通用高压DC电气分配板的制作方法

    技术2024-12-07  12


    本发明涉及电力的电气分配领域,特别是航空器中的电力的电气分配,更具体地说涉及通用高压dc电气电力分配板。


    背景技术:

    1、为了在航空器的电气电力分配网络中分配电力,通常使用配备有机电电力接触器kn和kp的电气分配单元,旨在用于在电源与负载之间切换电力线路hv+和hv-。电力接触器kn和kp被用于一方面切换电力,另一方面彼此隔离线路。

    2、一般来说,在电力分配中,接触器kn和kp与诸如预充电电路之类的其他部件组合在一起。预充电电路包括在电力线路hv+上,具有接触器k1和功率电阻r1。此外,电流传感器使得可以测量线路hv+和hv-中的电流,以便控制接触器kp、kn和k1并确保分配线路的保护。控制电子设备激活被用于驱动接触器的电机。该组件构成bpmu(总线电力管理单元),例如,在小型航空器的全电动推进的情况下,该bpmu可以被用于高压电池与电动机之间。该bpmu是具有预充电电阻的高压截止设备的示例。

    3、图1示出了现有技术的这种bpmu的示例10的总体框图。

    4、如在图1上可以看见的,旨在被包含在电力分配单元中的bpmu 10包括与主开关元件14 kp/kn并联的分支(预充电分支12),该主开关元件14kp/kn被安置在电力电源与为负载供电的高压和低压线路hv+和hv-之间。该kp/kn机电接触器对在打开状态下提供电流隔离,在关闭状态下提供非常低的阻抗(额定电流下为一百mv)。这些机电接触器传统上由控制模块16根据这些接触器的上游和下游所测量的电压和/或电流信息来进行控制。

    5、并联预充电支路12的元件、接触器k1和限流电阻r1具有阻抗,阻抗被定义为具有由电源电压/r1所确定的电流i2,该电流对应于负载的预充电电流(通常为几十安培)。接触器k1也是机电类型的,以在打开状态下提供电流隔离,并且也由控制模块16控制。

    6、电气电力分配单元的物理实施例基于箱和/或板。bpmu的不同部件的具体布置取决于应用,并且因此,每次都必须根据应用“测量”电力分配单元。只有基本部件(开关、电机、电阻等)是通用产品并构成可被重复用于应用的构件块。总而言之,分配单元被设计为适配于基于机械集成离散元件的要求。

    7、现有技术提供了各种尝试,以促进基于标准构件块(包括可重复使用的子组件)的使用的模块化方法。

    8、图2示出了根据第一种方法的电力分配阵列的具有接触器图案的通用模块20的示例的照片。该通用模块20是先验定义的,使得可以根据应用的场景进行所需的电力互连。

    9、图2上所示的模块20是电力分配箱,其合并了排列成阵列的开关22和测量元件(在照片上不可见)。需要大量电缆24将开关元件22和测量元件连接到两个端子26 28,这两个端子也被合并到电力分配箱中。鉴于必须为不同的应用做好准备,因此存在多余的组件,并且设备的质量和体积也很显著。

    10、图3示出了根据第二种方法的通用模块30的示例的照片,该模块本身将机电元件集成到板中。

    11、图3上所示的模块30是旨在用于在电力分配单元中使用的板,并且根据所示的示例,模块30包括两个接触器32,它们与板机械地集成,使其成为一个整体部分。换句话说,接触器32是不可拆卸的。在板上提供有用于其他接触器的位置34,但是同样位于先前定义和固定的位置。

    12、到目前为止,模块化或集成解决方案具有定义“先验”配置的缺点,用例必须针对这些配置而适配以满足特定的电力分配要求。因此,它们仅在有限的范围内具有通用性。


    技术实现思路

    1、因此,本发明的主要目的是提供一种通用的模块化电气电力分配板,在电力板上具有集成接触器,其被配置为允许适配于高压dc网络中所需的分配和预充电用途。

    2、这些目的是通过一种高压dc电气分配板来实现的,其具有两个相对的主表面,该板具有两个集成的机电电力接触器,其特征在于:

    3、-在板的主表面的第一个上安置两个机电接触器的固定和可拆卸的接触端子的腔室,而在板的第二主表面上安置两个接触器的互补组件,每个互补接触器组件包括电机,电机旨在激活所讨论的接触器的接触端子,

    4、-以及,安置在板的第二主表面上的其他部件被布置成使得留出自由空间,该自由空间构成两个接触器的互补组件的附接区域,该附接区域的尺寸被确定成允许将接触器的互补组件布置在两个正交取向上,从而允许电机激活接触腔室的不同子组件的接触端子,并且因此形成接触器的并联或串联配置。

    5、本发明提供了一种模块化通用板,其中接触器被集成在电源板上,其允许两种布置配置,以允许适配于高压dc网络中所需的分配和预充电用途。在电源板上的部件的高集成度使得可以优化功能的质量和体积。由于所提出的配置使其成为通用的,该解决方案的模块化还使其能够满足不同的要求。

    6、有利的是,接触器的腔室的中心到中心距离和接触器的互补组件的中心到中心距离的尺寸被确定成使两个接触器的触点与接触器的互补组件的对应电机在接触器的互补组件的第一取向和第二取向上对齐。

    7、在优选实施例中,在板的第二主表面上提供附接点,点的数量和位置被选择为借助于板上的这些附接点与接触器的互补组件上提供的互补附接元件之间的相互作用来确保接触器的互补组件附接到板上,而无论接触器的互补组件以第一配置还是第二配置被定向。附接点的这种布置确保接触器在板上的稳健集成,同时还遵守组件的可配置性质。

    8、在优选实施例中,上述高压电气分配板包括预充电功能。与先前提出的包括预充电功能的设备相比,这种配置使得可以获得质量和体积的极大减小。

    9、本发明还涉及配备有上述高压分配板的高压dc电气分配单元。在优选实施例中,上述高压电气分配单元被安装在航空器的存储单元和高压dc(hvdc)总线之间。有利地,存储单元可以是电池或超级电容器。

    10、本发明还涉及包括如上所述的电气电力分配单元的航空器的电气电力分配网络。



    技术特征:

    1.一种具有两个相对的主表面的高压dc电气分配板,该板具有两个集成的机电电力接触器,其特征在于:

    2.根据权利要求1所述的高压dc电气分配板,其特征在于,接触器的腔室的中心到中心距离和接触器的互补组件的中心到中心距离的尺寸被确定成使两个接触器的触点与接触器的互补组件的对应电机在接触器的互补组件的第一取向和第二取向上对齐。

    3.根据权利要求1或2所述的高压dc电气分配板,其特征在于,它包括位于板的第二主表面上的附接点,附接点的数量和位置被选择为借助于板上的这些附接点与接触器的互补组件上提供的互补附接元件之间的相互作用来确保接触器的互补组件附接到板上,而无论接触器的互补组件以第一配置还是第二配置被定向。

    4.根据权利要求1至3中任一项所述的高压dc电气分配板,包括预充电功能。

    5.一种高压dc电气分配单元,所述高压dc电气分配单元安装在航空器的存储单元和高压dc总线(hvdc)之间,所述分配单元包括根据权利要求1至4中任一项所述的板。

    6.根据权利要求5所述的电气分配单元,其特征在于,存储单元可以是电池或超级电容器。

    7.一种航空器的电气电力分配网络,包括根据权利要求5或6所述的高压dc电气分配单元。


    技术总结
    本发明涉及一种高压DC电气分配板,其合并了两个集成机电电力接触器。在板的主表面的第一个上布置两个接触器的固定和移动的接触端子的腔室,而在板的第二主表面上安置两个接触器的互补组件,每个互补组件包括电机,电机旨在激活相关接触器的接触端子。安置在板的第二主表面上的其他部件留出自由空间,该自由空间构成用于附接两个接触器的互补组件的区域,该区域的尺寸被确定成允许将接触器的互补组件布置在两个正交取向上,从而允许电机可以激活接触腔室的不同子组件的接触端子,从而使得接触器能够被串联或并联配置。

    技术研发人员:奥利维尔·德沙耶斯,杰罗姆·瓦利尔,阿诺·巴多,塞西尔·贝尔坦
    受保护的技术使用者:赛峰电气与电源公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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