CN107431254B - 熔断开关及电池控制装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种熔断开关，电池的电池控制装置将电池单元的局部发生故障时，排除故障的电池单元的连接的同时将替换电池单元自动连接到电池单元，由此尽管电池单元有故障，但仍规定地保持电池的输出电压。此外，在多个电池模块并联连接的状态下，电池控制装置在更换有故障的电池单元期间断开包括故障电池单元的电池模块，从而防止电池的输出电压不连续。此外，用于所述电池的电池控制装置的开关包括相分离的两个固定电极与一个移动电极。

Description

熔断开关及电池控制装置及控制方法

技术领域

本发明涉及一种熔断开关及电池控制装置及控制方法，更详细而言，涉及电池单元的局部发生故障时，自动地用替换电池单元替换故障的电池单元的电池控制装置及控制方法及熔断开关。

背景技术

最近随着电动车辆与能量存储装置的技术活跃对于连接有多个电池单元的高电压大容量电池组的研究也活跃起来。

目前，为了确保电池的安全性，尝试了各种方法，如利用电池管理系统(BMS)等方法，但由于电池的电化学非线性及不稳定的特性到目前也没有开发对于电池单元的损伤及发生故障的根本的安全性确保技术。

尤其，连接有多个电池单元的电池组即便损伤一个电池单元也需要替换昂贵的整体电池组，因此，具有非常局限性的问题。

目前开发有不替换整体的电池组的排除故障的单元连接的技术。

专利文献1(韩国公开专利KR-10-2013-0040435，公开日：2013.04.24)与专利文献2(韩国公开专利KR-10-2014-0091109，公开日：2017.07.21)作为文献的一例，在专利文献1与专利文献2公开了“多个电池单元串联连接的电池组，当电池单元发生故障时，将发生故障的电池单元从串联的电池旁路连接，从而，自动地恢复整体电池组。”

但所述技术具备将发生故障的电池单元从电池组旁路连接后无法弥补因电池组的电压降造成的损失的问题。

并且，将所述旁路连接方法适用于串联的电池组时，在并联的模块之间发生电压差。

并且，将所述发生故障的电池单元用中继连接旁路连接时因发生不连续性区间会断开电池负载的充放电电流。

因此，急需一种解决使用旁路连接时发生的电池组的电压降问题与充放电电流的不连续性问题。

并且，在专利文献1与专利文献2使用包括二极管的多个开关，但由于在多个开关流大容量的电流，因此，导通电阻成为问题。

当在开关流大容量的电流时，由开关的导通电阻存在高功率消耗与发热，这现象影响开关实现高功率及高密度化。

通常，开关区分为半导体开关与机械触电开关，晶体管等半导体开关比继电器、接触器等机械开关具备非常出色的耐冲击性与高动作频率。

另一方面，继电器、接触器等机械开关比半导体开关虽然耐冲击性脆弱但具备非常低的接触电阻。

但由于接触方式的开关通过机械接触在两个导体之间流电流，因此，一直存在机械接触的接触电阻，因此，流动大容量的电流时，因接触电阻发生过度的电力消耗与开关发热现象。

因此，通常为了减少接触电阻，提高导体之间的接触面积，并且将触点部位使用具备低比电阻值与高导电率的材料。接触电阻随着两个导体之间的触点压力而变化，接触压力越高接触电阻越低。

但为了满足需求的接触电阻，增加接触面积时触点导体的体积成比会变大，使用银、白金等具备高导电率的导体时成本会增加。并且，为了从外部的冲击及振动保持机械触点状态且提高接触压力来减少接触电阻，需要物理性的强力，从而，开关的体积与重量会增加。

因此，在现有的开关技术无法体现流动大容量的电流时具备耐冲击性的同时实现接触电阻小的小型及轻巧的开关。

为了克服所述问题，提出借助导电接合材料接合两个触点的焊锡熔断开关，可以称为熔融结合开关，在本说明书称为熔断开关，本发明可以分为以下两种技术方式。

第一方式是隔开的电极相接触，使得压缩电极之间的焊锡物质的同时紧密接触的方式。即，接触式方法。专利文献3(美国授权专利US5025119A，授权日：1991.06.18)的开关使用该接触方式。专利文献3的开关根据在两个电极接触的过程中发生的接触电阻与电流发生焦耳热(由于通电流在导体上产生热)，导电接合借助所述焦耳热被熔融。

接触式方式借助两个电极的紧密接触能减少导通电阻，但由于电极端子移动，使得不适用于大电流容量的开关。

即紧密接触的电极为了具备移动性在规定的长度具备弯曲性，使得只能限定在薄的导体，因此，无法使用具备低电阻值的厚的导体，从而，最大限度地减少电阻具有局限性。

并且，在专利文献3根据接通(no，短路)开关时产生的接触电阻与导通电流产生焦耳热，根据所述焦耳热导电接合材料被熔融具备熔融接合结构。

因此，在专利文献3，所述两个电极之间的熔融接合程度根据所述导通电流与接触电阻产生的焦耳热的大小决定。因此，若导通电流或接触电阻不能大于能充分地产生焦耳热的程度，则在触点部位产生局部熔融接合现象，从而，导通电阻会变大。

此外，在专利文献3，开关的接通-断开触点之间的状态仅朝单方向移动，使得限定为一次性断开开关。即，可以从断开状态转换成接通状态，但无法在接通状态重新转换成断开状态。即，开关动作后无法恢复动作。

由于存在此问题无法使用导致电极端子的移动的接触式方式的熔断开关，提出以下第二方式。

第二方式是将焊接材料借助热熔融后在两个隔开的固定电极之间填充熔融的焊接材料后进行固化的方法。利用此方式的熔断开关称为间隙填充的熔断开关，在专利文献4(美国授权专利US5898356 A，公开日：1999.04.27)专利文献5(英国公开专利GB2355340 A公开日：2001.04.18)公开了熔断开关。

但，由于通常的焊接材料的电阻率大于电极的电阻率，因此，在所述嵌入式方式电极之间的电压(或者绝缘电阻)随着电极之间的隔开距离的增加嵌入在所述隔开空间的导电接合材料的量也会增加，使得开关的导通电阻也会增加。

因此，所述嵌入方式的熔断开关不适用于需要高电压的电流环境。

专利文献4，专利文献5的开关是开关触点之间的状态过渡仅朝单方向动作，因此，限定为一次性的短路型开关。即，在断开状态可以转换成接通状态，但在接通状态无法转换成断开状态。

并且，专利文献4，专利文献5的开关结构复杂且动作时需要很多量的焊接材料。

现有的熔断开关为，大部分使用流通在开关上的导通电流，此时，无法进行不受开关的导通电流的影响的独立的开关动作。

发明内容

要解决的技术问题

本发明是鉴于所述诸多问题而提出的，其目的在于，提供一种连接多个电池单元的电池的控制装置，电池单元的局部发生故障时，自动地排除发生故障的电池单元来解决电压降问题与充放电电流的不连续性问题。

并且，其目的在于，提供一种在所述装置需要流通大容量电流的开关时，最大限度地减少开关的导通电阻的小型且轻巧的开关结构。

并且，其目的在于，提供一种能够执行可逆操作(开关操作之后的返回操作)，并且，从开关的导通电流执行独立的开/关控制的熔断开关。

并且，其目的在于，提供一种克服现有的熔断开关只能执行关闭开关的问题，也能执行开放开关的熔断开关。

根据本发明的一实施例的电池控制装置，具有多个基本电池单元与串联连接一个或多个的替换电池单元的控制装置，其特征在于，所述控制装置包括：第一开关，与分别的所述基本电池单元串联连接；第二开关，在与所述第一开关串联连接的路径并联连接；第二开关，与分别的所述替换电池单元串联连接；第一开关，在与所述第二开关串联连接的路径并联连接；传感器部；用于检测分别的所述电池单元的状态；以及控制部，用于控制所述开关的动作，所述第一开关是可以从初始关闭状态转换到打开状态的开关，所述第二开关是可以从初始打开状态转换到关闭状态的开关，所述控制部根据传感器部的输入在基本电池单元中检测到有故障的电池单元时，控制部操作与故障电池单元连接的第一开关与第二开关，以排除故障电池单元的电流线的连接，并且控制与替换电池单元连接的第一开关与第二开关，以便替换电池单元被包括在电流线中。

根据本发明的其他实施例的电池控制装置，具有并联连接的电池模块的电池控制装置，分别电池模块具有串联连接的多个基本电池单元与多个替换电池单元，其特征在于，所述控制装置包括：第一开关，与分别的所述基本电池单元串联连接；第二开关，在与所述第一开关串联连接的路径并联连接；第二开关，与分别的所述替换电池单元串联连接；第一开关，在与所述第二开关串联连接的路径并联连接；模块开关，串联连接在分别的所述电池模块；传感器部，用于检测分别的电池单元的状态；以及控制部，用于控制所述开关的动作，所述第一开关是从初始关闭状态转换到打开状态的开关，所述第二开关是从初始打开状态转换到关闭状态的开关，所述控制部根据传感器部的输入在基本电池单元中检测到有故障的电池单元时，控制部操作与故障电池单元连接的第一开关与第二开关，以排除故障电池单元的电流线的连接，并且控制与具有故障电池单元的电池模块中选择的替换电池单元连接的第一开关与第二开关，使得所选择的替换电池单元包括在电流线中，并且在对应电池模块中在更换所述开关开始之前要打开相应的电池模块的模块开关，结束用于更换的所述开关的控制后关闭对应电池模块的模块开关。

根据本发明的一实施例的电池模块的电池控制装置的控制方法，所述电池模块具有串联连接的多个基本电池单元与一个或多个替换电池单元，其特征在于，所述控制方法包括：电池控制装置的控制部根据传感器部的输入来检测基本电池单元中的故障电池单元的步骤；电池控制装置的控制部操作与故障电池单元连接的第一开关与第二开关，以排除故障电池单元与电流线的连接的步骤；以及电池控制装置的控制部操作与替换电池单元连接的第一开关与第二开关，以将替换电池包括在电流线上的步骤，所述电池控制装置包括：第一开关，与分别的所述基本电池单元串联连接；第二开关，在与所述第一开关串联连接的路径并联连接；第二开关，与分别的所述替换电池单元串联连接；第一开关，在与所述第二开关串联连接的路径并联连接；传感器部；用于检测分别的所述电池单元的状态；以及控制部，用于控制所述开关的动作，所述第一开关是可以从初始关闭状态转换到打开状态的开关，所述第二开关是可以从初始打开状态转换到关闭状态的开关。

根据本发明的其他实施例的具有并联连接的电池模块的电池的电池控制装置的控制方法，分别电池模块具有多个基本电池单元与串联连接的一个或多个替换电池单元，其特征在于，所述控制方法包括：电池控制装置的控制部根据传感器部的输入来检测基本电池单元中的故障电池单元的步骤；电池控制装置的控制部打开包括故障电池单元的电池模块的模块开关的步骤；电池控制装置的控制部操作与故障电池单元连接的第一开关与第二开关，以排除故障的基本电池单元与电流线的连接的步骤；电池控制装置的控制部操作与替换电池单元连接的第一开关与第二开关，以将替换电池包括在电流线上的步骤；以及电池控制装置的控制部关闭包括故障电池单元的电池模块的模块开关，所述电池控制装置包括：第一开关，与分别的所述基本电池单元串联连接；第二开关，在与所述第一开关串联连接的路径并联连接；第二开关，与分别的所述替换电池单元串联连接；第一开关，在与所述第二开关串联连接的路径并联连接；模块开关，串联连接在分别的所述电池模块；传感器部，用于检测分别的电池单元的状态；以及控制部，用于控制所述开关的动作，所述第一开关是从初始关闭状态转换到打开状态的开关，所述第二开关是从初始打开状态转换到关闭状态的开关。

根据本发明的一实施例的熔断开关，其特征在于，包括：相分离的两个固定电极；移动电极，能够朝与所述固定电极接触或分离的方向移动；导电接合材料，位于所述两个固定电极与移动电极之间；以及加热元件，所述导电接合材料的熔点低于所述固定电极的熔点与所述移动电极的熔点，当所述移动电极与两个固定电极接触时，两个固定电极电连接，当所述移动电极与两个固定电极分离时，两个固定电极断电，当所述移动电极与两个固定电极接触时，所述移动电极通过导电接合材料熔融结合在两个固定电极上，当所述导电接合材料通过所述加热元件加热时，导电接合材料被熔化。

根据本发明的其他实施例的熔断开关，其特征在于，包括：相分离的两个固定电极；移动电极，能够朝与所述固定电极接触或分离的方向移动；导电接合材料，位于所述两个固定电极与移动电极之间；以及加热元件，所述导电接合材料的熔点低于所述固定电极的熔点与所述移动电极的熔点，所述导电接合材料通过所述加热元件的加热而熔化，当位于所述移动电极与所述两个固定电极之间的所述导电接合材料被所述加热元件的热熔化后固化，使得所述移动电极与两个固定电极熔融结合，从而，所述两个固定电极电连接。

根据本发明的其他实施例的熔断开关，其特征在于，包括：相分离的两个固定电极；移动电极，能够朝与所述两个固定电极分离的方向移动；导电接合材料，位于所述两个固定电极与移动电极之间，用于熔融结合所述两个固定电极与移动电极；以及加热元件，所述导电接合材料的熔点低于所述固定电极的熔点与所述移动电极的熔点，所述导电接合材料通过加热加热元件的加热而熔化，当位于所述移动电极与所述两个固定电极之间的所述导电接合材料被所述加热元件的热熔化后，所述移动电极朝与两个固定电极分离的方向移动，使得所述两个固定电极断电。

根据本发明的其他实施例的熔断开关，其特征在于，包括：相分离的第二固定电极与第二固定电极；相分离的第三固定电极与第四固定电极；一个移动电极；导电接合材料，位于所述固定电极与移动电极之间；以及加热元件，所述导电接合材料的熔点低于所述固定电极的熔点与所述移动电极的熔点，当所述移动电极与所述第一固定电极与所述第二固定电极接触时，所述第一固定电极与所述第二固定电极电连接，所述第三固定电极与所述第四固定电极断电，当所述移动电极与所述第三固定电极与所述第四固定电极接触时，所述第一固定电极与所述第二固定电极断电，所述第三固定电极与所述第四固定电极电连接，当所述移动电极与两个固定电极接触时，所述移动电极通过导电接合材料熔融结合在两个固定电极上，当所述移动电极与所述两个固定电极分离时，所述移动电极通过所述导电接合材料与所述两个固定电极熔融断开，通过所述加热元件加热时所述导电接合材料被熔化。

根据本发明的其他实施例的熔断开关，其特征在于，包括：相分离的两个固定电极；移动电极，能够朝与所述两个固定电极接触的方向移动；导电接合材料，位于所述两个固定电极与移动电极之间，所述导电接合材料的熔点低于所述固定电极的熔点与所述移动电极的熔点，当所述移动电极与所述两个固定电极接触时，所述两个固定电极电连接，当所述移动电极与两个固定电极分离时，所述两个固定电极断电，在两个固定电极的两端施加导通电流的开路电压的状态下，所述移动电极移动与所述两个固定电极接触时，导通电流通过移动电极与导电接合材料在两个固定电极之间流通导通电流，导电接合材料通过导通电流的焦耳热熔化，然后在两个固定电极之间的导通电阻降低时固化。

所述加热元件形成在所述移动电极的内部，以使加热效率最大化，所述移动电极中形成有至少一个孔，将绝缘状态的所述加热元件插入于所述孔。

所述加热元件安装在除了与所述两个固定电极接触的所述移动电极的接触面以外的所述移动电极的表面。

所述移动电极具有一条或多条分支线，并且所述加热元件设置在所述分支线上。

在所述移动电极与所述两个固定电极的接触部位的热传递在对称的位置处，所述分支线从所述移动电极分支。

所述分支线的数量两个以上，所述分支线的端部连接形成闭环。

在所述支线的表面与内部设置所述加热元件。

所述加热元件的热传递路径依次移动电极、固定电极的触点部位、固定电极的电极端子形成。

进一步包括用于产生能够移动移动电极的位置的力的进给力产生装置。

所述进给力产生装置能够控制所述移动电极与所述两个固定电极接触时产生的接触压力。

在所述移动电极与所述固定电极的表面中通过所述导电性接合材料进行熔融结合的表面上形成有凹凸。

所述导电接合材料的表面的局部或全部形成有凹凸。

所述加热元件借助位于所述加热元件外侧的供电部执行供电及断电。

所述进给力产生装置通过传送连接件与所述移动电极连接，所述传送连杆由平板形状的隔板绝缘体形成，使得通过所述两个固定电极之间的间隙移动，从而防止两个固定电极之间的短路。

进一步包括用于支撑所述移动电极不会朝特定方向移动的进给限制装置。

进一步包括用于支撑所述移动电极不会朝特定方向移动的支撑构件，所述支撑构件在低于所述两个固定电极与所述移动电极的熔点的温度下熔化。

用熔丝限制所述进给力产生装置以切断施加到所述移动电极的进给力，当所述熔丝通过电流被熔断时，进给力产生装置的进给力施加到移动电极上。

在通过所述导电接合材料接合的所述固定电极或所述移动电极沿着所述接触部位的边缘形成有槽。

在通过所述导电接合材料接合的固定电极与所述移动电极中在位于下侧的电极(位于重力作用方向上的电极)形成有凹部，所述导电接合材料定位在所述凹部中。

在所述两个固定电极的两端并联连接半导体开关，在熔融断开或熔融结合期间提供导通电流的路径，以抑制所述固定电极两端的电弧产生。

进一步包括用于检测流通在熔断开关的电流的电流检测装置，以最大限度地减少所述半导体开关的导通时间。

根据本发明的其他实施例的熔断开关，其特征在于，包括：第一固定电极；第二固定电极；移动电极；导电接合材料，位于所述第一固定电极及所述第二固定电极与所述移动电极之间；加热元件；进给力产生装置，用于产生将所述移动电极朝所述第一固定电极移动的力；进给限制装置，用于防止移动电极朝所述第一固定电极移动，所述移动电极在所述加热元件加热之前与所述第二固定电极电连接，当所述加热元件加热之后，所述导电接合材料熔化，所述进给限制装置允许所述移动电极移动，使得所述移动电极通过导电接合材料与第一固定电极熔融结合并电连接。

所述的熔断开关，在固定电极中与所述移动电极接触的部位的厚度薄于与移动电极不接触的部位的厚度。

所述熔断开关进行熔融结合之前，向所述加热元件供电规定时间后移动所述移动电极，以预热所述移动电极。

所述熔断开关可以包括在电池控制装置。

根据本发明的一实施例的防止熔断开关的电弧的方法，使用熔断开关与并联连接于熔断开关上的半导体开关防止熔断开关操作期间产生的熔断开关的电弧的方法，其特征在于，该方法包括：发出打开半导体开关的命令的第一步骤；发出熔断开关的操作命令的第二步骤；以及发出半导体开关的关闭命令的第三步骤。

根据本发明的另一实施例的防止熔断开关的电弧的方法，使用包括加热元件与进给力产生装置的熔断开关与并联连接于熔断开关上的半导体开关防止熔断开关操作期间产生的熔断开关的电弧的方法，其特征在于，该方法包括：发出半导体开关打开命令、加热元件操作开始命令、用于产生移动电极的进给力的命令的第一在步骤；确认完成熔融断开的第二步骤；以及发出半导体开关关闭命令、加热元件操作结束命令的第三步骤。

通过用于检测所述熔断开关的电流的电流检测装置检测流通在所述熔断开关的电流值来确认第二步骤的熔融断开完成。

有益效果

根据本发明的熔断开关，包括连接多个电池单元的电池的控制装置在局部电池单元发生故障时，自动地从从连接中排除有故障的电池单元，并且解决电压降与充放电电流的不连续问题。

本发明的熔断开关是不会引起电极端子移动的压接方式的熔断开关，因此，能最大限度地减少电极之间的距离，并且不受开关的导通电流的影响完成电极之间的熔融结合，从而，可以实现流通大容量电流的同时具有低导通电阻的轻巧的开关。

此外，可以执行可逆操作(开关操作之后的返回操作)，并且可以从开关的导通电流执行单独的开/关控制。

本发明的熔断开关不仅可以用作关闭开关，而且可以用作开放开关。

附图说明

图1是本发明的电池单元的图。

图2是本发明的电池单元的改进形状的实施例的图。

图3是连接多个电池单元的图。

图4是第一开关与第二开关的改进形状的图。

图5是根据本发明的单向熔断开关的概念图。

图6是a-接触式熔断开关的第一实施例的动作前后的图。

图7是将加热元件安装在移动电极的移动电极的图。

图8是a-接触式熔断开关的第二实施例的动作前后的图。

图9是a-接触式熔断开关的第三实施例的动作前后的图。

图10是a-接触式熔断开关的改进实施例的动作前后的图。

图11是b-接触式熔断开关的第一实施例的动作前后的图。

图12是b-接触式熔断开关的第二实施例的动作前后的图。

图13是根据本发明的c-接触式熔断开关的概念图。

图14是c-接触式熔断开关的第一实施例的动作前后的图。

图15是c-接触式熔断开关的第一实施例的在移动电极与固定电极安装加热元件的移动电极与固定电极的立体图。

图16是在c-接触式熔断开关设置有引导槽的图。

图17是c-接触式熔断开关被熔断开关壳体封闭的图。

图18是c-接触式熔断开关的改进形状的图。

图19是导电接合材料流出的图。

图20是在下侧电极形成槽的实施例。

图21是在形成槽的下侧电极的立体图。

图22是形成凹部的实施例1的图。

图23是形成凹部的实施例2的图。

图24是形成凹部的实施例3的图。

图25是反复式熔断开关的实施例。

图26是图25的反复式熔断开关的立体图。

图27是图25的反复式熔断开关的移动电极的立体图。

图28是熔断开关的防电弧装置的结构图。

图29是熔断开关的防电弧方法的流程图。

图30是图9的实施例的去除加热元件321的熔断开关。

图31是固定电极的厚度变更的图。

图32是具备移动电极的c-接触式熔断开关的图。

图33是在导电接合材料的具备形成凹凸的图。

图34是图33的形成凹凸的导电接合材料的俯视图。

图35是在电极表面形成凹凸的图。

图36是从c-接触式熔断开关在移动电极的外表面付着加热元件的实施例。

图37示出为了增加分支线的表面积改进图36的分支线形状的实施例。

图38是用于增加付着有加热元件的热线的移动电极的非触点表面的移动电极的分支线形状的其他实施例。

图39是绝缘加热元件的热线设置于形成有多个孔的移动电极的内部，平行固定电极的c-接触式熔断开关的实施例。

图40是移动电极1620具备分支线1620b的形状，加热元件的绝缘的热线1621位于分支线120b的实施例。

图41是在导体的表面与内部安装热线的实施例。

具体实施方式

本发明可以进行多种变更及具备多种实施例，以下详细说明特定实施例。并不限定本发明的特定实施形态，可理解为包括本发明的思想及技术范围内的所有变更及均等物及代替物。在说明本发明时，若判断为相关的公知技术的详细说明使本发明的要旨不明确省略详细的说明。

本发明的术语是为了说明特定实施例而使用的，并不限定本发明。单数包括复数。

以下说明的第一开关指的是从最初的状态转换至打开的状态的动作的开关，第二开关指的是从最初打开状态转换至关闭状态的动作的开关。

并且，多个电池单元串联的电池组单位称为“电池模块”。

并且，在电池模块结合有开关装置称为“电池块”多个电池块构成一个电池组。

图1是本发明的电池块图。

图1的在电池模块串联有多个基本电池单元111串联的基本电池组110与多个替换电池单元131串联的替换电池组130。

在分别的电池单元串联有第一开关S1，第二开关S2并联。此时，第二开关S2的位置为，在串联所述第一开关的路径上并联有第二开关。

在分别的替换电池单元并联第一开关S1，串联有第二开关S2。此时，第一开关S1的位置为，在串联有所述第二开关的路径上并联有第一开关。

所述电池单元是具有多个下部电池单元的电池单元。

在最初状态下，第一开关S1关闭，第二开关S2开放，因此，基本电池单元是处于动作状态，替换电池单元全部不会动作。即，基本电池单元包括在电流线上(通电线路)，替换电池单元没有包括在电流线上。此时，模块两级端子101与模块阴极端子102之间的电压是结合基本电池单元的输出电压的合。

若电池控制装置的控制部在动作中的电池单元中发现故障的电池单元时排除故障的电池单元的电连接后用替换电池单元替换。

控制部为了发现故障的电池单元设置用于检测分别的电池单元状态的传感器部(例如，电池单元的电压、电流、用于测定温度的装置)，此时，测定结果传送至控制部。此技术已经公知并且该部分的发明与特征部没有关联，因此，省略详细的说明。

排除故障的电池单元的电连接，详细说明用替换电池来替换的过程。

控制部向连接有发生故障的电池单元的第一开关发送用于转移开放状态的信号，向连接于故障的电池单元的第二开关发送转移关闭状态的信号。故障的电池单元从电流线排除，使得在发生故障的电池单元不会通电。

控制部在替换电池组130中选择一个替换电池单元后，向连接有选择的替换电池单元的第一开关发送转换成开放状态的信号，向连接有选择的替换电池单元的第二开关发送转移关闭状态的信号。此时，被选择的替换电池单元包括在电流线上，使得向选择的替换电池单元流通电。

经过此过程后，完成用替换电池单元替换故障的电池单元的过程。

此时，将连接于基本电池单元的开关使用于分离单元，因此，可以称为单元分离开关部120。连接于替换电池单元的开关使用于替换单元，因此，称为单元替换开关部140。

排除故障的电池单元后连接替换电池，然后包括在电流线上，使得排除故障的电池单元后电池模块的输出电压不会下降。

图1的电池块100包括基本电池组110、单元分离开关部120、替换电池组130、单元替换开关部140。

图1的结构可以改进。

图2是本发明的电池块的改进实施例的图。

图2与图1的不同点是单元交替开关部140a的结构。

如图2所示，若在交替电池组130串联有N个交替电池单元，在分别的替换电池单元的端子(正极或负极)与模块两级端子101之间设置开关时，设置(N+1)个开关。

此时，在与电池组110连接的端子设置第一开关，在与电池组110最远连接的端子设置第二开关。

在(N-1)个剩余的端子设置第三开关。

第三开关是在最初开放状态下转换为关闭状态，在关闭状态下重新转换至开放状态的开关。

第三开关由于在最初开放状态下转换为关闭状态，因此，可以看成是第二开关。

以下说明图2的电池控制装置的动作。

电池控制装置的控制部在操作中的电池单元中发现故障的电池单元时，排除故障的电池单元的电连接的过程与图1的电池控制装置相同。

不同点是连接替换电池单元的单元替换开关部140a的动作。

若最初发生故障电池单元时，开放开关141后，关闭开关142。若其他电池单元发生故障时，开放开关142，然后关闭开关143。反复此过程后，将交替电池包含在电流线后规定保持电池模块的电压。

图2的电池控制装置与图1的电池控制装置作比较时，能减少单元替换开关部140a的开关数，由于电流线上的开关数减少，因此，降低开关的电阻，但在替换电池中第一电池发生故障时，无法使用剩余的替换电池。

图1与图2的电池模块的电池控制装置替换故障的电池单元后，虽然能输出与之前相同的电压，但在替换过程中，电压会不连续。因此，并联电池模块后，替换电池单元的电池模块在替换电池单元的期间优选地从并联中断开。

图3是连接有多个电池块的图。

在图3的电池控制装置200并联有n个电池块(100a～100n)，在分别的电池块分别串联有模块开关(210a～210n)。

并且，分别的电池块包括图1或图2的开关部(单元分离开关部与单元替换开关部)与基本电池组、交替电池组。

自动电池单元替换机的控制部检测故障的电池单元时，操作与故障的电池单元连接的第一开关与第二开关后，从电流线排除故障的基本电池单元的连接，并操作具有故障的电池单元的电池模块中与替换电池单元连接的第一开关与第二开关后，包括在电流线上。并且，为了防止在对应电池模块的替换动作期间输出电压不连续的问题，对应电池电池模块的开关在替换动作期间开放。

图3的电池控制装置的动作包括以下步骤。

(1)电池控制装置的控制部根据传感部的输入检测基本电池单元中发生故障的电池单元的步骤

(2)电池控制装置的控制部开放包括有发生故障的单元的电池模块的模块开关的步骤

(3)电池控制装置的控制部操作与发生故障的电池连接的第一开关与第二开关后，从电流线上排出故障的基本电池单元的连接的步骤

(4)电池控制装置的控制部操作与替换电池单元连接的第一开关与第二开关后，将替换电池单元包括在电流线上的步骤

(5)电池控制装置的控制部关闭包括有故障的电池单元的电池模块的模块开关的步骤

图3的电池控制装置在替换故障的电池单元的的期间规定地保持电池的输出电压。

所述电池控制装置的控制部从用于测定电池单元的状态的测定部接收电池单元的状态后判断电池单元的故障与否，向连接于电池控制装置的开关发送控制信号(开放或关闭开关的信号)。

电池控制装置的控制部意味着在电池控制装置的结构中控制电池控制装置的部分。此时，电池控制装置包括电池控制部与开关部(单元分离开关部、单元替换开关部等)的装置。

电池控制装置的控制部利用通常的电池管理系统(BMS)技术。

控制部区分为连接有电池模块单位的控制部与连接电池模块的整体电池的控制部，但在本申请统称为控制部。

并且，图1与图2的第一开关与第二开关可设置为一个开关。

图4是第一开关与第二开关的改进形状的图。

图4a是第一开关与第二开关的图，图4b是对应图4a的一个开关(第四开关)的图。

图4b的第四开关最初a端子与b端子短路，与c端子开放的状态下，与b端子开放，与c端子短路。

图4b的第四开关与图4a的第一开关与第二开关执行相同的功能。

第二开关可以称为a-接触式开关或单向关闭开关，第一开关可以称为b-接触式开关或单向开放开关。

单向开关是指所述第一开关或第二开关流通电的线路是单线开关。

第一开关与第二开关合并的开关，即如图4a开关由于形成两条流通电的线路，因此，可以称为双向开关，也可以称为c-接触式开关，在本发明可以称为c-接触式开关。

在图1至图3的电池控制装置包括多个第一开关与第二开关，在该开关流通大容量电流，现有的机械接触方式的开关技术无法做成流通大容量电流时具备高的耐冲击性且低接触电阻的小型且轻巧的开关。

因此，本发明的开关为了制造导通电阻小的小型且轻巧的开关形成为熔断开关。熔断开关指的是开关操作期间在两个电极之间的导电接合材料熔融结合的开关。导电接合材料可以称为焊接材料。

即，在构成两个电极的两个导体之间放置导电接合材料(例如，铅，银，锡，铜或铟等的合金)。然后，为了电连接两个电极，熔化导电接合材料后与两个电极接触，然后固化，电分离两个电极时，导电接合材料被熔化后去除。

此时，当导电接合材料熔化时，两个导体不会熔化。因此，导电接合材料的熔点优选低于两个电极的熔点。

因此，本发明的熔断开关由于电极不熔化而仅熔化导电接合材料，因此，包括根据熔点温度分类的软钎焊和硬钎焊。因此，本发明所用的术语软钎焊也包括硬钎焊的含义。

图5是根据本发明的单向熔断开关的概念图。单向熔断开关包括a-接触式熔断开关(接触式熔断开关)与b-接触式熔断开关(断开触点熔断开关)。

a-接触式熔断开关(接触式熔断开关)是指体现a接触开关功能的熔断开关，b-接触式熔断开关(断开触点熔断开关)是指体现b-触点开关(断开触点开关)的功能的熔断开关。

单向熔断开关包括a触点熔断开关(接触式熔断开关)与b-接触式熔断开关(断开触点熔断开关)。

如图5所示，单向熔断开关包括相分离的两个固定电极、移动电极、进给力单元、导电接合材料、加热单元，移动电机能够移动以便与所述固定电极紧贴(或接触)或与固定电极分离，进给力单元用于向移动电极提供进给力以便使移动电极朝单向或双向移动，导电接合材料用于在所述固定电极与所述移动电极之间执行焊接状态的熔融结合或拆焊状态的断开熔断的功能。

所述进给力单元可以包括产生进给力的单元(例如，弹簧、电机、电磁体等)。所述进给力单元向移动电极传递用于移动电极的力的移动力F。

所述加热单元是用于供应热量以熔化位于所述固定电极与移动电极之间的接触点处的导电接合材料的部件，并且包括用于发热的加热元件。加热单元可以向移动电极与两个固定电极提供热，或者可以仅向移动电极与两个固定电极的一部分供应热。图如图5所示，由加热元件供给的热显示为T。

当加热元件是通过电产生热量的装置时，加热元件需要用于供电的电源供给部。电源供给部可以提供或切断加热元件的电源

以下说明a触电熔断开关的具体实施例。

图6是示出a触电熔断开关的动作前后的第一实施例的图。

图6a是a触电熔断开关的动作前后的图。

图6的熔断开关是在最初状态下移动电极320以熔融结合方式固定在保持部330上，固定电极311与固定电极312处于未通过电的开放状态。

图6a的两个固定电极相隔开被电隔离。因此，可以说两个固定电极被绝缘分离。即，可以通过空气或真空或通过绝缘体实现绝缘，因此，图6a的两个固定电极被绝缘分离。

所述保持部330用于固定移动电极320，以提供耐外部冲击的耐久性。在所述移动电极320与保持部330之间存在低温熔融材料331，以熔融结合所述移动电极320与所述保持部330。所述低温熔融材料331的熔点低于所述移动电极320与所述保持部330的熔点，并且可以是导电材料或非导电材料。

移动电极320的下部与两个固定电极311、312的上部被电镀或涂覆有导电接合材料320a。导电接合材料320a的熔点低于所述固定电极311、312的熔点与所述移动电极320的熔点。导电接合材料320a的代表性例是焊料。

配置有绝缘热线的加热元件321设置于移动电极320的内部，并且加热元件供电线322连接到加热元件的电源供给部。

弹簧338与弹簧壳体339构成进给力产生装置。

图6的进给力产生装置借助弹簧338的弹力产生进给力。

传送连杆335用于向移动电极320传递由弹簧引起的进给力。传送连杆335优选地付着于移动电极320。

图6的进给力产生装置虽然产生进给力，但由于移动电极320通过低温熔融材料331固定在保持部330，因此移动电极320不能移动。

图6b是a-接触式熔断开关的动作前后的图。

如图6a所示，向加热元件321供电使得产生热时，低温熔融材料331熔化，因此，移动电极320通过进给力产生装置的进给力向下移动。导电接合材料320a也被加热元件的热熔化。

此后，当提供给加热元件321的电力被切断时，导电接合材料320a在与移动电极320与两个固定电极311、312接触的状态下固化。这种状态可以称为熔融结合状态，两个固定电极311、312成为电连接状态。

由于在两个固定电极311、312之间存在充分的距离，因此具备出色的耐电压特性。若在两个固定电极311、312之间存在绝缘体，则可具备更出色的耐电压特性。

由于图6b的两个固定电极311、312具备出色的耐电压特性的情况下尽可能接近粘附到移动电极320，因此两个固定电极311、312之间的导通电阻非常低。

另外，由于图6提供即使当两个固定电极311、312是不具有弯曲性的厚导体也能够操作的结构，因此开关的导通电阻可以最小化，因此与大电流容量相比可以减小开关的尺寸。

即使没有进给力产生装置，移动电极320可以由重力而向下(朝重力方向)移动。然而，如果没有进给力产生装置，则熔融结合的接触压力可能较弱，并且用于移动移动电极的安装方向可能受到限制。

为了克服这些问题，优选地，单独地提供用于移动移动电极的进给力产生装置，而不是仅仅依赖于移动移动电极的重量。

所述进给力产生装置可以是通过电机(包括线性电机)、电磁体等来产生力的装置，或者使用永磁体之间的排斥力或弹性力的装置(例如，使用板簧，压缩弹簧等的装置)。根据应用领域的要求可以使用各种其他方法产生单向或双向进给力。

在这种情况下，通过电磁体等产生力的双向进给力产生装置可以在双向上执行开关操作，但变得有些复杂。此外，利用永磁体之间的排斥力或弹力的进给力产生装置可以容易地体现为仅在单向上产生进给力的装置，但难以体现在双向产生进给力的装置。

如图6所示，在本发明的实施例中为了容易理解用压缩弹簧来体现进给力产生装置。

当然，可以使用作为双向进给力产生装置的电机、电磁体代替压缩弹簧。利用双向进给力产生装置时，熔断开关可以在执行操作之后执行返回操作。例如，a-接触式熔断开关可以执行从接通状态到断开状态的操作，然后执行返回到接通状态的返回操作。

即，可以具备接通-断开触点之间的状态转移朝双方向动作的可逆结构。

所述加热元件321具有熔融所述导电接合材料320a的功能。所述加热元件321可以安装在任何地方，只要它可以熔化导电接合材料320a即可。然而，加热元件321优选安装在移动电极320的内部，以使加热元件的传热效率最大化。作为加热元件，可以使用通过气体、液体燃料、火药等产生热量的装置，但是优选使用电热线(电力通过时产生热量的电阻丝)，以便安全及容易控制。

固定电极与移动电极是能够传导电流的导体，并且优选地由具有良好导电性的材料形成。

移动电极优选具有高导电性。当加热元件设置在移动电极的内部时，需要导热性良好，因此优选使用具有良好导热性的导体(例如铜)作为移动电极。

在本发明的熔断开关中，导电接合材料可以不劣化接合部的焊接性的各种方式(例如，电镀、涂布、粘合、物理固定等)位于需要熔融结合的固定电极及移动电极导体的接合部位。

尤其，导电接合材料更优选以电镀(例如，铅、锡，银、铜、磷等)或涂层的方式附着在接合部分，以从外部环境(防止腐蚀，防止氧化等)保护及促进熔融结合固定电极与移动电极的导体。

此外，导电接合材料优选含有钎焊催化剂(例如，用于焊接的焊剂)，以便于与电极熔融结合。

固定电极与移动电极之间的接触电阻、熔点温度与接触部分的机械/物理强度可以通过根据使用目的与用途改进所述导电接合材料的部件的物理性质来控制。

为了缩短移动电极的熔融结合及熔融断开的时间，可以在固定电极以及移动电极中进一步设置加热元件。

现有的熔断开关由于用于熔化导电接合材料的加热元件设置在电极的外部，因此传递至导电接合材料的传热效率较低。如图6所示，若加热元件安装在电极内部，可以增加电极与加热元件之间的接触面积，以增加传递到电极的热量，并提高电极产生的热量。因此，导电接合材料的传热效率变高，因此可以缩短熔融时间。

此外，在图6a的实施例中，还具有加热元件的热量不能通过两个固定电极311、312逸出的优点。

图7示出用于将加热元件安装在移动电极中的移动电极的形状的示例。

如图7a所示，在移动电极的内部形成具有矩形横截面的通孔，从而具有矩形管状，并且可以将平面加热元件插入到所述通孔中。

如图7a所示的结构中的加热元件的传热效率高于现有的外部加热元件结构。

如图7b所示，可以在移动电极的内部形成多个孔，并且可以将由绝缘热线组成的加热元件插入到所述通孔中。

随着多个热线被插入于多个孔中与移动电极的接触面积进一步增加，因此，传热效率进一步提高。

虽然多个热线可以插入于多个孔中，但即使将一个热线插入于一个孔中加热元件也可以起作用。

如图7所示，将加热元件插入于移动电极的内部时，加热元件与移动电极之间的接触面积可以最大化，从而与将加热元件附着到移动电极的一侧的情况相比，可提高传热效率。

图8示出a-接触式熔断开关的第二实施例的动作前后的图。

图8a是a-接触式熔断开关的动作前后的图。

在移动电极320的下部与两个固定电极311、312的上部形成有绝缘支撑构件340，在移动电极320的下部与两个固定电极311、312的上部电镀或涂覆有导电接合材料320a。

绝缘支撑构件340(例如，泡沫聚苯乙烯、用于焊接的焊剂等)由不耐热且具有持续的支撑力的材料构成。即，绝缘支撑构件的熔点低于接触于绝缘支撑构件的电极的熔点。

图8a示出a-接触式熔断开关的动作前的状态，图8b表示a-接触式熔断开关的动作后的状态。

当移动电极320的加热元件321产生热量时，加热元件321的热量升高移动电极320的温度，并且绝缘支撑构件340由于热而熔化，从而失去支撑能力。移动电极320通过进给力产生装置的进给力向下移动，然后与导电接合材料320a接触以熔化导电接合材料320a。此后，当加热元件321停止产生热时，导电接合材料320a固化，并且移动电极320与固定电极311、312熔融结合。

绝缘支撑构件340在熔断开关动作之前限制移动电极的移动，当熔断开关动作时，绝缘支撑构件340被热熔化，因此不限制移动电极的移动。

如图8所示，在固定电极311、312的上部电镀或涂覆有导电接合材料320a，也可以在移动电极320的下部电镀或涂覆导电接合材料，也可以在上部固定电极311、312的上部与移动电极320的下部全部电镀或涂覆有导电接合材料。

此外，如图8所示，绝缘支撑构件340的面积可以与移动电极320的下表面的面积相同。或者，绝缘支撑构件340的面积可以被设置为远小于移动电极320的下表面的面积。

图9示出a-接触式熔断开关的第三实施例的动作前后的状态。

图9a示出a-触点熔融结合开关的动作前的状态，图9b示出a-接触式熔断开关的动作后的状态。

图9a的两个固定电极311、312相隔开，使得电隔离。

弹簧338和弹簧壳体339构成进给力产生装置。然而，传送连杆孔335a形成在传送连杆335中，并且熔丝350通过传送连杆孔335a的内部固定传送连杆335的位置。

在开关操作期间，向加热元件321与熔丝350供给电，熔丝被熔化断裂，使得受约束的压缩的所述弹簧338的弹性力通过传送连杆335传递至所述移动电极320。

在实现a-接触式熔断开关的所述实施例中，包括熔融结合的本发明的熔断开关为了缩短操作时间及使固定电极端子的温度上升最小化，利用图9的压缩弹簧338与熔丝350来充分预热移动电极。

即，若在熔丝350断开之前向移动电极320的加热元件321供电预定时间，则在接触固定电极之前将移动电极加热到高温，从而，缩短熔融结合时间及最大限度地减少固定电极端子的温度上升。

图10示出a-接触式熔断开关的修改实施例的动作前后的状态。图10a表示a-接触式熔断开关的动作前的状态，图10b示出示a-接触式熔断开关的动作后的状态。

如图10a所示，将加热元件421插入于第三电极420中，并且可以通过加热元件供电线322向加热元件421供电。

在第三电极420的两侧被电镀或涂覆有导电接合材料420a。绝缘支撑构件440设置在第一电极411与第三电极420之间以及第二电极412与第三电极420之间。绝缘支撑构件440由不耐热且具备绝缘的材料形成，并且具有低于电极(第一电极411、第二电极412、第三电极420)的熔点。

托架弹簧460作为围绕第一电极411与第二电极412并提供压缩力的“托架形弹性弹簧”。当第一电极411与第二电极412之间的绝缘体450是“托架形弹性弹簧”的具备导电的金属时用于防止第一电极411与第二电极412电连接。当托架弹簧460由非导电材料(例如，不导电的塑料材料)形成时，不需要绝缘体450。

如图10a所示，当第三电极420的加热元件421产生热时，导电接合材料420a与绝缘支撑构件440被热熔化。即，绝缘支撑构件440熔化并消失，并且导电接合材料420a成为熔融状态。此时，若通过由托架弹簧460施加的按压力来停止加热元件的加热，则导电接合材料420a被固化，并且第三电极420被熔融结合(熔融后固化结合)到第一电极411与第二电极412，因此，成为如图10b的第一电极411与第二电极412电连接的状态。

虽然在图10的实施例仅在第三电极420电镀或涂覆有导电接合材料420a，也可以在第一电极411及第二电极412电镀或涂覆有导电接合材料420a，或者在第三电极420、第一电极411及第二电极412电镀或涂覆有导电接合材料420a。

与图10的实施例相反，第三电极420固定在熔断开关的壳体上，进给力产生装置被配置为第一电极411与第二电极412从第三电极420分离时，可以成为b-接触式熔断开关。

下面描述b-接触式熔断开关的具体实施例。

b-触点开关是指与第一开关类似的“能够从两个电极的初始断开状态转换到两个电极的接通状态的开关”，并且，b-接触式熔断开关是指b触点开关的熔断开关。

图11示出b-接触式熔断开关的第一实施例的动作前后的状态。

图11a示出b-接触式熔断开关的动作前的状态，图11b示出b-接触式熔断开关的动作后的状态。

如图11a所示，导电接合材料520a在移动电极520与两个固定电极511、512之间以焊接状态熔融结合，使得两个固定电极511、512电连接。

弹簧538与和弹簧壳体539构成进给力产生装置。

图11的进给力产生装置借助弹簧538的弹力产生进给力。

传送连杆535用于将由弹簧施加的进给力传递到移动电极520。传送连杆535优选地付着于移动电极520。

图11的进给力产生装置虽然产生进给力，但移动电极520通过导电接合材料520a固定在两个固定电极511、512，因此，移动电极520不能移动。

在移动电极520内部设置加热元件351。图11的加热元件521是绝缘热线。加热元件供电线522用于向加热元件供电。

在图11a当向安装在移动电极520的加热元件521供电时，由于加热元件521产生的热移动电极520的温度升高，使得位于移动电极520与固定电极511、512的接合部位的导电接合材料520a达到熔点，使得导电接合材料被熔化，同时，移动电极520与固定电极511、512分离，并通过进给力产生装置的进给力移动。

因此，提供从初始断开状态转换到接通状态的切换功能。

在图11b，保持部530用于固定移动电极520以提供耐外部冲击的耐久性。在所述移动电极520与所述保持部530之间存在低温熔融材料531，使得熔融结合移动电极520与保持部530。低温熔融材料531的熔点低于所述移动电极520与保持部530的熔点，并且可以是导电材料或非导电材料。

在开关操作期间，所述低温熔融材料531也被加热元件的热熔化，然后在开关操作完成之后固化，从而将移动电极520固定在保持部530。

即使没有进给力产生装置，移动电极520可以由重力而向下移动。当没有进给力产生装置时，保持部530的功能是重要的。如果提供如图11所示的进给力产生装置。可以省略保持部530。

图12是示出b-接触式熔断开关的第二实施例的动作前后的状态。

如图12所示，熔丝550限制压缩弹簧538的弹性力，从而在熔断开关操作之前阻止施加到移动电极520的力。

图12a示出b-接触熔断开关的动作前的状态，图12b示出b-接触式熔断开关动作后的状态。

在图12a，导电接合材料520a熔融结合在两个固定电极511、512与移动电极520之间，因此，两个固定电极511、512电连接。

弹簧538与弹簧壳体539构成进给力产生装置。然而，传送连杆孔535a形成在传送连杆535的内部，并且熔丝550通过传送连杆孔535a设置以固定传送连杆535的位置。

在开关操作期间，向加热元件521与熔丝550供给电，熔丝被熔化断裂，使得受约束的压缩的所述弹簧538的弹性力通过传送连杆535传递至所述移动电极520。

导电接合材料520a被加热元件521的热熔化。因此，移动电极520从固定电极511、512隔开，并断开两个固定电极511、512之间的电连接。

此时，即使不使用用于抑制压缩弹簧538的弹力的所述熔丝550，也不影响所述b-接触式熔断开关的动作。

图13是根据本发明的c-接触式熔断开关的概念图。

c-接触式熔断开关是指c-触点开关的熔断开关。“c-接触式熔断开关”是组合b-接触式熔断开关与a-接触式熔断开关的熔断开关。

如图13所示，c-接触式熔断开关包括设置在上部的两个固定电极、设置在下部的两个固定电极、沿上下方向移动的移动电极、用于向移动电极提供进给力使得所述移动单元朝单向或双向移动的进给力单元、用于在所述固定电极与所述移动电极之间执行焊接状态的熔融结合或拆焊状态的断开熔断的功能的导电接合材料、加热单元。

所述进给力单元可以包括产生进给力的单元(例如，弹簧、电机、电磁体等)。

所述加热单元是用于供应热量以熔化位于所述固定电极与移动电极之间的接触点处的导电接合材料的部件，并且包括用于发热的加热元件。加热单元可以向移动电极与四个固定电极提供热，或者可以仅向移动电极与两个固定电极的一部分供应热。

当加热元件是通过电产生热量的装置时，加热元件需要用于供电的电源供给部。电源供给部可以提供或切断加热元件的电源。

当移动电极向上移动以连接上部的两个固定电极时，上部的两个固定电极电连接。当移动电极向下移动以连接下部的两个固定电极时，下部的两个固定电极电连接。当移动电极连接固定电极时通过导电接合材料熔融结合，因此，连接的固定电极之间的电阻变得非常低。

下面说明c-接触式熔断开关的具体实施例。

图14是示出在c-接触式熔断开关的第一实施例的动作前后的状态。

图14a示出c-接触式熔断开关的动作前的状态，图14b示出c-接触式熔断开关的动作后的状态。

图14是由一对独立的固定电极端子代替图6的保持部330或图11的保持部530。此时，在取代的固定电极端子与移动电极之间需要导电接合材料。

图14的熔断开关为，随着移动电极620的移动接通位于上侧的第一固定电极611与第二固定电极612的同时，断开位于下侧的第三固定电极613及第四固定电极614，因此，可以执行图4a的开关的功能。

图14的移动电极620如图6及图11所示，移动到垂直于重力方向布置的固定电极接触部分或者移动电极上的进给力(当提供进给力产生装置时)的位置。

加热元件621设置在移动电极620的内部。图14的加热元件621是绝缘热线。加热元件供电线622用于向加热元件供电。

弹簧638与弹簧壳体639构成进给力产生装置。

图14的进给力产生装置借助弹簧638的弹力产生进给力。

传送连杆635用于向移动电极620传递由弹簧引起的进给力。传送连杆635优选地付着于移动电极620。

图14的进给力产生装置虽然产生进给力，但由于移动电极620通过导电接合材料620a固定在第一固定电极611及第二固定电极612，因此移动电极620不能移动。

图14的开关动作时，当通过加热元件供电线622向加热元件621供电时，与移动电极620接触的导电接合材料620a熔化。结果，移动电极620通过进给力产生装置的进给力向下移动，移动电极620由导电接合材料620a熔融结合到第三固定电极611及第四固定电极612上。

若仅通过由移动电极的重量施加的压力来进行固定电极与移动电极之间的熔融结合，则熔融结合的接触压力变弱，并且安装方向被限制在重力方向。

为了克服这些问题，优选地，单独地提供用于移动移动电极的进给力产生装置，而不是仅仅依赖于移动移动电极时的重量。

图14是示出采用压缩弹簧作为c-接触式熔断开关的进给力产生装置的图。

当然，可以使用作为双向进给力产生装置的电机及电磁体代替压缩弹簧。

在上述实施例的附图中，加热元件仅被埋设在移动电极中。加热元件也可以埋设在移动电极与固定电极中，以便更快速地熔化导电接合材料并缩短熔断开关的动作时间。

图15是在c-接触式熔断开关的第一实施例中将发热元件埋设在移动电极与固定电极的情况下的移动电极与固定电极的立体图。图。图15a示出c-接触式熔断开关的动作前的状态，图15b示出c-接触式熔断开关的动作后的状态。

图15的移动电极620上设置有用于插入加热元件的多个孔，并且在四个固定电极611、612、613、614设置有用于插入加热元件的多个孔。

在熔融断开与熔融结合结合期间施加到移动电极的断开力与接触力(接触压力)由所述进给力产生装置中产生的力来确定。此时，当移动电极以高接触压力的状态与固定电极熔融结合时，可以相对降低导通电阻。

所述进给力产生装置还可以包括传送连杆，从而可以通过传送连杆将由进给力产生装置产生的力传递到移动电极。

所述传送连杆朝移动电极的移动方向上横跨两个固定电极的方式移动，以提供防止由于具有流动性的熔融导电接合材料断开两个固定电极的隔板的功能。这里，隔板优选具有平板形状。

此外，为了适当地调节熔融导电接合材料的量，还可以在熔断开关的壳体的壁表面上进一步设置排出通道。

本发明的传送连杆不限于所述实施例，而是可以根据进给力产生装置、固定电极、移动电极的形状与结构而具有各种形状。

此外，可以设置引导槽，使得移动电极可以精确地移动。

图16示出在c-接触式熔断开关设置引导槽的图。

在图16，引导槽671形成在熔断开关壳体670中，并且隔板636可以沿着引导槽671上下移动。与隔板636结合的移动电极620与隔板636一起上下移动，并且与上侧的第一固定电极611与第二固定电极612结合，或与下侧的第三固定电极613与第四固定电极614结合。

熔断开关做成实际产品的情况下，除了露于外部的固定电极与供电线外，优选地被熔断开关壳体密封。

图17示出c-接触式熔断开关被熔断开关壳体密封的结构。

在图17，c-接触式熔断开关由熔断开关壳体670密封，仅四个固定电极611、612、613、614以及供电线(未示出)暴露于外部。

图6，图8，图9与图11至图14的矩形(由虚线表示)示出壳体680。图6，图8，图9与图11至图14的四角形对应于壳体680，并且仅两个固定电极的一部分暴露于壳体680的外部。

图18是c-接触式熔断开关的改进实施例。

图18的实施图即便利用绝缘支撑构件740也体现图4b的c-接触式熔断开关。

第一固定电极711与第二固定电极712设置在固定位置，并且其间存在移动电极720。当移动电极720与第一固定电极711结合时，移动电极720与第一固定电极711电连接。当移动电极720与第二固定电极712结合时，移动电极720与第二固定电极712电连接。

由于移动电极720向上或向下移动并与电线连接，因此，必须连接到绞合电缆或形成为具有弹性的电极。

绝缘支撑构件740应由不耐热且具有持续的支撑力的材料形成，例如，用于焊接的焊剂或泡沫聚苯乙烯。即，绝缘支撑构件的熔点低于与绝缘支撑构件接触的电极的熔点。

压缩弹簧738产生使移动电极720向上移动的供给力，而绝缘支撑构件740阻止移动电极720的移动，并且移动电极720由导电接合材料720a与第二固定电极712耦合。因此，移动电极720保持与第二固定电极712的电耦合。

然而，当加热元件721产生热时，绝缘支撑构件740与导电接合材料720a熔化。由此，移动电极720向上移动并与第一固定电极711连接。当停止加热元件的加热，移动电极720被冷却时，移动电极720与第一固定电极711通过导电接合材料720a熔融结合，因此移动电极720保持与固定电极711的电耦合。

在图18的熔断开关，若将电绝缘体(非导电材料)放置在“绝缘支撑构件与第一固定电极之间”或“绝缘支撑构件与移动电极之间”时，“绝缘支撑构件”可以变更为“导电支撑构件”。

所述支撑构件可以用如焊丝的其它支撑装置代替。

压缩弹簧738可以用另一个进给力产生装置代替。

图8的绝缘支撑构件340，图9的熔丝350，12的焊丝550，图18的绝缘支撑构件740等是用于抑制移动电极的进给力的一种进给限制装置。进给限制装置可以使用各种其他方法来实现。例如，仅朝移动电极的移动方向垂直的方向上移动的突起可以插入于移动电极的侧面，以阻止移动电极的移动，并凸部朝移动电极的侧面拉出的方向移动时，允许移动电极移动。这种进给限制装置可以用于a-接触式开关、b-接触式开关、c-接触式开关。

当两个电极通过导电接合材料熔融结合时，导电接合材料可能向下流动。

图19示出导电接合材料向下流动的状态。

图19a示出上侧电极10与下侧电极20熔融结合前的图。图19b示出上部电极10与下部电极20熔融后的图。

此时，上侧与下侧根据重力方向确定。即，重力作用的方向对应于下侧。

当上部电极10与下部电极20之间的间隙变窄时，熔融的导电接合材料20a被压力推向一侧，并且被推动的导电接合材料20a由于重力而向下流动。

如图19(a)所示，当导电接合材料20a与上侧电极10与下侧电极20一起熔化时，导电性接合材料20a可以流向侧面。当在电极被电镀或涂覆有导电接合材料20a时也是如此。

若在位于下侧的电极(重力起作用的方向)上形成槽，则可以最大限度地减少熔化的导电接合材料从侧面的流动。

槽优选沿着下侧电极的熔融结合部分的边缘形成。

图20是示出在下侧电极形成槽的实施例。

图20a示出上侧电极10与下侧电极20熔融结合前的状态。图20b示出上侧电极10与下侧电极20熔融后的状态。

在图20的下侧电极20沿着熔融结合部位的边缘形成有槽21。

图20b所示，由于导电接合材料20a聚集在槽21中，因此不会溢出，也能最大限度地减少已流过的导电性粘接材料20a的量。

图21是形成有槽的下侧电极的立体图。

为了防止熔融的导电接合材料流向侧面与下侧，可以向位于下侧(重力作用)的电极设置凹部。

图22是示出具有凹部的第一实施例的图。

图22a示出两个电极彼此接触之前的状态。图22b示出两个电极彼此接触之后的状态。

在下侧电极20设置有凹部25以容纳导电接合材料20a。

在上侧电极10设置有形状与下侧电极20的凹部25的形状对应的凸部15，因此，上侧电极10的凸部15可以与下侧电极20的凹部25紧贴。

图23示出具有凹部的第二实施例的图。

图23a示出两个电极彼此接触之前的状态，图23b示出两个电极彼此接触之后的状态。

在下侧电极20设置有凹部25以容纳导电接合材料20a。

在上侧电极10设置有与下侧电极20的凹部25的形状对应的凸部15，因此，上侧电极10的凸部15可以与下侧电极20的凹部25紧贴。

在图22中尽管下侧电极的凹部与上侧电极的凸部形成为多面体形状，但在图23中下侧电极的凹部与上侧电极的凸部具有弯曲的形状。

在图22与图23的实施例中，凹部与凸部的形状及尺寸基本相同。然而，如果使凸部略小于凹部，或者将凸部的形状部分地切出以形成内部空间，则熔融导电性接合材料可以位于空间中，因此，该形状更多有利于防止导电接合材料从侧面推出。

此外，当凹部的深度增加时，即使熔断开关倾斜，也不会防止熔融的导电接合材料20a从侧面流出。

图24示出具有凹部的第三实施例的图。

图24a示出两个电极彼此接触之前的状态，图24b示出两个电极彼此接触之后的状态。图24c示出两个电极在彼此接触之前倾斜的状态。

若在下侧电极形成凹部，则最大限度地减少导电接合材料的损失，因为即便反复操作熔断开关，导电接合材料也不会泄漏到外部，从而有利于生产反复的熔断开关。

凹部的形状与尺寸可以根据需要进行各种修改。

然而，为了使熔断开关反复执行开关操作而不是执行一次开关操作，需要连续地提供熔融结合与熔断所需的导电接合材料，以及进给力产生装置应能够在双方向上产生进给力，而不是在单方向上产生进给力。能够在双方向上产生进给力的装置的代表性的实施例是电机。移动电极与用于将电机的旋转运动转换为直线运动的进给螺杆结合，从而，从双方向上接收进给力。

图25示出反复式熔断开关的实施例。

图25a示出反复式熔断开关接通时的状态，图25b示出反复式熔断开关的断开时的状态。

移动电极820设置在两个相隔开的固定电极811、812的下侧。移动电极820可以通过电机850的旋转转矩而上下移动。进给螺杆851与电机连接，传送连杆852形成有对应进给螺杆851的形状的螺纹，使得当电机旋转时，传送连杆852上下移动。

传送连杆852与移动电极820结合。

此时，由于通过电机850来控制移动电极820的进给位置，因此可以将移动电极充分预热，然后与固定电极接触以进行熔融结合。

如图25a所示，当移动电极820与两个固定电极811、812隔开时，两个固定电极811、812彼此电分离。如图25b所示，当移动电极820与两个固定电极811、812结合时，两个固定电极811、812电连接。

图26是图25的反复式熔断开关的立体图。

图27是图25的反复式熔断开关的移动电极的立体图。

在移动电极820的上部形成有两个凹部825，因此，导电接合材料可以位于其中。在移动电极820的下部形成有用于插入加热元件的多个孔。

优选地，本发明的熔断开关还包括用于在熔断及熔融结合期间抑制由导通电流产生电弧的电弧防止装置。

图28是熔断开关的电弧防止装置的结构图。

熔断开关驱动单元是用于驱动熔断开关的装置。熔断开关驱动单元可以基本上包括用于提供及切断加热元件的电力的加热元件供电部及通过驱动电机来移动移动电极的进给控制部。

半导体开关(例如，晶体管、MOSFET、IGBT、SCR、Triac等)与熔断开关并联连接。

半导体开关驱动单元是用于驱动半导体开关的装置。

半导体开关可以在断开熔断开关之前立即开启，并且在熔断断开完成之后可以断开半导体开关以抑制产生电弧。

即，在熔断断开期间，半导体开关提供导通电流的路径，并且在熔断断开完成之后，阻断半导体开关的导通电流。

为了最大限度地减少半导体开关的接通时间，优选在切断熔断开关的电流之前立即接通半导体开关。

此时，为了最大限度地减少半导体开关的接通时间，半导体开关驱动单元包括电流检测装置，用于检测流过熔断开关的电流，以确定流过熔断开关的电流值是否达到目标值。若电流达到目标值，则半导体开关驱动单元可以识别出熔融断开或熔融结合已经完成，并且断开半导体开关(当熔断开关接通时，电流的目标值为0，当开关断开时，开关断开时给出的当前值成为当前的目标值)。

熔融断开的完成状态可以由移动电极位置检测装置代替所述电流检测装置来确定。

此时，可以使用各种方法来实现所述移动电极位置检测装置。

例如，可以使用通过在移动电极的进给完成位置接触移动电极来操作的微动开关。

此外，为了最大限度地减少半导体开关的接通时间，可以基于熔断开关的熔融断开及熔融结合所需的实际时间来确定半导体开关的接通及断开时间。

为了最大限度地减少半导体开关的接通时间，半导体开关优选在熔断开关的电流被切断之前被导通。这可以从向熔断开关的加热元件供电的时间估计。例如，若在室温下向加热元件供电之后导电接合材料开始熔化约10秒，则估计熔化已经在约10秒的时间，大约9秒钟的时间接通半导体开关。若通过使用温度传感器确认熔断开关的温度，则可以更精确地估计导电接合材料熔化的温度。

图29示出熔断开关的电弧防止方法的示例流程图。

首先，当熔断开关开始操作时，在步骤S10中发出半导体开关接通命令。

在步骤S20中，发出熔断开关开始操作命令。熔断开关开始操作命令包括要向发热元件发出的供电命令与对移动电极的进给力产生命令。

在步骤S30中检测熔融断开或熔融结合是否完成，确定流过熔断开关的电流值是否达到目标值后，若当前值达到目标值，则处理进入下一步骤(当熔断开关被开放(熔融断开)时，电流的目标值为0，当开关关闭时(熔融结合)，给定的值成为电流的目标值)。

在步骤S40中，发出切断半导体开关的命令。

在步骤S50中，确定移动电极的进给是否已经完成，若移动电极的进给已完成，则处理进行到下一步骤。

确定移动电极的进给是否已经完成的方法为，当确定在当前电流之后经过预定时间(例如3秒)时，移动电极的进给已经完成达到目标值，或通过移动电极的位置检测与电机驱动电流来判断是否完成移动电极的进给。

在步骤S60中，发出切断供给到加热元件的电力的命令。

完成所有所述步骤后，完成熔断开关的操作。

如图29所示，在发出半导体接通命令之后发出熔断开关操作开始命令，或者为了最大限度地减少半导体开关的接通时间，可以在发出熔断开关操作开始命令之后的预定时间发出半导体接通命令。

当电流达到流过熔断开关的电流值时，确定完成熔融断开，可以同时发出半导体开关的断开命令与加热元件操作结束命令(加热元件供电切断命令)。

所述熔断开关的特征在于，通过用导电接合材料熔融结合设置于开关中的两个固定电极与移动电极来降低导通电阻，熔断开关可以各种方式进行修改及实施。

在所述实施例中，导电接合材料预先通过电镀或涂覆在固定电极与移动电极。然而，为了提供足够量的导电接合材料，可以在固定电极与移动电极之间设置未熔融的导电接合材料。例如，导电接合材料可以通过与不耐热的绝缘性支撑体结合而固定在固定电极或移动电极上，也可以绝缘涂覆在焊剂(例如，助焊剂-金属氧化物涂层抑制剂)上，以便附着于固定电极或移动电极。

本发明的熔断开关需要加热元件，然而，在两个固定电极之间流动的电流量充分时，a-接触式熔断开关可以省略加热元件。

图30示出从图9的实施例中去除加热元件321的熔断开关。

图30a示出熔断开关的动作前的状态，图30b示出熔断开关的动作后的状态。

当开关动作时，向熔丝350供给电，熔丝被熔化后断裂。由此，被约束的压缩弹簧338的弹力通过传送连杆335传递到移动电极320。

移动电极320与两个固定电极311、312接触，并且在两个固定电极之间流动的电流量足够时，导电接合材料320a被焦耳热熔化，导电接合材料320a熔化后，电阻会降低，导电接合材料320a固化，同时将移动电极320熔融结合在两个固定电极311、312上。最终两个固定电极311、312电连接。

即，在两个固定电极311、312的两端流通导通电流的开路电压的状态下，移动电极320朝与两个固定电极311、312接触的方向移动，使得与两个固定电极接触，此时，通过移动电极320与导电接合材料320a在两个固定电极311、312之间流动导通电流，并且导电接合材料被导通电流的焦耳热熔化后，当两个固定电极311、312之间的导通电阻减少时，导电接合材料固化。最终两个固定电极311、312电连接。

即，当移动电极与两个固定电极接触时，所述导电接合材料通过流动在移动电极与两个固定电极之间的电流的焦耳热熔融结合。

在所述实施例中，所有固定电极被示出为具有均匀的厚度。然而，为了最小化固定电极端子的温度上升及缩短工作时间，可以不同地设置固定电极的触点厚度与电极端子的厚度，从而具有不同的热容量。

图31示出改进固定电极厚度的图。图31a示出改进固定电极的厚度的第一实施例，图31b是改进固定电极的厚度的第二实施例，图31c示出改进固定电极的厚度的第三实施例。

如图31a所示，两个固定电极911、912通过导电接合材料920a与移动电极920结合。与移动电极920接触的两个固定电极的一部分形成为较薄。

若与移动电极920接触的两个固定电极的部分形成较薄，则热容量小于固定电极的厚电极端子的热容量，使得移动电极920的接触可能被快速加热，从而能缩短熔融结合与熔融断开的操作时间。

如图31a所示，若变薄部分的A部分成一定角度，则电流可能集中在A部分上，使得A部分可能局部过热。

因此，如图31b或31c所示，优选地变薄的部分形成为没有任何成角度的边缘，使得电流不会集中在变薄部分上。

虽然所述实施例中的移动电极的线性移动平行于固定电极，但是可以以其他方式移动。

例如，可以执行旋转运动。

图32示出具有可旋转的移动电极的c-接触式熔断开关的示例图。

能够围绕移动电极轴1025旋转的移动电极1020设置在熔断开关壳体1070的内部。

移动电极1020可以与第一固定电极1011及第二固定电极1012接触，并且旋转移动后，可以与第三固定电极1013及第四固定电极1014接触。当移动电极1020与固定电极接触时，与导电接合材料熔融结合。

用于旋转移动电极1020的进给力产生装置可以通过各种装置实现。例如，可以使用扭转弹簧、电机等来产生旋转进给力。

如图32所示，若去除第三固定电极1013及第四固定电极1014，则熔断开关可以用作a-接触式熔断开关或b-接触式熔断开关。

本发明的熔断开关具有加热元件，使得可以独立地进行开/关控制，然而，在开关流通导通电流的状态下，进行熔融结合及熔融断开时，由于触点部位的接触电阻产生焦耳热。

因此，当加热元件产生的热在固定电极接触/断开的过程中产生的焦耳热量增加时，触点的温度迅速增加，因此，缩短熔融结合及熔融断开的时间。

当本发明的熔断开关用作图1至图3的电池控制装置的开关时，为了产生高的焦耳热需要在接触/断开过程中增加触点的接触电阻。因为一个熔断开关的电阻值太小，可以认为电流量几乎是恒定的，而在恒流的情况下，电阻值越大焦耳热越大。

由于所述接触电阻随着接触的电极的接触压力增加而降低，使得可以通过调节由进给力产生装置产生的进给力来控制接触压力，从而可以控制接触电阻。

此外，接触电阻随着接触面积增加而减小。因此，可以通过在导电接合材料的表面的局部或全部上形成凹凸来减小接触面积，从而增加接触电阻。

图33示出在接触的导电接合材料的局部形成凹凸的图。

图34是在图33形成凹凸的导电接合材料的俯视图。

如图34所示，在导电接合材料的表面上以规则的间隔形成多个凹部。

此外，可以通过分为步骤来控制，通过将移动电极的接触压力(接触力)保持在预定的范围内，使得触点在所需的熔融结合温度下充分加热，从而产生高焦耳热的步骤与增加接触压力来将移动电极与固定电极紧贴的步骤。

此外，熔融结合时为了使固定电极端子的温度上升最小化并缩短工作时间，移动电极与接触固定电极之前应在加热元件的高温下充分地预热预定时间。

因此，需要通过进给力产生装置来控制移动电极的供给，以控制移动电极的接触压力及预热移动电极。

进给力产生装置可以通过将移动电极连接到由进给螺杆851(将电动机的旋转运动转换成直线运动的装置)构成的电机的轴将电机的旋转运动转换成直线运动，并通过控制电机的转矩控制双向进给力的接触压力与移动电极的进给位置。

所述电机可以由步进电动机代替以双向进给移动电极并检测移动电极的进给位置。

即，由于步进电机每脉冲旋转一个步进角度，因此可以通过步进电机的驱动脉冲数来检测移动电极的位置，而不需另外提供一个进给位置检测装置。

加热元件仅设置在移动电极的情况下，熔融结合的触点的热阻应高度融合断开，以便将从移动电极传递的热集中在触点上缩短加热时间，并减少传递到固定电极端子的热，从而，最大限度地减少固定电极端子的温度上升。

由于导电接合材料具有高于固定电极(例如铜)的热阻，导电接合材料优选形成为较厚，以增加触点的热阻。然而，由于移动电极的接触压力，难以控制熔融结合时的导电性接合材料的量。为了解决所述问题，可以在触点的电极表面上形成凹凸，使得即使在接触压力下，也可以保持与所述凹凸的空间对应的导电性接合材料的量，从而，可以提高耐热性。

图35示出在电极表面上形成凹凸的示例。

如图35所示，通过导电接合材料1220a熔融结合移动电极1220与两个固定电极1211、1212的熔断开关为，在移动电极1220的表面上通过导电接合材料结合的表面上形成凹凸。

虽然所述实施例的熔断开关的加热元件被埋设在移动电极中，但加热元件可以付着于除了移动电极的接触表面的移动电极的外表面及内部。

图36是从c-接触式熔断开关在移动电极的外表面付着加热元件的实施例。

图36a示出移动电极1320与上侧的两个固定电极1311、1312接触的图，图36b示出移动电极1320与下侧的两个固定电极1313、1314接触的图，图36c是在图36a去除加热元件1321的立体图。

如图36a所示，移动电极1320在两个固定电极1311、1312相分开的边界上具有分支线，并且加热元件1321设置在所述分支线1320b上。所述分支线可以称为传热分支部。

如图36所示，由绝缘热线构成的加热元件1321可以付着于除了与两个固定电极接触的移动电极1320的接触表面之外的分支线1320b上。

当加热元件设置在所述移动电极的分支线上时，接触表面的传热路径横向对称，使得能实现固定电极的均衡的传热及最大限度地减少固定电极端子的温度上升。

所述移动电极的分支线可以根据加热元件的所需尺寸与熔断开关的壳体的形状来体现各种形状。

图37示出为了增加分支线的表面积改进图36的分支线形状的实施例。

图37a是具有分支线1320b的移动电极1320的实施例的立体图。

图37b是示出加热元件1321的绝缘热线沿移动电极的进给方向安装在所述移动电极1320的分支线1320b上的俯视图。

图37c是具有分支线的移动电极的另一实施例的立体图。

图37d是示出加热元件的绝缘热线沿垂直于移动电极的进给方向安装在所述移动电极的分支线上的俯视图。

包括所述分支线的移动电极可以使用具有均匀厚度的铜板容易地制造。

图38示出移动电极的分支线的形状的另一个实施例，用于增加付着有加热元件的热线的移动电极的非接触表面。

当根据所产生的热量的热线所需的长度长或加热元件的体积大时，移动电极的对应的非接触表面也需要足够大。

如图38所示，在两个固定电极1411、1412分离的边界处移动电极1420具有(三角形)闭环1420d的形状，闭环包括直线交叉间隔的直线路径与绕过间隔的旁路路径。

图38a示出移动电极1420具有三角形闭环1420d的b-接触式熔断开关的实施例。

图38b示出移动电极1420具有三角形闭环1420d的a-接触式熔断开关，移动电极1420通过固定电极1411、1412与绝缘支撑构件1420c绝缘。此时，可以使用图9的实施例的熔丝350来代替所述绝缘支撑构件1420c来构成a-接触式熔断开关。

所述闭环形状可以起到充分提供非所述接触表面的作用，同时最大限度地减少移动电极的电阻。

所述闭环可以具有各种形状，例如三角、圆形、四边形等。

若加热元件安装在闭环上，则触点部位的传热路径横向对称，从而确保均等的热传递到固定电极的触点部位，并最大限度地减少固定电极端子的温度上升。

具有闭环形状的所述移动电极可以使用具有均匀厚度的铜棒。

闭环的直线路径可以通过所述铜棒的接合表面的焊接(电弧、等离子体、激光器、电阻等)或螺栓螺母的紧固来实现。

在所述实施例中，固定电极定位成彼此面对，但可以彼此平行地定位。

图39示出在形成有多个孔1521a的移动电极1520的内部埋设有加热元件的绝缘热线，固定电极1511、1512、1513、1514被相互平行地定位的c-接触式熔断开关的实施例。

图40示出移动电极1620具有分支线1620b，加热元件的绝缘热线1621位于分支线1620b上的实施例。

图40a是实施例的立体图，图40b是移动电极1620与固定电极1611接触的截面图，图40c是移动电极1620与固定电极1613接触时的界面图。

进给力产生装置1640可以根据熔断开关的壳体的形状设置在各种位置。

因此，本发明的熔断开关借助进给力产生装置操作时，不受固定电极及移动电极的形状及位置的影响，移动电极与两个固定电极的触点部位可以彼此接触及分离。

在本发明的分支线(包括闭环)的实施例中，加热元件仅付着于所述移动电极的支线(包括闭环)的表面，也可以被埋设在分支线内部，从而最大限度地提高加热效率。

图41示出在导体的表面与内部同时安装热线的实施例。

如图41a所示，在分支线1720b、1720d的导体上形成多个可以埋入加热元件的热线1721的多个孔1721a，如图41b所示，当热线按照分配的顺序交替的方式插入于所述孔1721a时(黑白表示相反的方向，例如黑色表示进入方向，白色表示取出方向)，热线1721可以均匀地排列在分支线的导体的表面与内部。

因此，可以增加每单位面积的热线与导体接触的表面积，从而，最大限度地提高加热效率。

本发明的熔断开关为，当在移动电极的内部、移动电极的分支线及闭环上设置加热元件时，传热路径在两个固定电极的触点部位分别对称，从而，可以实现对相应的触点部位的均匀的热传递。

在加热元件依次移动电极、固定电极的接触点部位、固定电极的电极端子形成有热传路径，使得最大限度地减少相对触点部位的固定电极的电极端子的温度上升。

在本发明中，为了最大限度地减少熔融结合期间的固定电极端子的温度上升，移动电极可以与固定电极接触之前通过加热元件预热至足够高的温度。

本发明的熔断开关不仅可用于电动车辆的电池控制装置或能量存储系统(ESS)，而且还可以应用于包括大功率开关的各种领域。即，本发明的熔断开关可以应用于包括用于控制大电流的开关的装置的任何领域。

Claims (24)

1.一种熔断开关，其特征在于，包括：

相分离的两个固定电极；

移动电极，能够朝与所述固定电极接触或分离的方向移动；

导电接合材料，位于所述两个固定电极与移动电极之间；以及

加热元件，

所述导电接合材料的熔点低于所述固定电极的熔点与所述移动电极的熔点，

当所述移动电极与两个固定电极接触时，两个固定电极电连接， 当所述移动电极与两个固定电极分离时，两个固定电极断电，

当所述移动电极与两个固定电极接触时，所述导电接合材料通过加热元件的加热熔化而使所述移动电极熔融结合在两个固定电极上，当所述移动电极与所述两个固定电极分离时，所述导电接合材料通过加热元件的再次加热熔化而使所述移动电极与所述两个固定电极熔融断开，

所述加热元件设置在所述移动电极中，

所述熔断开关还包括用于产生能够移动移动电极的位置的力的进给力产生装置。

2.一种熔断开关，其特征在于，包括：

相分离的第一固定电极与第二固定电极；

相分离的第三固定电极与第四固定电极；

一个移动电极；

导电接合材料，位于所述固定电极与移动电极之间；以及

加热元件，

所述导电接合材料的熔点低于所述固定电极的熔点与所述移动电极的熔点，

当所述移动电极与所述第一固定电极和所述第二固定电极接触时，所述第一固定电极与所述第二固定电极电连接，所述第三固定电极与所述第四固定电极断电，

当所述移动电极与所述第三固定电极和所述第四固定电极接触时，所述第一固定电极与所述第二固定电极断电，所述第三固定电极与所述第四固定电极电连接，

当所述移动电极与两个固定电极接触时，所述导电接合材料通过加热元件的加热熔化而使所述移动电极熔融结合在两个固定电极上，

当所述移动电极与所述两个固定电极分离时，所述导电接合材料通过加热元件的再次加热熔化而使所述移动电极与所述两个固定电极熔融断开，所述加热元件独立形成，

所述熔断开关还包括用于产生能够移动所述移动电极的位置的力的进给力产生装置。

3.根据权利要求1或2所述的熔断开关，其特征在于，所述加热元件形成在所述移动电极的内部，以使加热效率最大化，所述移动电极中形成有至少一个孔，将绝缘状态的所述加热元件插入于所述孔。

4.根据权利要求1或2所述的熔断开关，其特征在于，所述加热元件安装在除了与所述两个固定电极接触的所述移动电极的接触面以外的所述移动电极的表面。

5.根据权利要求1或2所述的熔断开关，其特征在于，

所述移动电极具有一条或多条分支线，并且所述加热元件设置在所述分支线上。

6.根据权利要求5所述的熔断开关，其特征在于，在所述移动电极与所述两个固定电极的接触部位的热传递在对称的位置处，所述分支线从所述移动电极分支。

7.根据权利要求5所述的熔断开关，其特征在于，所述分支线的数量两个以上，所述分支线的端部连接形成闭环。

8.根据权利要求5所述的熔断开关，其特征在于，在所述分支线的表面与内部设置所述加热元件。

9.根据权利要求1或2所述的熔断开关，其特征在于，

所述加热元件设置在能够以移动电极、固定电极的触点部位、固定电极的电极端子的依次顺序形成热传递路径的位置。

10.根据权利要求1或2所述的熔断开关，其特征在于，所述进给力产生装置能够控制所述移动电极与所述两个固定电极接触时产生的接触压力。

11.根据权利要求1或2所述的熔断开关，其特征在于，在所述移动电极与所述固定电极的表面中通过所述导电接合材料进行熔融结合的表面上形成有凹凸。

12.根据权利要求1或2所述的熔断开关，其特征在于，所述导电接合材料的表面的局部或全部形成有凹凸。

13.根据权利要求1或2所述的熔断开关，其特征在于，所述加热元件借助位于所述加热元件外侧的供电部执行供电及断电。

14.根据权利要求1或2所述的熔断开关，其特征在于，所述进给力产生装置通过传送连接件与所述移动电极连接，所述传送连接件由平板形状的隔板绝缘体形成，使得通过所述两个固定电极之间的间隙移动，从而防止两个固定电极之间的短路。

15.根据权利要求1或2所述的熔断开关，其特征在于，进一步包括用于支撑所述移动电极不会朝特定方向移动的进给限制装置。

16.根据权利要求1或2所述的熔断开关，其特征在于，进一步包括用于支撑所述移动电极不会朝特定方向移动的支撑构件，

所述支撑构件在低于所述两个固定电极与所述移动电极的熔点的温度下熔化。

17.根据权利要求1或2所述的熔断开关，其特征在于，用熔丝限制所述进给力产生装置以切断施加到所述移动电极的进给力，

当所述熔丝通过电流被熔断时，进给力产生装置的进给力施加到移动电极上。

18.根据权利要求1或2所述的熔断开关，其特征在于，在通过所述导电接合材料接合的所述固定电极或所述移动电极沿着接触部位的边缘形成有槽。

19.根据权利要求1或2所述的熔断开关，其特征在于，在通过所述导电接合材料接合的固定电极与所述移动电极中在位于下侧的电极，即位于重力作用方向上的电极形成有凹部，所述导电接合材料定位在所述凹部中。

20.根据权利要求1或2所述的熔断开关，其特征在于，在所述两个固定电极的两端并联连接半导体开关，在熔融断开或熔融结合期间提供导通电流的路径，以抑制所述固定电极两端的电弧产生。

21.根据权利要求20所述的熔断开关，其特征在于，进一步包括用于检测流通在熔断开关的电流的电流检测装置，以最大限度地减少所述半导体开关的导通时间。

22.根据权利要求1或2所述的熔断开关，其特征在于，在固定电极中与所述移动电极接触的部位的厚度薄于与移动电极不接触的部位的厚度。

23.一种电池控制装置，其特征在于，包括权利要求1或2所述的熔断开关。

24.根据权利要求1或2所述的熔断开关，其特征在于，所述熔断开关进行熔融结合之前，向所述加热元件供电规定时间后移动所述移动电极，以预热所述移动电极。

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