專利名稱：車輛電力系統(tǒng)及用于車輛電力系統(tǒng)的電接觸器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及一種車輛，特別涉及車輛電力系統(tǒng)及用于車輛電力系統(tǒng)的電接觸器。
背景技術(shù)：
授予肖伯(Schober)等人的美國(guó)7，205，496號(hào)專利公開了一種包括外殼、驅(qū)動(dòng)件 和端子的超小型開關(guān)。驅(qū)動(dòng)件從偏離外殼中心的位置突出。端子與位于外殼內(nèi)的固定觸頭 電連接。接觸器通過驅(qū)動(dòng)件移動(dòng)并且通過使用雙穩(wěn)態(tài)彈簧裝置保持在第一或第二開關(guān)位 置。另外的組件(隔離器或輔助驅(qū)動(dòng)件)與外殼的蓋扣合咬合，并且在開關(guān)工作時(shí)由驅(qū)動(dòng) 件推動(dòng)。固定觸頭的觸點(diǎn)在與驅(qū)動(dòng)件相對(duì)的殼體的一面。隔離器或輔助驅(qū)動(dòng)件由驅(qū)動(dòng)件在 接觸位置方向移動(dòng)。授予米勒(Miller)等人的美國(guó)6，486，571號(hào)專利公開了一種用于連接配電總線 與電池的電路。該電路具有接觸器電路和開關(guān)。電池具有正電池端和負(fù)電池端。開關(guān)具有 控制端子，第一端子和第二端子。接觸器電路連接在電池和配電總線之間。接觸器電路具 有螺線管以及通過螺線管可操作地連接的柱塞開關(guān)。在一實(shí)施例中，接觸器電路具有用于 使接觸器端子能在不同時(shí)間與電路連接的開關(guān)。在第二實(shí)施例中，可以使用不同長(zhǎng)度的端 子以能在不同時(shí)間連接電池端。授予科勒爾(Koehler)的美國(guó)5，661，274號(hào)專利公開了一種雙刀單擲開關(guān)，其具 有一對(duì)用于將電流提供給各電路的間隔的固定觸頭。懸臂式、扭轉(zhuǎn)靈活的電流運(yùn)送臂具有 一對(duì)相應(yīng)的間隔的可移動(dòng)的觸頭，其安裝在自由端并與固定觸頭相鄰。雙態(tài)元件彈簧驅(qū)動(dòng) 件(toggle spring actuator)具有一個(gè)與電流運(yùn)送臂端部中的狹縫咬合的作用端，其用于 實(shí)現(xiàn)相對(duì)空轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)并擠壓狹縫的側(cè)面，以快速接通和斷開并引起觸頭的擦拭動(dòng)作。彈簧咬 合觸頭中間的狹縫以允許角度運(yùn)動(dòng)，以容許固定觸頭的不重合。

發(fā)明內(nèi)容
機(jī)動(dòng)車輛，包括位于車內(nèi)的電源、電力總線、以及與電源和電力總線電連接的雙刀 單擲接觸器。接觸器包括兩個(gè)電極以及設(shè)置為相繼閉合電極的分離柱塞。車輛電力系統(tǒng)，包括電源、電力總線、以及與電源和電力總線電連接的接觸器。接 觸器包括第一和第二電極、雙柱塞以及電磁線圈，每個(gè)雙柱塞可操作地與第一和第二電極 中的一個(gè)相關(guān)聯(lián)，電磁線圈設(shè)置為如果線圈通電，將使雙柱塞的至少一個(gè)移動(dòng)。雙刀單擲接觸器，包括兩個(gè)電極、雙柱塞和環(huán)繞雙柱塞的電磁線圈。雙柱塞的每一 個(gè)設(shè)置為獨(dú)立地閉合兩個(gè)電極中的一個(gè)。雖然已說明和公開了根據(jù)本發(fā)明的的示例性實(shí)施例，但這種公開不應(yīng)解釋為限制 本發(fā)明?？梢灶A(yù)料的是，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，可以作出各種修改和替換設(shè)計(jì)。


圖1為車輛電力系統(tǒng)的框圖。圖2為另一種車輛電力系統(tǒng)的框圖。圖3A和圖3B為雙刀單擲接觸器的側(cè)視和俯視示意圖。圖4A和4B為另一種雙刀單擲接觸器的側(cè)視和俯視示意圖。圖5為圖4A和4B的雙刀單擲接觸器的放大部分的橫截面示意圖。
具體實(shí)施例方式參考圖1，用于車輛12的車輛電力系統(tǒng)10可以包括高壓電源14(例如+300V電 池，超級(jí)電容器等)，高壓總線16，預(yù)充電電路18以及接觸器20、22、24(例如開關(guān))。如現(xiàn) 有技術(shù)所公知的，高壓總線16可以將高壓電池14的電力提供給各種負(fù)載，例如電機(jī)等。接觸器20與電池的低(負(fù))端以及高壓總線16電連接。接觸器22與電池的高 (正)端以及高壓總線16電連接。接觸器24與高壓總線16以及預(yù)充電電路18電連接。 接觸器20、22、24可以在一個(gè)或多個(gè)控制器(未示出)以公知方式的控制下可選擇地開啟 或閉合。為了對(duì)系統(tǒng)10預(yù)充電，如現(xiàn)有技術(shù)所公知的，閉合接觸器20隨后閉合接觸器24。 例如，當(dāng)接觸器24兩端的電壓下降到某些可接受的限度(例如20V)內(nèi)以及預(yù)設(shè)時(shí)間段(例 如150msec)已經(jīng)過去時(shí)，完成對(duì)系統(tǒng)10的預(yù)充電。時(shí)間段可以基于車輛的測(cè)試數(shù)據(jù)等確 定。一旦已對(duì)系統(tǒng)10預(yù)充電，閉合高側(cè)的接觸器22，隨后打開接觸器24。然后，電力可以 從高壓電池14流向與高壓總線16電連接的負(fù)載。每一個(gè)接觸器20、22、24可能相對(duì)昂貴并且增加了車輛12的相當(dāng)多的材料成本。 因此，減少接觸器的數(shù)量可以降低車輛12的材料成本。現(xiàn)參考圖2，與圖1的標(biāo)記相差100的圖2的標(biāo)記用于表示圖2中相同的元件。不 同于圖1的系統(tǒng)10，單獨(dú)的接觸器126電連接于高壓電池114和高壓總線116之間。因此， 系統(tǒng)110僅有兩個(gè)接觸器而并非三個(gè)?，F(xiàn)參考圖3A和3B，雙刀單擲接觸器可以包括觸頭128、130、132、134，電極129、 133，彈簧柱塞136和線圈138。柱塞136與電極129、133機(jī)械地連接。如現(xiàn)有技術(shù)所公知 的，在線圈138上通電將產(chǎn)生電磁場(chǎng)以使柱塞136移動(dòng)，使得電極129接觸觸頭128、130，電 極133接觸觸頭132、134?，F(xiàn)參考圖2、3A和3B，如果將3A和3B的接觸器用作圖2的接觸器126 (觸頭128、 130可以分別與電源114的低端以及高壓總線116的低端電連接·觸頭132、134可以分別 與電源114的高端以及高壓總線1116的高端電連接)，就不能對(duì)系統(tǒng)10適當(dāng)?shù)仡A(yù)充電，因 為當(dāng)柱塞136觸發(fā)后，電源114的高端和低端同時(shí)與高壓總線116連接?，F(xiàn)參考圖2、4A和4B，雙刀單擲接觸器126可以包括觸頭140、142、144、146，電極 141,145,(具有任意形狀/結(jié)構(gòu)的)分離(或雙)柱塞148，線圈150、152，以及可移動(dòng)的 彈簧銷153。線圈150繞在分離柱塞148周圍。線圈152繞在可移動(dòng)的彈簧銷153周圍。觸頭140可以與電池低端(表示為“A”)電連接。觸頭142可以與高壓總線116的 低端(表示為“C”)電連接。觸頭144可以與電池高端(表示為“B”)電連接。觸頭146可 以與高壓總線116的高端(表示為“D”)電連接。線圈150、152的每一個(gè)可以與例如+12V電池的低壓電源電連接。(表示為“E ”、“F”、“ G”和“H”)在圖4A和4B的實(shí)施例中，分離柱塞148可以被彈性偏置在打開位置并且包括支 柱部154、156。支柱部154與電極141機(jī)械地連接。支柱部156與電極145機(jī)械地連接。 在線圈150上通電將會(huì)產(chǎn)生電磁場(chǎng)以使支柱部154移動(dòng)，使得電極141觸到觸頭140、142。 然而，這對(duì)于支柱部156來說，并不一定是這樣的。如果使用可移動(dòng)的彈簧銷153，其可能阻 礙支柱部156的移動(dòng)。因此，通過控制可移動(dòng)的彈簧銷153，可相繼閉合電極141、145?，F(xiàn)參考圖5，可移動(dòng)的彈簧銷153可以被彈性偏置，以使如果沒有電流流過線圈 152，則銷153阻礙支柱部156的運(yùn)動(dòng)。然而，如果線圈152 (以及線圈150)中有電流經(jīng)過， 銷153可以移動(dòng)以不再阻斷支柱部156的路徑，并且支柱部可以移動(dòng)以使電極145觸到圖 4B中所示的觸頭144、146。在其他實(shí)施例中，可以使用任何合適的機(jī)械或電力裝置來阻斷/妨礙支柱部156 的移動(dòng)。例如，使用機(jī)械杠桿來咬合/釋放支柱部156。又例如，可以使用電磁體、馬達(dá)以及 齒輪裝置等來實(shí)現(xiàn)力學(xué)機(jī)理。當(dāng)然，其他安排也是可能的。再次參考圖2、4A和4B，(當(dāng)銷153與支柱部156咬合)可以對(duì)線圈150通電以使 支柱部154移動(dòng)，使得電極141觸到觸頭140、142，以及可以閉合另一個(gè)接觸器124以對(duì)系 統(tǒng)110預(yù)充電。一旦完成對(duì)系統(tǒng)110的預(yù)充電(例如，當(dāng)接觸器124兩端的電壓下降到可 接受的范圍和/或已經(jīng)過預(yù)定時(shí)間段)，可以對(duì)線圈152通電以使彈簧銷153與支柱部156 脫離并使支柱部156移動(dòng)使得電極145觸到觸頭144、146。然后可以打開接觸器124。因 此，電功率可以從電源114流向與高壓總線116電連接的負(fù)載。本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到，可以將任何合適的和/或公知的控制器與系統(tǒng)110配 置以控制接觸器124、126。例如，一個(gè)或多個(gè)控制器可以控制線圈150、152的激活以像上述 那樣實(shí)現(xiàn)電極141、145的連續(xù)閉合。雖然已經(jīng)圖示和說明了本發(fā)明的實(shí)施例，但并不表示這些實(shí)施例圖示和說明了本 發(fā)明所有可能的形式。說明中使用的詞語是用于描述的詞語而并非限制，并且可以理解的 是，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下，可以做出各種變化。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)動(dòng)車輛，包括 位于車輛內(nèi)的電源；電力總線；以及與電源和電力總線電連接的雙刀單擲接觸器，該接觸器包括兩個(gè)電極以及設(shè)置為相繼 閉合電極的分離柱塞。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛，其特征在于，所述分離柱塞包括第一和第二支柱部，并 且所述第一支柱部設(shè)置為閉合電極中的一個(gè)以及所述第二支柱部設(shè)置為閉合電極中的另一個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車輛，其特征在于，所述接觸器還包括設(shè)置為可選擇地阻止 第一和第二支柱部中的一個(gè)的移動(dòng)的機(jī)械元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的車輛，其特征在于，所述接觸器還包括設(shè)置為如果通電使得 機(jī)械元件移動(dòng)的電磁線圈。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車輛，其特征在于，所述接觸器還包括設(shè)置為如果通電使得 第一和第二支柱部中的至少一個(gè)移動(dòng)的電磁線圈。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的車輛，其特征在于，所述電磁線圈繞在分離柱塞周圍。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛，其特征在于，所述電源為電池。
全文摘要
一種車輛電力系統(tǒng)，包括電源，電力總線以及與電源和電力總線電連接的接觸器。接觸器包括第一和第二電極、雙柱塞以及電磁線圈，每個(gè)柱塞與第一和第二電極中的一個(gè)可操作地關(guān)聯(lián)，電磁線圈設(shè)置為如果對(duì)線圈通電，使得雙柱塞中的至少一個(gè)移動(dòng)。
文檔編號(hào)B60R16/02GK101992735SQ20101025893
公開日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2010年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月24日
發(fā)明者本杰明·A·塔巴托夫斯基-布什, 菲利普·邁克爾·岡薩雷斯 申請(qǐng)人:福特全球技術(shù)公司