CN111341627A - 一种集成机械力断开灭弧熔体的激励熔断器 - Google Patents

一种集成机械力断开灭弧熔体的激励熔断器 Download PDF

Info

Publication number
CN111341627A
CN111341627A CN202010263397.9A CN202010263397A CN111341627A CN 111341627 A CN111341627 A CN 111341627A CN 202010263397 A CN202010263397 A CN 202010263397A CN 111341627 A CN111341627 A CN 111341627A
Authority
CN
China
Prior art keywords
conductive terminal
cavity
shell
arc extinguishing
melt
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010263397.9A
Other languages
English (en)
Inventor
石晓光
戈西斌
王伟
曹辉
王宁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Zhongrong Electric Co Ltd
Original Assignee
Xian Zhongrong Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Zhongrong Electric Co Ltd filed Critical Xian Zhongrong Electric Co Ltd
Priority to CN202010263397.9A priority Critical patent/CN111341627A/zh
Publication of CN111341627A publication Critical patent/CN111341627A/zh
Priority to CN202110316698.8A priority patent/CN112908805B/zh
Priority to EP21784797.9A priority patent/EP4075472A4/en
Priority to KR1020227025366A priority patent/KR20220108198A/ko
Priority to PCT/CN2021/085832 priority patent/WO2021204165A1/zh
Priority to JP2022542072A priority patent/JP7395003B2/ja
Priority to US17/799,745 priority patent/US20230352252A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H85/00Protective devices in which the current flows through a part of fusible material and this current is interrupted by displacement of the fusible material when this current becomes excessive
    • H01H85/02Details
    • H01H85/04Fuses, i.e. expendable parts of the protective device, e.g. cartridges
    • H01H85/05Component parts thereof
    • H01H85/18Casing fillings, e.g. powder
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/30Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H9/34Stationary parts for restricting or subdividing the arc, e.g. barrier plate
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H39/00Switching devices actuated by an explosion produced within the device and initiated by an electric current
    • H01H39/006Opening by severing a conductor
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H85/00Protective devices in which the current flows through a part of fusible material and this current is interrupted by displacement of the fusible material when this current becomes excessive
    • H01H85/0039Means for influencing the rupture process of the fusible element
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H85/00Protective devices in which the current flows through a part of fusible material and this current is interrupted by displacement of the fusible material when this current becomes excessive
    • H01H85/02Details
    • H01H85/04Fuses, i.e. expendable parts of the protective device, e.g. cartridges
    • H01H85/05Component parts thereof
    • H01H85/055Fusible members
    • H01H85/12Two or more separate fusible members in parallel
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H85/00Protective devices in which the current flows through a part of fusible material and this current is interrupted by displacement of the fusible material when this current becomes excessive
    • H01H85/02Details
    • H01H85/04Fuses, i.e. expendable parts of the protective device, e.g. cartridges
    • H01H85/05Component parts thereof
    • H01H85/143Electrical contacts; Fastening fusible members to such contacts
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H85/00Protective devices in which the current flows through a part of fusible material and this current is interrupted by displacement of the fusible material when this current becomes excessive
    • H01H85/02Details
    • H01H85/38Means for extinguishing or suppressing arc
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/10Adaptation for built-in fuses
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H39/00Switching devices actuated by an explosion produced within the device and initiated by an electric current
    • H01H2039/008Switching devices actuated by an explosion produced within the device and initiated by an electric current using the switch for a battery cutoff
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/22Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/22Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism
    • H01H3/24Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism using pneumatic or hydraulic actuator
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H85/00Protective devices in which the current flows through a part of fusible material and this current is interrupted by displacement of the fusible material when this current becomes excessive
    • H01H85/02Details
    • H01H85/0241Structural association of a fuse and another component or apparatus
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H85/00Protective devices in which the current flows through a part of fusible material and this current is interrupted by displacement of the fusible material when this current becomes excessive
    • H01H85/02Details
    • H01H85/04Fuses, i.e. expendable parts of the protective device, e.g. cartridges
    • H01H85/05Component parts thereof
    • H01H85/055Fusible members
    • H01H85/08Fusible members characterised by the shape or form of the fusible member
    • H01H85/10Fusible members characterised by the shape or form of the fusible member with constriction for localised fusing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H85/00Protective devices in which the current flows through a part of fusible material and this current is interrupted by displacement of the fusible material when this current becomes excessive
    • H01H85/02Details
    • H01H85/36Means for applying mechanical tension to fusible member

Landscapes

  • Fuses (AREA)

Abstract

一种集成机械力断开灭弧熔体的激励熔断器,包括壳体、导电端子;其特征在于所述导电端子包括两片间隔设置在所述壳体中的作为电流输入端和电流输出端的第一导电端子和第二导电端子,导电的灭弧熔体以串联或并联方式连接所述第一导电端子和第二导电端子;在所述壳体中设置供所述灭弧熔体穿过的封闭腔室,在所述封闭腔室中填充有灭弧填料;在所述壳体中设置有接收外部激励信号而动作的驱动器及可被所述驱动器驱动的冲击装置;所述冲击装置在所述驱动器驱动下可断开所述灭弧熔体。优点在于产品体积小,电阻较小,发热较低,功耗小;能支持零电流切断,可迅速可靠分断大小故障电流。

Description

一种集成机械力断开灭弧熔体的激励熔断器
技术领域
本发明涉及电力控制和电动汽车领域,尤其是指通过外部信号控制切断电流传输电路的激励熔断器的辅助灭弧结构。
背景技术
电路过电流保护的产品是基于流过熔断器电流产生的热量熔断的熔断器,存在主要的问题是热熔熔断器和负载匹配关系。例如在新能源车主回路保护情况,如果负载出现低倍数过载或短路的情况,选用低电流规格的熔断器不能满足电流短时间过冲的情况,如果选用高电流规格的熔断器不能满足快速保护的要求。在目前新能源车辆提供能量的锂电池包,在短路情况下输出电流大约是额定电流的几倍,熔断器保护时间不能满足要求,导致电池包发热起火燃烧。由于耐受电流发热和分断电流发热熔化,都源于流过熔断器的电流,此种采用电流的发热熔断的保护器件无法在具有较大额定电流或耐受较强的短时过载/冲击电流(例如电动汽车启动或爬坡时的短时大电流)的条件下,达到一定幅值故障电流足够快的分断速度,或者在一定幅值故障电流足够快的保护速度条件下,实现较高额定电流,或耐受较大的过载/冲击电流而不损伤。
另外一个热熔熔断器存在的问题是不能和外部设备通讯,不能由除电流之外的其它信号触发,例如车辆ECU、BMS或者其它传感器等。如果车辆出现严重碰撞、泡水或者暴晒后电池温度过高等情况不能及时切断电路,则有可能导致电池包燃烧最终损毁车辆的严重事件发生。
目前,市场上已经存在一种快速分断的切断开口结构,其主要包括气体发生装置、导电端子和导电端子掉落后的容置腔,气体发生装置产生高压气体带动活塞冲断导电端子,断裂后导电端子向下掉落至容置腔中,实现电路快速断开的目的。但是,其还存在有一些不足和缺陷,导致灭弧能力有限:受限于空气,难以分断大的故障电流;电弧直接利用空气冷却,分断能力受气压和温湿度影响较大;分断过程中,电弧直接灼烧冲击部刀,活塞刀的燃烧会影响到顺利灭弧;分断过程中,除了活塞刀对电弧有限的扰动外,没有其他结构或机构辅助灭弧。
基于上述熔断器辅助灭弧的弊端,申请人还研发出了一种并联灭弧熔体结构进行辅助灭弧;主导电端子通过驱动器进行断开进行电路保护,为了灭弧目的,在主导电端子上并联灭弧灭弧熔体进行灭弧。在熔断器主导电端子断开进行电路保护时,由于瞬间大电流会通过灭弧灭弧熔体使灭弧灭弧熔体熔断,从而实现灭弧的目的。
该熔断器在车辆中使用时,正常通流状态:当车辆处于正常状态,车辆的正常工作电流通过主导电端子两端流通,产品可视为一个低电阻导体。此时驱动器未接受到指令信号,没有起爆,处于待命状态。
电路断开操作:当车辆处于异常状态,有故障电流出线时,车辆控制系统向驱动器发出指令断开信号,驱动器接收到断开信号,驱动器短时间内产生高压气体,高压气体推动活塞刀切断主导电端子将电路断开。此时故障电流只能从灭弧灭弧熔体上流过。故障电流使灭弧灭弧熔体迅速发热并熔断,而熔断后产生的电弧在灭弧灭弧熔体处填充的灭弧填料的帮助下迅速熄灭,电路从而被断开。此时,故障电流被切断,完成对系统电路的保护。
该产品克服了传统熔断器的不足,也提升了激励熔断器的灭弧性能和可靠性,产品性能和稳定性有了很大提高。但也出现了新的不足:无法在零电流下切断电路;无法在小电流下快速熔断保护;受限于集成的灭弧灭弧熔体,在切断故障电流后,无法立刻降低绝缘电阻,必须等灭弧熔体冷却;受限于集成的灭弧灭弧熔体,在小尺寸条件下难以提升额定工作电压。高电压下,需要更大的尺寸设计更多的灭弧熔体狭径来完成分断灭弧。但是由于电动汽车的空间很有限,因此,尺寸大熔断器器无法在电动汽车上使用。小型化具有更好电气性能的熔断器则为发明目的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种集成了灭弧装置的激励熔断器,可以更有效的对熔断器断开时产生的大量电弧进行灭弧,提高分断能力,提高熔断器电气性能。
为解决上述技术问题,本发明提供的技术方案一种集成机械力断开灭弧熔体的激励熔断器,包括壳体、导电端子;其特征在于所述导电端子包括两片间隔设置在所述壳体中的作为电流输入端和电流输出端的第一导电端子和第二导电端子,导电的灭弧熔体以串联或并联方式连接所述第一导电端子和第二导电端子;在所述壳体中设置供所述灭弧熔体穿过的封闭腔室,在所述封闭腔室中填充有灭弧填料;在所述壳体中设置有接收外部激励信号而动作的驱动器及可被所述驱动器驱动的冲击装置;所述冲击装置在所述驱动器驱动下可断开所述灭弧熔体。
所述第一导电端子和所述第二导电端子分别位于所述壳体的上部和下部,位于壳体下部的第二导电端子上方的壳体上开设有空腔,在所述空腔内自上而下依次设置有所述的驱动器及冲击装置;位于所述冲击装置正下方的第二导电端子上设置有断开薄弱处,灭弧熔体下端连接在位于冲击装置正下方的第二导电端子上,其上端与位于壳体上部的第一导电端子连接;在位于壳体下部的所述第二导电端子下方的壳体上开设有供第二导电端子及灭弧熔体断开后掉落的空腔;冲击装置可在驱动器驱动下,断开所述第二导电端子及与之连接的所述灭弧熔体。所述第二导电端子上的断开薄弱处为开设在所述导电端子上的断开凹槽。
所述封闭腔室设置在容置所述驱动器及冲击部的空腔的外侧的壳体内;所述灭弧熔体穿设在所述封闭腔室中。
所述壳体由上下设置的第一壳体和第二壳体组合而成;所述第二导电端子位于所述第一壳体与第二壳体接触面处;所述驱动器及冲击装置位于第一壳体中;所述容置灭弧熔体的封闭腔室的开口端位于所述第一壳体与第二导电端子接触的接触面处,所述封闭腔室通过密封塞密封。
在所述第二导电端子与所述第一壳体接触面处还设置有绝缘板。
所述第一导电端子和第二导电端子间隔设置在所述壳体的上部;在第一导电端子和第二导电端子之间的壳体上开设有自上而下容置有所述驱动器及冲击装置的第一空腔;在所述第一空腔下方的壳体内开设有与所述第一空腔连通的第二空腔;在位于所述冲击装置下方的第二空腔内顶部设置有连接导电端子;第一导电端子和第二导电端子分别通过灭弧熔体以串联方式与所述连接导电端子连接;所述封闭腔室设置在所述第一空腔外侧的壳体内;所述灭弧熔体穿设在所述封闭腔室中。
根据权利要求7所述的集成机械力断开灭弧熔体的激励熔断器,其特征在于在第一腔室中驱动器与冲击装置连接处设置有连接横档;导向装置一端穿过第二空腔及第一空腔连接在所述连接横档上,其另一端连接在所述第二空腔的底部壳体上;所述冲击装置及所述连接导电端子分别穿设在所述导向装置上。所述冲击装置为运动机械件或流体模组。
所述壳体包括可密封组合的第一壳体和第二壳体,所述第一空腔、第二空腔及容置灭弧熔体的封闭腔室的部分位于第一壳体上,另一部分位于第二壳体上,其开口均位于第一壳体及第二壳体的接触面处。
在所述灭弧熔体上设置有断开薄弱处。所述灭弧熔体上的所述断开薄弱处为开设在灭弧熔体上断开凹槽。
在驱动力作用下,断开的灭弧熔体在较高速度作用下产生一定位移,拉长在灭弧填料内的断口,使断口处绝缘电阻加大,提升了绝缘耐压能力和分断电流能力。灭弧熔体并联设置时,其中部分熔体通过可变形的弹性结构及或延迟接触运动机械件,延迟一定时间断开。则先断开熔体可以选择采用低电阻大导流截面设计,降低功耗。后断开的切断大电流电弧的熔体,可以选择小截面尺寸,及或者串联一个以上的断口或狭径,提高大电流分断能力。
本发明的通过集成机械力断开灭弧熔体的激励熔断器,其优点在于可有效提高激励熔断器的各项性能:产品电阻较小,发热较低,功耗小;能支持零电流切断,可迅速可靠分断大小故障电流;产品抗电流冲击能力更强;产品受气压和温湿度的影响较小,在各种工况环境下均能可靠分断;产品可直接使用熔断器的生产工艺,产品成熟,可靠性高;产品的分断能力可根据需要进行调整;产品长期使用后分断能力无明显老化;分断完全受控,系统可根据实际工况,自行调整分断。同时成本没有明显的增加。
附图说明
图1,本发明灭弧熔体以串联方式连接的一种外观结构示意图。
图2,正常工作状态下,图1纵向剖视结构示意图。
图3,故障电流导致断开后,图1纵向剖视结构示意图。
图4,正常工作状态下,本发明灭弧熔体以并联方式连接的正视的纵向剖视结构示意图。
图5,正常工作状态下,图4结构的熔断器的侧视的纵向剖视结构示意图。
图6,故障电流导致断开后,图4结构的熔断器的正视的纵向剖视结构示意图。
图7,故障电流导致断开后,图4结构的熔断器的侧视的纵向剖视结构示意图。
具体实施方式
针对上述技术方案,现举实施例并结合图示进行具体说明。本发明的快速电流切断装置,主要包括第一壳体、第一导电端子、第二壳体、连接导电端子、第二导电端子,灭弧灭弧熔体等,其中。
实施例1
参看图1、图2及图3,熔断器壳体由左右设置的第一壳体1和第二壳体2密闭组合而成。第一导电端子3和第二导电端子4分别间隔设置的熔断器壳体上部。在第一壳体和第二壳体接触面的上部分别开设有容置第一导电端子3和第二导电端子4的部分空腔,当第一壳体和第二壳体组合好后,第一壳体及第二壳体容置第一导电端子和第二导电端子的空腔则也分别合并为一整体,组合后的壳体通过螺钉固定。
第一导电端子和第二导电端子间的壳体内开设有第一空腔,在第一空腔下方的壳体内开设有与第一空腔连通的第二空腔。第一空腔和第二空腔分为两部分,分别开设在第一壳体和第二壳体相互接触的接触面上,当第一壳体和第二壳体组合形成完成熔断器壳体时,分开的部分空腔也随之组合形成完整的空腔。第一空腔也可以单独开设在第一壳体或第二壳体上。在第一导电端子和第二导电端子间的第一空腔内自上而下依次设置有驱动器5和活塞6。此处的活塞还可以是其他可被驱动器驱动的可将导电端子及灭弧熔体断开的冲击装置,比如冲击块,滑块等运动机械件或具有流体性能的灭弧液体组成的流体模组。但是当是流体模组时,对密封性能要求很高,制造成本及难度会提高很多。活塞6所在第一空腔的内径比驱动器所在的第一空腔的内径大,在活塞与驱动器间的第一空腔内位置处设置有横向格挡。在活塞6所在的第一空腔侧壁上设置有限位凹槽,在活塞上设置有限位凸块,活塞的限位凸块卡设在限位凹槽中,对活塞初始位置进行限定。驱动器为微型气动装置,其可接收来自外部的激励信号(激励信号可以是电激励信号,也可以是磁激励信号或其他激励信号),释放高压气体,从而驱动活塞克服限位装置,向下运动。
在第一导电端子和第二导电端子的正下方、安装驱动器和活塞的空腔的两侧分别开设有容置灭弧熔体的密封腔室。该容置封闭腔室可以分别开设在第一壳体和第二壳体接触面相对的位置处,当第一壳体和第二壳体组合后,分开的腔室则组合为该容置封闭腔室。连接导电端子7设置在第二空腔内的顶部,且抵靠在容置封闭腔室及第一空腔形成的底部下面。活塞6位于该连接导电端子的正上方。在第二空腔中设置有导向柱8,导向柱8的下端固定在壳体底部,上端固定在活塞与驱动器间的第一空腔内的横向格挡上。活塞和连接导电端子分别穿设在该导向柱8上,并可在外力作用下沿该导向柱8做上下位移动作。导向柱作为导向装置,引导连接导电端子和活塞沿一定路径顺畅向下运动。导向装置也可以是在第二空腔中设置导向槽,让连接导电端子及活塞的两端分别设置在导向槽中。
在第一导电端子和第二导电端子下方的容置封闭腔室中分别穿设有灭弧熔体9,位于第一导电端子下方的灭弧熔体9的上端与第一导电端子连接,其下端与连接导电端子连接;位于第二导电端子下方的灭弧熔体9的上端与输处导电端子连接,其下端与连接导电端子连接。第一导电端子、灭弧熔体、连接导电端子、灭弧熔体、第二导电端子串联形成整个熔断器的导电结构。在每个容置封闭腔室中填充有灭弧填料10,灭弧填料可以是二氧化硅等固体灭弧填料。灭弧熔体9上可开设有断开薄弱处11,灭弧熔体的断开薄弱处位于容置封闭腔室的灭弧填料中,保证灭弧熔体断开后产生的电弧在灭弧填料中进行灭弧。断开薄弱处可以是间隔开设在灭弧熔体宽度上的数个孔洞,或贯通灭弧熔体宽度的断开凹槽,断开凹槽可以是V型,U型或其他有助于断开的形状,比如,减薄厚度等。实际产品中,该断开凹槽可通过各种加工方式形成,如点焊、压接、弹片接触、铆接、预充断口等加工而成。当活塞冲击连接导电端子,驱使连接导电端子向下运动时,可保证灭弧熔体与连接导电端子连接的灭弧熔体9第一时间断开,从而断开电路,对其进行保护。第二空腔空间足够大,当活塞在驱动器释放的高压气体作用下向下冲击连接导电端子时,连接导电端子可沿导向柱向下位移至第二空腔的底部。
连接导电端子也可以与第一导电端子或第二导电端子连接为一体,当连接为一体时,位于活塞冲击部位的第一导电端子或第二导电端子处开设有断开凹槽,灭弧熔体穿过壳体中的填充有灭弧填料的封闭腔室与其中另一第二导电端子或第一导电端子串联连接,实现分断灭弧。
第一导电端子、第二导电端子、连接导电端子可串联连接至少一根灭弧熔体或多根灭弧熔体,间为串联连接,也可以在第一导电端子与连接导电端子间、连接导电端子与第二导电端子间分别串联多根灭弧熔体,灭弧熔体间为并联结构。
当熔断器使用在车辆上时,车辆的处于正常工作状态,因此车辆控制系统没有向驱动器发出激励信号,因此驱动器处于待命中;此时,电流从第一导电端子流入,经过灭弧熔体和连接导电端子,从第二导电端子流出。
当车辆处于异常状态或出现故障电流时,车辆控制系统向驱动器发出激励信号,驱动器工作并推动活塞,活塞带动连接导电端子向下运动,而连接导电端子向下运动过程中,拉动灭弧熔体,导致灭弧熔体从断开凹槽处断裂。断口处产生的电弧在周围灭弧物质的帮助下,迅速被熄灭。此时,连接导电端子带着断裂的灭弧熔体继续向下沿着导向柱移动,停止在第二空腔的底部。车辆电路被切断,完成对系统电路的保护。
此结构方案,产品尺寸较小,以具体尺寸为例,主体部分尺寸为54mm(长)X50mm(宽)X72mm(高),设计额定电压1000VDC,额定电流400A。由于熔体部分电阻小于0.03mΩ,产品整体电阻小于0.1mΩ,400A电流下,其热损失功率小于16W。产品整体重量小于550g.。可保护的电流范围为0-10000A,动作时间2ms,动作时间固定与故障电流大小无关。1500A/5ms耐冲击能力可达100000次以上。
第一导电端子、第二导电端子与灭弧熔体还可以并联连接,具体见实施例2。
实施例2
参看图4、图5、图6及图7,在实施例二中,熔断器壳体由上下设置的第一壳体21和第二壳体22组合而成,在第一壳体与第二壳体间设置有第二导电端子23,第二导电端子输出连接端伸出壳体一侧外可与外部电路连接,另一端位于靠近壳体的另一侧。在第一壳体上开设有贯通的空腔,在该空腔内自上而下依次设置有驱动器24及活塞25。此处的活塞还可以是其他可被驱动器驱动的可将导电端子及灭弧熔体断开的冲击装置,比如冲击块,滑块等运动机械件或具有流体性能的灭弧液体组成的流体模组。但是当是流体模组时,对密封性能要求很高,制造成本及难度会提高很多。驱动器通过限位台阶及压板26固定在空腔中,活塞通过限位装置固定在空腔内初始位置处,该限位装置可与实施例1中的活塞限位装置相同。实施例1和实施例2中的活塞限位装置还可以采取现有的其他限位方式。活塞位于第二导电端子的正上方。在第二导电端子正对活塞的两侧开设有贯通第二导电端子宽度的断开凹槽231,断开凹槽形状可以是V型、U型或其他形状,以供活塞冲击第二导电端子时,此处为断开薄弱处,第二导电端子更容易断开。第一壳体容置驱动器的空腔部分突出于第一壳体上面,第一导电端子27穿设在第一壳体突出部分处,并通过螺钉固定在第一壳体上。位于第二导电端子的宽度两侧的第一壳体内分别开设有容置腔室,容置腔室的开口端位于第一壳体与第二导电端子接触面处。该容置腔室的开口端通过密封塞28进行封闭。密封塞可保证熔体和灭弧填料有效密封的同时,还允许熔体被拉断后,断开的部分向外滑动,目的在灭弧熔体和壳体相对运动时,灭弧填料无明显泄露。在第二导电端子与第一壳体接触面间还设置有绝缘板29。绝缘板可防止密封塞向外滑动,可有效协助熔体散热,在熔体断裂后向外滑动时,可协助产气并膨胀挤压该区域,协助灭弧。
灭弧熔体30穿过该绝缘板、密封塞及容置腔室后,上端与第一导电端子连接,下端与第二导电端子连接,在灭弧熔体所在的容置封闭腔室中填充有灭弧填料31。第一导电端子、灭弧熔体、第二导电端子间并联连接。在位于灭弧填料中的灭弧熔体上分别设置有断开薄弱处32,灭弧熔体的断开薄弱处位于容置封闭腔室的灭弧填料中,保证灭弧熔体断开后产生的电弧在灭弧填料中进行灭弧。断开薄弱处可以是间隔开设在灭弧熔体宽度上的数个孔洞,或贯通灭弧熔体宽度的断开凹槽,断开凹槽可以是V型,U型或其他有助于断开的形状,比如,减薄厚度等。在实际产品中,该断开凹槽可通过各种加工方式形成,如点焊、压接、弹片接触、铆接、预充断口等方式加工而成。以便于在灭弧熔体受到外力冲击时更容易断开,也可以是其他的易断开结构。在第二壳体上开设有供第二导电端子在断开后带着断开的灭弧熔体向下掉落的空腔。
灭弧熔体并联设置时,其中部分熔体通过可变形的弹性结构或延迟接触运动机械件实现延迟一定时间断开,举例:两根灭弧熔体并联时,其中一根灭弧熔体弹性比另一根灭弧熔体好,弹性好的灭弧熔体可选择小截面尺寸熔体材料,及或者在灭弧熔体上串联一个以上的断口或狭径来实现,由于其弹性较另一根好,因此在断开时,弹性好的灭弧熔体在断开时其断开稍微会滞后另一根弹性差的灭弧熔体;另一根先先断开的灭弧熔体可以选择采用低电阻大导流截面设计,如此设计,可降低功耗,提高大电流分断能力。
其正常状态工作流程如下:
车辆的处于正常工作状态,因此车辆控制系统没有向驱动器发出激励信号,因此驱动器处于待命中;此时,电流从第一导电端子流入,经过带断开凹槽的灭弧熔体后,从第二导电端子流出。
当车辆处于异常状态或出现故障电流时,车辆控制系统向驱动器发出激励信号,驱动器工作并推动活塞向下位移,活塞撞击第二导电端子,第二导电端子从断开凹槽处断裂;第二导电端子断开部分232在活塞的推动下继续向下运动,运动中拉动灭弧熔体从断开凹槽处断开。灭弧熔体断口处产生的电弧在周围灭弧物质的帮助下,迅速被熄灭。此时,第二导电端子断裂部分带着断开的灭弧熔体继续向下移动,最终在第二壳体的帮助下缓冲停止在预定位置。车辆电路被切断,完成对系统电路的保护。
实施例2的技术方案,产品尺寸较小,以主体部分尺寸为54mm(长)X50mm(宽)X72mm(高)为例,设计额定电压1000VDC,额定电流400A。由于熔体部分电阻小于0.03mΩ,并采用并联方式,产品整体电阻预计小于0.05mΩ,400A电流下,其热损坏功率为8W。产品整体重量小于550g,可保护的电流范围为0-10000A,动作时间2ms,动作时间固定与故障电流大小无关。1500A/5ms耐冲击能力可达100000次以上。
对比传统熔断器,为实现1000VDC下额定400A的电流,传统熔断器主体尺寸为80mm(长)X60mm(宽)X60mm(高)(主体尺寸不包括两侧搭接铜排部分的尺寸,以下相同),电阻为0.180mΩ左右,在400A长时通流下工作功率28.8W。熔断器重量超过为700g。可保护的电流范围为2500-10000A,动作时间在1000-2ms之间,随电流增大动作时间减小,2500A以下无法保证动作。1500A/5ms耐冲击能力500-1000次。
对比普通的激励熔断器,产品电阻为0.040mΩ,在400A长时通流下工作功率6.4W。产品重量为500g,整个产品主体尺寸为70*70*110mm,尺寸偏大。可保护的电流范围为0-10000A,动作时间2ms,动作时间固定与故障电流大小无关。1500A/5ms耐冲击能力100000次以上。在没有辅助手段的情况下,随着电压的升高,产品的体积将会明显增大。
以集成机械力断开灭弧熔体的激励熔断器为例,产品电阻为0.040mΩ,在400A长时通流下工作功率6.4W。产品重量小于550g,整个产品主体尺寸为54*50*72mm。可保护的电流范围为1000A-20000A,动作时间2ms,动作时间固定与故障电流大小无关。1500A/5ms耐冲击能力100000次以上。和普通激励熔断器相比,此方案的难以在0~1000A给系统提供保护。
由以上可知,本发明的集成灭弧熔断器方案可有效提高激励熔断器的各项性能。同时对成本没有明显的增加。具有的优点:产品电阻较小,发热较低,功耗小;能支持零电流切断,可迅速可靠分断大小故障电流;产品抗电流冲击能力更强;产品受气压和温湿度的影响较小,在各种工况环境下均能可靠分断;产品可直接使用熔断器的生产工艺,产品成熟,可靠性高;产品的分断能力可根据需要进行调整;产品长期使用后分断能力无明显老化;分断完全受控,系统可根据实际工况,自行调整分断。

Claims (12)

1.一种集成机械力断开灭弧熔体的激励熔断器,包括壳体、导电端子;其特征在于所述导电端子包括两片间隔设置在所述壳体中的作为电流输入端和电流输出端的第一导电端子和第二导电端子,导电的灭弧熔体以串联或并联方式连接所述第一导电端子和第二导电端子;在所述壳体中设置供所述灭弧熔体穿过的封闭腔室,在所述封闭腔室中填充有灭弧填料;在所述壳体中设置有接收外部激励信号而动作的驱动器及可被所述驱动器驱动的冲击装置;所述冲击装置在所述驱动器驱动下可断开所述灭弧熔体。
2.根据权利要求1所述的集成机械力断开灭弧熔体的激励熔断器,其特征在于所述第一导电端子和所述第二导电端子分别位于所述壳体的上部和下部,位于壳体下部的第二导电端子上方的壳体上开设有空腔,在所述空腔内自上而下依次设置有所述的驱动器及冲击装置;位于所述冲击装置正下方的第二导电端子上设置有断开薄弱处,灭弧熔体下端连接在位于冲击装置正下方的第二导电端子上,其上端与位于壳体上部的第一导电端子连接;在位于壳体下部的所述第二导电端子下方的壳体上开设有供第二导电端子及灭弧熔体断开后掉落的空腔;冲击装置可在驱动器驱动下,断开所述第二导电端子及与之连接的所述灭弧熔体。
3.根据权利要求2所述的集成机械力断开灭弧熔体的激励熔断器,其特征在于所述封闭腔室设置在容置所述驱动器及冲击部的空腔的外侧的壳体内;所述灭弧熔体穿设在所述封闭腔室中。
4.根据权利要求3所述的集成机械力断开灭弧熔体的激励熔断器,其特征在于所述壳体由上下设置的第一壳体和第二壳体组合而成;所述第二导电端子位于所述第一壳体与第二壳体接触面处;所述驱动器及冲击装置位于第一壳体中;所述容置灭弧熔体的封闭腔室的开口端位于所述第一壳体与第二导电端子接触的接触面处,所述封闭腔室通过密封塞密封。
5.根据权利要求4所述的集成机械力断开灭弧熔体的激励熔断器,其特征在于在所述第二导电端子与所述第一壳体接触面处还设置有绝缘板。
6.根据权利要求2所述的集成机械力断开灭弧熔体的激励熔断器,其特征在于所述第二导电端子上的断开薄弱处为开设在所述导电端子上的断开凹槽。
7.根据权利要求1所述的集成机械力断开灭弧熔体的激励熔断器,其特征在于所述第一导电端子和第二导电端子间隔设置在所述壳体的上部;在第一导电端子和第二导电端子之间的壳体上开设有自上而下容置有所述驱动器及冲击装置的第一空腔;在所述第一空腔下方的壳体内开设有与所述第一空腔连通的第二空腔;在位于所述冲击装置下方的第二空腔内顶部设置有连接导电端子;第一导电端子和第二导电端子分别通过灭弧熔体以串联方式与所述连接导电端子连接;所述封闭腔室设置在所述第一空腔外侧的壳体内;所述灭弧熔体穿设在所述封闭腔室中。
8.根据权利要求7所述的集成机械力断开灭弧熔体的激励熔断器,其特征在于在第一腔室中驱动器与冲击装置连接处设置有连接横档;导向装置一端穿过第二空腔及第一空腔连接在所述连接横档上,其另一端连接在所述第二空腔的底部壳体上;所述冲击装置及所述连接导电端子分别穿设在所述导向装置上。
9.根据权利要求7所述的集成机械力断开灭弧熔体的激励熔断器,其特征在于所述壳体包括可密封组合的第一壳体和第二壳体,所述第一空腔、第二空腔及容置灭弧熔体的封闭腔室的部分位于第一壳体上,另一部分位于第二壳体上,其开口均位于第一壳体及第二壳体的接触面处。
10.根据权利要求1至9任一所述的集成机械力断开灭弧熔体的激励熔断器,其特征在于在所述灭弧熔体上设置有断开薄弱处。
11.根据权利要求10任一所述的集成机械力断开灭弧熔体的激励熔断器,其特征在于所述灭弧熔体上的所述断开薄弱处为开设在灭弧熔体上断开凹槽。
12.根据权利要求1至9任一所述的集成机械力断开灭弧熔体的激励熔断器,其特征在于所述冲击装置为运动机械件或流体模组。
CN202010263397.9A 2020-04-07 2020-04-07 一种集成机械力断开灭弧熔体的激励熔断器 Pending CN111341627A (zh)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010263397.9A CN111341627A (zh) 2020-04-07 2020-04-07 一种集成机械力断开灭弧熔体的激励熔断器
CN202110316698.8A CN112908805B (zh) 2020-04-07 2021-03-24 熔断器和电路系统
EP21784797.9A EP4075472A4 (en) 2020-04-07 2021-04-07 FUSE AND CIRCUIT SYSTEM
KR1020227025366A KR20220108198A (ko) 2020-04-07 2021-04-07 퓨즈 및 회로 시스템
PCT/CN2021/085832 WO2021204165A1 (zh) 2020-04-07 2021-04-07 熔断器和电路系统
JP2022542072A JP7395003B2 (ja) 2020-04-07 2021-04-07 ヒューズおよび回路システム
US17/799,745 US20230352252A1 (en) 2020-04-07 2021-04-07 Fuse and Circuit System

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010263397.9A CN111341627A (zh) 2020-04-07 2020-04-07 一种集成机械力断开灭弧熔体的激励熔断器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111341627A true CN111341627A (zh) 2020-06-26

Family

ID=71187537

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010263397.9A Pending CN111341627A (zh) 2020-04-07 2020-04-07 一种集成机械力断开灭弧熔体的激励熔断器
CN202110316698.8A Active CN112908805B (zh) 2020-04-07 2021-03-24 熔断器和电路系统

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110316698.8A Active CN112908805B (zh) 2020-04-07 2021-03-24 熔断器和电路系统

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20230352252A1 (zh)
EP (1) EP4075472A4 (zh)
JP (1) JP7395003B2 (zh)
KR (1) KR20220108198A (zh)
CN (2) CN111341627A (zh)
WO (1) WO2021204165A1 (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111739770A (zh) * 2020-07-15 2020-10-02 陈垠杰 一种二次送电的自复熔断器
CN113205984A (zh) * 2020-12-11 2021-08-03 西安中熔电气股份有限公司 一种依次断开导体和熔体的激励熔断器
CN113223905A (zh) * 2020-12-11 2021-08-06 西安中熔电气股份有限公司 一种熔断兼机械力断开熔体式熔断器
WO2021204165A1 (zh) * 2020-04-07 2021-10-14 西安中熔电气股份有限公司 熔断器和电路系统
CN115602505A (zh) * 2021-06-25 2023-01-13 比亚迪股份有限公司(Cn) 熔断器
CN117334541A (zh) * 2023-12-01 2024-01-02 杭州高特电子设备股份有限公司 一种主动断开熔断器及断开方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118571723A (zh) * 2024-08-02 2024-08-30 比亚迪股份有限公司 熔断器、电池系统及用电设备

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4307369A (en) * 1980-09-19 1981-12-22 S&C Electric Company High-voltage fuse cutout
DE19817133A1 (de) * 1998-04-19 1999-10-28 Lell Peter Powerswitch
CN102290301B (zh) * 2010-06-18 2014-04-02 厦门赛尔特电子有限公司 一种大电流熔断器
CN101950715A (zh) * 2010-10-08 2011-01-19 Aem科技(苏州)有限公司 一种慢断型表面贴装熔断器及其制作工艺
JP5056941B2 (ja) * 2010-12-27 2012-10-24 ダイキン工業株式会社 切断装置
JP2014049300A (ja) * 2012-08-31 2014-03-17 Toyoda Gosei Co Ltd 導通遮断装置
JP5817685B2 (ja) * 2012-08-31 2015-11-18 豊田合成株式会社 導通遮断装置
DE102014115396A1 (de) * 2014-10-22 2014-12-18 Peter Lell Trennschalter für hohe Gleich- oder Wechselströme bei hohen Spannungen
DE102015114279A1 (de) * 2015-08-27 2015-10-15 Peter Lell Trennschalter für hohe Gleich- oder Wechselströme bei hohen Spannungen mit in Reihe geschalteten Verbindungselementen
CN205140788U (zh) * 2015-11-13 2016-04-06 国联汽车动力电池研究院有限责任公司 大电流开关及电路
DE102017119285A1 (de) * 2017-02-01 2018-08-02 Dehn + Söhne Gmbh + Co. Kg Triggerbare Schmelzsicherung für Niederspannungsanwendungen
CN207303031U (zh) * 2017-05-20 2018-05-01 深圳市威可特电子科技有限公司 新能源车用多芯高可靠性熔断器
JP6873857B2 (ja) * 2017-07-28 2021-05-19 株式会社ダイセル 並列回路を有する電気回路遮断装置
FR3073664B1 (fr) * 2017-11-14 2019-12-06 Arianegroup Sas Dispositif de coupure pyrotechnique
CN207690743U (zh) * 2017-12-05 2018-08-03 深圳市比亚迪锂电池有限公司 熔断器及具有其的电池包
CN109148237A (zh) * 2018-09-21 2019-01-04 北京中电安智科技有限公司 一种熔丝切割器及新型跌落式熔断器
CN110854000A (zh) * 2019-12-16 2020-02-28 西安中熔电气股份有限公司 一种集成灭弧熔体的激励熔断器
CN111341627A (zh) * 2020-04-07 2020-06-26 西安中熔电气股份有限公司 一种集成机械力断开灭弧熔体的激励熔断器

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021204165A1 (zh) * 2020-04-07 2021-10-14 西安中熔电气股份有限公司 熔断器和电路系统
CN111739770A (zh) * 2020-07-15 2020-10-02 陈垠杰 一种二次送电的自复熔断器
CN113205984A (zh) * 2020-12-11 2021-08-03 西安中熔电气股份有限公司 一种依次断开导体和熔体的激励熔断器
CN113223905A (zh) * 2020-12-11 2021-08-06 西安中熔电气股份有限公司 一种熔断兼机械力断开熔体式熔断器
CN113223905B (zh) * 2020-12-11 2024-01-19 西安中熔电气股份有限公司 一种熔断兼机械力断开熔体式熔断器
CN113205984B (zh) * 2020-12-11 2024-03-08 西安中熔电气股份有限公司 一种依次断开导体和熔体的激励熔断器
US11990305B2 (en) 2020-12-11 2024-05-21 Xi' An Sinofuse Electric Co., Ltd. Fuse in form of breaking fusant by fusing breaking and mechanical breaking
US11990304B2 (en) 2020-12-11 2024-05-21 Xi' An Sinofuse Electric Co., Ltd. Excitation fuse with a conductor and a fusant being sequentially broken
CN115602505A (zh) * 2021-06-25 2023-01-13 比亚迪股份有限公司(Cn) 熔断器
CN117334541A (zh) * 2023-12-01 2024-01-02 杭州高特电子设备股份有限公司 一种主动断开熔断器及断开方法
CN117334541B (zh) * 2023-12-01 2024-03-19 杭州高特电子设备股份有限公司 一种主动断开熔断器及断开方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112908805B (zh) 2022-05-20
EP4075472A1 (en) 2022-10-19
KR20220108198A (ko) 2022-08-02
CN112908805A (zh) 2021-06-04
JP2023510299A (ja) 2023-03-13
JP7395003B2 (ja) 2023-12-08
US20230352252A1 (en) 2023-11-02
WO2021204165A1 (zh) 2021-10-14
EP4075472A4 (en) 2023-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111341627A (zh) 一种集成机械力断开灭弧熔体的激励熔断器
JP7394877B2 (ja) 導体及び可溶体を順に破断させる誘起ヒューズ
KR102576050B1 (ko) 기계적 파단 및 용단이 조합된 다중 파단구 여기 퓨즈
CN211980553U (zh) 一种集成机械力断开灭弧熔体的激励熔断器
WO2022121230A1 (zh) 一种分组断开的多断口激励熔断器
CN216054559U (zh) 熔断器以及车辆
WO2021121439A1 (zh) 一种集成灭弧熔体的激励熔断器
WO2022121232A1 (zh) 一种机械打断及熔断组合多断口激励熔断器
CN212625470U (zh) 一种可控全电流范围高速分断的激励熔断器模组
CN110491749B (zh) 一种外部驱动型快速开关结构
CN112447464A (zh) 一种分步断开的双断口激励熔断器
CN210404710U (zh) 用于熔断装置的控制电路及车辆
CN213601830U (zh) 一种分步断开的双断口激励熔断器及应用其的配电单元、储能设备或新能源汽车
CN114078673A (zh) 一种可控全电流范围高速分断的激励熔断器模组及其分断方法
CN213601829U (zh) 一种分组断开的多断口激励熔断器及应用其的配电单元、储能设备或新能源汽车
CN212257338U (zh) 一种集成灭弧熔体的激励熔断器
CN109742001B (zh) 一种快速电流切断开断器及设备
CN220934004U (zh) 用于智能熔断器的灭弧结构及具有其的智能熔断器
CN220796646U (zh) 一种激励熔断器与接触器集成的保护装置
CN217768244U (zh) 断路器
CN213816046U (zh) 一种机械打断及熔断组合多断口激励熔断器
CN219658656U (zh) 一种延时切断熔体的激励熔断器
CN215771053U (zh) 熔断器和车辆
CN221708625U (zh) 一种分断集成接触器
KR102714851B1 (ko) 도체와 가용체를 순차적으로 파단하는 여기 퓨즈

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20200626

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication