关和第二手动开关位于所述壳体的面板上；

所述融合开关包括第一主充控制端和第一预充控制端，所述第一主充控制端用于接收控制主充回路通断的控制信号，所述第一预充控制端用于接收控制预充回路通断的控制信号；

所述控制电路用于控制所述融合开关并包括第二主充控制端和第二预充控制端；

所述第一手动开关包括第一开关机构和第二开关机构，所述第一开关机构和第二开关机构的导通和关断互斥；

所述第一主充控制端和第一预充控制端通过所述第一开关机构分别连接到所述第二主充控制端和所述第二预充控制端；以及

所述第二开关机构与所述第二手动开关串联，所述第一主充控制端通过所述第二开关机构和所述第二手动开关连接至预定电压使得在所述第二开关机构导通的情况下所述第二手动开关的通断控制所述主充回路的通断。

2.根据权利要求1所述的电气设备，其特征在于，

所述电气设备还包括指示灯；以及

所述指示灯位于所述壳体的面板上用于指示所述主充回路和/或所述预充回路的通断。

3.根据权利要求1所述的电气设备，其特征在于，

所述第一开关机构包括主充控制开关机构和预充控制开关机构；

所述主充控制开关机构连接于所述第一主充控制端和所述第二主充控制端之间；

所述预充控制开关机构连接于所述第一预充控制端和所述第二预充控制端之间；以及

所述主充控制开关机构和预充控制开关机构的导通和关断同步。

4.根据权利要求3所述的电气设备，其特征在于，

所述第一手动开关为按键开关；

所述第一手动开关包括第一按键、第一接触片和第二接触片；

所述第一按键位于所述壳体的面板上；

所述第一按键与所述第一接触片和所述第二接触片机械耦合；

所述第一接触片根据所述第一按键的位置互斥地导通或关断所述主充控制开关机构和所述第二开关机构；以及

所述第二接触片根据所述第一按键的位置导通或关断所述预充控制开关机构。

5.根据权利要求1所述的电气设备，其特征在于，

所述第二手动开关为按键开关；

所述第二手动开关包括第二按键和第三接触片；

所述第二按键位于所述壳体的面板上；

所述第二按键与所述第三接触片机械耦合；以及

所述第三接触片根据所述第二按键的位置导通或关断所述第二手动开关。

6.根据权利要求1所述的电气设备，其特征在于，

所述预定电压是所述融合开关的供电电压。

7.根据权利要求6所述的电气设备，其特征在于，

所述控制电路包括向所述融合开关供电的供电电源端；

所述融合开关包括与所述供电电源端连接的受电电源端；以及

所述第一主充控制端通过所述第二开关机构和所述第二手动开关连接至所述供电电源端。

8.根据权利要求1所述的电气设备，其特征在于，

所述融合开关是基于机械开关的融合开关。

9.根据权利要求1所述的电气设备，其特征在于，

所述融合开关是基于固态开关的融合开关。

10.根据权利要求1所述的电气设备，其特征在于，

所述电气设备符合IP67的防护等级。