CN202094065U - 大电流熔断器 - Google Patents

Abstract

一种承载额定电流为几十安培乃至几百安培的二次电池等装置保护用的大电流熔断器，包括一个特别设计的非金属支撑座，平行地支撑着两片金属平板电极，这金属平板电极又是连接到主回路的大电流端子。平板电极把多根低熔点合金丝并联起来构成能够承受大电流的熔断体。大电流熔断器中还设计了一个与平板电极有紧密的热耦合的阻性发热体，发热体是由一个另外供电回路供给电流的，在正常情况下，供电回路中无电流流过，当主电路中的电流过大、电压过高、蓄电池的温度过高时，监视电路会给出指令，让加热电路通电，发热体的热量使流过金属平板电极产生温升，促使主熔断体熔化，再者，在助熔断剂的作用下，能够使每根合金丝很好地断开，并设置一个比主熔断体的熔化温度高的小型温度保险丝与发热体串联，以保证主熔断体首先断开。

Description

大电流熔断器

技术领域

本实用新型涉及一种大电流熔断器，特别是一种工作在低电压下的二次电池保护用大电流熔断器 

背景技术

近年来，二次电池的技术开发日益进步，其中用于各种用途的动力电池也随着发展起来。电动自行车，观光车，大巴，电动汽车，通讯，邮电，铁路，军用舰船等领域，它将带动整个动力锂电池产业的蓬勃发展，正在推广以绿色，环保，无污染，能够循环使用的高效率新能源。一般，这些动力电池组的放电电流都在几十安培以上，有的甚至达到几百安培。由于动力电池的广泛使用，产生了一个对动力电池组的充放电进行保护的问题。例如出现了一种有电子电路构成的动力电池管理系统，它是由电子电路控制一种接触器切换的系统。但是，这种接触器体积较大，成本相对高，且由于采用触点来电流切断，同时也会出现触点承受电流的能力，以及自身接触电阻所带来的隐患。 

实用新型内容

本实用新型的一种大电流熔断器，其包括： 

主熔断体，由多根低熔点合金丝构成，在合金丝的周围填充有用来引发合金丝熔化后向两端电极收缩的助熔断剂； 

一对金属电极(6)和(7)； 

两个阻性发热体(8)和(9)； 

一小型温度保险丝(10)，用于断开发热体(8)和(9)的电源； 

两个金属电极平行安置，上述的金属电极的一方向设计为梳状的焊接条(11a)和(11b)，多根低熔点合金丝(3)并联地连接在上述的两个金属电极上预设的焊接条(11a)和(11b)上，多根低熔点合金丝构成一个大电流熔断器的主熔断体； 

发热体与金属电极之间有直接热传递；由软线把两个阻性发热体并联，再与上述的温度保险丝(10)串联，温度保险丝(10)的未连接发热体的一端伸出作为引出线(14)，上述的并联在一起两个阻性发热体(8)和(9)的未连接温度保险丝的一端用引线(15)伸出。 

更进一步地： 

一种二次电池保护用的大电流熔断器的设计是，它有一组由多根低熔点合金丝构成的主熔断体，一对L形金属平板电极，一非金属支撑座，两个阻性发热体，一温度保险丝，一非金属外壳。非金属支撑座用来固定金属平板电极，并使得两片平板电极平行固定。L形金属电极的一方向设计有一个作为大电流引出的连接端子，在L形金属电极的另一个方向设计有梳状的焊接条，用来固定低熔点合金丝，形成主熔断体，并联低熔点合金丝的根数越多，能够承受的额定工作电路就越大。在非金属支撑座的上下两个位置内设计有凹下去的型腔部分，用来放置阻性发热体和温度保险丝元件；通常把这种大电流熔断器的两个大电流端子串联在主电路中作为主熔断器，当控制电路感测的故障电流过大或温度过高时，由控制电路控制接点闭合从而接通阻性发热体的电源，发热体的升温促使主熔断器快速熔断。 

所述的低熔点合金丝熔点设定为110℃或120℃或125℃或者130℃，是由2-20根甚至更多根的合金丝并联构成的大电流熔断体(1)。 

所述的阻性发热体是一种电阻器或PTCR。 

所述的非金属支撑座是陶瓷材料制作的，或是工程塑料制作的，或是由非金属外壳加长后，形成容腔，由环氧树脂或硅橡胶或其它有机加无机材料的混合料来填充，固化后将电极和发热体及小温度保险丝固定。 

为了提供一种比使用交流接触器优良的一种大电流熔断器作为蓄电池组的最后安全保护。特别是有别于一般的大电流熔断器的一种二次电池用大电流熔断器。这种大电流熔断体的制造技术建立在制造温度保险丝的技术基础上，并且采用多根温度敏感的低熔点合金丝并联构成的电流熔断体，这样既可提高电流承载能力。为了促进电流熔丝的快速熔断，设计有采用发热电阻体紧靠平行电极，发热电阻产生的热量通过平行电极迅速传递给电流熔断体以致熔断。这种大电流熔断器具有熔断时间迅速，体积小，安装和使用方便的过电流保护器件。 

本实用新型所设计的二次电池保护用大电流熔断器，能够制造出100安培甚至更大的额定工作电流的大电流熔断器。并能一次性切断主电流，以保障设备避免因出现异常因素而导致火灾乃至爆炸等事故。本实用新型所设计有促使主熔断体快速熔断的发热体，与大电流接触器相比较，没有外壳，体积小，结构简单，紧凑，安装方便。另外，这种达到100安培直流工作电流的熔断器，也能够耐受100千安以上的8/20微秒波形的脉冲电流，可望在防雷技术领域获得应用。 

本实用新型相当于一种一次性切断事故电流而不可再次闭合的切断开关。 

附图说明

图1是本实用新型的电路图； 

图2是实施例1的总装配示意图； 

图3是实施例1的主温度保险丝的组成结构示意图； 

图4是实施例1的主温度保险丝内的电极及并联合金丝示意图； 

图5a、图5b是实施例1的未内置小温度保险丝和发热体的非金属壳支撑座正面二个角度的立体图；图5C是实施例1的内置小温度保险丝和发热体的非金属壳支撑座正面的立体图； 

图6a是实施例1未内置小温度保险丝和发热体的非金属支撑座反面的立体图； 

6b是实施例1已内置小温度保险丝和发热体的非金属支撑座反面的立体图； 

图7为实施例1的电极结构示意图； 

图8为实施例2的电路图； 

图9为实施例2的结构总装示意图； 

图10实施例2支撑座结构示意图； 

图11为是实施例2的主温度保险丝的组成结构示意图； 

具体实施方式

实施例1： 

现在结合附图1至7对本实用新型的具体实施方式进行进一步的叙述，附图1是本实用新型的具体优选实施方式。这种二次电池保护用的大电流熔断器包括一组由多根低熔点合金丝(3)构成的主熔断体，也可称为主温度保险丝(1)，本实施例的低熔点合金的熔化温度为130℃；一对L形金属平板电极(6)和(7)， 一个非金属外壳(4)，一个非金属支撑座(5)，两个阻性发热体(8)和(9)，一个小型温度保险丝(10)组成；上述的非金属支撑座(5)设计成具有固定金属电极(6)或(7)用的槽口(16a)、(16b)，如图5a，图5b所示，不需要特别的措施就能把一对金属电极固定，使得两金属平板电极能够平行安置，上述的L形金属平板电极(6)和(7)的一个方向设计有一个装配孔(6a)、(7a)，用来作为大电流对外引出的连接端子，上述的L形金属平板电极的另一个方向设计有梳子状的焊接条(11a)和(11b)，焊接条上各设有孔(18)用来定位焊接低熔点合金丝(3)，形成主熔断体，上述的非金属支撑座(5)的正面位置内设计有凹下去的型腔部分(12a)和(12c)，在型腔(12a)内放置阻性发热体(8)，上述的非金属支撑座(5)的反面位置内设计有凹下去的型腔部分(12b)，而在型腔(12b)内放置阻性发热体(9)，并在型腔(12c)内放置小型温度保险丝(10)，发热体与金属平板电极之间有迅速的热传递效果；通过非金属支撑座内预设的两个小孔(13a)和(13b)由软线把两个阻性发热体并联起来，再与上述的温度保险丝(10)串联起来，安放在非金属支撑座的凹下去的型腔里，温度保险丝(10)的未连接发热体的一端伸出到非金属支撑座外部，作为引出线(14)，上述的并联在一起两个阻性发热体(8)和(9)的未连接温度保险丝的一端用引线(15)伸出到非金属支撑座外部；8根低熔点合金丝(3)借助于孔(13)的定位并联地连接在上述的两个金属电极上预设的4条焊接条(11a)和(11b)上，4条焊接条形成梳状，8根低熔点合金丝构成一个大电流熔断器的主熔断体，在低熔点合金丝的周围填入一种助熔断剂(2)，再用上述的非金属的，例如工程塑料的外壳(4)把熔断体部分密闭盖住，并与非金属支撑座联结起来。然后，通过非金属支撑上的通过孔(20)用环氧树脂(19)将非金属外壳封口形成一个密闭容腔，容腔内包含了8根合金丝(3)组成的主熔断体和特殊树脂， 环氧树脂同时也将非金属支撑座(5)两个面的凹下部位基本填满，既使得金属电极不再移动，也改善了产品的外观；上述的非金属外壳(4)的内部腔体被内置3根荆条(17)分割成4个小容腔，分别装入了4个焊接条(11a)和(11b)及已焊接上的合金丝(3)，3根荆条用于防止熔化后的合金丝在重力的作用下汇聚在一起，以确保合金丝断开得彻底。 

本实用新型的设计中使用一个小型温度保险丝(10)与阻性发热体(8)、(9)相串联，为了不让阻性发热体在主电流被切断之后还过长时间工作，小型温度保险丝(10)的断开温度要比主熔断体的合金丝(3)的断开温度高，以保证主熔断体的合金丝(3)先断开。 

当把这种大电流熔断器用于二次电池的保护时，由于本实用新型的主熔断器体能够承受几十安培乃至几百安培的额定工作电流而正常工作，一旦由控制电路检测二次电池的充电电压过高等不安全现象时，便会发出控制指令，从而接通阻性发热体的电路，使发热体发热，通过金属电极把热量传导到主熔断体时，促使所有的低熔点合金丝熔化后在助熔断剂(2)的作用下而断开，这样，就给二次电池提供了的安全保证。使用大电流熔断器作为切断事故电流的执行器件，比使用电流接触器的安装要方便，经济，而且体积也小许多。若需获得更大的工作电流，只要增加低熔点合金丝的根数就能够达到。 

实施例2： 

如图8至图11所示，其结构同实施例1类似，其电路结构如附图8所示，主温度保险丝(1)的结构完全相同，不同之处在于支撑座(27)增设一小型温度保险丝(28)，其两根引线独立向外引出； 

在结构上，阻性发热体(26)与金属平板电极(7)贴合，并采用铆钉(22)进行永久性固定，发热体与金属平板电极之间有直接的热传导，同样阻 性发热体(25)与金属平板电极(6)贴合，也采用铆钉进行固定；非金属支撑座(27)同样设有槽口(16a)、(16b)，用来固定金属平板电极(6)、(7)；在非金属支撑座(27)内部还设有二个凹槽(23、24)，凹槽(23)用来固定小型温度保险丝(10)，其作用和其在实施例1中的作用相同，而凹槽(24)用来固定另一个小型温度保险丝(28)，此小型温度保险丝(28)可外接信号线路，在感受到整个熔断器的温度达到其熔断温度时断开，起到报警功能；在完成上述的装配后，用可固化的非金属材料来填充非金属支撑座(27)的内腔，从而形成一个牢固的整体。 

以上仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本实用新型进行的非实质性改动，均应属于侵犯本实用新型保护范围的行为。 

Claims (9)

1.一种大电流熔断器，其包括：

主熔断体，由多根低熔点合金丝构成，在合金丝的周围填充有用来引发合金丝熔化后向两端电极收缩的助熔断剂；

一对金属电极(6)和(7)；

两个阻性发热体(8)和(9)；

一小型温度保险丝(10)，用于断开发热体(8)和(9)的电源；

两个金属电极平行安置，上述的金属电极的一方向设计为梳状的焊接条(11a)和(11b)，多根低熔点合金丝(3)并联地连接在上述的两个金属电极上预设的焊接条(11a)和(11b)上，多根低熔点合金丝构成一个大电流熔断器的主熔断体；

发热体与金属电极之间有直接热传递；由软线把两个阻性发热体并联，再与上述的温度保险丝(10)串联，温度保险丝(10)的未连接发热体的一端伸出作为引出线(14)，上述的并联在一起两个阻性发热体(8)和(9)的未连接温度保险丝的一端用引线(15)伸出。

2.根据权利要求1所述的大电流熔断器，其特征在于所述的金属电极为L形金属平板电极(6)或(7)。

3.根据权利要求2所述的大电流熔断器，其特征在于它还包括一非金属支撑座，所述的非金属支撑座(5)设计成具有固定L形金属电极(6)或(7)用的镶嵌槽口(16a)、(16b)；所述的非金属支撑座(5)的正面位置内设计有凹下去的型腔部分(12a)和(12c)，在型腔(12a)内放置阻性发热体(8)，所述的非金属支撑座(5)的反面位置内设计有凹下去的型腔部分(12b)，而在型腔(12b)内放置阻性发热体(9)，并在型腔(12c)内放置小型温度保险丝(10)。

4.根据权利要求3所述的大电流熔断器，其特征在于在低熔点合金丝的周围填 充助熔断剂(2)，再用上述的非金属外壳(4)把熔断体部分密闭盖住，并与非金属支撑座联结；通过非金属支撑上的通过孔(20)用密封材料(19)将非金属外壳封口形成一个密闭容腔，容腔内包含了多根合金丝(3)组成的主熔断体和助熔断剂，密封材料同时也将非金属支撑座(5)两个面的凹下部位基本填满，既使得金属电极不再移动；上述的非金属外壳(4)的内部腔体被内置多根筋条(17)分割成多个小容腔，分别装入了已焊接上的合金丝(3)的焊接条(11a)和(11b)，筋条用于防止熔化后的合金丝在重力的作用下汇聚在一起，以确保合金丝断开得彻底。

5.根据权利要求1所述的大电流熔断器，其特征在于一个小型温度保险丝(10)与阻性发热体(8)、(9)相串联，小型温度保险丝(10)的断开温度要比主熔断体的合金丝(3)的断开温度高，以保证主熔断体的合金丝(3)先断开。

6.根据权利要求1所述的大电流熔断器，其特征还在于，所述的低熔点合金丝熔点设定为110℃或120℃或125℃或者130℃，是由2-20根甚至更多根的合金丝并联构成的大电流熔断体(1)。

7.根据权利要求1所述的大电流熔断器，其特征还在于，所述的阻性发热体是一种电阻器或PTCR。

8.根据权利要求3所述的大电流熔断器，其特征还在于，非金属支撑座是陶瓷材料制作的，或是工程塑料制作的，或是由非金属外壳加长后，形成容腔，由环氧树脂或硅橡胶固化后将电极和发热体及小温度保险丝固定。

9.根据权利要求3所述的大电流熔断器，其特征还在于非金属支撑座(27)增设一小型温度保险丝(28)，其两根引线独立向外引出，外接信号线路，在感受到整个熔断器的温度达到其熔断温度时断开起到报警功能。 

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