电池高压回路的开关装置、高压盒、电池装置和运载工具的制作方法

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池高压回路的开关装置、高压盒、电池装置和运载工具。

背景技术：

目前，电动车辆等运载工具越来越多地出现在人们的日常生活中，方便了人们的生活，然而，一些问题也随之而来。

运载工具中的动力电池中具有高压回路，高压回路中具有很大的电流，因此，在高压回路中的主开关进行闭合与切断的瞬间，很容易产生电弧及瞬间大能量，发生开关触点损坏，在开关触点因损坏而发生开关断路故障时，造成高压回路无法正常工作，进而使得运载工具无法正常使用，影响用户的正常生活，而在开关触点因损坏而发生开关黏连故障时，则使得大电流的电池高压回路无法断开，对使用者的人身安全构成了极大的威胁。

因此，如何提升电池高压回路的主开关的安全性，成为目前亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供了一种电池高压回路的开关装置、高压盒、电池装置和运载工具，旨在解决相关技术中电池高压回路的主开关进行闭合与切断时易产生故障的技术问题，能够提升电池高压回路的主开关的安全性，减少黏连及断路故障的发生，提升用户的生命安全。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种电池高压回路的开关装置，包括第一机构和第二机构，在所述第一机构与所述第二机构接触的情况下，所述电池高压回路导通，所述电池高压回路的开关装置还包括：高阻抗机构，与所述第二机构具有相同运动趋势，所述高阻抗机构与所述第一机构的相对距离小于所述第二机构与所述第一机构相对距离，在所述第一机构与所述第二机构相对运动时，所述高阻抗机构先于所述第二机构与所述第一机构接触，使所述电池高压回路导通，或者，所述高阻抗机构后于所述第二机构与所述第一机构分离，使所述电池高压回路断开。

在本实用新型上述实施例中，可选地，所述第一机构包括第一静触点和第二静触点，所述第一静触点与所述电池高压回路的一端相连，所述第二静触点与所述电池高压回路的另一端相连。

在本实用新型上述实施例中，可选地，所述第二机构包括第一动触点，所述第一动触点设置在相对所述第一机构进行运动后能够连通所述第一静触点和所述第二静触点的位置。

在本实用新型上述实施例中，可选地，所述第二机构还包括：第一支撑杆；第一挡板，设置在所述第一支撑杆的一端，所述第一动触点位于所述第一挡板上；定位板，套设在所述第一支撑杆上远离所述第一挡板的位置处；第一弹性部件，套设在所述第一支撑杆上，位于所述第一挡板和所述定位板之间。

在本实用新型上述实施例中，可选地，所述高阻抗机构包括串联的第二动触点、若干个阻抗和第三动触点，所述第二动触点和所述第三动触点设置在相对所述第一机构进行运动后能够分别与所述第一静触点和所述第二静触点接触的位置。

在本实用新型上述实施例中，可选地，所述若干个阻抗为热敏电阻、合金或钨丝。

在本实用新型上述实施例中，可选地，所述若干个阻抗设置在所述第一挡板与所述定位板之间或绕设在所述电池高压回路的开关装置的外壳上。

在本实用新型上述实施例中，可选地，所述高阻抗机构还包括：第二支撑杆和第三支撑杆，所述第二支撑杆和所述第三支撑杆的一端均设置在所述第一机构运动过程中所述定位板能够施力的位置；第二挡板和第三挡板，分别设置在所述第二支撑杆和所述第三支撑杆的另一端，所述第一挡板的两端分别搭设在所述第二挡板和所述第三挡板上，所述第二支撑杆和所述第三支撑杆的另一端均连接至所述定位板；第二弹性部件和第三弹性部件，分别套设在所述第二支撑杆和所述第三支撑杆上。

在本实用新型上述实施例中，可选地，第一静触点和第二静触点所在的第一平面、所述第二动触点和第三动触点所在的第二平面与所述第一动触点所在的第三平面平行，其中，所述第二平面与所述第一平面的第一相对距离小于所述第三平面与所述第一平面的第二相对距离。

在本实用新型上述实施例中，可选地，所述第一相对距离与所述第二相对距离的差值范围为大于或等于2mm且小于或等于8mm。

在本实用新型上述实施例中，可选地，所述高阻抗机构先于所述第二机构与所述第一机构接触的时间间隔，以及所述高阻抗机构后于所述第二机构与所述第一机构断开的时间间隔，均处于大于或等于8ms且小于或等于500ms的范围内。

在本实用新型上述实施例中，可选地，所述第一机构与所述电池高压回路的一端相连，所述第二机构与所述电池高压回路的另一端相连，所述高阻抗机构与所述电池高压回路的另一端相连。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种高压盒，包括上述第一方面实施例中任一项所述的电池高压回路的开关装置。

第三方面，本实用新型实施例提供了一种电池装置，包括上述第一方面实施例中任一项所述的电池高压回路的开关装置。

第四方面，本实用新型实施例提供了一种运载工具，包括上述第一方面实施例中任一项所述的电池高压回路的开关装置。

以上技术方案，针对相关技术中电池高压回路的主开关进行闭合与切断时易产生故障的技术问题，增设了高阻抗机构来辅助第一机构与第二机构完成开关的闭合和断开过程。

具体来说，高阻抗机构与第二机构具有相同运动趋势，当开关闭合，也就是第二机构与第一机构相对接触运动的过程中，高阻抗机构也与第一机构进行相对接触运动，并且，由于高阻抗机构与第一机构的相对距离小于第二机构与第一机构相对距离，高阻抗机构会比第二机构更早一步接触到第一机构，导通第一机构与电池高压回路的负载。由于高阻抗机构的阻抗很高，对电流的阻碍很大，第一机构与电池高压回路的负载经高阻抗机构导通后，电流上升幅度小。

接着，第二机构继续运动直至与第一机构接触，由于第二机构的阻抗很低，可以将高阻抗机构短路，最终第一机构与第二机构接触，导通整个电池高压回路。在这种结构中，电池高压回路中的电流先经由高阻抗机构的导通上升，再经由第二机构的导通再次上升，使电池高压回路中的电流经过高阻抗机构的缓冲缓慢上升，取代了相关技术中直接闭合电池高压回路中的总开关的技术方案，避免了电池高压回路中的总开关因电流猛增而产生的触点损毁的故障，提升了电池高压回路中的总开关乃至整个动力电池的安全性。

基于上述方案，电池高压回路导通的过程中，第二机构、高阻抗机构均与第一机构相接触，而当开关断开，也就是第二机构与第一机构相对分离运动的过程中，第二机构先与第一机构分离，此时，恢复了仅高阻抗机构与第一机构接触的情况，此时，电池高压回路中的电流由大电流变为经高阻抗机构的阻抗阻碍后的小电流，接着，由于高阻抗机构与第二机构具有相同运动趋势，高阻抗机构也会随之与第一机构分离，实现整个电池高压回路的断开。

这样一来，电池高压回路中的电流先经由第二机构的断开下降，再经由高阻抗机构的断开再次下降，取代了相关技术中直接断开电池高压回路中的总开关的技术方案，有效避免了电池高压回路中的总开关发生黏连故障的几率，能够降低或吸收电弧和瞬间大能量对开关触点造成损伤，提升了电池高压回路中的总开关乃至整个动力电池的安全性，保护了用户的人身安全。

【附图说明】

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1示出了本实用新型的一个实施例的电池高压回路的开关装置的示意图；

图2示出了本实用新型的另一个实施例的电池高压回路的开关装置的示意图；

图3示出了本实用新型的一个实施例的高压盒的框图；

图4示出了本实用新型的一个实施例的电池装置的框图；

图5示出了本实用新型的一个实施例的运载工具的框图。

【具体实施方式】

为了更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。在本实用新型实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

图1示出了本实用新型的一个实施例的电池高压回路的开关装置的示意图。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种电池高压回路的开关装置100，包括第一机构102和第二机构104，在第一机构102与第二机构104接触的情况下，电池高压回路导通，电池高压回路的开关装置100还包括：高阻抗机构106，与第二机构104具有相同运动趋势，高阻抗机构106与第一机构102的相对距离小于第二机构104与第一机构102相对距离，在第一机构102与第二机构104相对运动时，高阻抗机构106先于第二机构104与第一机构102接触，使电池高压回路导通，或者，高阻抗机构106后于第二机构104与第一机构102分离，使电池高压回路断开。

由于高阻抗机构106与第二机构104具有相同运动趋势，当开关闭合，也就是第二机构104与第一机构102相对接触运动的过程中，高阻抗机构106也与第一机构102进行相对接触运动，并且，由于高阻抗机构106与第一机构102的相对距离小于第二机构104与第一机构102相对距离，高阻抗机构106会比第二机构104更早一步接触到第一机构102，导通第一机构102与电池高压回路的负载。由于高阻抗机构106的阻抗很高，对电流的阻碍很大，第一机构102与电池高压回路的负载经高阻抗机构106导通后，电流上升幅度小。

接着，第二机构104继续运动直至与第一机构102接触，由于第二机构104的阻抗很低，可以将高阻抗机构106短路，最终第一机构102与第二机构104接触，导通整个电池高压回路。在这种结构中，电池高压回路中的电流先经由高阻抗机构106的导通上升，再经由第二机构104的导通再次上升，使电池高压回路中的电流经过高阻抗机构106的缓冲缓慢上升，取代了相关技术中直接闭合电池高压回路中的总开关的技术方案，避免了电池高压回路中的总开关因电流猛增而产生的触点损毁的故障，提升了电池高压回路中的总开关乃至整个动力电池的安全性。

基于上述方案，电池高压回路导通的过程中，第二机构104、高阻抗机构106均与第一机构102相接触，而当开关断开，也就是第二机构104与第一机构102相对分离运动的过程中，第二机构104先与第一机构102分离，此时，恢复了仅高阻抗机构106与第一机构102接触的情况，此时，电池高压回路中的电流由大电流变为经高阻抗机构106的阻抗阻碍后的小电流，接着，由于高阻抗机构106与第二机构104具有相同运动趋势，高阻抗机构106也会随之与第一机构102分离，实现整个电池高压回路的断开。

这样一来，电池高压回路中的电流先经由第二机构104的断开下降，再经由高阻抗机构106的断开再次下降，取代了相关技术中直接断开电池高压回路中的总开关的技术方案，有效避免了电池高压回路中的总开关发生黏连故障的几率，能够降低或吸收电弧和瞬间大能量对开关触点造成损伤，提升了电池高压回路中的总开关乃至整个动力电池的安全性，保护了用户的人身安全。

本实用新型中的电池高压回路的开关装置100可以是电池高压回路中的包含总开关在内的任一开关，而该开关装置的类型包括但不限于继电器，还可以是普通的单控开关。下面结合具体实现方式进一步介绍应用本实用新型技术方案的继电器的结构。

在本实用新型的一种实现方式中，第一机构102包括第一静触点1022和第二静触点1024，第一静触点1022与电池高压回路的一端相连，第二静触点1024与电池高压回路的另一端相连。

对于继电器，只有第一机构102的第一静触点1022和第二静触点1024被连通，整个电池高压回路才会导通，为此，相应地，第二机构104包括第一动触点1042，第一动触点1042设置在相对第一机构102进行运动后能够连通第一静触点1022和第二静触点1024的位置。即第一动触点1042所在的第一挡板1046在运动后能够搭设在第一静触点1022和第二静触点1024上，或能够搭设在第一静触点1022和第二静触点1024对应的挡板上，使得第一静触点1022和第二静触点1024连通，进而导通整个电池高压回路。

在本实用新型的一种实现方式中，第二机构104可采用支撑杆与弹性部件相配合的结构完成与第一机构102的相对运动，当然，支持完成第二机构104与第一机构102的相对运动的结构包括但不限于这一种形式，还可以为杠杆结构、温控制动结构等。在第二机构104采用支撑杆与弹性部件相配合的结构时，第二机构104还包括：第一支撑杆1044、第一挡板1046、定位板1048和第一弹性部件10410，其中，第一挡板1046设置在第一支撑杆1044的一端，第一动触点1042位于第一挡板1046上，定位板1048套设在第一支撑杆1044上远离第一挡板1046的位置处，第一弹性部件10410，套设在第一支撑杆1044上，位于第一挡板1046和定位板1048之间。

第一支撑杆1044的远离第一挡板1046的另一端还可以连接有动力结构10412，在该动力结构10412接收到电池管理系统的闭合命令或直接接收到外力时，可以向第一支撑杆1044上的定位板1048施加压力，定位板1048则沿第一支撑杆1044前行，压迫第一弹性部件10410，最终，第一弹性部件10410将压力传导至第一挡板1046，使第一挡板1046向第一机构102运动。

在本实用新型的一种实现方式中，高阻抗机构106包括串联的第二动触点1062、若干个阻抗10618和第三动触点1064，第二动触点1062和第三动触点1064设置在相对第一机构102进行运动后能够分别与第一静触点1022和第二静触点1024接触的位置，这样，当高阻抗机构106随着第二机构104以相同趋势向着第一机构102运动时，第二动触点1062和第三动触点1064可分别与第一静触点1022和第二静触点1024相接触，导通若干个阻抗10618与电池高压回路。

在本实用新型的一种实现方式中，在本实用新型上述实施例中，可选地，高阻抗机构106还包括：第二支撑杆1066和第三支撑杆1068、第二挡板10610和第三挡板10612以及第二弹性部件10614和第三弹性部件10616，其中，第二支撑杆1066和第三支撑杆1068的一端均设置在第一机构102运动过程中定位板1048能够施力的位置，第二挡板10610和第三挡板10612，分别设置在第二支撑杆1066和第三支撑杆1068的另一端，第一挡板1046的两端分别搭设在第二挡板10610和第三挡板10612上，第二支撑杆1066和第三支撑杆1068的另一端均连接至定位板1048；第二弹性部件10614和第三弹性部件10616分别套设在第二支撑杆1066和第三支撑杆1068上。

结合上述第一挡板1046向第一机构102运动的方案，将第一机构102与第二机构104结合起来看，当定位板1048则沿第一支撑杆1044前行，压迫第一弹性部件10410的同时，也会对第二支撑杆1066和第三支撑杆1068施力，第二支撑杆1066和第三支撑杆1068分别穿过第二挡板10610和第三挡板10612向第一机构102的方向运动，使得相对于第一动触点1042离第一静触点1022和第二静触点1024更近的第二动触点1062和第三动触点1064可先一步分别与第一静触点1022和第二静触点1024相接触，导通若干个阻抗10618与电池高压回路。进而，在第一挡板1046继续向第一机构102运动的情况下，可使第一动触点1042连通第一静触点1022和第二静触点1024，从而使电流缓慢提升至正常水平，实现电池高压回路的正常导通。

高阻抗机构106先于第二机构104与第一机构102接触的时间间隔，处于大于或等于8ms且小于或等于500ms的范围内。这相当于为电流的上升增加了大于或等于8ms且小于或等于500ms的范围的延迟时间，实现了减缓电流增加速度的目的，便于减少开关因瞬时电流过大而损毁等情况的发生，提升了该开关装置的安全性。

其中，若干个阻抗10618为热敏电阻、合金或钨丝，这些类型的阻抗10618均对电流有较强的抑制作用，便于降低电流上升的程度，提升电池高压回路的安全性，当然，还可以采用为除此之外的任何其他类型的阻抗10618。

阻抗10618可设置在第一挡板1046与定位板1048之间或绕设在电池高压回路的开关装置100的外壳上，换句话说，只要阻抗10618设置在不阻碍第一机构102、高阻抗机构106和第二机构104的相对运动的位置即可。

在本实用新型的一种实现方式中，第一静触点1022和第二静触点1024所在的第一平面a、第二动触点1062和第三动触点1064所在的第二平面b与第一动触点1042所在的第三平面c平行，其中，第二平面b与第一平面a的第一相对距离d小于第三平面c与第一平面a的第二相对距离e，这样，第二平面b可以比第三平面c更快地上升至第一平面a的位置处，换句话说，就是高阻抗机构106的第二挡板10610和第三挡板10612比第二机构104的第一挡板1046能够更方便地接触到第一机构102上的第一静触点1022和第二静触点1024，从而实现电流的缓慢增长。

其中，第一相对距离d与第二相对距离e的差值范围为大于或等于2mm且小于或等于8mm。在这个范围内，既不会占用过大的空间，避免增加电池高压回路的制造成本，还能够有效拉开第二平面b和第三平面c的相对距离，便于实现电流的缓慢增长。

基于与上述相同的原理，在需要断开电池高压回路时，动力结构10412接收到电池管理系统的断开命令或直接接收到向外的外力时，可以对第一支撑杆1044上的定位板1048产生拉力，定位板1048则沿第一支撑杆1044远离第一挡板1046的方向移动，拖拽第一弹性部件10410，最终，第一弹性部件10410将拉力传导至第一挡板1046，使第一挡板1046远离第一机构102运动，使得第一动触点1042与第一静触点1022和第二静触点1024分离。

此时，第二动触点1062和第三动触点1064依然与第一静触点1022和第二静触点1024相接触，使得电池高压回路的电流降低至通过若干个阻抗10618阻碍后的电流。由于高阻抗机构106与第二机构104具有相同的运动趋势，随着定位板1048的拉力，同样会拉动第二支撑杆1066和第三支撑杆1068，从而带动第二挡板10610和第三挡板10612进行远离第一机构102的运动，直至第二动触点1062和第三动触点1064分别与第一静触点1022和第二静触点1024分开，电池高压回路的电流由通过若干个阻抗10618阻碍后的电流降低至零，由于高阻抗机构106后于第二机构104与第一机构102断开的时间间隔，处于大于或等于8ms且小于或等于500ms的范围内，相当于为电流的降低增加了大于或等于8ms且小于或等于500ms的范围的延迟时间，实现了减缓电流降低速度的目的，便于减少触点黏连等情况的发生，提升了该开关装置的有效性。

另外，需要知晓，在成本及制造方式允许的情况下，高阻抗机构106可适应实际需求设置多个，多个高阻抗机构106逐个与第一静触点1022和第二静触点1024接触，只要保证第一动触点1042最后与第一静触点1022和第二静触点1024接触即可，高阻抗机构106的数量越多，闭合电池高压回路时电流的增长以及断开电池高压回路时电流的降低就越慢，从而愈加增强电池高压回路的安全性及用户的人身安全。

在本实用新型的一种实现方式中，高阻抗机构106先于第二机构104与第一机构102接触的时间间隔，以及高阻抗机构106后于第二机构104与第一机构102断开的时间间隔，均处于大于或等于8ms且小于或等于500ms的范围内。

换句话说，也就是电流的增长或降低过程中增加了大于或等于8ms且小于或等于500ms的范围内的间隔，从而降低了闭合电池高压回路时电流的增长以及断开电池高压回路时电流的降低的速度，提升了电池高压回路的安全性及用户的人身安全。

图2示出了本实用新型的另一个实施例的电池高压回路的开关装置的示意图。

如图2所示，电池高压回路的开关装置100的类型包括但不限于继电器，还可以是普通的单控开关，在其为普通的单控开关时，第一机构102与电池高压回路的一端相连，第二机构104与电池高压回路的另一端相连，高阻抗机构106与电池高压回路的另一端相连。

总之，无论对于何种结构的开关，只要保证高阻抗机构106能够先于第二机构104与第一机构102接触和/或后于第二机构104与第一机构102断开即可。

图3示出了本实用新型的一个实施例的高压盒的框图。

如图3所示，本实用新型的一个实施例的高压盒300，包括图1实施例中任一项示出的电池高压回路的开关装置100，因此，该高压盒300具有和图1示出的电池高压回路的开关装置100相同的技术效果，在此不再赘述。

图4示出了本实用新型的一个实施例的电池装置的框图。

如图4所示，本实用新型的一个实施例的电池装置400，包括图1实施例中任一项示出的电池高压回路的开关装置100，因此，该电池装置400具有和图1示出的电池高压回路的开关装置100相同的技术效果，在此不再赘述。

图5示出了本实用新型的一个实施例的运载工具的框图。

如图5所示，本实用新型的一个实施例的运载工具500，包括图1实施例中任一项示出的电池高压回路的开关装置100，其中，运载工具500包括但不限于电动汽车和混合动力汽车。

因此，该运载工具500具有和图1示出的电池高压回路的开关装置100相同的技术效果，在此不再赘述。

以上结合附图详细说明了本实用新型的技术方案，通过本实用新型的技术方案，避免了电池高压回路中的总开关因电流猛增而产生的触点损毁的故障，有效避免了电池高压回路中的总开关发生黏连故障的几率，能够降低或吸收电弧和瞬间大能量对开关触点造成损伤，提升了电池高压回路中的总开关乃至整个动力电池的安全性，保护了用户的人身安全。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

应当理解，尽管在本实用新型实施例中可能采用术语第一、第二等来描述机构，但这些机构不应限于这些术语。这些术语仅用来将机构彼此区分开。例如，在不脱离本实用新型实施例范围的情况下，第一机构也可以被称为第二机构，类似地，第二机构也可以被称为第一机构。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。