集成智能接触器

技术领域

本发明涉及接触器开关技术领域，尤其涉及一种集成智能接触器。

背景技术

在新能源行业中，例如储能、充电桩、汽车等，需要用到高压直流接触器作为电路开关，保证电池能量的正确输入输出。在电路中，一般设置有高压直流接触器、热熔式保险丝和烟火装置保险丝。集成式接触器是将高压直流接触器、热熔式保险丝和烟火装置保险丝功能集成在一个装置中，形成一种新的具有智能化控制功能的接触器。

集成式接触器的原理是，在电池正常使用过程中，与高压直流接触器具备相同的功能，当电池包发生短路，碰撞(例如新能源汽车碰撞)等场景中，通过电流、位置等信号出发集成式产品中的烟火装置，将高压直流接触器中主回路炸断从而实现电池整个回路中的机械开路，保证了电池的安全。

烟火装置开关是通过线圈通电，将电能转换成机械能，通过推动杆机构的运动，控制开关的开合功能，具体为点火管触发产生爆炸性气体产生能量，将该能量通过传递地方式作用在直流接触器的触头部分，将触头在带电的情况下强制分离，从而保证接触器的可靠断开。由于烟火装置是内含易爆炸性气体，其加工生产过程对环境及工艺要求较高，而新能源行业的高压直流继电器均是处于密封状态。现有的烟火装置大多置于直流接触器的密封腔体内，生产、装配工序复杂。

同时，由于现有的活塞置于密封片下方(如附图14所示)，烟火装置触发时产生的能量(气体)均匀地释放到密封片内壁，使得力量分散，活塞时获得的能量较低，难于断开直流接触器，现有柱状活塞在受推时也具备较大的阻力，灵敏度较低。且接触器的整个内壁(现有产品一般为塑料件)都承受气体爆炸的能量，周围固定件的强度需要加强，否则容易存在安全隐患。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种集成智能接触器。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

集成智能接触器，包括外壳、固定安装在外壳内部的陶瓷腔体和线圈架、固定安装在陶瓷腔体内部的直流接触器腔体；

所述陶瓷腔体的顶部固定安装有静端子和密封片，所述直流接触器腔体安装在密封片内侧；

所述直流接触器腔体的内部固定安装有点火管，所述点火管的上端设置有延伸至所述直流接触器腔体外部的点火装置信号线，所述点火管的下侧设有塞在所述直流接触器腔体内部的活塞；

所述活塞包括活塞体，所述活塞体的上端设有半球状的凹槽，所述活塞体的下端设置有圆锥部；

所述线圈架的外侧设置有漆包线，所述漆包线的外侧设置有驱动机构，所述线圈架的内侧固定连接有密封金属壳，所述密封金属壳的内部沿其长度方向滑动配合有铁芯，所述铁芯上固定连接有顶端向活塞侧延伸的推动杆，所述推动杆的顶端固定连接有与静端子匹配的动片；

所述陶瓷腔体的底部固定连接有功能片，所述功能片的中部固定连接有推杆套环，所述推动杆沿长度方向滑动配合在推杆套环内部，所述推动杆的上端外侧套设有上弹簧，所述上弹簧位于动片和推杆套环之间，上端固定或抵顶在动片上，下端固定或抵顶在推杆套环上，所述推动杆的下端外侧套设有下弹簧，所述下弹簧位于功能片和铁芯之间，上端固定在功能片上；

所述功能片包括与所述陶瓷腔体固定连接的功能片本体，所述功能片本体的中部设置有止位结构，所述推杆套环固定连接在所述止位结构中部，所述功能片本体上开设有环绕止位结构的止位环。

优选的，所述外壳包括上外壳和下外壳，所述陶瓷腔体安装在上外壳内部，所述线圈架安装在下外壳内部。

优选的，所述陶瓷腔体的顶部开设有两个静端子孔和位于两个静端子孔之间的直流接触器孔，两个静端子孔中各焊接有一个静端子，所述静端子的上端凸出外壳外部，直流接触器孔中焊接有环状的密封片。

优选的，所述直流接触器腔体的外侧设置有外螺纹；所述密封片包括密封片本体、设置在密封片本体顶部的限位安装环，所述密封片本体置于所述陶瓷腔体的内部，所述限位安装环位于所述陶瓷腔体的外部，所述密封片本体的内侧设置有与直流接触器腔体上的外螺纹相匹配的内螺纹，所述直流接触器腔体螺纹连接在所述密封片内部。

优选的，所述凹槽的上沿设有倒角，凹槽向活塞体的上表面平滑过渡。

优选的，所述圆锥部的锥度在0.3～0.6之间。

优选的，所述活塞体的外侧开设有密封圈槽，所述密封圈槽内设置有密封圈，所述密封圈的外沿抵顶所述直流接触器腔体的内壁。

优选的，所述止位环的纵截面呈U型结构。

优选的，所述止位环的纵截面呈V型结构。

优选的，所述止位环的纵截面的V型结构的夹角在45°～125°之间。

本发明的有益效果是：

1、该接触器活塞置于密封片上方，点火管触发时产生的能量首先作用在可运动的活塞上，活塞具备一定的动能，可将活动的能量全部转化成动能冲击到推动杆，使得发生爆炸时接触器断开更加灵敏，且直流接触器腔体内壁承受的能量较低。

2、活塞顶部设有凹槽，且活塞底部呈锥形，点火管气体释放的位置正对凹槽，这样便于点火管产生的气体瞬间全部作用在活塞上，大大增加了气体在活塞中作用的面积，即大大增强了活塞的推力，活塞在被气体推动的瞬间，能够将周边的气体推开，减少运动过程中周边气体带来的阻力，在点火管触发过程中活塞的动能在碰到气密阻力的过程中全部转换冲击力，进而使得活塞将功能片冲开，将整个开关彻底断开，保证了电气回路中的安全。

3、静端子和密封圈焊接在陶瓷腔体上，形成一个密封腔体，有效地保证了密封腔体和外置的烟火装置的强度，降低了加工工艺难度。

4、密封片内设置内螺纹，直流接触器腔体外设置外螺纹，利于点火管的安全生产，且装配简单，配合牢靠。

5、密封腔体的底部设置带有止位结构的功能片，遇到异常工况时，功能片上的止位结构打断，达到大间隙的目的。

附图说明

图1为本发明提出的集成智能接触器的三维结构示意图；

图2为本发明提出的集成智能接触器的闭合状态剖面结构示意图；

图3为本发明提出的集成智能接触器的直流接触器腔体剖面结构示意图；

图4为本发明提出的集成智能接触器的活塞剖面结构示意图；

图5为本发明提出的集成智能接触器的活塞三维结构示意图；

图6为本发明提出的集成智能接触器的陶瓷腔体剖面结构示意图；

图7为本发明提出的集成智能接触器的密封片结构示意图；

图8为本发明提出的集成智能接触器的直流接触器腔体结构示意图；

图9为本发明提出的集成智能接触器的功能片三维结构示意图；

图10为本发明提出的集成智能接触器的实施例一止位结构剖面结构示意图；

图11为本发明提出的集成智能接触器的实施例二止位结构剖面结构示意图；

图12为本发明提出的集成智能接触器的断开状态剖面结构示意图；

图13为本发明提出的集成智能接触器的炸开状态剖面结构示意图；

图14为活塞位于密封片下侧的接触器的剖面结构示意图。

图中：1-上外壳；2-下外壳；3-陶瓷腔体；4-静端子；5-直流接触器腔体；51-外螺纹；6-点火管；61-点火装置信号线；7-活塞；71-活塞体；72-凹槽；73-圆锥部；74-密封圈槽；75-密封圈；8-密封片；81-密封片本体；82-限位安装环；83-内螺纹；9-推动杆；10-动片；11-上弹簧；12-下弹簧；13-功能片；131-功能片本体；132-止位环；133-止位结构；14-密封金属壳；15-线圈架；16-漆包线；17-开关信号引出接头；18-推杆套环；19-铁芯；20-驱动机构。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-10，集成智能接触器，包括外壳、固定安装在外壳内部的陶瓷腔体3和线圈架15、固定安装在陶瓷腔体3内部的直流接触器腔体5。

外壳包括上外壳1和下外壳2，陶瓷腔体3安装在上外壳1内部，线圈架15安装在下外壳2内部，下外壳2的一侧设置有开关信号引出接头17。

陶瓷腔体3的顶部开设有两个静端子孔和位于两个静端子孔之间的直流接触器孔，两个静端子孔中各焊接有一个静端子4，静端子4的上端凸出外壳外部，直流接触器孔中焊接有环状的密封片8，直流接触器腔体5安装在密封片8内侧。

直流接触器腔体5的外侧设置有外螺纹51。

密封片8包括密封片本体81、设置在密封片本体81顶部的限位安装环82，密封片本体81置于陶瓷腔体3的内部，限位安装环82位于陶瓷腔体3的外部，密封片本体81的内侧设置有与直流接触器腔体5上的外螺纹51相匹配的内螺纹83，直流接触器腔体5螺纹连接在密封片8内部。

直流接触器腔体5的内部固定安装有点火管6，点火管6的上端设置有延伸至直流接触器腔体5外部的点火装置信号线61，点火管6的下侧设有塞在直流接触器腔体5内部的活塞7。

活塞7置于密封片8上方，点火管6触发时产生的能量首先作用在可运动的活塞7上，活塞7具备一定的动能，且活塞7是实物，可将活动的能量全部转化成动能冲击到推动杆9，使得发生爆炸时接触器断开更加灵敏，且直流接触器腔体5内壁承受的能量较低。

活塞7包括活塞体71，活塞体71的上端设有半球状的凹槽72，凹槽72的上沿设有倒角，使得凹槽72向活塞体71的上表面平滑过渡，活塞体71的下端设置有圆锥部73，圆锥部73的锥度为0.47。活塞体71的外侧开设有密封圈槽74，密封圈槽74内设置有密封圈75，密封圈75的外沿抵顶直流接触器腔体5的内壁。

点火管6触发后产生大量的气体，点火管6气体释放的位置正对凹槽72，这样便于点火管6产生的气体瞬间全部作用在活塞7上，大大增加了气体在活塞7中作用的面积，即大大增强了了活塞7的推力。活塞7的底部设置有圆锥部73，活塞7在被气体推动的瞬间，能够将周边的气体推开，减少运动过程中周边气体带来的阻力，在点火管6触发过程中活塞7的动能在碰到气密阻力的过程中全部转换冲击力，进而使得活塞7将功能片13冲开，将整个开关彻底断开，保证了电气回路中的安全。

线圈架15的外侧设置有漆包线16，漆包线16的外侧设置有驱动机构20，线圈架15的内侧固定连接有密封金属壳14，密封金属壳14的内部沿其长度方向滑动配合有铁芯19，铁芯19上固定连接有顶端向活塞7侧延伸的推动杆9，推动杆9的顶端固定连接有与静端子4匹配的动片10。

陶瓷腔体3的底部固定连接有功能片13，功能片13的中部固定连接有推杆套环18，推动杆9沿长度方向滑动配合在推杆套环18内部。推动杆9的上端外侧套设有上弹簧11，上弹簧11位于动片10和推杆套环18之间，上端固定或抵顶在动片10上，下端固定或抵顶在推杆套环18上。

推动杆9的下端外侧套设有下弹簧12，下弹簧12位于功能片13和铁芯19之间，上端固定在功能片13上。

功能片13包括与陶瓷腔体3固定连接的功能片本体131，功能片本体131的中部设置有止位结构133，推杆套环18固定连接在止位结构133中部，功能片本体131上开设有环绕止位结构133的止位环132，止位环132的纵截面呈U型结构。

参照图12-13，当线圈通电时，线圈产生电磁场，再由铁芯19吸收磁化，铁芯19向上运动，使得静端子4和动片10闭合。若线圈掉电，则铁芯19经过弹簧的作用复位，从而控制开关开合。

当遇到异常工况时，触发点火管6启动烟火装置，爆炸气体推动活塞7，从而推动推动杆9，将功能片13上的止位结构133打断，达到大间隙的目的。

实施例二：

参照图11，与实施例一不同的是，止位环132的纵截面呈V型结构，V型结构的夹角在45°～125°之间。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。