ES3038175T3 - Switch-type power disconnection device and battery pack including the same - Google Patents

Abstract

Un dispositivo de desconexión de energía, según la presente invención, puede comprender: una carcasa que forma el exterior del mismo; un primer terminal de alto voltaje y un segundo terminal de alto voltaje, que se pueden conectar a un primer terminal de enclavamiento y un segundo terminal de enclavamiento provistos dentro de la carcasa y a una línea de alto voltaje de un paquete de baterías; una palanca de conmutación dispuesta a lo largo del interior y el exterior de la carcasa; un primer módulo de conmutación previsto para entrar en contacto con el primer terminal de enclavamiento y el segundo terminal de enclavamiento, y operar por medio de la palanca de conmutación durante una operación de apagado de la palanca de conmutación de modo que esté separado de uno de entre el primer terminal de enclavamiento y el segundo terminal de enclavamiento; y un segundo módulo de conmutación vinculado al primer módulo de conmutación y previsto para entrar en contacto con el primer terminal de alto voltaje y el segundo terminal de alto voltaje, y estar separado de uno de entre el primer terminal de enclavamiento y el segundo terminal de enclavamiento, y luego, estar separado del primer terminal de alto voltaje y del segundo terminal de alto voltaje. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo de desconexión de potencia tipo conmutador y paquete de baterías que incluye el mismo

Sector de la técnica

La presente descripción se refiere a un dispositivo de desconexión de potencia tipo conmutador y, más en particular, a un dispositivo de desconexión de potencia configurado como un tipo de conmutador para mejorar la facilidad de uso, como un dispositivo que desconecta manualmente la potencia de un paquete de baterías para evitar accidentes de seguridad que pueden ocurrir en la producción, montaje, reparación y transporte del paquete de baterías, y a un paquete de baterías que incluye el mismo.

La presente solicitud reivindica prioridad con respecto a la Solicitud de Patente Coreana n.° 10-2020-0149663 presentada el 10 de noviembre de 2020 en la República de Corea.

Antecedentes de la invención

Una batería secundaria se refiere a una batería con capacidad de carga/descarga, a diferencia de una batería primaria sin capacidad de carga, y se usa como una fuente de alimentación de un vehículo eléctrico (EV, por sus siglas en inglés) o un vehículo híbrido (HEV, por sus siglas en inglés) así como un dispositivo electrónico pequeño de alta tecnología como, por ejemplo, un teléfono móvil, un PDA, un ordenador portátil, etc.

En la actualidad, es imposible obtener salida suficiente para conducir un EV con una batería secundaria (celda). Con el fin de aplicar una batería secundaria como una fuente de alimentación del EV, por ejemplo, es necesario configurar un módulo de batería en el cual múltiples celdas de batería de iones de litio se conectan en serie y/o en paralelo, y se configura un paquete de baterías que incluye un sistema de gestión de batería (BMS, por sus siglas en inglés) que conecta los módulos de batería en serie y mantiene funcionalmente los módulos de batería, un sistema de enfriamiento, una unidad de desconexión de batería (BDU, por sus siglas en inglés), un cable de cableado eléctrico, etc.

Mientras tanto, un paquete de baterías de alta tensión montado en un EV o un HEV normalmente incluye un dispositivo de desconexión de potencia para evitar accidentes de seguridad que pueden ocurrir durante la producción, montaje, reparación y transporte. El dispositivo de desconexión de potencia es un dispositivo configurado para permitir que un operador desconecte físicamente la alimentación de la batería del EV, y se usa comúnmente mediante varios nombres como, por ejemplo, desconexión de servicio manual (MSD, por sus siglas en inglés), enchufe de seguridad, enchufe de servicio, interruptor de desconexión, etc., en la técnica.

Como ejemplo, un dispositivo de desconexión de potencia según la técnica relacionada incluye un enchufe 2 hembra montado, de manera fija, en un lado de un paquete de baterías y un enchufe 1 macho fijado, de manera desmontable, al enchufe 2 hembra como se muestra en la FIG. 1. El enchufe 2 hembra incluye un terminal HV (±) (no se muestra) conectado a una línea de alta tensión del paquete de baterías, y el enchufe 1 macho incluye un conector (no se muestra) que conecta el terminal HV (±). Cuando el enchufe 1 macho se retira del enchufe 2 hembra, la conexión del terminal HV (±) del enchufe 2 hembra se corta y, por consiguiente, la potencia del paquete de baterías puede desconectarse.

Cuando se retira el enchufe macho, se genera una chispa en el terminal HV (±) debido a una alta tensión, lo cual puede provocar un problema de seguridad. En general, el dispositivo de desconexión de potencia incluye además un pasador de bucle de interbloqueo de alta tensión (HVIL, por sus siglas en inglés). En el caso de un dispositivo de desconexión de potencia que incluye el pasador HVIL, cuando se retira el enchufe macho, un pasador de bucle de interbloqueo en el lado del enchufe macho y un pasador de bucle de interbloqueo en el lado del enchufe hembra se separan primero uno del otro, y luego un conector de terminal en el lado del enchufe macho y el terminal HV (±) del enchufe hembra se configuran para poder separarse uno del otro. Cuando los pasadores de bucle de interbloqueo se separan uno del otro, se bloquea el flujo de una corriente elevada del paquete de baterías y, por consiguiente, no se genera ninguna chispa cuando el conector de terminal en el lado del enchufe macho y el terminal HV (±) del enchufe hembra se separan uno del otro.

Sin embargo, dicho dispositivo de desconexión de potencia de la técnica relacionada tiene las desventajas de que existe el inconveniente de tener que separar y fijar el enchufe macho y el enchufe hembra cada vez, y el coste de fabricación también es alto ya que el enchufe macho y el enchufe hembra se fabrican por separado y luego se ensamblan. El documento EP2535913 se refiere a un enchufe de servicio que incluye una palanca, una cubierta que soporta la palanca de manera móvil entre un lado y otro lado, una carcasa que se provee para poder conectarse a y separarse de la cubierta a medida que la palanca se mueve, la cubierta separándose de la carcasa al mover la palanca de una posición de bloqueo total a una posición de bloqueo parcial, terminales de corriente intensa que abren el circuito de suministro de potencia al desconectarse del circuito de suministro de potencia en un proceso de separación de la cubierta, un terminal de detección que conmuta de un estado ENCENDIDO a un estado APAGADO en el proceso de separación de la cubierta, y un tope que entra en contacto con paredes de restricción provistas en la cubierta para detener el movimiento de la palanca de la posición de bloqueo total hacia la posición de bloqueo parcial hasta que los terminales de corriente intensa se desconecten del circuito de suministro de potencia después de que el terminal de detección conmute del estado ENCENDIDO al estado APAGADO en el proceso de separación de la cubierta.

Explicación de la invención

Problema técnico

La presente descripción está diseñada a resolver los problemas de la técnica relacionada y, por lo tanto, la presente descripción está dirigida a proveer un dispositivo de desconexión de potencia que mejora la facilidad de uso al cambiar un método de desconexión de potencia por un método de conmutador, y un paquete de baterías que incluye el mismo.

Estos y otros objetos y ventajas de la presente descripción pueden comprenderse a partir de la siguiente descripción detallada y serán aparentes de forma más completa a partir de las realizaciones a modo de ejemplo de la presente descripción. Asimismo, se comprenderá fácilmente que los objetos y las ventajas de la presente descripción pueden realizarse por los medios que se muestran en las reivindicaciones anexas y combinaciones de los mismos.

Solución técnica

En un aspecto de la presente descripción, se provee un dispositivo de desconexión de potencia según la reivindicación 1.

La primera barra de contacto móvil puede incluir una barra de empuje configurada para elevarse o bajar durante la operación de subibaja y conectarse a otra porción de extremo de la primera barra de contacto móvil para presurizar el segundo módulo de conmutador al caer, y el segundo módulo de conmutador puede configurarse para interbloquearse con el primer módulo de conmutador al recibir presión de la barra de empuje.

La barra de empuje puede estar formada por un material aislante.

El segundo módulo de conmutador puede incluir un soporte dispuesto verticalmente; una segunda barra de contacto móvil que tiene una porción de extremo del soporte como un eje y configurada para llevar a cabo la operación de subibaja presionando la barra de empuje; y un par de pasadores de conexión de alta tensión provistos en un lado opuesto a un lado de la segunda barra de contacto móvil que se presiona por la barra de empuje, con respecto al soporte, y configurados para extenderse en una dirección hacia abajo desde la segunda barra de contacto móvil, y el primer terminal de alta tensión y el segundo terminal de alta tensión pueden disponerse en porciones inferiores del par de pasadores de conexión de alta tensión, y pueden estar en contacto o no contacto con el par de pasadores de conexión de alta tensión por la operación de subibaja de la segunda barra de contacto móvil.

El par de pasadores de conexión de alta tensión puede acoplarse mediante bisagra a la segunda barra de contacto móvil.

La segunda barra de contacto móvil puede incluir una porción aislante formada por un material aislante y una porción conductora formada por un material eléctricamente conductor, y la porción aislante puede formarse para extenderse hasta una posición donde la porción aislante puede contactar con la barra de empuje, y la porción conductora puede conectarse al par de pasadores de conexión de alta tensión.

El segundo módulo de conmutador puede incluir además un miembro elástico configurado para soportar elásticamente la porción aislante en una porción inferior de la porción aislante.

El segundo módulo de conmutador puede incluir además un miembro de tubo de guía de pasador provisto en la forma de un cuerpo tubular que guía el movimiento lineal hacia arriba y hacia abajo del par de pasadores de conexión de alta tensión entre la porción conductora y el primer terminal de alta tensión y el segundo terminal de alta tensión.

Cada uno del primer terminal de alta tensión y el segundo terminal de alta tensión puede incluir una porción de enchufe hembra formada de modo tal que el pasador de conexión de alta tensión correspondiente puede insertarse, y una porción de sujeción que se extiende desde la porción de enchufe hembra y expuesta a un exterior de la carcasa.

En otro aspecto de la presente descripción, se provee un paquete de baterías que incluye el dispositivo de desconexión de potencia descrito más arriba.

Efectos ventajosos

Según un aspecto de la presente descripción, puede proveerse el dispositivo de desconexión de potencia capaz de desconectar la potencia de manera segura y conveniente mediante el uso del método de conmutador.

Es decir, el dispositivo de desconexión de potencia según la presente descripción se configura para desconectar secuencialmente el terminal de interbloqueo y el terminal de alta tensión operando el encendido/apagado de la palanca de conmutador con la fuerza de un dedo y, por consiguiente, el usuario puede desconectar, de manera segura y fácil, la potencia del paquete de baterías.

Los efectos de la presente descripción se comprenderán más claramente por los siguientes ejemplos de la presente descripción. También será inmediatamente aparente que la presente descripción puede realizarse por los medios y combinaciones de los mismos indicados en las reivindicaciones de la presente descripción.

Breve descripción de los dibujos

La FIG. 1 es un diagrama que ilustra, de manera esquemática, una configuración de un dispositivo de desconexión de potencia según la técnica relacionada.

La FIG. 2 es un diagrama que ilustra un paquete de baterías en el cual se monta un dispositivo de desconexión de potencia según una realización de la presente descripción.

La FIG. 3 es una vista en perspectiva del dispositivo de desconexión de potencia según una realización de la presente descripción.

La FIG. 4 es un diagrama que ilustra, de manera esquemática, una configuración interna en un estado encendido del dispositivo de desconexión de potencia según una realización de la presente descripción.

La FIG. 5 es un diagrama correspondiente a la FIG. 4, e ilustra, de manera esquemática, un estado de conexión entre terminales cuando el dispositivo de desconexión de potencia está en un estado encendido.

La FIG. 6 es un diagrama que ilustra, de manera esquemática, una configuración interna en un estado transitorio del dispositivo de desconexión de potencia según una realización de la presente descripción que pasa de encendido a apagado.

La FIG. 7 es un diagrama correspondiente a la FIG. 6, e ilustra, de manera esquemática, un estado de conexión entre terminales cuando el dispositivo de desconexión de potencia pasa de encendido a apagado.

La FIG. 8 es un diagrama que ilustra, de manera esquemática, una configuración interna en un estado apagado del dispositivo de desconexión de potencia según una realización de la presente descripción.

La FIG. 9 es un diagrama correspondiente a la FIG. 8, e ilustra, de manera esquemática, un estado de conexión entre terminales cuando el dispositivo de desconexión de potencia está en un estado apagado.

Realización preferente de la invención

De aquí en adelante, realizaciones preferidas de la presente descripción se describirán en detalle con referencia a los dibujos anexos. Con anterioridad a la descripción, debe comprenderse que los términos usados en la memoria descriptiva y en las reivindicaciones anexas no deben interpretarse como limitados a significados generales y de diccionario, sino que, más bien, deben interpretarse según los significados y conceptos correspondientes a aspectos técnicos de la presente descripción según el principio de que el inventor puede definir términos de manera apropiada para una mejor explicación.

Por lo tanto, la descripción propuesta en la presente memoria es solo un ejemplo preferible en aras de la ilustración solamente, que no pretende limitar el alcance de la descripción, de modo que debe interpretarse que otros equivalentes y modificaciones pueden realizarse a la misma sin apartarse del alcance de la descripción.

Un dispositivo 100 de desconexión de potencia que se describirá más abajo se denomina, de manera conjunta, mediante varios nombres como, por ejemplo, desconexión de servicio manual (MSD), enchufe de seguridad, enchufe de servicio, conmutador de desconexión, etc., en la técnica, y, por ejemplo, como un componente incluido en un paquete 200 de baterías para un vehículo eléctrico, se refiere, en general, a un dispositivo usado por un usuario para desconectar manualmente la potencia del paquete 200 de baterías de alta tensión en una emergencia. La FIG. 2 es un diagrama que ilustra un paquete de baterías en el cual se monta un dispositivo de desconexión de potencia según una realización de la presente descripción, la FIG. 3 es una vista en perspectiva del dispositivo de desconexión de potencia según una realización de la presente descripción, y la FIG. 4 es un diagrama que ilustra, de manera esquemática, una configuración interna en un estado encendido del dispositivo de desconexión de potencia según una realización de la presente descripción.

Con referencia a estas figuras, el dispositivo 100 de desconexión de potencia según una realización de la presente descripción incluye una carcasa 10 que forma un exterior, un primer terminal 21 de interbloqueo, un segundo terminal 22 de interbloqueo, un primer terminal 23 de alta tensión, un segundo terminal 24 de alta tensión, una palanca 30 de conmutador, un primer módulo 40 de conmutador, y un segundo módulo 50 de conmutador que se proveen dentro de la carcasa 10.

En el caso de un vehículo eléctrico, dado que el paquete 200 de baterías se monta normalmente en la parte inferior de la carrocería del vehículo, se provee una cubierta para ocultar el paquete 200 de baterías debajo del asiento del vehículo. El dispositivo 100 de desconexión de potencia se instala en una porción superior de una caja 210 de paquete del paquete 200 de baterías de modo que el dispositivo 100 de desconexión de potencia puede ser inmediatamente visible cuando se abre la cubierta.

La carcasa 10 del dispositivo 100 de desconexión de potencia puede incluir una porción 11 de cuerpo en forma de caja para alojar y proteger componentes, y una porción 12 de brida en forma de placa provista en una porción inferior de la porción 11 de cuerpo. La caja 210 de paquete incluye orificios pasantes en una superficie superior. Se tira de un cable eléctrico, una barra colectora flexible (o un cable de alta tensión), etc., desde el interior del paquete 200 de baterías a través de los orificios pasantes y se conectan a terminales del dispositivo 100 de desconexión de potencia. Además, el dispositivo 100 de desconexión de potencia puede instalarse en la porción superior de la caja 210 de paquete cubriendo los orificios pasantes con la porción 12 de brida de la carcasa 10 y sujetando la porción 12 de brida con pernos.

Como se describirá más abajo en detalle, el dispositivo 100 de desconexión de potencia según la presente descripción se configura para desconectar la potencia del paquete 200 de baterías de alta tensión tipo conmutador y, por consiguiente, el dispositivo 100 de desconexión de potencia es muy superior para la conveniencia del usuario con respecto al dispositivo 100 de desconexión de potencia tipo desmontable de la técnica relacionada.

Por ejemplo, en el dispositivo 100 de desconexión de potencia tipo desmontable de la técnica relacionada, con el fin de desconectar la potencia del paquete 200 de baterías, primero, un pasador de interbloqueo necesita liberarse tirando de una palanca, y un enchufe macho necesita retirarse de un enchufe hembra. Sin embargo, el dispositivo 100 de desconexión de potencia según la presente descripción solo necesita rotar la palanca 30 de conmutador a una posición APAGADO con la fuerza de un dedo.

En lo sucesivo, se describirá en detalle la configuración y el funcionamiento principales del dispositivo 100 de desconexión de potencia.

El primer terminal 21 de interbloqueo y el segundo terminal 22 de interbloqueo son terminales conectados a un circuito de interbloqueo del paquete 200 de baterías. Aquí, el circuito de interbloqueo se refiere a un circuito que notifica una situación anormal que ocurre cuando un dispositivo se desvía de un estado normal, y detiene el dispositivo inmediatamente para proteger la seguridad del usuario. El circuito de interbloqueo del paquete 200 de baterías puede configurarse para incluir una unidad de control (p. ej., un sistema de gestión de batería (BMS)) que detecta un estado de conexión entre el primer terminal 21 de interbloqueo y el segundo terminal 22 de interbloqueo y un dispositivo de relé de potencia controlado por la unidad de control. Por ejemplo, cuando la conexión entre el primer terminal 21 de interbloqueo y el segundo terminal 22 de interbloqueo se corta, se considera fuera del estado normal y el BMS apaga el dispositivo de relé de potencia para bloquear el flujo de una gran corriente del paquete 200 de baterías. La configuración de dicho circuito de interbloqueo se conoce ampliamente en la técnica y, por consiguiente, se omite una descripción detallada del mismo.

El primer terminal 23 de alta tensión y el segundo terminal 24 de alta tensión son terminales conectados a una línea de alta tensión del paquete 200 de baterías. Por ejemplo, módulos de batería se conectan normalmente en serie dentro del paquete 200 de baterías, en donde un cable entre dos de los módulos de batería se corta, un extremo del cable se conecta al primer terminal 23 de alta tensión, y el otro extremo del cable se conecta al segundo terminal 24 de alta tensión. Por consiguiente, cuando la conexión entre el primer terminal 23 de alta tensión y el segundo terminal 24 de alta tensión se corta dentro del dispositivo 100 de desconexión de potencia, se desconecta la potencia del paquete 200 de baterías.

En este punto, si la conexión entre el primer terminal 23 de alta tensión y el segundo terminal 24 de alta tensión se corta mientras fluye una gran corriente, se genera una fuerte chispa, que puede provocar un peligro para el operador, y el dispositivo 100 de desconexión de potencia puede dañarse por un incendio. Por lo tanto, cuando la potencia del paquete 200 de baterías de alta tensión se desconecta, antes de que la conexión entre el primer terminal 23 de alta tensión y el segundo terminal 24 de alta tensión se corte por seguridad, el circuito de interbloqueo se corta de modo que es necesario enviar una señal de control desde el BMS, apagar el relé de potencia, y bloquear el flujo de una gran corriente con antelación.

Con tal fin, como el dispositivo de desconexión de potencia tipo desmontable existente, incluso el dispositivo 100 de desconexión de potencia tipo conmutador necesita configurarse de modo tal que la conexión entre el primer terminal 21 de interbloqueo y el segundo terminal 22 de interbloqueo se corta, y luego en una diferencia de tiempo, se corta la conexión entre el primer terminal 23 de alta tensión y el segundo terminal 24 de alta tensión.

Como medio para implementar dicho mecanismo de operación, el dispositivo 100 de desconexión de potencia según la presente descripción incluye un primer módulo 40 de conmutador que se opera por la palanca 30 de conmutador y un segundo módulo 50 de conmutador que se interbloquea con el primer módulo 40 de conmutador.

La palanca 30 de conmutador incluye un mango 31 expuesto al exterior de la carcasa 10 y una porción 32 de varilla formada extendiéndose desde el mango 31 hasta una posición predeterminada dentro de la carcasa 10, y puede proveerse para ser giratoria en las direcciones frontal y hacia atrás dentro de un rango de ángulo predeterminado con respecto a un punto de soporte. Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 4, la palanca 30 de conmutador puede proveerse de modo tal que el mango 31 de la palanca 30 de conmutador puede inclinarse a la izquierda o derecha en un ángulo predeterminado.

El primer módulo 40 de conmutador puede estar en contacto con el primer terminal 21 de interbloqueo y el segundo terminal 22 de interbloqueo, tras una operación de apagado de la palanca 30 de conmutador, puede operar por la palanca 30 de conmutador y proveerse para separarse de cualquiera del primer terminal 21 de interbloqueo y el segundo terminal 22 de interbloqueo.

De manera específica, el primer módulo 40 de conmutador según la presente realización puede configurarse para incluir una primera barra 41 de contacto móvil, resortes S1 y S2, y una barra 43 de empuje, y el primer terminal 21 de interbloqueo y el segundo terminal 22 de interbloqueo pueden configurarse en la forma de varillas metálicas dispuestas en una porción inferior de la primera barra 41 de contacto móvil y extenderse una al lado de la otra en una dirección vertical. Luego, los cables L1 y L2 se conectan respectivamente a un extremo inferior del primer terminal 21 de interbloqueo y a un extremo inferior del segundo terminal 22 de interbloqueo. Los cables L1 y L2 pueden usarse para conectar el primer terminal 21 de interbloqueo y el segundo terminal 22 de interbloqueo al circuito de interbloqueo del paquete 200 de baterías.

La primera barra 41 de contacto móvil es un conductor en forma de barra hecho de un material metálico, y puede configurarse de modo tal que aproximadamente una porción central se abisagra a una porción de extremo del primer terminal 21 de interbloqueo para ser giratoria con respecto a un extremo del primer terminal 21 de interbloqueo como un eje. Además, la primera barra 41 de contacto móvil puede incluir además una saliente 41b que tiene superficies inclinadas en un lado izquierdo y un lado derecho para garantizar una distancia de contacto suave cuando rota la palanca 30 de conmutador.

El resorte incluye el primer resorte S1 y el segundo resorte S2. El primer resorte S1 y el segundo resorte S2 pueden disponerse debajo del lado derecho y del lado izquierdo de la primera barra 41 de contacto móvil con respecto al primer terminal 21 de interbloqueo. Los dos resortes limitan un radio de rotación de la primera barra 41 de contacto móvil y proveen fuerza contra una fuerza de presurización de la palanca 30 de conmutador. Por este motivo, una fuerza predeterminada necesita aplicarse para inclinar la palanca 30 de conmutador.

Por ejemplo, puede ser preferible colocar una cubierta en la palanca 30 de conmutador para evitar el movimiento accidental de la palanca 30 de conmutador debido a un impacto externo o un error del operador, o establecer la fuerza requerida para inclinar la palanca 30 de conmutador en 10 kgf a 15 kgf usando un resorte que tenga un módulo de elasticidad relativamente grande. Es decir, es preferible evitar que la palanca 30 de conmutador se mueva con una fuerza menor que o igual a al menos 10 kgf.

Con respecto a la palanca 30 de conmutador, cuando el mango 31 se inclina a una posición de encendido, la porción 32 de varilla presuriza el lado derecho de la primera barra 41 de contacto móvil, y cuando el mango 31 se inclina a una posición de apagado, la porción 32 de varilla presuriza el lado izquierdo de la primera barra 41 de contacto móvil. Por consiguiente, según las posiciones de encendido/apagado de la palanca 30 de conmutador, la primera barra 41 de contacto móvil lleva a cabo una operación de subibaja con respecto a una porción de extremo del primer terminal 21 de interbloqueo como el eje.

El segundo terminal 22 de interbloqueo se dispone en una posición donde una porción de extremo puede contactar con una porción 41a de extremo de la primera barra 41 de contacto móvil cuando la palanca 30 de conmutador está en la posición de encendido como se muestra en la FIG. 4. Cuando el segundo terminal 22 de interbloqueo está en contacto con la primera barra 41 de contacto móvil que es un conductor, el segundo terminal 22 de interbloqueo puede conducir electricidad con el primer terminal 21 de interbloqueo.

Cuando el mango 31 de la palanca 30 de conmutador en la posición de encendido se inclina a la derecha, la primera barra 41 de contacto móvil lleva a cabo la operación de subibaja y la una porción 41a de extremo de la primera barra 41 de contacto móvil se eleva y se separa del segundo terminal 22 de interbloqueo. En este caso, una conexión eléctrica entre el primer terminal 21 de interbloqueo y el segundo terminal 22 de interbloqueo se corta y, por consiguiente, el circuito de interbloqueo está en un estado no conectado.

La barra 43 de empuje es un miembro en forma de varilla formado al extenderse en una dirección inferior desde la otra porción de extremo de la primera barra 41 de contacto móvil y puede abisagrarse a la otra porción de extremo de la primera barra 41 de contacto móvil. Dicha barra 43 de empuje se configura para elevarse o caer durante la operación de subibaja de la primera barra 41 de contacto móvil, y presurizar el segundo módulo 50 de conmutador al caer. Incluso cuando la barra 43 de empuje está en contacto con el segundo módulo 50 de conmutador, la barra 43 de empuje puede estar hecha de un material aislante de modo tal que la corriente no fluye entre el primer módulo 40 de conmutador y el segundo módulo 50 de conmutador.

El segundo módulo 50 de conmutador puede interbloquearse con el primer módulo 40 de conmutador al recibir presión cuando la barra 43 de empuje cae, puede estar en contacto con el primer terminal 23 de alta tensión y el segundo terminal 24 de alta tensión y separarse de cualquiera del primer terminal 21 de interbloqueo y el segundo terminal 22 de interbloqueo, y luego puede configurarse para separarse del primer terminal 21 de interbloqueo y del segundo terminal 22 de interbloqueo.

De manera específica, el segundo módulo 50 de conmutador según la presente realización incluye un soporte 53, una segunda barra 51 de contacto móvil, un par de pasadores 52a y 52b de conexión de alta tensión, un tercer resorte S3, y un miembro 54 de tubo de guía de pasador.

El soporte 53 es un miembro en forma de barra dispuesto verticalmente dentro de la carcasa 10, soporta la segunda barra 51 de contacto móvil y tiene una porción de extremo que sirve como un eje de rotación de la segunda barra 51 de contacto móvil.

La segunda barra 51 de contacto móvil se dispone en una dirección que cruza el soporte 53, y tiene aproximadamente una porción central abisagrada a una porción de extremo del soporte 53. Por consiguiente, de manera similar a la primera barra 41 de contacto móvil, la segunda barra 51 de contacto móvil puede también rotar con respecto a una porción de extremo del soporte 53 como un eje.

Además, la segunda barra 51 de contacto móvil puede estar formada por dos tipos de materiales. Es decir, la segunda barra 51 de contacto móvil incluye una porción 51a aislante formada por un material aislante y una porción 51b conductora formada por un material eléctricamente conductor. Como se muestra en la FIG. 4, un lado derecho de la segunda barra 51 de contacto móvil puede formarse como la porción 51a aislante y un lazo izquierdo de la segunda barra 51 de contacto móvil puede formarse como la porción 51b conductora. La porción 51a aislante puede extenderse hasta una posición donde la porción 51a aislante puede contactar con la barra 43 de empuje, y una porción inferior de la misma puede soportarse por un tercer resorte S3. Aquí, el tercer resorte S3 puede reemplazarse por otro tipo de miembro elástico que tenga una fuerza restauradora elástica. La porción 51b conductora puede extenderse en una dirección opuesta a la porción 51a aislante en una longitud de la porción 51a aislante para un equilibrio.

El par de pasadores 52a y 52b de conexión de alta tensión puede abisagrarse a la porción 51b conductora y puede proveerse para extenderse en una dirección hacia abajo que cruza la porción 51b conductora.

El miembro 54 de tubo de guía de pasador es un miembro en la forma de un cuerpo tubular a través del cual pasan los pasadores 52a y 52b de conexión de alta tensión, y sirve para guiar el movimiento lineal hacia arriba y hacia abajo del par de pasadores 52a y 52b de conexión de alta tensión entre la porción 51b conductora y el primer terminal 23 de alta tensión y el segundo terminal 24 de alta tensión.

El primer terminal 23 de alta tensión y el segundo terminal 24 de alta tensión de la presente realización incluyen, respectivamente, porciones 23a y 24a de enchufe hembra formadas de modo tal que los pasadores 52a y 52b de conexión de alta tensión respectivamente correspondientes pueden insertarse, y porciones 23b y 24b de sujeción que se extienden desde las porciones 23a y 24a de enchufe hembra y expuestas al exterior de la carcasa 10. Por ejemplo, la porción 23b de sujeción del primer terminal 23 de alta tensión y un terminal de electrodo negativo (no se muestra) de un módulo de batería se conectan entre sí por una barra colectora flexible, y la porción 24b de sujeción del segundo terminal 24 de alta tensión y un terminal de electrodo positivo (no se muestra) de otro módulo de batería pueden conectarse entre sí por otra barra colectora flexible.

El segundo módulo 50 de conmutador descrito más arriba puede configurarse de modo tal que la segunda barra 51 de contacto móvil se soporta horizontalmente por el tercer resorte S3, y el par de pasadores 52a y 52b de conexión de alta tensión están en contacto con el primer terminal 23 de alta tensión y el segundo terminal 24 de alta tensión, respectivamente, cuando la palanca 30 de conmutador está en el estado encendido. Asimismo, cuando la palanca 30 de conmutador está en el estado apagado, dado que el tercer resorte S3 se comprime al presionar la barra 43 de empuje, la porción 51a aislante cae y se eleva la porción 51b conductora. En este punto, el par de pasadores 52a y 52b de conexión de alta tensión puede estar en no contacto con el primer terminal 23 de alta tensión y el segundo terminal 24 de alta tensión.

A continuación, un ejemplo de uso del dispositivo 100 de desconexión de potencia que tiene la configuración descrita más arriba se describirá con referencia a las FIGS. 4 a 9.

El dispositivo 100 de desconexión de potencia del paquete 200 de baterías está normalmente en un estado encendido. En este punto, con referencia a las FIGS. 4 y 5, la palanca 30 de conmutador presuriza el lado derecho de la primera barra 41 de contacto móvil de modo tal que la una porción 41a de extremo de la primera barra 41 de contacto móvil mueve hacia abajo el eje de rotación y entra en contacto con el segundo terminal 22 de interbloqueo, y la otra porción de extremo de la primera barra 41 de contacto móvil se eleva por encima del eje de rotación y, por consiguiente, la barra 43 de empuje y el segundo módulo 50 de conmutador están en un estado de no contacto. Por consiguiente, el primer terminal 21 de interbloqueo y el segundo terminal 22 de interbloqueo están en un estado capaz de conducir electricidad entre sí por medio de la primera barra 41 de contacto móvil, y el primer terminal 23 de alta tensión y el segundo terminal 24 de alta tensión están en el estado capaz de conducir electricidad entre sí por medio de la segunda barra 51 de contacto móvil.

Es decir, cuando la palanca 30 de conmutador está en la posición de encendido, tanto el circuito de interbloqueo como la línea de alta tensión están conectados y, por consiguiente, la potencia del paquete 200 de baterías se suministra a la carga del vehículo eléctrico (en la FIG 5, HVIL 1 corresponde al primer terminal 21 de interbloqueo, HVIL 2 corresponde al segundo terminal 22 de interbloqueo, HV+ corresponde al primer terminal 23 de alta tensión, y HV- corresponde al segundo terminal 24 de alta tensión).

Cuando la potencia del paquete 200 de baterías se desconecta, la palanca 30 de conmutador se inclina a la posición de apagado. En este punto, la palanca 30 de conmutador es inclina en dos etapas. Por ejemplo, como se muestra en la FIG 6, la palanca 30 de conmutador se inclina y erige verticalmente y luego a un intervalo de tiempo predeterminado, como se muestra en la FIG. 8, la palanca 30 de conmutador se inclina totalmente a la posición de apagado. Aquí, una etapa de inclinación y levantamiento de la palanca 30 de conmutador verticalmente es una primera etapa, y una etapa de inclinación total de la palanca 30 de conmutador a la posición de apagado es una segunda etapa.

Con referencia a las FIGS. 6 y 7, en la primera etapa, la palanca 30 de conmutador presuriza una porción de eje de rotación de la primera barra 41 de contacto móvil. Por lo tanto, la una porción 41a de extremo de la primera barra 41 de contacto móvil se eleva hasta la altura del eje de rotación y se separa del segundo terminal 22 de interbloqueo, y la otra porción de extremo de la primera barra 41 de contacto móvil cae hasta la altura del eje de rotación. En este punto, la barra 43 de empuje puede caer hasta la posición cercana a o simplemente en contacto con una superficie superior de la segunda barra 51 de contacto móvil.

Por consiguiente, el primer terminal 21 de interbloqueo y el segundo terminal 22 de interbloqueo están en un estado incapaz de conducir electricidad entre sí, y una señal de desconexión de suministro de potencia se transmite al BMS. Incluso cuando el relé de potencia se apaga según la señal de control del BMS y el primer terminal 23 de alta tensión y el segundo terminal 24 de alta tensión se conectan, se corta el flujo de corriente elevada.

Con referencia a las FIGS. 8 y 9, en la segunda etapa, la palanca 30 de conmutador presuriza el lado izquierdo de la primera barra 41 de contacto móvil. Por lo tanto, una porción de extremo de la primera barra 41 de contacto móvil se eleva además por encima del eje de rotación, y la otra porción de extremo de la primera barra 41 de contacto móvil cae además por debajo del eje de rotación. En este punto, la porción 51a aislante de la segunda barra 51 de contacto móvil se presiona por la barra 43 de empuje y cae por debajo del eje de rotación, y la porción 51b conductora de la segunda barra 51 de contacto móvil del lado opuesto se eleva por encima del eje de rotación de modo que el par de pasadores 52a y 52b de conexión de alta tensión se separa del primer terminal 23 de alta tensión y del segundo terminal 24 de alta tensión.

Por lo tanto, cuando la palanca 30 de conmutador se inclina a la posición de apagado, incluso el primer terminal 23 de alta tensión y el segundo terminal 24 de alta tensión están en el estado incapaz de conducir electricidad entre sí y, por consiguiente, la potencia del paquete 200 de baterías puede desconectarse físicamente.

Como se describe más arriba, cuando se usa el dispositivo 100 de desconexión de potencia según la presente descripción, el operador puede desconectar la potencia del paquete 200 de baterías de forma más conveniente y segura que el dispositivo 100 de desconexión de potencia tipo desmontable de la técnica relacionada y llevar a cabo una operación necesaria.

Mientras tanto, un paquete de baterías según la presente descripción puede configurarse para incluir el dispositivo de desconexión de potencia descrito más arriba, múltiples módulos de batería conectados en serie con el dispositivo de desconexión de potencia, un sistema de enfriamiento para gestionar la temperatura de los módulos de batería, varios dispositivos (no se muestran) para controlar la carga y descarga de los módulos de batería como, por ejemplo, BMS, sensor de corriente, fusible, y una caja de paquete para almacenar e instalar los componentes.

El paquete de baterías puede aplicarse a un vehículo como, por ejemplo, un vehículo eléctrico o un vehículo híbrido. Es decir, en la presente descripción, el paquete de baterías puede usarse como una fuente de energía accionadora de un vehículo eléctrico.

La presente descripción se ha descrito en detalle. Sin embargo, debe comprenderse que la descripción detallada y los ejemplos específicos, aunque indican realizaciones preferidas de la descripción, se proveen en aras de la ilustración solamente, dado que varios cambios y modificaciones dentro del alcance de la descripción serán aparentes para las personas con experiencia en la técnica a partir de la presente descripción detallada.

Mientras tanto, aunque en la presente memoria se usan términos que indican direcciones como, por ejemplo, arriba, abajo, izquierda, derecha, frontal y posterior, dichos términos son solo en aras de la descripción, y es obvio para una persona con experiencia ordinaria en la técnica que los términos pueden variar dependiendo de la ubicación de un objeto diana o de la ubicación de un observador.

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo (100) de desconexión de potencia para desconectar manualmente la potencia de un paquete (200) de baterías, el dispositivo (100) de desconexión de potencia comprendiendo:

una carcasa (10);

un primer terminal (21) de interbloqueo y un segundo terminal (22) de interbloqueo provistos en la carcasa (10) y conectables a un circuito de interbloqueo del paquete de baterías, y un primer terminal (23) de alta tensión y un segundo terminal (24) de alta tensión conectables a una línea de alta tensión del paquete (200) de baterías; una palanca (30) de conmutador dispuesta en porciones interior y exterior de la carcasa (10);

un primer módulo (40) de conmutador en contacto con el primer terminal (21) de interbloqueo y el segundo terminal (22) de interbloqueo, y, tras una operación de apagado de la palanca (30) de conmutador, configurado para operar por la palanca (30) de conmutador para separarse de cualquiera del primer terminal (21) de interbloqueo y el segundo terminal (22) de interbloqueo;

en donde el primer módulo (40) de conmutador comprende una primera barra (41) de contacto móvil acoplada, de manera giratoria, a una porción de extremo del primer terminal (21) de interbloqueo y provista para llevar a cabo una operación de subibaja con respecto a la una porción de extremo del primer terminal (21) de interbloqueo como un eje según las posiciones de encendido/apagado de la palanca (30) de conmutador,

en donde el segundo terminal (22) de interbloqueo se dispone en una posición donde una porción de extremo puede contactar con una porción de extremo de la primera barra (41) de contacto móvil; y

un segundo módulo (50) de conmutador configurado para interbloquearse con el primer módulo (40) de conmutador y para estar en contacto con el primer terminal (23) de alta tensión y el segundo terminal (24) de alta tensión, en donde el segundo módulo (50) de conmutador se configura para operar para separarse del primer terminal (23) de alta tensión y del segundo terminal (24) de alta tensión mediante el interbloqueo con el primer módulo (40) de conmutador cuando el primer módulo (40) de conmutador se separa de cualquiera del primer terminal (21) de interbloqueo y el segundo terminal (22) de interbloqueo por la palanca (30) de conmutador.

2. El dispositivo (100) de desconexión de potencia de la reivindicación 1,

en donde la primera barra (41) de contacto móvil comprende una barra (43) de empuje configurada para elevarse o caer durante la operación de subibaja y conectada a la otra porción de extremo de la primera barra (41) de contacto móvil para presurizar el segundo módulo (50) de conmutador al caer, y

en donde el segundo módulo (50) de conmutador se configura para interbloquearse con el primer módulo (40) de conmutador al recibir presión de la barra (43) de empuje.

3. El dispositivo (100) de desconexión de potencia de la reivindicación 2,

en donde la barra (43) de empuje está formada por un material aislante.

4. El dispositivo (100) de desconexión de potencia de la reivindicación 2,

en donde el segundo módulo (50) de conmutador comprende:

un soporte (53) dispuesto verticalmente;

una segunda barra (51) de contacto móvil que tiene una porción de extremo del soporte (53) como un eje y configurada para llevar a cabo la operación de subibaja al presionar la barra (43) de empuje; y

un par de pasadores (52a, 52b) de conexión de alta tensión provistos en un lado opuesto a un lado de la segunda barra (51) de contacto móvil, que se presiona por la barra (43) de empuje, con respecto al soporte (53), y configurados para extenderse en una dirección hacia abajo desde la segunda barra (51) de contacto móvil, y en donde el primer terminal (23) de alta tensión y el segundo terminal (24) de alta tensión se disponen en porciones inferiores del par de pasadores (52a, 52b) de conexión de alta tensión, y están en contacto o no contacto con el par de pasadores (52a, 52b) de conexión de alta tensión por la operación de subibaja de la segunda barra (51) de contacto móvil.

5. El dispositivo (100) de desconexión de potencia de la reivindicación 4,

en donde el par de pasadores (52a, 52b) de conexión de alta tensión se acoplan mediante bisagra a la segunda barra (51) de contacto móvil.

6. El dispositivo (100) de desconexión de potencia de la reivindicación 4,

en donde la segunda barra (51) de contacto móvil comprende una porción (51a) aislante formada por un material aislante y una porción (51b) conductora formada por un material eléctricamente conductor, y

en donde la porción (51a) aislante se forma para extenderse hasta una posición donde la porción (51a) aislante puede entrar en contacto con la barra (43) de empuje, y la porción (51b) conductora se conecta al par de pasadores (52a, 52b) de conexión de alta tensión.

7. El dispositivo (100) de desconexión de potencia de la reivindicación 6,

en donde el segundo módulo (50) de conmutador comprende además un miembro (S3) elástico configurado para soportar elásticamente la porción (51a) aislante en una porción inferior de la porción (51a) aislante.

8. El dispositivo (100) de desconexión de potencia de la reivindicación 6,

en donde el segundo módulo (50) de conmutador comprende además un miembro (54) de tubo de guía de pasador provisto en la forma de un cuerpo tubular que guía el movimiento lineal hacia arriba y hacia abajo del par de pasadores (52a, 52b) de conexión de alta tensión entre la porción (51b) conductora y el primer terminal (23) de alta tensión y el segundo terminal (24) de alta tensión.

9. El dispositivo (100) de desconexión de potencia de la reivindicación 8,

en donde cada uno del primer terminal (23) de alta tensión y el segundo terminal (24) de alta tensión comprende una porción (23a, 24a) de enchufe hembra formada de modo tal que el pasador de conexión de alta tensión correspondiente puede insertarse, y una porción (23b, 24b) de sujeción que se extiende desde la porción (23a, 24a) de enchufe hembra y expuesta a un exterior de la carcasa (10).

10. Un paquete (200) de baterías que comprende el dispositivo (100) de desconexión de potencia según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.