开关设备和电池柜 |
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| 申请号 | CN202211273604.4 | 申请日 | 2022-10-18 | 公开(公告)号 | CN117954973A | 公开(公告)日 | 2024-04-30 |
| 申请人 | 施耐德电气(中国)有限公司; | 发明人 | 刘振忠; 郦琪; | ||||
| 摘要 | 提供了一种 开关 设备和 电池 柜。该开关设备包括：预充开关组、主开关组和第一阻抗元件，预充开关组包括第一开关和第四开关，主开关组包括第二开关和第三开关，第二开关连接在负载与直流电源的第一极之间，第三开关连接在负载与直流电源的第二极之间，第一开关与第一阻抗元件 串联 之后与第二开关并联，第四开关与第三开关并联；以及开关控制装置，被配置为：响应于接收到合操作而分步执行闭合预充开关组、闭合主开关组和断开预充开关组，并且响应于接收到分操作而执行断开主开关组。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种开关设备，包括： |
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| 说明书全文 | 开关设备和电池柜技术领域[0001] 本公开涉及一种开关设备以及包括开关设备的电池柜。 背景技术[0002] 随着新能源行业的蓬勃发展，对电化学储能方案的研究越来越受到大家的关注。在已知电池柜的设计方案中通常设置有隔离开关、接触器等电气元件，这些电气元件被电联结地安装在电气柜中。然而，由于这些电气元件之间的电联结接触点较多，存在线路阻抗和电接触等不良风险较大、安装工作量较大、电池柜被这些元件占用的空间较大、整体成本也较高等缺点。并且，在除了电池柜之外的用到隔离开关、接触器的其他电气设备或电气系统中也可能存在这些缺点。 发明内容 [0003] 鉴于以上情况，根据本公开的一方面提供了一种开关设备。该开关设备包括：预充开关组、主开关组和第一阻抗元件，所述预充开关组包括第一开关和第四开关，所述主开关组包括第二开关和第三开关，所述第二开关连接在负载与直流电源的第一极之间，所述第三开关连接在负载与所述直流电源的第二极之间，所述第一开关与所述第一阻抗元件串联之后与所述第二开关并联，所述第四开关与所述第三开关并联；以及开关控制装置，被配置为：响应于接收到合操作而分步执行闭合所述预充开关组、闭合所述主开关组和断开所述预充开关组，并且响应于接收到分操作而执行断开所述主开关组。 [0004] 可选地，所述开关控制装置进一步被配置为：在响应于接收到合操作而分步执行闭合所述预充开关组、闭合所述主开关组和断开所述预充开关组期间，在闭合所述预充开关组达预定时长之后闭合所述主开关组。 [0005] 可选地，所述开关控制装置进一步被配置为：响应于接收到所述分操作，检测是否接收到指示所述预充开关组为闭合的指示信号，在接收到所述指示信号的情况下，分步执行断开所述预充开关组和断开所述主开关组。 [0006] 可选地，所述开关控制装置包括：电动控制装置，用于以电动模式执行所述预充开关组和所述主开关组的闭合和断开，在所述电动模式中，所述合操作和所述分操作分别为来自外部控制器的合操作信号和分操作信号；手动控制装置，用于以手动模式执行所述预充开关组和所述主开关组的闭合和断开，在所述手动模式中，所述合操作和所述分操作分别为来自用户的合操作动作和分操作动作；以及模式切换装置，当其被置于电动位置时，所述模式切换装置启用所述电动控制装置并禁用所述手动控制装置；当其被置于手动位置时，所述模式切换装置禁用所述电动控制装置并启用所述手动控制装置。 [0007] 可选地，所述电动控制装置包括：电磁铁组，其包括用于执行所述预充开关组的闭合和断开的第一电磁铁和用于执行所述主开关组的闭合和断开的第二电磁铁；以及电磁铁供电电路，响应于接收到所述合操作信号而分步向所述第一电磁铁供电以闭合所述预充开关组、向所述第二电磁铁供电以闭合所述主开关组以及使所述第一电磁铁断电以断开所述预充开关组，并且响应于接收到所述分操作信号而使所述第二电磁铁断电以断开所述主开关组，其中，所述电磁铁供电电路包括延时电路，用于控制所述电磁铁供电电路在向所述第一电磁铁供电达预定时长之后向所述第二电磁铁供电。 [0008] 可选地，所述电动控制装置包括：开关致动机构，与所述预充开关组和所述主开关组中的每一个开关机械关联，被构造为通过执行第一动作来闭合所述预充开关组、通过执行第二动作来闭合所述主开关组、通过执行第三动作来断开所述预充开关组、以及通过执行所述第四动作来断开所述主开关组；解锁装置，与所述开关致动机构机械关联，被构造为在所述开关致动机构执行所述第一动作之后且执行所述第二动作之前卡锁所述开关致动机构，并且响应于接收到解锁信号而解锁所述开关致动机构；以及电驱装置，其与所述开关致动机构关联，响应于接收到所述合操作信号而驱动所述开关致动机构分步执行所述第一动作、所述第二动作和所述第三动作，并且响应于接收到所述分操作信号而驱动所述开关致动机构执行所述第四动作。 [0009] 可选地，所述开关致动机构为可绕第一枢转轴枢转的致动盘，其具有与所述预充开关组机械关联的第一致动件和与所述主开关组机械关联的第二致动件，所述第一致动件在所述致动盘沿第一方向枢转至第一位置时使所述预充开关组闭合，所述第二致动件在所述致动盘沿所述第一方向枢转至第二位置时使所述主开关组闭合，并且所述第一致动件在所述致动盘沿第一方向枢转至第三位置时使所述预充开关组断开。 [0010] 可选地，所述电驱装置为与所述第一枢转轴机械关联的电机，响应于接收到合操作信号而经由所述第一枢转轴带动所述致动盘沿所述第一方向枢转，响应于接收到所述分操作信号而经由所述第一枢转轴带动所述致动盘沿与所述第一方向相反的第二方向枢转。 [0011] 可选地，所述解锁装置包括：锁扣，被构造为第一端与第二枢转轴枢转连接，第二端在所述致动盘沿第一方向旋转至第一位置时与所述致动盘配合以卡锁所述致动盘；解锁件，被构造为在沿第三方向移动时与所述锁扣配合使得所述锁扣沿所述第二枢转轴旋转而解锁所述致动盘；以及解锁电磁铁，响应于所述解锁信号而通电以吸合所述解锁件沿所述第三方向移动。 [0012] 可选地，所述手动控制装置包括：开关致动机构，与所述预充开关组和所述主开关组中的每一个开关机械关联，被构造为执行第一动作来闭合所述预充开关组、执行第二动作来闭合所述主开关组、执行第三动作来断开所述预充开关组、以及执行所述第四动作来断开所述主开关组；解锁装置，与所述开关致动机构机械关联，被构造为在所述开关致动机构执行所述第一动作之后且执行所述第二动作之前卡锁所述开关致动机构，并且响应于接收到解锁信号而解锁所述致动机构；以及驱动手柄，用于用户手动操作，其与所述开关致动机构机械关联，可操作为带动所述开关致动机构执行所述第一动作、所述第二动作、所述第三动作和所述第四动作。 [0014] 根据本公开实施例的开关设备能够替代接触器和隔离开关，在实现与接触器和隔离开关等同功能的同时减少电联结接触点，在减少线路阻抗和电接触等不良风险、减少安装工作量、减少占用空间、降低成本等方面做出了改进，其尤其适用于包括电池组的电池柜。附图说明 [0015] 通过下面结合附图对本公开实施例的描述，本公开的各方面、特征和优点将变得更加清楚和容易理解，其中： [0016] 图1是根据本公开实施例的开关设备的示意性应用场景； [0017] 图2是图1中的开关控制装置的一种实施例方式的示意性框图； [0018] 图3是图2中的电动控制装置的一种实施方式的示意性框图； [0019] 图4是图2中的电动控制装置的另一种实施方式的示意性框图； [0020] 图5A至图5D是图4中的开关致动机构和解锁装置的示例结构图；以及[0021] 图6是图2中的手动控制装置的一种实施方式的示意性框图。 具体实施方式[0022] 下面将参考本公开的示例性实施例对本公开进行详细描述。然而，本公开不限于本文描述的实施例，其可以以许多不同的形式来实施。所描述的实施例仅用于使本公开彻底和完整，并全面地向本领域技术人员传递本公开的构思。所描述的各个实施例的特征可以互相组合或替换，除非明确排除或根据上下文应当排除。 [0023] 除非另外定义，否则本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。 [0024] 在附图中，相同的附图标记表示相同或类似的结构或功能的组成部分，并且以下描述中将省略关于它们的重复描述。 [0025] 图1是根据本公开实施例的开关设备的示意性应用场景。 [0026] 如前所述，在电池柜或用到隔离开关、接触器等电气元件的其他电气设备或电气系统中，由于这些电气元件之间的电联结接触点较多，造成线路阻抗和电接触等不良风险较大、安装工作量较大、电气柜占用空间较大、整体成本也较高等缺点。参考图1，根据本公开实施例的开关设备10可以替代隔离开关和接触器等电气元件电连接在直流电源和负载之间，并且能够在前述缺点方面做出改进。 [0027] 如图所示，开关设备10包括由第一开关k1和第四开关k4组成的预充开关组、由第二开关k2和第三开关k3组成的主开关组、第一阻抗元件R1和开关控制装置100。第二开关k2连接在负载与直流电源的第一极之间。第三开关k3连接在负载与直流电源的第二极之间。直流电源可以包括但不限于例如电池柜中的电池组等，直流电源的第一极可以例如是该电池组的正极或负极，相应地，直流电源的第二极可以例如是该电池组的负极或正极。第一开关k1与第一阻抗元件R1串联之后与第二开关k2并联。第四开关k4与第三开关k3并联。第一阻抗元件R1包括但不限于电阻，例如具有一定阻抗的导体也是可能的。开关控制装置100被配置为控制第一开关k1至第四开关k4中的每一个开关的闭合与断开(如图中点划线所示)。 [0028] 在需要开关设备10执行闭合过程以连通负载的情况下，开关控制装置100可以从外部接收到合操作。该合操作可以是例如来自包括但不限于源管理系统BMS等外部控制器的合操作信号或者来自用户的合操作动作。开关控制装置100响应于接收到合操作而分步执行闭合预充开关组、闭合主开关组、以及断开预充开关组。当预充开关组即第一开关k1和第四开关k4被闭合时，直流电源与负载之间形成回路，此时，由于第一阻抗元件R1的存在，回路中的电流较小，此阶段称为预充阶段。随后，当主开关组即第二开关k2和第三开关k3被闭合时，第一开关k1至第四开关k4中的每一个均闭合，回路中的电流流经第二开关k2而不再流经第一开关k1和第一阻抗元件R1，电流增大。之后，预充开关组k1和k4被断开，仅主开关组k2和k3闭合，由此完成闭合过程。 [0029] 预充阶段的存在可以防止由于直接闭合主开关组k2和k3引起回路中电流过大而导致无法承受突如其来的大电流的一些电气元件(例如电容)被损坏。预充阶段持续的时间为预定时长T，其可以根据实际需求而变化，例如，预定时长T可能为500毫秒、1秒、2秒等。为了确保预定时长T，在一些实施例中，开关控制装置100可以进一步被配置为在响应于接收到合操作而分步执行闭合预充开关组、闭合主开关组、以及断开预充开关组期间，在闭合预充开关组k1和k4达预定时长T之后再闭合主开关组k2和k3。 [0030] 在需要开关设备10执行分断过程以分断负载的情况下，开关控制装置100可以接收分操作。分操作可以是例如来自包括但不限于源管理系统BMS等外部控制器的分操作信号或者来自用户的分操作动作。开关控制装置100响应于接收到分操作而执行断开主开关组k2和k3，以完成分断过程。 [0031] 如此，根据本公开实施例的开关设备10能够实现与隔离开关和接触器等电气元件等同的功能，并且由于其电联结接触点减少而减少了线路阻抗和电接触等不良风险、减少了安装工作量、减少了占用空间，还降低了成本。 [0032] 在一些实例中，开关设备10在执行闭合过程期间，闭合主开关组k2和k3之后，预充开关组k1和k4有可能由于某种错误没有被成功地断开，也即第一开关k1至第四开关k4都保持闭合。考虑到这种情况，为了安全分断负载，开关控制装置100还可以进一步被配置为响应于接收到分操作，检测是否接收到指示预充开关组k1和k4为闭合的指示信号，在接收到这样的指示信号的情况下，分步执行断开预充开关组k1和k4以及断开主开关组k2和k3。指示预充开关组k1和k4为闭合的指示信号可以是例如从包括但不限于电池管理系统等外部控制器接收的电信号。 [0033] 图2是图1中的开关控制装置的一种实施例方式的示意性框图。 [0034] 参考图2，开关控制装置100可以包括电动控制装置110、手动控制装置120和模式切换装置130。 [0035] 电动控制装置110用于以电动模式控制预充开关组k1和k4以及主开关组k2和k3的闭合和断开，手动控制装置120用于以手动模式控制预充开关组k1和k4以及主开关组k2和k3的闭合和断开(如图中点划线所示)。在电动模式中，电动控制装置110接收的合操作和分操作分别为来自例如BMS的外部控制器的合操作信号和分操作信号。在手动模式中，手动控制装置120接收的合操作和分操作分别为来自用户的合操作动作和分操作动作。下文将对电动控制装置110和手动控制装置120进行详细说明。 [0036] 模式切换装置130是用于选择电动模式和手动模式之一的装置。当模式切换装置130被置于电动位置时，启用电动控制装置110而禁用手动控制装置120。当模式切换装置 130被置于手动位置时，禁用电动控制装置110而启用手动控制装置120。 [0037] 应当理解的是，虽然图2中示出开关控制装置100包括电动控制装置110和手动控制装置120两者，但也可以仅包括电动控制装置110和手动控制装置120之一。包括电动控制装置110和手动控制装置120两者使得能够灵活地选择电动模式或手动模式，用户使用起来更方便、产品适用范围更广。 [0038] 图3是图2中的电动控制装置的一种实施方式的示意性框图。 [0039] 参考图3，作为一个示例，电动控制装置110可以包括电磁铁组和电磁铁供电电路300。电磁铁组可以包括用于控制预充开关组k1和k4闭合或断开的第一电磁铁L1以及用于控制主开关组k2和k3闭合或断开的第二电磁铁L2(如图中点划线所示)。 [0040] 例如，第一电磁铁L1可以包括铁芯1、衔铁2以及缠绕在铁芯上的线圈。第一开关k1和第四开关k4分别包括各自的静触头和动触头。一旦第一电磁铁L1的线圈通电，其电磁感应所产生的吸合力使其衔铁2向靠近其铁芯1的方向运动，进而带动第一开关k1和第四开关k4各自的动触头向靠近各自的静触头的方向运动，从而使第一开关k1和第四开关k4闭合。反之，一旦第一电磁铁L1的线圈断电，吸合力消失，其衔铁2向远离其铁芯1的方向运动，进而带动第一开关k1和第四开关k4各自的动触头向远离各自的静触头的方向运动，从而使第一开关k1和第四开关k4断开。第二电磁铁L2同理地控制第二开关k2和第三开关k3闭合或断开，此处不再赘述。电磁铁供电电路300可以与第一电磁铁L1和第二电磁铁L2各自的线圈电连接，以向其供电。 [0041] 在模式切换装置130被置于电动位置的情况下，通过使电磁铁供电电路300通电来启用电动控制装置110，在模式切换装置130被置于手动位置的情况下，通过使电磁铁供电电路300断电来禁用电动控制装置110。 [0042] 在模式切换装置130被置于电动位置的情况下，在需要开关设备10执行闭合过程以接通负载时，电磁铁供电电路300可以接收例如来自BMS等外部控制器的合操作信号。响应于接收到合操作信号，电磁铁供电电路300首先向第一电磁铁L1的线圈供电以闭合预充开关组k1和k4、随后向第二电磁铁供电L2的线圈供电以闭合主开关组k2和k3、之后使第一电磁铁L1的线圈断电以断开预充开关组k1和k4。 [0043] 进一步地，为确保预定时长T，电磁铁供电电路300可以包括延时电路310以实现在向第一电磁铁L1供电达预定时长T之后再向第二电磁铁L2供电。例如，延时电路可以是基于电容和电阻的RC延时电路，相应的电容值和电阻值根据预定时长T来选取。但本公开不限于此，能够实现维持预充阶段达预定时长T的其他电路也是可能的。 [0044] 在模式切换装置130被置于电动位置的情况下，在需要开关设备10执行分断操作以分断负载时，电磁铁供电电路300可以接收例如来自BMS等外部控制器的分操作信号。响应于接收到分操作信号，电磁铁供电电路300使第二电磁铁L2断电以断开主开关组k2和k3。 [0045] 如此，包含图2所示的电动控制装置110的开关设备10能够实现与接触器和隔离开关等同的功能，但具有更少的电联结接触点。 [0046] 图4是图2中的电动控制装置的另一种实施方式的示意性框图。 [0047] 参考图4，电动控制装置110可以包括开关致动机构410、解锁装置420和电驱装置430。 [0048] 开关致动机构410与第一开关k1至第四开关k4中的每一个机械关联(如图中点划线所示)，并且被构造为通过执行第一动作来闭合预充开关组k1和k4、通过执行第二动作来闭合主开关组k2和k3、通过执行第三动作来断开预充开关组k1和k4、以及通过执行第四动作来断开主开关组k2和k3。 [0049] 解锁装置420与开关致动机构410机械关联，并且被构造为在开关致动机构410执行第一动作之后且执行第二动作之前卡锁开关致动机构410，并且响应于接收到解锁信号而解锁开关致动机构410。解锁信号可以是从诸如电池管理系统BMS之类的外部控制器接收的电信号。 [0050] 电驱装置430与开关致动机构410机械关联，响应于接收到来自外部控制器的合操作信号而驱动开关致动机构410分步执行第一动作、第二动作和第三动作，并且响应于来自外部控制器的分操作信号而驱动开关致动机构410执行第四动作。 [0051] 在模式切换装置130被置于电动位置的情况下，电驱装置430通电。在需要开关设备10执行闭合过程以连通负载时，电驱装置430可以从外部控制器接收到合操作信号，进而驱动开关致动机构410执行第一动作以闭合预充开关组k1和k4。在第一动作执行之后，解锁装置420将开关致动机构410卡锁，开关致动机构410便无法动作以使闭合过程维持在预充阶段。维持预充阶段达预定时长T之后，解锁装置420可以接收到来自外部控制器的解锁信号，解锁装置420随之解锁开关致动机构410。电驱装置430继续驱动开关致动机构420执行第二动作以闭合主开关组k2和k3，随后驱动开关致动机构420执行第三动作以断开预充开关组k1和k4，由此完成闭合过程。 [0052] 在模式切换装置130被置于电动位置的情况下，电驱装置430通电。在需要开关设备10执行分断过程以分断负载时，电驱装置430接收到分操作信号，进而驱动开关致动机构420执行第四动作以断开主开关组k2和k3，由此完成分断过程。 [0053] 如前所述，在执行闭合过程以连通负载期间，预充开关组k1和k4可能由于某种错误没有被成功地断开，也即，闭合过程完成时第一开关k1至第四开关k4中的每一个都保持闭合。在这种情况下，作为一种替代，电驱装置430可以在接收到分操作信号的同时接收到指示预充开关组k1和k4为闭合的指示信号。该指示信号可以由例如从外部控制器发送。以这种方式，响应于接收到分操作信号，电驱装置430将检测是否接收到指示预充开关组k1和k4为闭合的指示信号。在检测到这样的指示信号的情况下，电驱装置430将驱动开关致动机构410分步断开预充开关组k1和k4以及断开主开关组k2和k3，由此，完成分断过程以分断负载。 [0054] 如此，包含图4所示的电动控制装置110的开关设备10，由于使用了与第一至第四开关k1至k4机械关联的开关致动机构410和解锁装置420来控制各开关的闭合或断开，电联结接触点大大减少，线路阻抗和电接触等不良风险大大减少、安装工作量和成本也大大降低。 [0055] 下面结合图5A至图5D来举例说明开关致动机构410和解锁装置420的示例性构造。但应当理解，本公开不限于此，对该示例性构造进行修改和改变将得到能够满足以上描述的关于开关致动机构410和解锁装置420的功能的其他构造。 [0056] 图5A至图5D是图4中的开关致动机构和解锁装置的示例结构图。 [0057] 参考图5A，作为一种示例，开关致动机构410可以包括致动盘50，其可以围绕安装在基体上的第一枢转轴D1枢转。 [0058] 在该示例中，组成主开关组的第二开关k2和第三开关k3各自包含一对静触头和动触头，静触头固定安装在基体上。第二开关k2和第三开关k3可以共用动触头支架，该动触头支架大致构造为圆柱形，与致动盘50同轴布置。为简洁起见，图中省略了动触头支架以便显示与其同轴布置的致动盘50。该动触头支架可以沿其径向向外对称地延伸出第二开关k2的主触头15和第三开关k3的主触头。为简洁起见，图中省略了第三开关k3的一对动触头和静触头。当致动盘50围绕第一枢转轴D1枢转时，带动动触头支架也围绕第一枢转轴D1枢转，进而带动第二开关k2的动触头15和第三开关k3的动触头旋转以与其相应的静触头闭合。例如，第二开关k2的动触头15在预设位置(如下文中的第二位置)与其静触头16闭合。 [0059] 在该示例中，组成预充开关组的第一开关k1和第四开关k4也各自包含一对静触头和动触头，静触头固定安装在基体上，如图中示出了的第一开关k1的静触头13和动触头14。为简洁起见，图中省略了第四开关k4的一对静触头和动触头，它们与第一开关k1的静触头 13和动触头14具有相似的布置。如图所示，第一开关k1的动触头14可围绕第四枢转轴D4旋转，并经由连杆54和预充开关组分合件53与致动盘50机械关联。预充开关组分合件53可围绕第三枢转轴D3旋转。 [0060] 在该示例中，致动盘50具有与预充开关组k1和k4机械关联的第一致动件51和与主开关组k2和k3机械关联的第二致动件52。第一致动件51例如是使致动盘50与主开关组k2和k3的动触头支架配合地连接的固定销，用于在致动盘50与动触头支架之间建立可传导力矩的机械连接。该固定销被致动盘50遮挡，因此在图中不便示出。第二致动件52例如是设置在致动盘50的外周上的配合件52，其具有向外突出延伸的第一突臂521和第二突臂522。在致动盘50枢转的过程中，第一突臂521和第二突臂522能够分别与预充开关组分合件53的两个面相配合，使得预充开关组分合件53围绕第三枢转轴D3旋转，进而推动连杆54向右或拉动连杆向左移动，从而带动例如第一开关k1的动触头14绕第四枢转轴D4旋转而与静触头13闭合或断开。 [0061] 解锁装置420包括锁扣55、解锁件56和解锁电磁铁57。锁扣55可以是如图中所示的C型构件，其第一端与第二枢转轴D2枢转连接，其第二端设置有能够与致动盘50配合使得卡锁致动盘50的钩形部55a。锁扣55还设置有能够与解锁件56配合的凸起55b。解锁件56上设置有能够与锁扣55的凸起55b配合的凸起56b。当解锁件56沿第三方向即图中竖直向下的方向移动时，解锁件56的凸起56b与锁扣55的凸起55b配合，进而带动锁扣55沿第二枢转轴D2逆时针旋转，从而锁扣55的钩形部55a脱离致动盘50。 [0062] 下面结合图5B至图5D描述该示例中的开关致动机构和解锁装置执行的闭合过程。其中，图5B至图5D分别表示致动盘50沿图中顺时针方向枢转至第一位置、第二位置和第三位置。 [0063] 参见图5A和图5B，在致动盘50沿顺时针方向从图5A所示的起始位置枢转至图5B所示的第一位置的过程中，第一致动件51，即与主开关组k2和k3的动触头支架配合地连接的固定销，使主开关组k2和k3的动触头随致动盘50一起枢转。第二致动件52的第一突臂521接触预充开关组分合件53的左侧面进而按压该左侧面使预充开关组分合件53绕第三枢转轴D3逆时针旋转，进而推动连杆54向右移动。连杆54向第一开关k1的动触头14施加的推力使该动触头14绕第四枢转轴D4顺时针旋转，从而与第一开关k1的静触头13闭合。第四开关k4虽未在图中示出，应当理解，其闭合原理与第一开关k1是相同的。由此，预充开关组k1和k4闭合，进入预充阶段。 [0064] 与此同时，即致动盘50到达图5B所示第一位置时，锁扣55上的钩形部55a与致动盘50的卡锁面50a配合，由于致动盘50具有沿顺时针旋转的趋势，锁扣55的钩形部55a牢固地卡锁在致动盘50的卡锁面50a上，形成“自锁”。 [0065] 维持预定时长T之后，解锁电磁铁57可以例如从BMS等外部控制器接收到解锁信号。例如，该解锁信号可以使解锁电磁铁57的线圈通电，进而使解锁件552被吸合而沿图中竖直向下的方向移动。解锁件56的凸起56b与锁扣55的凸起55b配合以带动锁扣55沿第二枢转轴D2逆时针旋转，从而使钩形部55a脱离致动盘50的卡锁面50a。 [0066] 解锁后，致动盘50继续沿顺时针方向枢转。 [0067] 参见图5B和图5C，在致动盘50沿顺时针方向从图5B所示的第一位置枢转至图5C所示的第二位置的过程中，第一致动件51，即与主开关组k2和k3的动触头支架配合地连接的固定销，使主开关组k2和k3的动触头随着致动盘50继续一起枢转。当致动盘50到达第二位置时，即图5C所示的位置，主开关组k2和k3的动触头与相应的静触头闭合。例如，如图所示的，第二开关k2的动触头15与其静触头16闭合。 [0068] 致动盘50继续沿顺时针方向枢转。 [0069] 参见图5C和图5D，在致动盘50沿顺时针方向从图5C所示的第二位置枢转至图5D所示的第三位置的过程中，第二致动件52的第二突臂522接触并按压预充开关组分合件53的右侧面使预充开关组分合件53围绕第三枢转轴沿顺时针方向旋转，进而拉动连杆54向左移动。连杆54向第一开关k1的动触头14施加的拉力使该动触头14绕第四枢转轴D4逆时针旋转，从而与第一开关k1的静触头13断开。第四开关k4虽未在图中示出，应当理解，其断开原理与第一开关k1是相同的。由此，预充开关组k1和k4断开，闭合过程完成。 [0070] 在该示例中，电驱装置430可以例如是与第一枢转轴D1机械关联的电机。响应于从外部控制器接收到合操作信号，该电机驱动第一枢转轴D1顺时针枢转，进而带动致动盘50顺时针枢转，从而执行如从图5A至图5D所示的闭合过程，以连通负载。反之，响应于从外部控制器接收到分操作信号，该电机驱动第一枢转轴D1逆时针枢转，进而带动致动盘50逆时针枢转，从而执行与闭合过程互逆的过程，以分断负载。 [0071] 图6是图2中的手动控制装置的一种实施方式的示意性框图。 [0072] 参考图6，作为一种示例，手动控制装置120可以包括驱动手柄610和图4中所示的开关致动机构410和解锁装置420。换言之，手动控制装置120和电动控制装置110共用开关致动机构410和解锁装置420，但本公开不限于此，手动控制装置120中的开关致动机构和解锁装置也可以使用与电动控制装置110中的开关致动机构410和解锁装置420完全不同的构造。 [0073] 驱动手柄610与开关致动机构410机械关联，能够驱动开关致动机构410控制第一开关k1至第四开关k4的闭合和断开(如图中点划线所示)。在接收到来自用户的合操作动作时，驱动手柄610可以带动开关致动机构410执行前述闭合预充开关组k1和k4的第一动作、闭合主开关组k2和k3的第二动作、以及断开预充开关组k1和k4的第三动作。在接收到来自用户的分操作动作时，驱动手柄610可以带动开关致动机构410执行闭合预充开关组k1和k4的第四动作。 [0074] 参考回图5A，作为一种示例，在模式切换装置130被置于手动位置的情况下，驱动手柄610可以在来自用户的合操作动作或分操作动作的作用下围绕手柄枢转轴D5枢转。驱动手柄610与由第一连杆61、第二连杆62、第三连杆63和第四连杆64组成的连杆机构机械关联，通过驱动手柄610与该连杆机构之间的联动作用带动致动盘50绕第一枢转轴D1顺时针或逆时针枢转。与前面描述的相同的，由致动盘50上的第一致动件51和第二致动件52分别控制预充开关组k1和k4和主开关组k2和k3的闭合或断开，由解锁装置420卡锁或解锁致动盘50，为避免重复，此处不再赘述。 [0075] 作为一种替代方式，在某些实例中，可能允许预充阶段的预定时长T比较短或无需太精确，则手动控制装置120中也可以不包括解锁装置420。例如，模式切换装置130可以被配置为在被置于手动位置时禁用解锁装置420。以前面结合图5A至图5D描述过的示例为例，模式切换装置130可以被配置为在被置于手动位置时除了使电驱装置430断电，还使解锁磁铁57的线圈通电而使锁扣55的钩形部55a脱离致动盘50。如此，驱动手柄610在来自用户的合操作动作的作用下驱动致动盘50执行合过程期间，致动盘50不会被卡锁，预定时长T将取决于用户对驱动手柄610的动作。例如，用户甚至可以通过操作驱动手柄610连续执行第一至第三动作。 [0076] 前面结合图1至图6描述了根据本公开实施例的开关设备10的不同实施方式，这些实施方式呈现出开关设备10不仅能替代接触器和隔离开关来执行例如连通和分断负载的功能，还能在减少线路阻抗和电接触等不良风险、减少安装工作量、减少占用空间、降低成本等方面具有较大改进。 [0077] 应当理解，图5A至图5D中还包含除了以上提及的元件之外的元件，例如为确保动触头14在与静触头13闭合之后不离开静触头13以及在动触头14与静触头13断开之后不向静触头13靠近的弹簧等等。由于以上描述已经能充分说明本公开的原理，因此无需对说明本公开不必要且本领域技术人员按照本领域专业知识能够领会的元件进行赘述。 [0078] 本领域技术人员应该理解，上述的具体实施例仅是示例而非限制，可以根据设计需求和其它因素对本公开的实施例进行各种修改、组合、部分组合和替换，只要它们在所附权利要求或其等同的范围内，即属于本公开所要保护的权利范围。 |
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