一种车顶汇流排防护罩的控制电路及车辆的制作方法

本发明涉及一种车顶汇流排防护罩的控制电路及车辆，属于新能源汽车充电技术领域。

背景技术：

随着新能源汽车的推广和普及，电动车辆保有量越来越多，尤其在城市公共交通领域，越来越多的公交车采用了电动大巴。由于电动汽车的电量有限，因此需要进站补充电量，目前国内大多数电动汽车使用充电枪插入车辆，实现充电设备和车辆的电气连接。因国标快充接口最大工作电流有限，为了实现快速充电，一部分电动汽车使用了承载电流更大的充电弓和车顶的汇流排，从车厢顶面建立电气连接。为了保护车顶的汇流排不长时间的暴露于恶劣环境中，车厢顶面汇流排上方安装了汇流排保护罩，充电时车顶汇流排保护罩打开，充电弓与汇流排接触充电，充电结束后充电弓升起汇流排保护罩关闭，防止汇流排受到日晒雨淋。

目前市场上汇流排保护罩主要由电机驱动，汇流排保护罩到位停转控制大部分采用传感器加微机的监测处理方式，该方式成本高且控制可靠性不高，若位置传感器发生故障或受到干扰后，容易发生堵转。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种车顶汇流排防护罩的控制电路及车辆，用以解决现有汇流排保护罩到位控制成本高且可靠性差的问题。

为实现上述目的，本发明的方案包括：

本发明的一种车顶汇流排防护罩的控制电路，包括电机、开盖控制继电器、关盖控制继电器、开盖到位开关及关盖到位开关，所述电机传动连接汇流排防护罩；所述开盖控制继电器和开盖到位开关串接于所述电机与电源正接形成的开盖回路中；所述关盖控制继电器和关盖到位开关串接于所述电机与电源反接形成的关盖回路中。

本发明利用机械式到位行程开关串入电机控制回路，方案简单可靠，不易受到干扰，成本低。

进一步的，所述开盖回路包括从电源正极到电源负极间依次串接的开盖到位开关、开盖控制继电器的第一组触点、电机以及关盖控制继电器第二组触点；所述关盖回路包括从电源正极到电源负极间依次串接的关盖到位开关、关盖控制继电器的第一组触点、电机以及开盖控制继电器第二组触点。

本发明在直流电机正反转h桥式控制电路中串入电机旋转到位信号。防护罩开盖到位后断开并保持断开电机正转回路，电机停转；防护罩关盖到位后断开并保持断开电机反转回路，电机停转。方案成熟安全，且可杜绝电机堵转。

进一步的，所述电机用于连接汇流排防护罩的传动轴上设置有开盖到位触发机构和关盖到位触发机构；所述开盖到位开关和关盖到位开关均包括能自动闭合的触点；汇流排防护罩处于关闭状态时，关盖到位触发机构将关盖到位开关的触点断开；汇流排防护罩处于打开状态时，开盖到位触发机构将开盖到位开关的触点断开。

到位开关的触发机构设置于电机的传动轴上，即汇流排防护罩控制系统的内部，而非汇流排防护罩的工作位置上，受到外界干扰更小，不易出现误触或损坏的情况。提升设备可靠性和安全性。

进一步的，所述开盖到位触发机构和关盖到位触发机构均为所述传动轴上设置的径向相差设定角度、轴向间隔设置的绝缘突起，所述开盖到位开关及关盖到位开关的触点均为由弹性导电簧片连接的常闭触点。

本发明的一种车辆，包括汇流排防护罩和电源，还包括电机、开盖控制继电器、关盖控制继电器、开盖到位开关及关盖到位开关，所述电机传动连接汇流排防护罩；所述开盖控制继电器和开盖到位开关串接于所述电机与电源正接形成的开盖回路中；所述关盖控制继电器和关盖到位开关串接于所述电机与电源反接形成的关盖回路中。

进一步的，所述开盖回路包括从电源正极到电源负极间依次串接的开盖到位开关、开盖控制继电器的第一组触点、电机以及关盖控制继电器第二组触点；所述关盖回路包括从电源正极到电源负极间依次串接的关盖到位开关、关盖控制继电器的第一组触点、电机以及开盖控制继电器第二组触点。

进一步的，所述电机用于连接汇流排防护罩的传动轴上设置有开盖到位触发机构和关盖到位触发机构；所述开盖到位开关和关盖到位开关均包括能自动闭合的触点；汇流排防护罩处于关闭状态时，关盖到位触发机构将关盖到位开关的触点断开；汇流排防护罩处于打开状态时，开盖到位触发机构将开盖到位开关的触点断开。

进一步的，所述开盖到位触发机构和关盖到位触发机构均为所述传动轴上设置的径向相差设定角度、轴向间隔设置的绝缘突起，所述开盖到位开关及关盖到位开关的触点均为由弹性导电簧片连接的常闭触点。

附图说明

图1是本发明的一种车顶汇流排防护罩的控制电路的电路原理图；

图2是防护罩关闭到位时车辆顶部纵截面示意图；

图3是防护罩开启到位时车辆顶部纵截面示意图；

图4是开盖到位开关及关盖到位开关控制示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

本发明的一种车顶汇流排防护罩的控制电路，包括防护罩驱动电机、开盖控制继电器、关盖控制继电器、开盖到位开关及关盖到位开关。所述防护罩驱动电机可以采用直流减速电机，通过传动轴传动控制汇流排防护罩，实现对汇流排防护罩开闭的驱动；防护罩驱动电机也可选用其他类型电机，通过减速齿轮、传动轴等传动机构，实现防护罩的开闭。防护罩驱动电机通过开盖控制继电器、开盖到位开关与车辆电源相连，用于实现汇流排防护罩的开盖控制；防护罩驱动电机还通过关盖控制继电器、关盖到位开关与车辆电源反向相连，实现电机的反转，用于控制汇流排防护罩的关盖操作。

开盖控制继电器的线圈与开盖控制信号连接，关盖控制继电器的线圈与关盖控制信号连接；开盖控制信号、关盖控制信号可以来自于整车控制器或者直接来自于驾驶室内的控制按钮等。

开盖到位开关及关盖到位开关可以为设置于防护罩完全开启位置的限位开关及防护罩完全关闭位置的限位开关。每次防护罩开闭动作时，完全到达开启或关闭位置时，触发对应限位开关，使对应限位开关断开，电机断电停止，开启或者关闭车顶汇流排防护罩的操作完成。

如图1所示的一种车顶汇流排防护罩的控制电路，包括防护罩驱动电机、开盖控制继电器(继电器1)、关盖控制继电器(继电器2)、开盖到位开关(sa1)及关盖到位开关(sa2)。开盖控制继电器和关盖控制继电器均包括一个单刀双掷开关。开盖控制继电器的控制线圈与开盖控制信号相连；开盖控制继电器单刀双掷开关的双掷端分别连接车辆低压电源正极和低压电源的负极(或搭铁接地)，双掷端到电源正极之间还串接有开盖到位开关；刀闸端与防护罩驱动电机正极相连。防护罩驱动电机的负极与关盖控制继电器单刀双掷开关的刀闸端相连；关盖控制继电器的双掷端一端接负极(或接地)，另一端通过关盖到位开关连接车辆低压电源的正极。在没有开盖信号或关盖信号时，开盖控制继电器和关盖控制继电器的控制线圈均失电，单刀双掷开关刀闸均受弹簧力作用置于电源负极(或接地端)。

开盖到位开关和关盖到位开关设置于驱动电机传动轴附近，如图4所示的开盖到位开关及关盖到位开关控制示意图，包括用于连接防护罩驱动电机和防护罩的传动轴3、关盖到位开关触发机构4、关盖到位开关动触头5、关盖到位开关动触头弹性簧片51、关盖到位开关静触头7、开盖到位开关触发机构6、开盖到位开关动触头9、开盖到位开关动触头弹性簧片91、开盖到位开关静触头8。关盖到位开关的52线端与关盖控制继电器单刀双掷开关的双掷端一端相连，关盖到位开关的71线端与电源正极相连；开盖到位开关的92线端与开盖控制继电器单刀双掷开关的双掷端一端相连，开盖到位开关的81线端与电源正极相连。关盖到位开关触发机构4及开盖到位开关触发机构6采用端部成光滑弧面的绝缘材质，呈柱状与传动轴连接；关盖到位开关动触头弹性簧片51及开盖到位开关动触头弹性簧片91为导体，在无外力作用下时分别与关盖到位开关静触头7及开盖到位开关静触头8接触并实现可靠电气连接，当防护罩驱动电机带动传动轴3转动时，关盖到位开关触发机构4和开盖到位开关触发机构6会随之绕传动轴3转动，当相应到达一定位置时，会分别与关盖到位开关动触头弹性簧片51或开盖到位开关动触头弹性簧片91发生接触，继续转动时，对应触发机构会推动对应动触头弹性簧片，并克服对应弹性簧片的弹力使之发生弹性形变，最终导致弹性簧片与对应静触头分离，对应到位开关断开，防护罩驱动电机断电停止，此时防护罩动作完毕开合到位。当传动轴反向转动带动对应触发机构移动时，对应弹性簧片在弹力作用下与对应触发机构保持滑动接触，当对应触发机构最终转离该到位开关的弹性簧片时，该弹性簧片在自身弹性作用下重新与该到位开关的静触头紧密连接。

作为其他实施例，关盖到位开关和开盖到位开关也可以采用其他结构，例如能绕一端旋转的刚性刀闸，同时在铰接轴处设置螺旋弹簧，在无外力作用时，刚性刀闸在螺旋弹簧作用下与对应静触点可靠连接，当对应触发机构旋转并与刚性刀闸发生接触后，克服螺旋弹簧的弹力推动刚性刀闸与对应静触头分离，使对应到位开关断开。对于到位开关的具体结构，本实施例不做限定。

下面对防护罩的开盖及关盖工作过程做出具体说明。

开盖工作过程，如图2所示，包括汇流排防护罩1、汇流排极板2、传动轴3、关盖到位开关触发机构4、关盖到位开关动触头5、开盖到位开关触发机构6、关盖到位开关静触头7、车辆顶部外壳。当汇流排防护罩处于关闭状态时，在关盖到位开关触发机构4的作用下，关盖到位开关(sa2)处于断开状态，开盖到位开关(sa1)处于闭合状态；开盖控制信号给开盖控制继电器(继电器1)的线圈上电后，线圈得电将开盖控制继电器的单刀双掷开关吸合，单刀双掷开关断开负极(接地)，通过sa1接通电源正极。防护罩驱动电机正极与电源正极接通，电机负极通过关盖控制继电器的单刀双掷开关接通负极(接地)，电机正接并通过传动轴3驱动汇流排防护罩1向车顶内部转动(转动方向如图4中箭头f1的方向)，汇流排防护罩打开，当汇流排防护罩打开到位后，传动轴3上的开盖到位开关触发机构6推动开盖到位开关sa1，使sa1断开，汇流排驱动电机断电停止。同时，开盖控制继电器线圈应当失电，开盖控制继电器的单刀双掷开关归位(与负极或地相连)。

关盖工作过程，如图3所示，包括汇流排防护罩1、汇流排极板2、传动轴3、关盖到位开关触发机构4、开盖到位开关动触头9、开盖到位开关触发机构6、开盖到位开关静触头8、车辆顶部外壳。当汇流排防护罩处于开启状态时，在开盖到位开关触发机构6的作用下，开盖到位开关(sa1)处于断开状态，关盖到位开关(sa2)处于闭合状态；关盖控制信号给关盖控制继电器(继电器2)的线圈上电后，线圈得电将关盖控制继电器的单刀双掷开关吸合，单刀双掷开关断开负极(接地)，通过sa2接通电源正极。防护罩驱动电机负极与电源正极接通，电机正极通过开盖控制继电器的单刀双掷开关接通负极(接地)，电机反接并通过传动轴3驱动汇流排防护罩1向车顶外部转动(转动方向与开盖方向相反)，汇流排防护罩关闭，当汇流排防护罩关闭到位后，传动轴3上的关盖到位开关触发机构4推动关盖到位开关sa2，使sa2断开，汇流排驱动电机断电停止。同时，关盖控制继电器线圈应当失电，关盖控制继电器的单刀双掷开关归位(与负极或地相连)。

本实施例中，由于采用了减速电机，传动轴3未通过减速增扭机构而直接与汇流排防护罩1相连，实现直接驱动，因此，传动轴3转动的角度与汇流排防护罩1相同；本实施例中汇流排防护罩从打开到关闭或从关闭到打开均转动了90度，因此，关盖到位开关触发机构4和开盖到位开关触发机构6在传动轴3上设置的位置应当也相差90度。若关盖到位开关触发机构4和开盖到位开关触发机构6所在的传动轴、齿轮等传动部件未直接与汇流排防护罩1相连，而是通过例如减速机构与汇流排防护罩1相连，则需要根据计算重新确定关盖到位开关触发机构4和开盖到位开关触发机构6在传动轴3上的位置。具体原则应为，开盖到位时开盖到位开关触发机构6能够及时将开盖到位开关断开，关盖到位时关盖到位开关触发机构6能够及时将关盖到位开关断开。