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：
1、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、直流接触器和直流熔丝等电气元件。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，引起的线路阻抗和电接触等不良风险较大、该联结造成的安装工作量较大、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。
技术实现思路
1、鉴于以上情况，本公开提供了一种开关设备。该开关设备能够代替例如电池柜中的隔离开关和直流接触器的功能，因此也称为融合开关。
2、该开关设备包括：串联在直流电源的第一极与负载之间的第一开关、串联在直流电源的第二极与负载之间的第四开关、与第一开关或第四开关串联的第五开关、与第一开关或第四开关串联的阻抗元件；串联在直流电源的第一极与负载之间的第二开关、串联在直流电源的第二极与负载之间的第三开关；控制装置，用于控制在开关设备的合闸过程中，先闭合第一开关和第四开关，再闭合第二开关和第三开关，并且用于控制在开关设备的分闸过程中，先断开第一开关和第四开关，再断开第二开关和第三开关，其中，第五开关由外部控制器控制成在第一开关和第四开关闭合之后且在第二开关和第三开关闭合之前闭合，并且在第一开关和第四开关断开之前断开。
3、可选地，控制装置在第五开关被闭合达预定时长后闭合第二开关和第三开关。
4、可选地，控制装置包括：电动控制装置，用于以电动模式执行第一开关、第二开关、第三开关和第四开关的闭合和断开；手动控制装置，用于以手动模式执行第一开关、第二开关、第三开关和第四开关的闭合和断开；以及模式切换装置，当其被置于电动位置时，模式切换装置启用电动控制装置并禁用手动控制装置，当其被置于手动位置时，模式切换装置禁用电动控制装置并启用手动控制装置。
5、可选地，电动控制装置包括：电磁铁组，其包括用于执行第一开关和第四开关的闭合和断开的第一电磁铁和用于执行第二开关和第三开关的闭合和断开的第二电磁铁；以及电磁铁供电电路，用于控制在开关设备的合闸过程中，先向第一电磁铁供电以先闭合第一开关和第四开关，后向第二电磁铁供电以后闭合第二开关和第三开关，并且用于控制在开关设备的分闸过程中，先向第一电磁铁供电以先断开第一开关和第四开关，后向第二电磁铁供电以后断开第二开关和第三开关。
6、可选地，电动控制装置包括：主充驱动机构，与第二开关和第三开关机械关联以同步闭合或断开第二开关和第三开关，并且由动力源驱动；预充驱动机构，与第一开关和第四开关机械关联以同步闭合或断开第一开关和第四开关，并且由主动驱动装置驱动；储能机构，与主充驱动机构机械关联，在动力源的驱动下，主充驱动机构带动预充驱动机构闭合或断开第一开关和第四开关的同时带动储能机构储存机械能，一旦储能机构储能完成，动力源便停止驱动主充驱动机构，使得储能机构释放机械能而驱动主充驱动机构闭合或断开第二开关和第三开关；以及解锁机构，在第一开关和第四开关闭合或断开之后且在第二开关和第三开关闭合或断开之前卡锁主充驱动机构，并且在接收到解锁指令后解锁主充驱动机构。
7、可选地，主充驱动机构包括驱动盘，驱动盘沿第一方向旋转以闭合第二开关和第三开关，或者沿与第一方向相反的第二方向旋转以断开第二开关和第三开关。
8、可选地，预充驱动机构包括被驱动盘带动而滑移的支架，第一开关和第四开关与支架机械关联，驱动盘沿第一方向旋转时带动支架向第三方向滑移以闭合第一开关和第四开关，驱动盘沿第二方向旋转时带动支架向与第三方向相反的第四方向滑移以断开第一开关和第四开关。
9、可选地，储能机构成对地沿驱动盘的径向对称地设置在驱动盘的两侧，并且包括储能簧；驱动盘沿第一方向旋转时带动储能簧被压缩而储存机械能，机械能的释放能够驱动驱动盘继续沿第一方向旋转，并且驱动盘沿第二方向旋转时带动储能簧被压缩而储存机械能，机械能的释放能够驱动驱动盘继续沿第二方向旋转。
10、可选地，在驱动盘上设置有用于与解锁机构配合的卡锁部，其中，解锁机构包括：第一锁杆和第二锁杆，围绕共同的转轴可枢转地安装在开关设备的基座上，在储能簧释放机械能以驱动驱动盘继续沿第一方向旋转期间，第一锁杆与卡锁部配合以卡锁驱动盘，并且在驱动盘被动力源驱动而沿第二方向旋转期间，第二锁杆与卡锁部配合以卡锁驱动盘，并且第一锁杆和第二锁杆被解锁指令触发而围绕转轴枢转以与卡锁部分离。
11、可选地，手动控制装置还包括：驱动手柄，用于由人工手动操作；主充驱动机构，与第二开关和第三开关机械关联以同步闭合或断开第二开关和第三开关，并且由驱动手柄驱动；预充驱动机构，与第一开关和第四开关机械关联以同步闭合或断开第一开关和第四开关，并且由主充动驱动机构驱动；储能机构，与主充驱动机构机械关联，在驱动手柄的驱动下，主充驱动机构在带动预充驱动机构闭合或断开第一开关和第四开关的同时带动储能机构存储机械能，在驱动手柄停止驱动主充驱动机构后，储能机构释放机械能转而驱动主充驱动机构闭合或断开第二开关和第三开关；以及解锁机构，在第一开关和第四开关闭合或断开之后且在第二开关和第三开关闭合或断开之前卡锁主充驱动机构，并且在接收到解锁指令后解锁主充驱动机构以使第二开关和第三开关闭合或断开。
12、本公开还提供了一种电池柜，其包括如前述任何一项的开关设备以及电池组作为直流电源。
13、根据本公开实施例的开关设备能够代替隔离开关和直流接触器，但相比使用隔离开关和直流接触器，其减少了电联结接触点，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、降低了成本，其尤其适用于包括电池组的电池柜。
1.一种开关设备，包括：
2.根据权利要求1所述的开关设备，其中，
3.根据权利要求1或2所述的开关设备，其中，所述控制装置包括：
4.根据权利要求3所述的开关设备，其中，所述电动控制装置包括：
5.根据权利要求3所述的开关设备，其中，所述电动控制装置包括：
6.根据权利要求5所述的开关设备，其中，
7.根据权利要求6所述的开关设备，其中，
8.根据权利要求6所述的开关设备，其中，
9.根据权利要求8所述的开关设备，在所述驱动盘上设置有用于与所述解锁机构配合的卡锁部，其中，所述解锁机构包括：
10.根据权利要求3所述的开关设备，其中，所述手动控制装置还包括：
11.一种电池柜，包括根据权利要求10中任一项所述的开关设备以及电池组作为所述直流电源。
