【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及一種接觸器設(shè)備，其能夠在串聯(lián)連接和并聯(lián)連接之間改變高壓儲能系統(tǒng)的至少兩個電池模塊的連接狀態(tài)，以及一種包括該接觸器設(shè)備的儲能系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、使用接觸器設(shè)備來連接和斷開儲能系統(tǒng)中的電子電路是現(xiàn)有技術(shù)中已知的。隨著電動車輛(ev)或混合動力電動車輛(hev)的先進發(fā)展，高壓儲能系統(tǒng)在汽車中變得越來越普遍。由于目前這種高壓系統(tǒng)通常能夠供應(yīng)400v和1kv之間的典型范圍內(nèi)的電壓，并且甚至在未來的應(yīng)用中可以甚至能夠供應(yīng)更高的電壓，因此這些高壓儲能系統(tǒng)比傳統(tǒng)動力系統(tǒng)具有更大的電擊危險。因此，防止安全隱患和過電流保護對于這些系統(tǒng)來說至關(guān)重要。例如，在高壓儲能系統(tǒng)發(fā)生故障或車輛發(fā)生事故而影響儲能系統(tǒng)的電子電路的情況下，確保車輛乘客、道路救援人員或維護人員的安全非常重要。
2、因此，用于控制儲能系統(tǒng)中電流的接觸器設(shè)備的安全性要求正在增加，特別是在儲能系統(tǒng)被用于儲存能量以驅(qū)動車輛的情況下。
3、常規(guī)接觸器設(shè)備能夠在閉合狀態(tài)和斷開狀態(tài)之間可逆地改變狀態(tài)，在閉合狀態(tài)下，電流可以流過接觸器設(shè)備，并且在斷開狀態(tài)下，通常通過移動至少一個可移動觸點來防止電流流過接觸器設(shè)備。此外，可以使用過電流保護設(shè)備(如熱熔保險絲)，當(dāng)它們被激活時，允許可逆地斷開高壓儲能系統(tǒng)中的供應(yīng)，在儲能系統(tǒng)中的操作條件變得不安全的情況下(例如由于儲能系統(tǒng)的電子電路中發(fā)生的過電流或故障，或者在由儲能系統(tǒng)中存儲的能量驅(qū)動的車輛發(fā)生事故的情況下)。
4、然而，取決于其中使用儲能系統(tǒng)的應(yīng)用，可能需要不僅在斷開狀態(tài)或閉合狀態(tài)之間切換接觸器設(shè)備。
5、因此，期望在串聯(lián)連接狀態(tài)和并聯(lián)配置之間切換電池配置，串聯(lián)連接狀態(tài)將多個電池模塊串聯(lián)連接，以便高壓電池可以例如在驅(qū)動狀態(tài)下供應(yīng)多個電池模塊的全部電壓之和，并且并聯(lián)配置將多個電池模塊中的至少一些并聯(lián)連接，這將允許以低于預(yù)定高壓的電壓水平為高壓電池充電。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、因此，本專利技術(shù)的目的是提供一種接觸器設(shè)備，其提供了改變高壓電池的連接狀態(tài)的可能性。此外，本專利技術(shù)的目的是提供一種簡單且經(jīng)濟的解決方案。
2、該目的通過獨立權(quán)利要求的主題內(nèi)容來解決。本公開的有利方面是從屬權(quán)利要求的主題內(nèi)容。
3、特別地，本公開提供了一種接觸器設(shè)備，其包括用于電氣連接負(fù)載和充電器中的至少一個的兩個第一端子、用于電氣連接第一電池模塊的兩個第二端子以及用于電氣連接第二電池模塊的兩個第三端子。接觸器設(shè)備還包括兩個第一母線、兩個第二母線、連接母線和至少一個致動元件，每個第一母線被電氣連接到第一端子中的一個，其中第二母線中的一個被電氣連接到第二端子中的一個，連接母線與兩個第一母線電氣隔離，并且至少一個致動元件被配置為至少改變接觸器設(shè)備的狀態(tài)，使其在串聯(lián)連接狀態(tài)和并聯(lián)連接狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換，在串聯(lián)連接狀態(tài)中兩個第二母線被導(dǎo)電耦合到連接母線，在并聯(lián)連接狀態(tài)中第二母線中的一個被導(dǎo)電耦合到第一母線中的一個，并且第二母線中的另一個被導(dǎo)電耦合到第一母線中的另一個。
4、通過將第二母線設(shè)置為第二組母線和連接母線，接觸器設(shè)備允許在兩種狀態(tài)之間切換所連接的電池模塊的配置：一種是電池模塊的相反電勢的端子串聯(lián)電氣連接的狀態(tài)，因為第二組母線被電氣連接到連接母線；并且另一種是并聯(lián)連接狀態(tài)，其中電池模塊的相同電勢的端子被并聯(lián)電氣連接，因為每個第二母線都可以被電氣連接到第一母線的相應(yīng)一個。因此，接觸器設(shè)備允許以簡化的方式在串聯(lián)連接狀態(tài)和并聯(lián)連接狀態(tài)之間切換，在串聯(lián)狀態(tài)下，連接到接觸器設(shè)備的電池的全電壓被施加在連接器設(shè)備的兩個第一母線之間，并且在并聯(lián)連接狀態(tài)下，與形成電池的電池模塊的模塊電壓相對應(yīng)的電壓被施加在連接器設(shè)備的兩個第一母線之間。
5、以這種方式，根據(jù)本公開的接觸器設(shè)備允許在串聯(lián)連接狀態(tài)下向例如電動車輛的電動機供應(yīng)預(yù)定高壓，同時允許在并聯(lián)連接狀態(tài)下以低于預(yù)定高壓的電壓水平為電池的電池模塊充電。因此，由于其簡單的配置，本公開的接觸器設(shè)備允許免除在電池模塊之間提供復(fù)雜的開關(guān)結(jié)構(gòu)的需要，以便在電池模塊的串聯(lián)連接和并聯(lián)連接之間改變。
6、根據(jù)一個有利的示例，每個第二母線包括可偏轉(zhuǎn)的接觸區(qū)域，該接觸區(qū)域能夠在第一位置和第二位置之間彈性偏轉(zhuǎn)，在第一位置中每個第二母線都與連接母線導(dǎo)電耦合，并且在第二位置中每個第二母線都與第一母線之一導(dǎo)電耦合。以這種方式，可以有效地傳輸由至少一個致動元件提供的用于改變接觸器設(shè)備的狀態(tài)的轉(zhuǎn)變力，因為它不需要整體移動第二母線。然而，如在替代示例中，第二母線可以作為一個整體在第一位置和第二位置之間移動。
7、在另一個有利的示例中，接觸器設(shè)備還可以包括兩個輔助連接母線，每個輔助連接母線被配置為在接觸器設(shè)備的并聯(lián)連接狀態(tài)下將第二母線中的一個導(dǎo)電耦合到第一母線中的相應(yīng)一個。以這種方式，接觸器設(shè)備可以僅包括固定母線，其允許在串聯(lián)連接狀態(tài)和并聯(lián)連接狀態(tài)之間改變接觸器設(shè)備的狀態(tài)。
8、為了在改變接觸器設(shè)備的狀態(tài)時允許有效的力傳遞，連接母線和輔助連接母線優(yōu)選地安裝到連接框架上，并且至少一個致動元件被配置為移動連接框架，以改變接觸器設(shè)備的狀態(tài)，使其在串聯(lián)連接狀態(tài)和并聯(lián)連接狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換。此外，在這種情況下，連接母線和/或輔助連接母線可以可選地具有可偏轉(zhuǎn)的接觸區(qū)域，當(dāng)至少一個致動器元件改變接觸器設(shè)備的狀態(tài)時，除了移動連接框架之外，該接觸區(qū)域還可以移動。
9、為了降低串聯(lián)連接狀態(tài)和并聯(lián)連接狀態(tài)下的接觸電阻，每個第二母線優(yōu)選地包括布置在第二母線不同側(cè)的多個接觸元件，并且每個第二母線優(yōu)選地配置為在第二母線的接觸側(cè)處與連接母線導(dǎo)電耦合，第二母線的接觸側(cè)與用于導(dǎo)電耦合到第一母線之一的接觸側(cè)不同。例如，用于接觸連接母線的第二母線的接觸側(cè)可以被布置在與用于接觸第一母線之一的接觸側(cè)相對的第二母線上。換句話說，連接母線可以由雙面銀扣母線組形成，其中銀扣能夠降低串聯(lián)連接狀態(tài)和并聯(lián)連接狀態(tài)下的接觸電阻。
10、在另一個有利的示例中，至少一個致動元件包括專用致動器，用于改變接觸器設(shè)備的狀態(tài)，使其在串聯(lián)連接狀態(tài)和并聯(lián)連接狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換。以這種方式，可以優(yōu)化專用致動器，以便在串聯(lián)連接狀態(tài)和并聯(lián)連接狀態(tài)之間改變接觸器設(shè)備的狀態(tài)時提供有效的力轉(zhuǎn)變。
11、在另一個有利的示例中，接觸器設(shè)備還可以包括兩個第三母線，其中第三母線中的一個被電氣連接到第二端子的另一個，并且第三母線的另一個被電氣連接到第三端子中的另一個，并且其中至少一個致動元件被配置為改變接觸器設(shè)備的狀態(tài)，使其在閉合狀態(tài)和斷開狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換，在閉合狀態(tài)下，每個第三母線與第一母線中的本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.一種接觸器設(shè)備(100)，所述接觸器設(shè)備(100)包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接觸器設(shè)備(100)，其中，所述第二母線(138、139)中的每一個包括可偏轉(zhuǎn)的接觸區(qū)域(142、143)，所述接觸區(qū)域(142、143)能夠在第一位置和第二位置之間彈性偏轉(zhuǎn)，在所述第一位置中，所述第二母線(138、139)中的每一個被導(dǎo)電耦合到所述連接母線(144)，并且在所述第二位置中，所述第二母線(138、139)中的每一個被導(dǎo)電耦合到所述第一母線(128、129)之一。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2中任一項所述的接觸器設(shè)備(100)，所述接觸器設(shè)備(100)還包括兩個輔助連接母線(258、260)，所述輔助連接母線(258、260)中的每一個被配置為在所述接觸器設(shè)備(100)的并聯(lián)連接狀態(tài)下將所述第二母線(238、239)中的一個導(dǎo)電耦合到所述第一母線(128、129)中的相應(yīng)一個。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的接觸器設(shè)備(100)，其中，所述連接母線(144)和所述輔助連接母線(258、260)被安裝到連接框架(254)，并且其中所述至少一個致動元件被配置為移
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的接觸器設(shè)備(100)，其中，所述第二母線(138、139；238、239)中的每一個包括布置在所述第二母線(138、139；238、239)的不同側(cè)的多個接觸元件(148、152；248、252)，并且其中，所述第二母線(138、139；238、239)中的每一個被配置為在所述第二母線(138、139；238、239)的接觸側(cè)處被導(dǎo)電耦合到所述連接母線(144)，所述第二母線(138、139；238、239)的接觸側(cè)不同于導(dǎo)電耦合到所述第一母線(128、129)之一的接觸側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的接觸器設(shè)備(100)，其中，所述至少一個致動元件包括專用致動器(372、472)，用于改變所述接觸器設(shè)備(100)的狀態(tài)，使其在串聯(lián)連接狀態(tài)和并聯(lián)連接狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的接觸器設(shè)備(100)，所述接觸器設(shè)備(100)還包括兩個第三母線(126、127)，其中，所述第三母線(126)中的一個被電氣連接到所述第二端子(110)中的另一個，并且所述第三母線(127)中的另一個被電氣連接到所述第三端子(108)中的另一個；并且
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的接觸器設(shè)備(100)，其中，所述第三母線(126、127)中的每一個包括可偏轉(zhuǎn)的接觸區(qū)域(132、133)，所述接觸區(qū)域(132、133)能夠在斷開位置和閉合位置之間彈性偏轉(zhuǎn)，在所述斷開位置，所述第三母線(126、127)中的每一個與所述兩個第一母線(128、129)電氣隔離，在所述閉合位置，所述兩個第三母線(126、127)被導(dǎo)電耦合到所述第一母線(128、129)中的相應(yīng)一個。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的接觸器設(shè)備(100)，其中，當(dāng)所述至少一個致動元件未通電時，所述接觸器設(shè)備處于所述斷開狀態(tài)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的接觸器設(shè)備(100)，其中，僅當(dāng)所述至少一個致動元件通電時，所述接觸器設(shè)備的狀態(tài)才改變。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項所述的接觸器設(shè)備(100)，所述接觸器設(shè)備(100)還包括至少一個火工致動器(280、380)，其在激活時被配置為不可逆地防止電流流過所述第一母線(128、129)中的每一個。
12.根據(jù)權(quán)利要求7至11中任一項所述的接觸器設(shè)備(100)，所述接觸器設(shè)備(100)還包括至少一個火工致動器(280、380)，其在激活時被配置為將所述兩個第一母線(128、129)移動到點火位置，其中在所述點火位置，所述兩個第一母線(128、129)中的每一個都不可逆地移位或切斷。
13.根據(jù)權(quán)利要求7至11中任一項所述的接觸器設(shè)備(100)，所述接觸器設(shè)備(100)還包括至少一個火工致動器(280)，其在激活時被配置為將至少一個隔離元件不可逆地驅(qū)動到點火位置，其中在所述點火位置，所述隔離元件將所述兩個第三母線(126、127)與所述兩個第一母線(128、129)彼此電氣隔離。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的接觸器設(shè)備(100)，其中，所述隔離元件包括至少兩個隔離帽(494)，其中在所述點火位置，所述至少兩個隔離帽(494)中的每一個完全包圍所述第一母線(128、129)中的相應(yīng)一個的接觸區(qū)域。
15.一種儲能系統(tǒng)(10)，所述儲能系統(tǒng)(10)包括：
...【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
1.一種接觸器設(shè)備(100)，所述接觸器設(shè)備(100)包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接觸器設(shè)備(100)，其中，所述第二母線(138、139)中的每一個包括可偏轉(zhuǎn)的接觸區(qū)域(142、143)，所述接觸區(qū)域(142、143)能夠在第一位置和第二位置之間彈性偏轉(zhuǎn)，在所述第一位置中，所述第二母線(138、139)中的每一個被導(dǎo)電耦合到所述連接母線(144)，并且在所述第二位置中，所述第二母線(138、139)中的每一個被導(dǎo)電耦合到所述第一母線(128、129)之一。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2中任一項所述的接觸器設(shè)備(100)，所述接觸器設(shè)備(100)還包括兩個輔助連接母線(258、260)，所述輔助連接母線(258、260)中的每一個被配置為在所述接觸器設(shè)備(100)的并聯(lián)連接狀態(tài)下將所述第二母線(238、239)中的一個導(dǎo)電耦合到所述第一母線(128、129)中的相應(yīng)一個。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的接觸器設(shè)備(100)，其中，所述連接母線(144)和所述輔助連接母線(258、260)被安裝到連接框架(254)，并且其中所述至少一個致動元件被配置為移動所述連接框架(254)，以改變所述接觸器設(shè)備(100)的狀態(tài)，使其在串聯(lián)連接狀態(tài)和并聯(lián)連接狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的接觸器設(shè)備(100)，其中，所述第二母線(138、139；238、239)中的每一個包括布置在所述第二母線(138、139；238、239)的不同側(cè)的多個接觸元件(148、152；248、252)，并且其中，所述第二母線(138、139；238、239)中的每一個被配置為在所述第二母線(138、139；238、239)的接觸側(cè)處被導(dǎo)電耦合到所述連接母線(144)，所述第二母線(138、139；238、239)的接觸側(cè)不同于導(dǎo)電耦合到所述第一母線(128、129)之一的接觸側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的接觸器設(shè)備(100)，其中，所述至少一個致動元件包括專用致動器(372、472)，用于改變所述接觸器設(shè)備(100)的狀態(tài)，使其在串聯(lián)連接狀態(tài)和并聯(lián)連接狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的接觸器設(shè)備(100)，所述接觸器設(shè)備(100)還包括兩個第三母線(126、127)，其中，所述第...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：斯特凡·格德，菲利普·拉赫納，塞巴斯蒂安·克萊普，海科·貝格邁爾，托比亞斯·韋林，
申請(專利權(quán))人：慕尼黑電氣化有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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