CN117766356A - 用于高功率应用的热切断装置 - Google Patents

Abstract

提供了用于高功率DC电路的温度熔断器组件。温度熔断器组件包括：壳体，其从第一壳体端部延伸至第二壳体端部；以及隔离引线，其从第二壳体端部突出。衬套将隔离引线与壳体电隔离。高规格导线在第一导线端部电连接至壳体并且在第二导线端部电连接至隔离引线。高规格导线的一部分围绕衬套的外部螺旋缠绕。当温度熔断器组件的温度超过阈值温度时，温度熔断器组件被构造成通过高规格导线传导高功率DC电路的DC电流。高规格导线被构造成在DC电流的负载下熔化并且中断高功率DC电路。

Description

用于高功率应用的热切断装置

技术领域

本公开内容涉及用于高功率应用、特别是高功率DC应用的热切断装置。

背景技术

该部分提供了涉及本公开内容的背景信息，该背景信息不一定是现有技术。

包括电器、电子装置、电机等的电气装置的工作温度通常具有最佳或优选范围。在高于最佳或优选范围的温度下，装置或其部件可能会发生损坏，或者安全操作该装置成为一个问题。各种装置都能够通过中断装置中的电流来防止过热状况。

特别适用于过热保护和电流中断的一种装置被称为热切断(TCO)装置。TCO装置通常安装在电流源与电气部件之间的电气应用中，使得在出现不期望的过热状况时，TCO装置能够中断装置中的电路连续性或者到装置的电路连续性。因此，TCO装置通常被设计为以不可逆的方式关闭流向应用的电流。

然而，当前的TCO装置的中断能力仅限于低功率应用。例如，当前的TCO装置仅可以中断16VDC/50A、24VDC/5A和380VDC/1A。仍然需要将TCO装置的中断能力扩展到诸如电动车辆(EV)和家用电器之类的高功率应用。

发明内容

该部分提供了本公开内容的总体概述，并且不是对本公开内容的全部范围或全部特征的全面公开。

本公开内容提供了用于高功率DC电路的温度熔断器组件。温度熔断器组件包括壳体、隔离引线、衬套和高规格导线。壳体从第一壳体端部延伸至第二壳体端部。隔离引线从第二壳体端部突出。衬套将隔离引线与壳体电隔离，并且衬套从第二壳体端部突出。高规格导线在第一导线端部电连接至壳体并且在第二导线端部电连接至隔离引线。高规格导线的一部分围绕衬套的外部螺旋缠绕。当温度熔断器组件的温度超过阈值温度时，温度熔断器组件被构造成通过高规格导线传导高功率DC电路的DC电流。高规格导线被构造成在DC电流的负载下熔化并且中断高功率DC电路。

在上述段落的温度熔断器组件的一些构造中，固定引线电连接至壳体并且从第一壳体端部突出。

在任一上述段落的温度熔断器组件的一些构造中，可移动接触构件设置在壳体中并且被定位在固定引线与隔离引线之间。

在任何上述段落的温度熔断器组件的一些构造中，热丸粒设置在壳体中并且被定位在固定引线与可移动接触构件之间。热丸粒由非导电材料构成，该非导电材料在处于或高于阈值温度时从固体物理状态转变为非固体物理状态。

在任何上述段落的温度熔断器组件的一些构造中，建立从固定引线到壳体、从壳体到可移动接触构件、以及从可移动接触构件到隔离引线的第一电路。建立从固定引线到壳体、从壳体到高规格导线、从高规格导线到隔离引线的第二电路。第二电路与第一电路电并联，并且第二电路具有比第一电路更高的电阻。

在任何上述段落的温度熔断器组件的一些构造中，当热丸粒的温度超过阈值温度时，可移动接触构件与隔离引线电断开，并且DC电流流过第二电路。

在任何上述段落的温度熔断器组件的一些构造中，当热丸粒的温度低于阈值温度时，可移动接触构件电连接至固定引线和隔离引线二者，并且DC电流流过第一电路。

在任何上述段落的温度熔断器组件的一些构造中，高规格导线的部分邻接衬套的外部。

在任何上述段落的温度熔断器组件的一些构造中，高规格导线的部分以顺时针或逆时针方向围绕衬套螺旋缠绕。

在任何上述段落的温度熔断器组件的一些构造中，密封化合物设置在高规格导线上，使得高规格导线嵌入密封化合物中。

本公开内容提供了用于中断高功率DC电路中的工作电流的热切断装置。热切断装置包括壳体、第一固定导电构件、第二固定导电构件、衬套、第三可移动导电构件和高规格导线。壳体从第一壳体端部延伸至第二壳体端部。第一固定导电构件电连接至壳体并且设置在第一壳体端部处。第二固定导电构件设置在第二壳体端部处。衬套径向定位在第二固定导电构件与壳体之间。衬套将第二固定导电构件与壳体电隔离。第三可移动导电构件电连接至壳体，并且轴向设置在第一固定导电构件与第二固定导电构件之间。高规格导线包括电连接至壳体的第一导线端部以及电连接至第二固定导电构件的第二导线端部。高规格导线在第一导线端部与第二导线端部之间的部分围绕衬套螺旋缠绕。当热切断装置的温度在阈值温度以上时，第三可移动导电构件与第二固定导电构件电断开并且工作电流分流到高规格导线。

在上述段落的热切断装置的一些构造中，高规格导线的部分邻接衬套。

在任一上述段落的热切断装置的一些构造中，高规格导线的部分以顺时针或逆时针方向围绕衬套螺旋缠绕。

在任何上述段落的热切断装置的一些构造中，高规格导线的部分围绕衬套螺旋缠绕N次，并且N为整数。

在任何上述段落的热切断装置的一些构造中，N大于一并且N小于十。

在任何上述段落的热切断装置的一些构造中，第一导线端部和第二导线端部被定位成与衬套相邻。

在任何上述段落的热切断装置的一些构造中，第一导线端部被定位成与第二壳体端部相邻。

在任何上述段落的热切断装置的一些构造中，衬套从第一衬套端部延伸至第二衬套端部，第一衬套端部设置在壳体内部，并且第二衬套端部设置在壳体外部。

在任何上述段落的热切断装置的一些构造中，第二导线端部被定位成与第二衬套端部相邻。

本公开内容提供了用于中断高功率DC电路中的工作电流的热切断装置。热切断装置包括壳体、第一固定导电构件、热响应构件、第二固定导电构件、衬套、第三可移动导电构件、第一偏置构件、第二偏置构件和高规格导线。壳体沿纵向轴线从第一壳体端部延伸至第二壳体端部。第一固定导电构件电连接至壳体并且设置在第一壳体端部处。第一固定导电构件从壳体在沿纵向轴线的方向上延伸。热响应构件设置在壳体中靠近第一壳体端部并且包括非导电材料，该非导电材料在处于或高于阈值温度时从固体物理状态转变为非固体物理状态。第二固定导电构件设置在第二壳体端部处并且从壳体在沿纵向轴线的方向上延伸。衬套径向设置在第二固定导电构件与壳体之间并且包括电绝缘材料。衬套将第二固定导电构件与壳体电隔离。第三可移动导电构件轴向设置在热响应构件与第二固定导电构件之间。第一偏置构件轴向设置在热响应构件与第三可移动导电构件之间。第一偏置构件以第一偏置力在沿着纵向轴线朝向第二固定导电构件的第一方向上使第三可移动导电构件偏置。第二偏置构件轴向设置在第三可移动导电构件与第二壳体端部之间。第二偏置构件接合第三可移动导电构件，并且以第二偏置力在沿纵向轴线远离第二固定导电构件的第二方向上使第三可移动导电构件偏置。第二偏置力小于或等于第一偏置力。高规格导线包括电连接至壳体的第一导线端部以及电连接至第二固定导电构件的第二导线端部。高规格导线在第一导线端部与第二导线端部之间的部分围绕衬套螺旋缠绕。当热响应构件低于阈值温度时，第三可移动导电构件电连接至第一固定导电构件和第二固定导电构件二者，并且工作电流流过第一固定导电构件、第三可移动导电构件和第二固定导电构件。当热响应构件在阈值温度以上时，第三可移动导电构件与第二固定导电构件电断开并且工作电流分流到高规格导线。高规格导线被构造成在包括工作电流的负载下熔化。

根据本文所提供的描述，其他应用领域将变得明显。本概述中的描述和特定示例仅旨在用于说明的目的而并且不旨在限制本公开内容的范围。

附图说明

本文所描述的附图仅用于对选定实施方式而非所有可能的实现方式进行说明的目的，并且不旨在限制本公开内容的范围。

图1是根据本公开内容的原理的热切断装置的前截面图；以及

图2是根据本公开内容的原理的另一热切断装置的局部前截面图。

贯穿附图的多个视图，相应的附图标记指示相应的部件。

具体实施方式

现在将参照附图对示例实施方式进行更充分地描述。

提供示例实施方式以使得本公开内容将是透彻的并且将更充分地向本领域技术人员传达范围。阐述了许多具体细节，例如具体部件、装置和方法的示例，以提供对本公开内容的实施方式的透彻理解。对于本领域技术人员而言将明显的是，不需要采用具体细节，示例实施方式可以以许多不同的形式来实施，并且都不应当被解释为限制本公开内容的范围。在一些示例实施方式中，未详细描述公知的过程、公知的装置结构和公知的技术。

本文中使用的术语仅用于描述特定示例实施方式的目的，而不旨在是限制性的。如本文中所使用的，除非上下文另外明确指示，否则单数形式“一个(a)”、“一种(an)”和“该(the)”也可以旨在包括复数形式。术语“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、“包含”和“具有”是包含性的，并且因此指定存在所述特征、整数、步骤、操作、元素和/或部件，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组。除非被具体标识为执行次序，否则本文所描述的方法步骤、过程和操作不应被解释为必须要求它们以所讨论或示出的特定次序执行。还应理解的是，可以采用附加的或替代性的步骤。

当元件或层被称为“在另一元件或层上”、“接合至”、“连接至”或“耦合至”另一元件或层时，该元件或层可以直接在其他元件或层上、接合至、连接至或耦合至其他元件或层，或者可以存在中间元件或层。相比之下，当元件被称为“直接在另一元件或层上”、“直接接合至”、“直接连接至”或“直接耦合至”另一元件或层时，可以不存在中间元件或层。用于描述元件之间的关系的其他词语(例如“在...之间”与“直接在...之间”、“相邻”与“直接相邻”等)应当以相同的方式来解释。如本文中所使用的，术语“和/或”包括相关联的列出项目的一个或更多个的任意及所有组合。

尽管本文中可以使用术语第一、第二、第三等来描述各个元件、部件、区域、层和/或部分，但这些元件、部件、区域、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语可以仅用于区分一个元件、部件、区域、层或部分与另一区域、层或部分。除非上下文明确指示，否则诸如“第一”、“第二”的术语和其他数字术语在本文中使用时并不暗含序列或顺序。因此，下面讨论的第一元件、部件、区域、层或部分在不脱离示例性实施方式的教示的情况下可以被称为第二元件、部件、区域、层或部分。

为了便于描述，在本文中可以使用空间相对术语例如“内部”、“外部”、“之下”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等来描述如附图所示的一个元件或特征与另一(另一些)元件或特征的关系。空间相对术语可以旨在涵盖装置在使用或操作中的除了附图中描绘的取向之外的不同取向。例如，如果附图中的装置被翻转，则被描述为在其他元件或特征的“下方”或“之下”的元件将被定向成在其他元件或特征的“上方”。因此，示例术语“在......下方”可以涵盖上方和下方两个取向。装置可以以其他方式定向(旋转90度或处于其他取向)，并且本文中所使用的空间相对描述符可以相应地解释。

参照图1，提供了能够中断DC电路的热切断装置50(即温度熔断器组件)。更具体地，热切断装置50能够中断如在电动车辆(EV)和家用电器中使用的高功率DC电路。例如，高功率DC电路可以包括155VDC/17A和400VDC/30A。

本公开内容的热切断装置50提高了工作能力并且提供了优于已知热切断装置(例如美国专利No.5,530,417和美国专利No.9,378,910中描述的热切断装置，上述中的每一个都通过引用整体并入本文中)的其他优点。例如，本公开内容的热切断装置50表现出更快的中断速度、更高的可靠性和耐用性，并且更能承受外力并且更好地被保护以免受损坏。

热切断装置50包括壳体52，壳体52在第一壳体端部56和与第一壳体端部56相对的第二壳体端部58之间沿纵向轴线54延伸。第一壁60设置在第一壳体端部56处，并且具有壳体开口的第二壁62设置在第二壳体端部58处。侧壁66在第一壁60与第二壁62之间延伸。第一壁60、第二壁62和侧壁66配合以限定壳体52内的壳体腔68。壳体52具有壳体内表面70以及与壳体内表面70相对的壳体外表面72。

第一固定导电构件74(即，第一引线)电连接至壳体52并且设置在第一壳体端部56处。第一引线74包括定位在壳体52的第一壁60内的第一引线头76以及在沿纵向轴线54的方向上远离第一引线头76延伸的第一引线体78。换言之，第一引线74部分地定位在壳体52的第一壁60内并且从第一壳体端部56突出。

热响应构件80(即，热丸粒(thermal pellet))设置在壳体腔68内并且被定位成与壳体52的第一壁60相邻。热丸粒80由非导电材料构成，该材料在处于或高于阈值温度时从固体物理状态转变为非固体物理状态。具有用于适用于本公开内容的热切断装置的特性的热丸粒80的材料组合物在本领域中是众所周知的。

第二固定导电构件82(即，第二引线、隔离引线)设置在第二壳体端部58处。第二引线82包括经由壳体开口容纳在壳体腔68内的第二引线头84以及在沿纵向轴线54的方向上远离第二引线头84延伸的第二引线体86。换言之，第二引线82部分地定位在壳体52内并且从第二壳体端部58突出。因此，第一引线74和第二引线82设置在壳体52的相对端部处并且沿相反方向延伸。

衬套88设置在第二壳体端部58处并且由电绝缘材料构成。例如，电绝缘材料可以包括陶瓷。衬套88在第一衬套端部90和与第一衬套端部90相对的第二衬套端部92之间延伸。第一衬套端部90被定位在壳体腔68内，而第二衬套端部92被定位在壳体52的外部。衬套88延伸穿过第二壳体端部58并且包围壳体开口。因此，衬套88的第一部分94被定位在壳体52的内部，而衬套88的第二部分96被定位在壳体52的外部。衬套88的第一部分94邻接壳体内表面70。附加地，衬套88包括衬套内表面98和衬套外表面100(即，衬套的外部)。衬套内表面98限定了在第一衬套端部90与第二衬套端部92之间延伸的衬套开口102。衬套开口102与纵向轴线54对准。第二引线82经由第二衬套端部92容纳在衬套开口102中。第二引线头84和第二引线体86的一部分被定位在衬套开口102内。更具体地，第二引线体86的该部分邻接衬套内表面98，从而在第二衬套端部92处包围衬套开口102。因此，衬套88被定位成将第二引线82与壳体52电隔离。

第三可移动导电构件104(即，可移动接触构件、浮动接触构件)设置在壳体52内并且被定位在热丸粒80与第二引线82之间。可移动接触构件104在第一构件端部106与第二构件端部108之间延伸。第一构件端部106被定位在壳体腔68内，而第二构件端部108被定位在衬套开口102内。更具体地，第二构件端部108容纳在衬套88的第二衬套端部92中，并且可操作为可移动且与第二引线头84电接触。

可移动接触构件104包括头部110和长形杆部112。头部110设置在第一构件端部106处并且长形杆部112从头部110延伸至第二构件端部108。在一个示例中，头部110的标称直径在从约2.30毫米至约3.30毫米的范围内，优选直径在2.90毫米至2.70毫米之间。长形杆部112的标称直径在从约1.25毫米至约1.75毫米的范围内，优选直径为1.52毫米。长形杆部112径向向内弯曲，使得第二构件端部处的直径约为1.00毫米。然而，可移动接触构件104的头部110和长形杆部112的尺寸可以被设计成任何合适的直径。

例如，可移动接触构件104的头部110可以具有诸如半球形、圆锥形、凹形或凸形的多种形状中的任何一种。可选地，锥形凹部114可以形成在可移动接触构件104的第一构件端部106处的头部110中。锥形凹部114沿纵向轴线54朝向第二构件端部108延伸。因此，可移动接触构件104的头部110可以具有形成在第一构件端部106处的头部接触表面116。在所示示例中，头部接触表面116被形成为围绕锥形凹部114的环状或圆环形。然而，头部接触表面116可以以任何其他合适的形状形成。可移动接触构件104具有沿纵向轴线54从头部接触表面116到锥形凹部114的顶点测量的凹陷深度。在一个示例中，凹陷深度在从约0.05毫米至约0.25毫米的范围内，包括优选深度0.15毫米。

滑动触头118可以设置在壳体腔68内。滑动触头118可以包括本体120，本体120具有可以接合壳体52的壳体内表面70的外围或周向唇缘或边缘。在一种构造中，多个指状件122从本体120延伸并且围绕本体120周向间隔开。本体120和多个指状件122配合以限定凹部124。可移动接触构件104的头部110容纳在滑动触头118的凹部124内，并且被定位成与滑动触头118的本体120电接触。另外，多个指状件122与壳体52的壳体内表面70滑动接合以提供它们之间的电接触。因此，滑动触头118与壳体52和可移动接触构件104电接触。

第一盘(first disc)126和第二盘(second disc)128可以设置在壳体腔68内并且邻接壳体内表面70。第一盘126和第二盘128沿纵向轴线54间隔开。更具体地，第一盘126被定位成与热丸粒80相邻，并且第二盘128被定位成与滑动触头118相邻。第一盘126和第二盘128被构造成可以在壳体腔68内沿纵向轴线54滑动。

第一偏置构件130(即，第一弹簧)设置在第一盘126与第二盘128之间。第二偏置构件132(即，第二弹簧)设置在滑动触头118与第一衬套端部90之间。第二弹簧132围绕可移动接触构件104螺旋延伸。第一弹簧130和第二弹簧132中的每一个可以是如图所示的直行弹簧(straight trip spring)，或者替选地是锥形弹簧。第一弹簧130被构造成以第一偏置力在沿纵向轴线54并朝向第二壳体端部58的第一方向上使滑动触头118和可移动接触构件104偏置。第二弹簧132被构造成以第二偏置力在沿纵向轴线54并朝向第一壳体端部56的第二方向上使滑动触头118和可移动接触构件104偏置。第二偏置力小于或等于第一偏置力。

热切断装置50包括具有相对高电阻的高规格(即，小直径)导线134。高规格导线134可以由Ag、Au、AgCu合金、AgSn合金、AgZn或AgCuNi合金制成。高规格导线134可以具有通常在约24ga至约50ga，更具体地在32ga与44ga之间的范围内的导线规格。高规格导线可以具有100欧姆/1000英尺(ft)至1200欧姆/1000英尺，更具体地在350欧姆/1000英尺至700欧姆/1000英尺的范围内的标称电阻。当然，取决于使用热切断装置50的工作条件和/或应用，高规格导线134的优选规格和电阻可以不同。高规格导线134在第一导线端部136和与第一导线端部136相对的第二导线端部138之间延伸。导线长度是从第一导线端部136到第二导线端部138测量的。在一个示例中，导线长度在从约5毫米至约30毫米的范围内。更优选地，导线长度为约10毫米至约20毫米。第一导线端部136电连接至壳体52。更具体地，第一导线端部136电连接至壳体52的第二壁62并且定位成与衬套88相邻。第二导线端部138电连接至第二引线82。更具体地，第二导线端部138电连接至第二引线体86并且定位成与第二衬套端部92相邻。

高规格导线134在第一导线端部136与第二导线端部138之间的至少一部分可以在衬套88的第二部分96处邻接衬套外表面100。高规格导线134的一部分可以设置在衬套88上或周围。换言之，高规格导线134的一部分可以采取例如缠绕、卷绕、周向设置或以其他方式定位在衬套88和/或衬套外表面100周围的导线绕组134a的形式。导线绕组134a可以环绕衬套88N次，其中N是1与10之间的整数。例如，导线绕组134a可以围绕衬套88缠绕至少一次。在另一示例中，导线绕组134a可以围绕衬套缠绕少于十次。在所示示例中，导线绕组134a环绕衬套88三次。

导线绕组134a可以采用圆柱形线圈或螺旋线圈的形式；它可以是对称的、非对称的、均匀的或非均匀的，并且/或者具有恒定间距或可变间距。导线绕组134a可以顺时针或逆时针方向缠绕。在另一示例中，导线绕组134a可以以蛇形图案围绕衬套外表面100环形地设置，该蛇形图案可以从第二壳体端部58到第二衬套端部92或者在两者之间的任何部分距离处来回延伸。替选地，导线绕组134a的该部分可以任何其他合适的图案形成在衬套外表面100上或周围。

有利地，高规格导线134抵靠壳体52、衬套外表面100和第二引线82的定位为高规格导线134提供支承和/或保护，从而提高热切断装置50的可靠性和耐用性。因此，高规格导线更能承受外力，并且被更好地保护以免受损坏。高规格导线134也可以增加中断速度。

参照图2，提供了另一热切断装置50’。除了热切断装置50’包括介电的并且可选地热绝缘的、密封化合物140’之外，热切断装置50’与热切断装置50相同。密封化合物140’可以设置在高规格导线134’上，更具体地，在导线绕组134a’上。另外，密封化合物140’可以设置在衬套88’的第二部分96’上。在该构造中，高规格导线134’也可以嵌入密封化合物140’中。密封化合物140’可以可操作为进一步保护高规格导线134’免受损坏，并且用作电绝缘体和热绝缘体。

现在将描述热切断装置50、50’的操作。由于热切断装置50和热切断装置50’的操作相同，因此将仅使用热切断装置50的附图标记来描述操作。返回到图1，当热切断装置50经受达到或超过例如预定工作温度的阈值切断温度的温度时，热切断装置50通过中断第一引线74与第二引线82之间的DC电路来提供过热保护。当热切断装置50的温度达到或超过阈值切断温度时，电流被中断，并且断开设置有热切断装置50的电路的连续性。热切断装置50的阈值切断温度可以基于热丸粒80的物理特性。

图1显示了处于正常工作状态(例如，在包括温度在内的正常工作条件下)的热切断装置50，其中主电路或第一电路在第一引线74与第二引线82之间闭合。在正常工作条件下，当热丸粒80低于阈值温度时，可移动接触构件104电连接至第一引线74和第二引线82二者。更具体地，热丸粒80处于固体物理状态，并且第二弹簧132的第二偏置力小于第一弹簧130的第一偏置力。因此，净力作用在滑动触头118上以促使滑动触头118与可移动接触构件104的第一构件端部106电接触。以这种方式，建立第一电路并且工作电流从第一引线74流到壳体52的第一壁60，从壳体52的第一壁60流到壳体52的侧壁66，从壳体52的侧壁66流到滑动触头118，从滑动触头118流到可移动接触构件104，并且从可移动接触构件104流到第二引线82。第一电路具有低电阻以促进热切断装置的高效工作并且减少任何电流引起的(I²R)加热。

高规格导线134还在热切断装置50中提供电连续性。更具体地，建立从第一引线74到壳体52的第一壁60、到壳体52的侧壁66、到壳体52的第二壁62、经由第一导线端部136到高规格导线134、通过高规格导线134到第二导线端部138并且最后到第二引线82的第二电路。第二电路与第一电路电并联。由于高规格导线134，第二电路具有高电阻。在正常工作条件下，寻求最小电阻路径的工作电流流经第一电路。

在工作期间中，如果热切断装置50和热丸粒80的温度升高到达到或超过阈值切断温度，则通过热切断装置50的第一电路的连续性断开。更具体地，热丸粒80转变为非固体物理状态并且不再占据壳体腔68中的体积。因此，第一弹簧130不再以足以克服第二弹簧132的偏置的力将滑动触头118偏置成与可移动接触构件104接合。因此，第二弹簧132的偏置迫使可移动接触构件104脱离与第二引线82的电接触。

在常规的热切断装置中，在可移动接触构件104与第二引线82分离时(即，当可移动接触构件104从第二引线82脱离接合时)，特别是在高功率应用中，工作电流可能试图在可移动接触构件104至第二引线82之间继续流动和/或形成电弧。当工作电流试图在可移动接触件104与第二引线82之间流动和/或形成电弧时，可移动接触件104和第二引线82可以熔合(即，焊接)在一起。因此，可移动接触件104无法从第二引线82脱离接合以在第一电路中产生断路。这可能会损坏安装了热切断装置的装置。然而，在本公开内容的热切断装置50中，第二电路充当分流器并且用替选电路路径提供工作电流。更具体地，当第一电路断开时，工作电流的最小电阻路径将流经第二电路。

具有高电阻的高规格导线134被构造成在包括工作电流的负载下快速熔化。随着工作电流流过高规格导线134，高规格导线134的温度由于I²R加热而急剧上升。随后，高规格导线134迅速达到其熔融温度并且熔化以中断第二电路，并且增加在该装置情况下的中断速度。更具体地，在高规格导线134开始熔化的位置产生高规格导线134中的断路(参见图2中的142’)，从而中断通过热切断装置50的电流的流动。由于在高规格导线134中产生断路之前工作电流向高规格导线134行进达至少一段持续时间(即，分流的持续时间)，因此在可移动接触构件104与第二引线82之间产生电弧的风险明显减少或消除。在所示示例中，持续时间在约50毫秒至60秒的范围内，并且优选地在200毫秒至30秒的范围内。然而，持续时间根据包括高规格导线134的材料、高规格导线134的规格、高规格导线134的长度、高规格导线134的电阻、流过高规格导线134的电流载荷以及流过高规格导线134的电压载荷的多种因素而变化。因此，可以将持续时间修改为任何合适的时间。

出于说明和描述的目的，已经提供了实施方式的上述描述。这些描述并且不旨在穷举或限制本公开内容。特定实施方式的各个元件或特征通常并不限于该特定实施方式，而是在适用的情况下，也能够相互交换并且能够用于所选的实施方式，即使未具体地示出或描述。特定实施方式的各个元件或特征还可以以许多方式进行变型。这样的变型并不被认为偏离本公开内容，并且所有这样的修改旨在包括在本公开内容的范围内。

Claims (20)

1.一种用于高功率DC电路的温度熔断器组件，包括：

壳体，其从第一壳体端部延伸至第二壳体端部；

隔离引线，其从所述第二壳体端部突出；

衬套，其将所述隔离引线与所述壳体电隔离，所述衬套从所述第二壳体端部突出；以及

高规格导线，其在第一导线端部电连接至所述壳体，并且在第二导线端部电连接至所述隔离引线，

其中，所述高规格导线的一部分围绕所述衬套的外部螺旋缠绕，

其中，当所述温度熔断器组件的温度超过阈值温度时，所述温度熔断器组件被构造成通过所述高规格导线传导所述高功率DC电路的DC电流，并且

其中，所述高规格导线被构造成在所述DC电流的负载下熔化并且中断所述高功率DC电路。

2.根据权利要求1所述的温度熔断器组件，还包括固定引线，所述固定引线电连接至所述壳体并且从所述第一壳体端部突出。

3.根据权利要求2所述的温度熔断器组件，还包括可移动接触构件，所述可移动接触构件设置在所述壳体中并且被定位在所述固定引线与所述隔离引线之间。

4.根据权利要求3所述的温度熔断器组件，还包括设置在所述壳体中并且被定位在所述固定引线与所述可移动接触构件之间的热丸粒，其中，所述热丸粒由非导电材料构成，所述非导电材料在处于或高于所述阈值温度时从固体物理状态转变为非固体物理状态。

5.根据权利要求4所述的温度熔断器组件，其中：

建立从所述固定引线到所述壳体、从所述壳体到所述可移动接触构件、以及从所述可移动接触构件到所述隔离引线的第一电路，

建立从所述固定引线到所述壳体、从所述壳体到所述高规格导线、以及从所述高规格导线到所述隔离引线的第二电路，

所述第二电路与所述第一电路电并联，并且

所述第二电路具有比所述第一电路更高的电阻。

6.根据权利要求5所述的温度熔断器组件，其中，当所述热丸粒的温度超过所述阈值温度时，所述可移动接触构件与所述隔离引线电断开，并且所述DC电流流过所述第二电路。

7.根据权利要求5所述的温度熔断器组件，其中，当所述热丸粒的温度低于所述阈值温度时，所述可移动接触构件电连接至所述固定引线和所述隔离引线二者，并且所述DC电流流过所述第一电路。

8.根据权利要求1所述的温度熔断器组件，其中，所述高规格导线的所述部分邻接所述衬套的外部。

9.根据权利要求1所述的温度熔断器组件，其中，所述高规格导线的所述部分以顺时针或逆时针方向围绕所述衬套螺旋缠绕。

10.根据权利要求1所述的温度熔断器组件，还包括密封化合物，所述密封化合物设置在所述高规格导线上，使得所述高规格导线嵌入所述密封化合物中。

11.一种用于中断高功率DC电路中的工作电流的热切断装置，包括：

壳体，其从第一壳体端部延伸至第二壳体端部；

第一固定导电构件，其电连接至所述壳体并且设置在所述第一壳体端部处；

第二固定导电构件，其设置在所述第二壳体端部处；

衬套，其径向定位在所述第二固定导电构件与所述壳体之间，所述衬套将所述第二固定导电构件与所述壳体电隔离；

第三可移动导电构件，其电连接至所述壳体，并且轴向设置在所述第一固定导电构件与所述第二固定导电构件之间；以及

高规格导线，其包括电连接至所述壳体的第一导线端部以及电连接至所述第二固定导电构件的第二导线端部，其中，所述高规格导线在所述第一导线端部与所述第二导线端部之间的部分围绕所述衬套螺旋缠绕，

其中，当所述热切断装置的温度在阈值温度以上时，所述第三可移动导电构件与所述第二固定导电构件电断开并且所述工作电流分流到所述高规格导线。

12.根据权利要求11所述的热切断装置，其中，所述高规格导线的所述部分邻接所述衬套。

13.根据权利要求11所述的热切断装置，其中，所述高规格导线的所述部分以顺时针或逆时针方向围绕所述衬套螺旋缠绕。

14.根据权利要求11所述的热切断装置，其中，所述高规格导线的所述部分围绕所述衬套螺旋缠绕N次，N为整数。

15.根据权利要求14所述的热切断装置，其中，N大于一并且N小于十。

16.根据权利要求11所述的热切断装置，其中，所述第一导线端部和所述第二导线端部被定位成与所述衬套相邻。

17.根据权利要求16所述的热切断装置，其中，所述第一导线端部被定位成与所述第二壳体端部相邻。

18.根据权利要求11所述的热切断装置，其中，所述衬套从第一衬套端部延伸至第二衬套端部，所述第一衬套端部设置在所述壳体内部，并且所述第二衬套端部设置在所述壳体外部。

19.根据权利要求18所述的热切断装置，其中，所述第二导线端部被定位成与所述第二衬套端部相邻。

20.一种用于中断高功率DC电路中的工作电流的热切断装置，包括：

壳体，其沿纵向轴线从第一壳体端部延伸至第二壳体端部；

第一固定导电构件，其电连接至所述壳体，并且设置在所述第一壳体端部处，并且从所述壳体在沿所述纵向轴线的方向上延伸；

热响应构件，其设置在所述壳体中靠近所述第一壳体端部并且包括非导电材料，所述非导电材料在处于或高于阈值温度时从固体物理状态转变为非固体物理状态；

第二固定导电构件，其设置在所述第二壳体端部处，从所述壳体在沿所述纵向轴线的方向上延伸；

衬套，其径向设置在所述第二固定导电构件与所述壳体之间并且包括电绝缘材料，所述衬套将所述第二固定导电构件与所述壳体电隔离；

第三可移动导电构件，其轴向设置在所述热响应构件与所述第二固定导电构件之间；

第一偏置构件，其轴向设置在所述热响应构件与所述第三可移动导电构件之间，所述第一偏置构件以第一偏置力在沿着所述纵向轴线朝向所述第二固定导电构件的第一方向上使所述第三可移动导电构件偏置；

第二偏置构件，其轴向设置在所述第三可移动导电构件与所述第二壳体端部之间，所述第二偏置构件接合所述第三可移动导电构件，并且以第二偏置力在沿所述纵向轴线远离所述第二固定导电构件的第二方向上使所述第三可移动导电构件偏置，所述第二偏置力小于或等于所述第一偏置力；以及

高规格导线，其包括电连接至所述壳体的第一导线端部以及电连接至所述第二固定导电构件的第二导线端部，其中，所述高规格导线在所述第一导线端部与所述第二导线端部之间的部分围绕所述衬套螺旋缠绕，

其中，当所述热响应构件低于所述阈值温度时，所述第三可移动导电构件电连接至所述第一固定导电构件和所述第二固定导电构件二者，并且所述工作电流流过所述第一固定导电构件、所述第三可移动导电构件和所述第二固定导电构件，

其中，当所述热响应构件在所述阈值温度以上时，所述第三可移动导电构件与所述第二固定导电构件电断开并且所述工作电流分流到所述高规格导线，并且

其中，所述高规格导线被构造成在包括所述工作电流的负载下熔化。