CN114496684A - 用于提供受流体影响的熔断器的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及用于提供受流体影响的熔断器的系统和方法。一种受流体影响的熔断器包括结构壳体、一对电端子、一个或多个熔断器元件以及布置在结构的内部容积中的流体。结构为熔断器提供刚性。端子联接到结构壳体并且配置成联接到电池电路的电力电路。一个或多个熔断器元件串联电连接到一对电端子并且布置在内部容积中。流体配置成影响熔断器元件的温度。流体填充熔断器填充有流体，可选地被密封，并且以流体的增加热容量操作以影响熔断器的温度。流体冷却熔断器填充有流体，经历流体流，从而允许控制熔断器温度。控制系统控制流体流和熔断器操作。

Description

用于提供受流体影响的熔断器的系统和方法

技术领域

本公开涉及受流体影响的熔断器，并且更具体地，涉及用于基于流体控制熔断器操作的系统。

发明内容

在一些实施例中，本公开涉及一种装置，其包括结构壳体、一对电端子、熔断器元件和流体。所述结构壳体包括内部容积。所述电端子联接到所述结构壳体并且配置成联接到电池电路的电力电路。所述熔断器元件与所述电端子串联电连接并且至少部分地布置在所述内部容积中。流体配置成影响熔断器元件的温度。所述装置也称为受流体影响的熔断器。

在一些实施例中，所述装置包括布置在所述结构壳体中的端口并且配置成允许将所述流体提供给所述内部容积。

在一些实施例中，所述装置包括布置在所述结构壳体中的第一端口，所述第一端口配置成允许将所述流体提供给所述内部容积，以及布置在所述结构壳体中的第二端口，所述第二端口配置成允许从所述内部容积移除所述流体。例如，在一些实施例中，所述第一端口和所述第二端口配置成向所述内部容积提供入口和出口。

在一些实施例中，所述装置包括配置成感测所述装置的至少一个特性的传感器。在一些这样的实施例中，所述传感器布置在所述结构壳体中。在一些实施例中，所述至少一个特性包括所述装置的温度，并且所述传感器配置成感测温度。例如，温度是流体的温度、结构壳体的温度、流体流的温度、电端子或母线的温度，或指示熔断器的另一部件的温度。

在一些实施例中，所述流体包括水、油、乙二醇中的至少一种或其组合。例如，在一些实施例中，所述流体包括K级变压器油、矿物油、含合成酯的油、含天然酯的油或冷却剂。

在一些实施例中，本公开涉及一种系统，其包括电力系统、熔断器和控制电路。所述电力系统包括至少一个母线。所述熔断器配置成提供电路保护并且包括一对端子、结构壳体、熔断器元件和流体。所述一对端子电联接到所述至少一个母线。所述结构壳体包括内部容积。所述熔断器元件电联接在所述一对端子之间并且布置在所述内部容积中。所述熔断器元件配置成在预定条件下断开所述端子。所述流体布置在所述内部容积中，围绕或以其他方式邻近所述熔断器元件。所述控制电路配置成在操作期间监测所述熔断器的至少一个特性。

在一些实施例中，所述系统包括配置成感测所述熔断器的至少一个特性的传感器。所述传感器通信地联接到所述控制电路。在一些实施例中，所述至少一个特性包括布置在所述内部容积中的流体的温度。

在一些实施例中，所述系统包括流体管理系统，所述流体管理系统配置成使流体流循环通过所述结构壳体的内部容积。所述内部容积中的流体由流体流供应。例如，在一些实施例中，所述熔断器包括布置在所述结构壳体中的第一端口和第二端口，并且所述流体流经由所述第一端口进入所述内部容积并且经由所述第二端口离开所述内部容积。

在一些实施例中，所述流体管理系统包括泵、流体导管和配置成管理所述流体流的配件。在一些实施例中，所述控制电路联接到所述流体管理系统并且还配置成向所述流体管理系统提供控制信号以控制所述流体流。在一些实施例中，所述控制电路还配置成向所述流体管理系统提供控制信号以控制所述熔断器的温度。

在一些实施例中，本公开涉及一种用于管理受流体影响的熔断器的方法。所述方法包括监测指示熔断器操作的一个或多个传感器信号，将电流施加到电池系统的一个或多个母线，以及生成用于控制流体流的控制信号，所述流体流配置成流动通过所述熔断器的内部容积。所述熔断器电联接到所述一个或多个母线，使得电流流动通过所述熔断器。

在一些实施例中，监测所述一个或多个传感器信号包括监测配置成感测所述流体流的温度的温度传感器的温度传感器信号。在一些这样的实施例中，生成所述控制信号包括生成所述控制信号以控制所述熔断器的温度。

在一些实施例中，所述方法包括基于所述一个或多个传感器信号确定故障已经发生。

附图说明

参考以下附图详细描述根据一个或多个不同实施例的本公开内容。附图仅出于说明目的提供，并且仅描绘了典型的或示例性实施例。这些附图被提供为促进对本文所公开的概念的理解，并且不应视为限制这些概念的广度、范围或适用性。需注意，为了清楚和易于图示，这些附图不一定按比例绘制。

图1示出了根据本公开的一些实施例的说明性流体填充熔断器的侧视图和横截面侧视图；

图2示出了根据本公开的一些实施例的说明性流体冷却熔断器和泵系统的横截面侧视图；

图3示出了根据本公开的一些实施例的用于管理熔断器的说明性系统的框图；

图4示出了根据本公开的一些实施例的用于管理受流体影响的熔断器的说明性过程的流程图；以及

图5示出了根据本公开的一些实施例的作为熔断器电流的函数的熔断器熔断时间的说明性图。

具体实施方式

本公开涉及具有基于流体的性质的熔断器。在一些实施例中，熔断器填充有流体并且然后被密封。在一些实施例中，熔断器是流体冷却的(例如，基于流体的流率)。为了说明，可以使用或不使用导电流体来实现流体填充熔断器和流体冷却熔断器。由于熔断器元件(例如，承载电流)可在高电压下操作，因此可以使用电绝缘体来防止流体被激励。使用流体填充熔断器或流体冷却熔断器可以允许更紧凑的设计(例如，这又可以增加相关电池组的能量密度)，在保持系统耐用性的同时支持高性能目标(例如，高电流)，或两者兼有。

图1示出了根据本公开的一些实施例的说明性流体填充熔断器100的侧视图和横截面侧视图。如图所示，熔断器100包括结构155、端子171和172、端口173、传感器174、元件161和162以及流体151。如图所示，结构155包括侧壁和端部，其用作熔断器100的封装。例如，结构155可以提供电绝缘、结构刚度、流体151的通路、流体151的容纳、元件161和162的保护、任何其他合适的功能，或其任何组合。端子171和172配置成电联接到电路。在一些实施例中，端子171和172与结构155电绝缘，使得端子171和172之间的所有电流通过并沿着元件161和162流动。例如，熔断器100可以与母线成直线(串联)被包括，使得流动通过母线的电流(例如，在端子171和172之间)穿过熔断器100。为了说明，并联电气布置的元件161和162可以在端子171和172之间传导电流。在一些实施例中，元件161和162可以是相似的(例如，并且根据熔断器100的额定电流以整数倍被包括)。在一些实施例中，单个元件被包括在流体填充熔断器中，其中该元件的尺寸设定成用于预定的电流容量。

流体151布置并包含在结构155的内部腔中。为了说明，结构155的内部空间可以经由端口173填充有流体151。在填充之后，可以关闭或以其他方式密封端口173以防止泄漏或溢出。在一些实施例中，端口173可以用作通气口。在一些实施例中，流体151可以包括足够的热导率以从元件161和162传递可以由欧姆损耗(例如，基于电阻率)产生的热量。在一些实施例中，流体151可以是不导电的(例如，油、非极性液体、非电离液体)。在一些实施例中，结构155、元件161和162、端子171和172或它们的组合可以包括可以使流体151与固态部件(例如，端子、元件、结构)电绝缘的介电涂层、层或插入件。在一些实施例中，端口173可以被打开或以其他方式接近以检查、采样或以其他方式表征流体151、元件161和162或其组合。例如，端口173可以包括可移除塞子，所述可移除塞子可以被移除以检查、表征和/或维护流体151(例如，检查颜色测量粘度、分析成分、再填充流体151、排出流体151)。

为了说明，流体151相对于熔断器100的其余部分的附加热质量(例如，由流体151的热容量定义的)可以有助于熔断器100的温度控制。例如，流体151的热质量可以通过增加熔断器的有效热容量来减轻元件161和162的温度升高。在另一示例中，与不存在流体151的情况相比，熔断器100可以使元件161和162表现出相对较小的温度升高。在一些实施例中，由流体151提供的增加的热质量可以降低热冲击的严重性(例如，温度变化的幅度)。在一些实施例中，流体151的存在可以影响熔断器100的时间响应。例如，流体151的存在可以用作滤波器以在合适的时间尺度内防止电流峰值(例如，通过防止温度升高)。

如图所示，熔断器100包括传感器174。传感器174配置成感测熔断器100的一个或多个性质或其变化。例如，在一些实施例中，传感器174包括温度传感器(例如，热电偶、热电堆、热敏电阻、电阻温度检测器(RTD)、任何其他合适的温度传感器，或其任何组合，以用于感测流体151、结构155或两者的温度。在另一示例中，传感器174可以包括压力传感器、电压传感器、配置成检测流体151的性质(例如，光学、热物理、电、化学或电化学性质)的传感器、任何其他合适类型的传感器，或其任何组合。在一些实施例中，传感器174可以联接到控制系统或其传感器接口，并且来自传感器174的信号可以用作指示器以监测熔断器100或其元件161和162的状态。在一些实施例中，基于流体151的特性，可以通过包含流体151来减小熔断器的整体封装尺寸。在一些实施例中，(例如，在填充流体151之后)传感器174安装在端口173中。例如，传感器174可以可移除地或永久地安装在端口173中。

流体151可以具有任何合适的性质，例如，粘度、密度、传导率(例如，电和/或热)、闪点、沸点、凝固点、热容量、耐腐蚀性、任何其他合适的性质，或其任何组合。例如，可以选择流体151的凝固温度以防止流体151的相变(例如，特别是对于其中流体不循环的流体填充熔断器)。在另一示例中，流体151可以具有足够的电绝缘性以防止熔断器100内的电短路(例如，不需要介电插入件来使元件161和162与结构155分离)。流体151可以包括例如水(W)、乙二醇(EG)、WEG混合物、低粘度油(例如，硅油、矿物油、合成油、合成酯、天然酯)、高粘度K级油(例如，硅油、矿物油、合成油、合成酯、天然酯)、相变氟化合成流体(例如Novec)、任何其他合适的流体、任何合适的添加剂(例如，腐蚀抑制剂)，或其任何合适的组合。

图2示出了根据本公开的一些实施例的说明性流体冷却熔断器210和泵系统250的横截面侧视图。如图所示，系统200包括流体冷却熔断器210、泵系统250、用于提供流体(例如，流体251)并使流体返回的任何合适的流体导管、任何合适的传感器接口(例如，用于接合到传感器274)、任何其他合适的部件(未示出)，或其任何组合。在一些实施例中，除了可包括一个以上端口之外，熔断器210可类似于熔断器100。例如，熔断器210可以与母线成直线(串联)被包括，使得流动通过母线的电流(例如，在端子271和272之间)穿过熔断器210。为了说明，并联电气布置的元件261和262可以在端子271和272之间传导电流。在一些实施例中，元件261和262可以是相似的(例如，并且根据熔断器210的额定电流以整数倍被包括)。在一些实施例中，单个元件包括在流体冷却熔断器中，其中该元件的尺寸设定成用于预定的电流容量。尽管示出为具有两个元件，但是根据本公开，流体填充熔断器或流体冷却熔断器可包括任何合适数量的元件(例如，一个、两个或两个以上)。

如图所示，熔断器210包括结构255、端子271和272、端口273和283、传感器274、元件261和262，以及流体251(例如，包括在结构255的内部容积中)。端口273和283配置成允许流体流入和流出结构255的内部容积。例如，泵系统250配置成将流体251经由合适的导管(例如，管、管道、软管、配件、增压室、歧管或它们的组合)泵入和泵出熔断器210。泵系统250可以包括例如离心泵、正排量泵(例如，活塞泵)、真空系统、气囊系统、用于移动流体的任何其他合适的系统，或其任何组合。在一些实施例中，泵系统250包括具有传感器接口的控制电路，该传感器接口配置成从传感器274接收传感器信号。为了说明，传感器274可以类似于图1的传感器174。为了进一步说明，传感器274可以包括配置成感测温度(例如，流体251或熔断器210的任何其他合适部分的温度)、压力(例如，结构255的内部容积中的流体251的压力)、压降(例如，端口273和283两端的压降或任何其他合适的压力差)、任何其他合适的性质，或其任何组合的传感器。在一些实施例中，传感器274可以集成到端口273和283中的一者或两者中。在一些实施例中，传感器274可以布置在流体导管中，而不是集成在或插入结构255中。

流体251可以具有任何合适的性质，例如，粘度、密度、传导率(例如，电和/或热)、闪点、沸点、热容量、任何其他合适的性质，或其任何组合。流体251可以包括例如水(W)、乙二醇(EG)、WEG混合物、低粘度油(例如，硅油、矿物油、合成油、合成酯、天然酯)、高粘度K级油(例如，硅油、矿物油、合成油、合成酯、天然酯)、相变氟化合成流体(例如Novec)、任何其他合适的流体，或其任何组合。

图3示出了根据本公开的一些实施例的用于管理熔断器334的说明性系统300的框图。如图所示，系统300包括电源302、控制电路310、流体系统320和电气系统330。如图所示，电气系统330包括电池系统331，其中熔断器334可以电联接到电池系统331的母线。如图所示，可以可选地包括流体系统320以管理进出熔断器334的流体流。例如，在一些实施例中，其中熔断器334包括流体填充熔断器，流体系统320不需要被包括(例如，或可被包括以填充流体填充熔断器但在操作期间不使用)。为了说明，系统300可以是电动车辆的一部分，其中电池系统331配置成向电动车辆的动力系提供动力。为了进一步说明，任何或所有熔断器334可包括类似于图1的熔断器100或图2的熔断器210的熔断器。

如图所示，控制电路310包括处理器312、传感器接口313、输入/输出314(以下称为I/O 314)、通信硬件315(以下称为COMM 315)和存储器316。控制电路310可包括在一个或多个模块上实现的硬件、软件或硬件和软件两者，所述一个或多个模块配置成提供对一个或多个熔断器334的控制、监测或控制和监测两者。在一些实施例中，处理器312包括一个或多个微处理器、微控制器、数字信号处理器、可编程逻辑装置、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)，或其任何合适的组合。在一些实施例中，处理器312分布在一个以上的处理器或处理单元上。在一些实施例中，控制电路310执行存储在存储器316中的指令以管理一个或多个熔断器334。在一些实施例中，存储器316是作为控制电路310的一部分的电子存储装置。例如，存储器316可以配置成存储电子数据、计算机指令、应用程序、固件或任何其他合适的信息。在一些实施例中，存储器316包括随机存取存储器、只读存储器、硬盘驱动器、光驱、固态装置或任何其他合适的存储器存储装置，或其任何组合。例如，存储器可用于发动启动例程。

在一些实施例中，控制电路310由电源302供电。在一些实施例中，电源302包括汽车电池(例如，12V铅酸电池)、DC-DC转换器、交流电源(例如，通过适当地反转直流电源生成的)、任何其他电源、任何相应的部件(例如，端子、开关、熔断器和电缆)，或其任何组合。在一些实施例中，电源302向传感器317、流体系统320、电气系统330、任何其他合适的系统或部件或其任何组合供电。在一些实施例中，控制电路310、流体系统320或两者可由电池系统331供电。

传感器接口313配置成向传感器317提供电力或其他激发，从传感器317接收传感器信号，调节传感器信号(例如，滤波、放大、饱和、转换或执行其他调节)，调制传感器信号，数字化传感器信号(例如，模数转换器)，或其组合。在一些实施例中，传感器接口313配置成对来自传感器317的传感器信号进行采样和数字化。在一些实施例中，传感器317包括一个或多个温度传感器(例如，热敏电阻、热电偶、热电堆、电阻温度检测器和红外光学检测器)、压力传感器(例如，基于应变或压电换能器)、电流传感器(例如，电流回路或其他变压器、精密电阻器)、电压传感器、光学传感器(例如，用于光子性质或清晰度)、任何其他合适的传感器，或其任何组合。例如，传感器317可以包括电流传感器或电压传感器，其配置成感测熔断器334的操作以确定熔断器334的操作。传感器317可以集成为熔断器334的一部分，邻近熔断器334布置，布置在流体系统320的导管中，处于任何其他合适的布置，或其任何组合。在一些实施例中，控制电路310可以基于一个或多个传感器信号确定性质值(例如，温度值)、是否存在流体泄漏、流率、压力、任何其他合适的性质，或其任何组合。

I/O 314和Comm 315配置成发送和接收信号。在一些实施例中，I/O 314配置成接收传感器信号(例如，传感器接口313可以集成为I/O 314的一部分)，发送和接收数字信号，生成或测量电流(例如，4-20mA信号)，生成或测量电压(例如，提供或测量模拟电压)，提供双态信号(例如，以控制继电器、开关、接触器或晶体管)，提供电力(例如，用于控制信号的直流总线)，发送或接收任何其他合适的信号，或其任何组合。在一些实施例中，Comm 315包括用于与其他系统或装置通信的无线通信接口(例如，WiFi、蓝牙、NFC、4-G)、有线接口(例如，具有RJ-45连接器的以太网)、光学接口(例如，光纤接口)、任何其他合适的接口或其任何组合。

流体系统320配置成管理熔断器334的流体填充熔断器、流体冷却熔断器或两者中的流体的状态。流体系统320可以包括泵(例如，活塞泵、离心泵、叶片泵、任何其他合适的泵、马达、马达驱动装置、控制器)、流体调节系统(例如，压力调节器、阀门、节流阀、脱气系统、罐、歧管、配件)、通信接口(例如，以用于与控制电路310通信)、任何其他合适的部件或系统或其任何组合。流体系统320可以配置成用流体填充熔断器334，向熔断器334提供流体流，控制到熔断器334的流体流，监测到熔断器334的流体流，或其组合。在一些实施例中，流体系统320用于填充熔断器，并且然后在操作期间与系统300分离。

为了说明，系统300可以允许改变流体(例如，经由流体系统320)到熔断器(例如，熔断器334中的一个或多个)的流率以匹配电气系统330的电力需求的能力。例如，控制电路310可以配置成从传感器317接收指示流动通过熔断器334的电流的传感器信号。因此，可以增加流体流以从熔断器334移除更多热量(例如，或减少流体流以减少热量移除)。在一些实施例中，在熔断器334的入口、出口或两者处使用一个或多个阀。例如，在一些这样的实施例中，任何或所有熔断器334都可以被排出流体以影响熔断器何时失效(例如，熔断器在电流负载下何时熔断)。为了说明，在检测到短路的情况下，系统300可以使熔断器334的冷却负载减小，从而导致熔断器失效而不是短路继续(例如，这可能导致其他部件的损坏)。

如图所示，电气系统330包括电池系统331，所述电池系统包括通过一个或多个母线联接在一起的多个电池单元。熔断器334与一个或多个母线成直线(例如，串联)布置，并且配置成提供电路保护以防止大电流(例如，防止短路或可能引起过热和故障的高负载)。在一些实施例中，电气系统330包括可以与电池系统331进行电力交易的电力电子设备、电动马达、马达驱动装置、任何其他合适的部件或其任何组合。例如，控制电路310可以生成控制信号并且经由I/O 314向电气系统330传输控制信号，以控制一个或多个马达驱动装置或IGBT，所述马达驱动装置或IGBT控制到(例如，电动车辆动力系的)一个或多个电动马达的电力。

图4示出了根据本公开的一些实施例的用于管理受流体影响的熔断器的说明性过程400的流程图。在说明性示例中，过程400可以由图3的系统300或其任何部分实现。

步骤402包括系统监测指示熔断器操作的一个或多个传感器信号。在一些实施例中，系统监测集成到一个或多个熔断器中的一个或多个传感器，安装在联接到一个或多个熔断器的流体导管中的一个或多个传感器，或其组合。系统可以例如连续地，以预定频率，响应于查询或事件(例如，响应于来自控制器的消息、性质的值、系统的状态)，以预定时间，或其任何组合，监测一个或多个传感器信号。在一些实施例中，系统确定度量(例如，额定负载、健康指标)、性质值(例如，温度、电压、电流、压力)、任何其他合适的值或其任何组合以监测熔断器操作或熔断器状态。在一些实施例中，系统(例如，在存储器中)存储、滤波(例如，平均、低通滤波、高通滤波、陷波滤波、带通滤波或其组合)、(例如，从存储器)召回或以其他方式管理一个或多个传感器信号的值或度量。在一些实施例中，传感器信号用于确定或估计性质值(例如，传感器信号可以用作代理)。例如，流体温度可以用于确定或估计熔断器元件的温度(例如，使用任何合适的函数映射、模型或算法)。

步骤404包括系统向电池系统的一个或多个熔断器施加电流。在一些实施例中，系统管理从电源(例如，图3的电池系统331)到一个或多个负载的电力分配。电力可以穿过一个或多个熔断器。例如，一个或多个熔断器可以与一个或多个母线(例如，其限定电池系统331的直流总线)串联布置，并且可以配置成在预定条件下以预定电流熔断(例如，失效)(例如，达到任何合适的精度或可重复性)。系统可以向电力电子系统提供控制信号以控制一个或多个母线中的电流，并且因此控制一个或多个熔断器中的电流。例如，系统可以响应于负载施加电流。

步骤406包括系统管理一个或多个熔断器的流体。在一些实施例中，系统包括用于控制一个或多个熔断器(例如，图3的流体系统320中的任何一个或所有)中的流体流的部件。在一些实施例中，系统控制流率(例如，通过控制泵、阀、压力或流体的其他方面)、流体的温度、流体的压力、熔断器元件或熔断器主体(例如，结构支撑件)的温度、熔断器操作的任何其他合适的特性或其任何组合。在一些实施例中，过程400不需要包括步骤406。例如，系统可以包括流体填充熔断器，在一些实施例中，所述流体填充熔断器在操作期间不需要管理。

步骤408包括系统识别一个或多个熔断器、流体或两者的一个或多个操作状态。在一些实施例中，系统配置成将一个或多个传感器信号、基于一个或多个传感器信号确定的一个或多个度量、任何其他合适的信息或其任何组合作为输入来确定操作状态。可以识别任何合适的操作状态，包括例如正常操作(例如状态410)、故障状况(例如状态412)、主动控制(例如状态414)、生成标志或警告(例如状态416)、任何其他合适的状态或模式或其任何组合。

在一些实施例中，系统可以在监测一个或多个传感器信号、向一个或多个熔断器施加电流、管理一个或多个熔断器的流体或其组合的同时，从存储器、数据库或其他合适的参考检索信息。例如，参考流体填充熔断器，系统可以但不需要主动控制操作，而是可以监测一个或多个传感器信号(或其导出的度量)以与参考数据库进行比较。参考数据库可以包括规定范围、性质值、用于基于一个或多个输入(例如，性质值、传感器信号、度量、消息/警告、标志值)确定操作状态的算法、函数映射(例如，在任何合适的变量维度中)、任何其他合适的信息或关系，或其任何组合。例如，参考数据库可以包括温度限制、电流限制、时间限制、流率阈值、电流-温度映射、电流-时间映射、时间-温度映射、电流-时间-温度映射、熔断器细节(例如，熔断器的类型、慢速或快速熔断特性、循环寿命、使用历史)、任何其他合适的信息或其任何组合。

在说明性示例中，系统可以在步骤408处基于步骤402的一个或多个传感器信号确定熔断器正常操作或以其他方式在可接受的操作范围内操作，并且因此识别状态410，如图所示。正常操作可以包括控制电力电子设备以允许电流(例如，经由母线和任何其他电路)流动通过熔断器、监测或维持熔断器的流体状况(例如，温度、流量、热传递率)、任何其他合适的功能或其任何组合。在一些实施例中，正常操作可以包括系统主动控制熔断器的操作(例如，状态414)。例如，系统可以调节流率、提供对温度(例如，熔断器的温度或流体的温度)的反馈控制、监测一个或多个传感器信号、生成一个或多个控制信号或其任何组合。

在说明性示例中，系统可以在步骤408处基于步骤402的一个或多个传感器信号确定故障已经发生，并且因此识别状态412，如图所示。故障可以包括电短路、熔断器的流体泄漏、熔断器的过热、熔断器的容量降低或改变、任何其他合适的状况或其任何组合。响应于故障状况，系统可以停止通过熔断器的电流、减小电流、改变流体流率、生成警告消息、关闭电气系统、断开电源(例如，电池系统)、任何其他合适的功能或其任何组合。在一些实施例中，熔断器可能(例如，由于过热)经历不可逆过程。例如，如果熔断器经受大电流和相关加热，则电流容量或故障时间表可能会改变，使得熔断器在不可逆过程之后的行为与在该过程之前的行为不同(例如，类似于固体中的塑性变形或其他不可逆现象)。

在说明性示例中，系统可以在步骤416处基于步骤402的一个或多个传感器信号生成标志、警告或其他指示器。标志可以包括例如存储在存储器中指示操作状态或故障状况的值。在一些实施例中，系统可以生成消息、警告或其他指示器并将指示器传输到一个或多个其他系统(例如，关机系统、看门狗、用户界面、中央控制器)。指示器可以包括模拟信号、数字信号(例如，二进制值)、消息(例如，使用合适的通信协议)、在显示屏上生成的图形指示器、任何其他合适类型的指示器，或其任何组合。

图5示出了根据本公开的一些实施例的作为熔断器电流的函数的熔断器熔断时间的说明性图500。图500的横坐标对应于电流(例如，以安培或任何其他合适的单位为单位)，并且图500的纵坐标对应于时间(以秒为单位)。迹线501对应于一个或多个负载(例如，由动力系部件、逆变器、辅助系统或其组合的操作范围控制)，迹线502对应于说明性的受流体影响的熔断器，并且迹线503对应于其他保护部件(例如，电池系统的集电器的熔断器、接触器)的总容量。在一些实施例中，熔断器设计成在布置在迹线501与503之间的窗口中操作。例如，熔断器可以表现出由于循环使用(例如，来自不可逆过程或退化)而随时间变化的时间-电流行为，并且因此预期将在图500的某个区域内操作。该区域可以被选择和/或设计成落在迹线501与503之间以确保负载能够不间断地操作并且其他保护部件不会过早失效(例如，电池单元熔断器)或以其他方式未被激活(例如，接触器，其可能因重复过电流而损坏)。

关于迹线503，熔断器可以布置在每个电池单元与集电器之间，所述集电器将电池单元的子集与电池单元的其他子集并联和串联地电联接在一起。为了说明，电池单元与集电器之间的熔断器可以包括单独的熔丝连接(例如，细丝、颈缩金属片)，所述熔丝连接配置成在电池单元过电流或局部事件(例如，热事件、一个或多个电池单元的电短路)的情况下单独地断开每个电池单元。在另一示例中，可能存在对应于保护部件的若干迹线。在一些实施例中，受流体影响的熔断器的故障特性包括在给定母线电流下在集电器/电池单元的熔断器之前发生故障，允许动力系电流达到最大值而受流体影响的熔断器不会过早失效，或其组合。例如，正常操作可以包括控制在动力系部件中流动的电流。动力系部件在较低电流(例如，低于线510指示的电流)下可以具有较长的工作寿命，而在较大电流下具有较短的工作寿命(例如，其中工作寿命随着电流的增加而减少)。例如，动力系部件可以在大电流或“峰值”电流下以相对较短的持续时间操作，并且可以在较低电流下连续操作(例如，有效的无限寿命或以其他方式比图500上指示的时间尺度大得多)。为了说明，受流体影响的熔断器可以配置成允许动力系部件获得更大的电流，而受流体影响的熔断器不会过早失效。

此外，由于受流体影响的熔断器可以与母线串联布置并且因此与集电器的大量熔丝连接相比可能存在相对较少的受流体影响的熔断器(例如，对应于迹线503)，因此受流体影响的熔断器的故障可能更容易矫正。为了说明，更换母线的受流体影响的熔断器可能不如更换联接到多个电池单元的集电器的大量熔丝连接密集，因此与可能导致熔丝连接失效的电流相比，受流体影响的熔断器可以设计成在相对较低的电流下失效。

线511大致对应于时间阈值，对于该时间阈值，较大时间尺度上的电流可能受到熔断器中的流体的影响。例如，在线511上方的时间尺度(例如，更长的时间)，熔断器中生成的热量可以通过流体传递以影响熔断器的操作。在另一示例中，在线511下方的时间尺度(例如，更短的时间)，在熔断器中生成的热量可能不会被流体有效地传递，因此流体对熔断器操作的影响可能相对较小。为了说明，在线511下方的条件下，流体的热质量对熔断器操作可能相对不那么重要(例如，来自熔断器元件的热传递可能受到表面积限制)。在一些实施例中，受流体影响的熔断器的益处在1秒至10秒之间的时间尺度内表现出来。本公开的受流体影响的熔断器可以受益于增加的流体热质量以减轻温度变化(例如，这可以改善耐用性)，同时仍然允许对短时间内发生的大电流事件进行快速响应。由于在一些情况下(例如，在高电流下)热传递的时间尺度可能比熔断器的熔断时间长得多，因此流体的存在不会明显阻碍熔断器对这些事件做出响应的能力。

前述内容仅是对本公开的原理的说明，并且本领域的技术人员可以在不脱离本公开的范围的情况下进行各种修改。出于说明而非限制的目的呈现上述实施例。本公开还可以采取除本文明确描述的那些形式之外的许多形式。因此，需要强调的是，本公开不限于明确公开的方法、系统和设备，而是旨在包括以下权利要求精神之内的本发明的变型形式和修改形式。

Claims (20)

1.一种装置，包括：

包括内部容积的结构壳体；

一对电端子，所述一对电端子联接到所述结构壳体并且配置成联接到电力系统；

熔断器元件，所述熔断器元件串联电连接到所述一对电端子并且至少部分地布置在所述内部容积中；以及

流体，所述流体配置成影响所述熔断器元件的温度。

2.根据权利要求1所述的装置，还包括端口，所述端口布置在所述结构壳体中并且配置成允许将所述流体提供给所述内部容积。

3.根据权利要求1所述的装置，还包括：

第一端口，所述第一端口布置在所述结构壳体中并且配置成允许将所述流体提供给所述内部容积；以及

第二端口，所述第二端口布置在所述结构壳体中并且配置成允许从所述内部容积移除所述流体。

4.根据权利要求1所述的装置，还包括配置成感测所述装置的至少一个特性的传感器。

5.根据权利要求5所述的装置，其中所述传感器布置在所述结构壳体中。

6.根据权利要求5所述的装置，其中所述至少一个特性包括所述装置的温度，并且其中所述传感器配置成感测所述温度。

7.根据权利要求7所述的装置，其中所述至少一个特性包括所述流体的温度、所述流体的压力或所述流体的成分中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的装置，其中所述流体包括水、油、乙二醇中的至少一种或其组合。

9.根据权利要求1所述的装置，其中所述流体基本上是电绝缘的。

10.一种系统，包括：

包括至少一个母线的电力系统；

配置成提供电路保护的熔断器，所述熔断器包括：

电联接到所述至少一个母线的一对端子，

包括内部容积的结构壳体，

熔断器元件，所述熔断器元件电联接在所述一对端子之间并且布置在所述内部容积中，其中所述熔断器元件配置成在预定条件下断开所述端子，以及

布置在所述内部容积中的流体；以及

控制电路，所述控制电路配置成在操作期间监测所述熔断器的至少一个特性。

11.根据权利要求10所述的系统，还包括配置成感测所述熔断器的至少一个特性的传感器，其中所述传感器通信地联接到所述控制电路。

12.根据权利要求11所述的系统，其中所述至少一个特性包括布置在所述内部容积中的流体的温度。

13.根据权利要求10所述的系统，还包括流体管理系统，所述流体管理系统配置成使流体流循环通过所述结构壳体的内部容积，其中所述内部容积中的流体由所述流体流供应。

14.根据权利要求13所述的系统，其中所述熔断器包括布置在所述结构壳体中的第一端口和第二端口，并且其中所述流体流经由所述第一端口进入所述内部容积并且经由所述第二端口离开所述内部容积。

15.根据权利要求13所述的系统，其中流体管理系统包括泵、流体导管以及配置成管理所述流体流的配件。

16.根据权利要求13所述的系统，其中所述控制电路联接到所述流体管理系统，并且其中所述控制电路还配置成向所述流体管理系统提供控制信号以控制所述流体流。

17.根据权利要求16所述的系统，其中所述控制电路还配置成向所述流体管理系统提供所述控制信号以控制所述熔断器的温度。

18.一种用于管理受流体影响的熔断器的方法，所述方法包括：

监测指示熔断器操作的一个或多个传感器信号；

将电流施加到电池系统的一个或多个母线，其中熔断器电联接到所述一个或多个母线；以及

生成用于控制流体流的控制信号，所述流体流配置成流动通过所述熔断器的内部容积。

19.根据权利要求18所述的方法，其中监测所述一个或多个传感器信号包括监测配置成感测所述流体流的温度的温度传感器的温度传感器信号，并且其中生成所述控制信号包括生成所述控制信号以控制所述熔断器的温度。

20.根据权利要求18所述的方法，还包括基于所述一个或多个传感器信号确定故障已经发生。

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