CN206379321U - 一种多点探温的受控熔断器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种多点探温的受控熔断器，包括测温控制系统和受控熔断系统，所述受控熔断系统包括加热系统和具有第一动作温度的第一熔断装置；所述测温控制系统检测被测物的温度，并由此控制加热系统工作或停止；当所述加热系统开始工作并达到所述第一动作温度时，所述第一熔断装置断开。本实用新型的受控熔断器可以可预设温度点的上下限，获得更个性化更符合实际应用需求的热防护，有效地进行温度监控和热防护，并可以根据需求，选择易发生热失控的多点进行监控，使得热防护更加全方位更加安全。尤其在应用于电动汽车充电桩时，能够准确地检测到温度是否超过设定温度点的上限，及时启动加热系统，切断熔断系统所接回路，从而防止恶性事故发生。

Description

一种多点探温的受控熔断器

技术领域

本实用新型涉及一种熔断器，特别地涉及一种多点探温的受控熔断器。

背景技术

作为电动汽车的能量供给，充电桩在电动汽车使用中扮演着重要角色。为了缩短用户充电时间，充电桩普遍采用直流充电，高电压、大电流的工作方式，直流充电桩的输入电压采用三相四线AC380V±15％，频率50Hz，输出可调直流电，直接为电动汽车的动力电池充电。由于直流充电桩采用三相四线制供电，可以提供足够的功率，输出的电压和电流调整范围大，可以实现快充的要求。但是这对安全提出了极高的要求。

在实际使用中，由于充电枪的插接头采用簧片接触，插接寿命有限，且各制造商的充电枪产品质量和标准的参差不齐，在混插后接触电阻必然会增大。此外，在恒流充电模式下，需耐受250A的大电流，这极易导致枪体过热进而熔化，甚至进一步引发火灾。并且现有的充电桩都是安装在露天环境的，难免遭受风吹雨淋日晒，无形中都增加了安全隐患。

关于充电设施的安全方面，国标GB/T18481.1和GB/T27930重点考虑充电的安全性和兼容性，其中增加了对充电桩充电温度控制的安全保护措施要求。因此，目前急需一种能够实现多点探温的受控熔断器，尤其是用于电动汽车充电桩的多点探温受控熔断器，为充电桩的充电接口提供过温保护。

实用新型内容

为了解决上述现有问题，本实用新型的目的在于提出了一种多点探温的受控熔断器，其为充电桩充电接口提供过温保护。

该实用新型的目的通过以下方案实现：

一种多点探温的受控熔断器，包括测温控制系统和受控熔断系统，该受控熔断系统包括加热系统和具有第一动作温度的第一熔断装置；该测温控制系统检测被测物的温度，并由此控制加热系统工作或停止；当该加热系统开始工作并达到第一动作温度时，该第一熔断装置断开。该熔断装置串联在充电的回路中，因此熔断装置断开导致所接充电回路切断。

进一步地，该测温控制系统包括测温装置和连通控制装置；该测温装置检测被测物的温度，并向连通控制装置输出温度信号，该连通控制装置将该温度信号与预设阈值进行比较，如果超过预设阈值，输出工作信号。比如，测温装置可检测被测物的温度，并将该温度与预设温度值进行比较，也可检测被测物的温度变化值，并将该温度变化值与预设变化阈值进行比较。该预设阈值可为上限温度，即高于该上限温度，输出工作信号；该预设阈值也可为下限温度，即低于该下限温度，输出工作信号。

进一步地，该测温装置包括感温探头和放大处理系统。该放大处理系统将感温探头检测到的模拟量进行信号放大，并将放大后的信号传送给连通控制装置。可根据实际的需要设置感温探头的数量及位置。

进一步地，该感温探头为至少一根或多根热电偶线。可根据探温点的数量来配置热电偶线，并根据检测温度的高低来选择不同类型的热电偶线。

进一步地，该测温装置包括常闭型温控开关。该常闭型温控开关进行过温判断，当温度超过该温控开关的预设阈值时，常闭转为常开，并通过连通控制装置进行信号处理，控制加热系统开始工作。

进一步地，该测温控制系统包括多个并联的常闭型温控开关。只要其中有一个常闭型的温控开关进行过温判断后从常闭转常开，就可向连通控制装置发送温度信号，连通控制装置即可控制加热系统开始工作。

进一步地，该连通控制装置包括单片机控制系统、比较电路系统。

进一步地，该测温控制系统包括常开型温控开关。该常开型温控开关直接进行过温判断，当温度超过该温控开关的预设阈值时，常开转为常闭时，直接导通加热系统，使加热系统开始工作。可根据实际的需要设置常开型温控开关的数量及位置。

进一步地，该测温控制系统包括多个并联的常开型温控开关。只要其中有一个常开型温控开关进行过温判断后从常开转常闭，就可直接导通加热系统，使加热系统开始加热。

进一步地，该第一熔断装置并联电流保险丝，该电流保险丝的内阻大于所述第一熔断装置的内阻。由于电流温度保险丝的内阻更大，电流主要流经熔断装置，在熔断装置熔断后，电流保险丝在带负载的线路中进行高压分断，故电流保险丝选用的额定电流远低于熔断装置的额定通流能力。

进一步地，该加热系统串联有具有第二动作温度的第二熔断装置，该第二动作温度高于所述第一动作温度；当该加热系统继续加热，第二熔断装置受热后温度达到第二动作温度时，第二熔断装置熔断。由此断开该加热系统的电连接，实现加热系统的自我热保护。

进一步地，该受控熔断系统并联有具有第三动作温度的第三熔断装置，该第三动作温度高于所述第二动作温度；当第三熔断装置受热后温度达到该第三动作温度时，第三熔断装置熔断。第三熔断装置的熔断可作为一辅助遥信开关信号告知系统多点探温受控熔断器已切断。

进一步地，加热系统和第一熔断装置串联形成回路，当第一熔断装置受热达到第一动作温度时，第一熔断装置熔断，由此断开加热系统的电供应，使加热系统停止工作。这种设置省略第二熔断装置，通过第一熔断装置自身的熔断，切断加热系统的电供应，从而使加热系统停止工作。

进一步地，该第一熔断装置包括双金属片温度开关、正温度系数PTC、有机物型温度保险丝、低熔点合金型温度保险丝；所述第二熔断装置包括双金属片温度开关、正温度系数PTC、有机物型温度保险丝、低熔点合金型温度保险丝；所述第三熔断装置包括双金属片温度开关、正温度系数PTC、负温度系数NTC、有机物型温度保险丝、低熔点合金型温度保险丝。

进一步地，该第一熔断装置优选为低熔点合金型保险丝，其中该低熔点合金型保险丝具有一根或并联多根低熔点合金。

进一步地，该控制加热系统工作或停止包括通过导通或断开开关件，将加热系统连通回路或从回路断开，该开关件为MOS管或继电器。

进一步地，该加热系统可为厚膜加热电阻片、PTC加热片、MCH、或以电阻丝缠绕形成的加热器。理论上，凡是可用于加热的装置均可用作本申请的加热系统

在本申请中，该常闭型温控开关为双金属片温度开关、正温度系数PTC、合金型温度保险丝或有机物型温度保险丝；该常开型温控开关为双金属片温度开关、负温度系数NTC、合金型温度保险丝或有机物型温度保险丝。

本实用新型的有益效果：

1.本实用新型的受控熔断器可以有效地进行温度监控和热防护，并可预设温度点的上下限，获得更个性化更符合实际应用需求的热防护，并且该受控熔断器反应迅速，使用方便。

2.本实用新型的受控熔断器可以根据需求，选择易发生热失控的多点进行监控，使得热防护更加全方位更加安全。

3.尤其在应用于电动汽车充电桩时，当电动汽车插入进行充电后，接点由于接触不良等原因易导致接触电阻偏大，经过大电流时，容易产生高温，本实用新型的受控熔断器能够准确地检测到温度是否超过设定温度点的上限，并及时启动加热系统，以切断熔断系统所接回路，从而有效地防止恶性事故的发生。

附图说明

下文将结合下列附图，对本实用新型作进一步说明，其中：

图1是根据本实用新型受控熔断器的原理示意图；

图2是根据本实用新型一实施例的受控熔断器的原理示意图；

图3是根据本实用新型一实施例的受控熔断器应用于充电桩的电气示意图；

图4是根据本实用新型一实施例的受控熔断器的电气示意图；

图5是根据本实用新型另一优选实施例的受控熔断器的电气示意图；

图6是根据本实用新型另一实施例的受控熔断器的电气示意图；

图7是根据本实用新型又一实施例的受控熔断器的电气示意图；

图8是根据本实用新型又一实施例的受控熔断器的电气示意图。

其中：100 测温控制系统

101 测温装置

1011(1011a、1011b) 感温探头

1012 放大处理系统

102 连通控制装置

200 受控熔断系统

201 加热系统

202 第一熔断装置

203 开关件

204 第二熔断装置

205 电流保险丝

206 第三熔断装置

300 充电枪

301 直流电源正

302 直流电源负

400 充电控制箱

具体实施方式

在下文中，将参照附图以实施例的方式对本实用新型进行具体描述，所涉及实施例仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，尽管参照实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

实施例1

图1示出了根据本实用新型受控熔断器的原理示意图。如图1所示，该受控熔断器包括测温控制系统100和受控熔断系统200，其中该受控熔断系统200包括加热系统201和具有第一动作温度的第一熔断装置202。该测温控制系统100检测被测物的温度，并由此控制加热系统工作或停止，当加热系统201开始工作并达到第一动作温度时，第一熔断装置202断开。

实施例2

如图2-4所示，一种多点探温的受控熔断器包括测温控制系统100和受控熔断系统200，其中测温控制系统100包括为热电偶的感温探头1011(1011a、1011b)、放大器处理系统1012、为单片机控制系统的连通控制装置102；受控熔断系统200包括为PTC加热片的加热系统201、为低熔点合金型温度保险丝的第一熔断装置202、为MOS管的开关件203、为正温度系数PTC的第二熔断装置204，其中低熔点合金型温度保险丝包含多根并联的低熔点合金丝。根据需监控温度变化的区域，设置多组感温探头1011，将每一感温探头1011的温度进行采集，检测被测物的温度变化，将模拟量的变化传送给放大器处理系统1012进行信号放大，并将放大后的信号传送给连通控制装置102，在连通控制装置102设定的上限温度和下限温度做出比较，输出控制信号，来控制加热系统201的工作和停止，当加热系统201开始工作后，温度达到第一熔断装置202的动作温度时，切断第一熔断装置202所接回路。

图3示出了充电枪300、充电控制箱400，多点探温受控熔断器串接于充电枪300的直流电源正301线路，监控充电枪300功率传输端的温度变化。由于在直流充电桩恒流充电模式下，会存在着250A的大电流，如接插件不良，充电枪300插入电动汽车时，其接触电阻必然过大，导致充电枪300过热熔化甚至进一步引起起火。

在充电枪300的功率传输端中直流电源正301、直流电源负302分别设置感温探头1011a，感温探头1011b，其中感温探头与功率传输端为相互绝缘，感温探头1011a实时监控直流电源正301的温度变化，感温探头1011b实时监控直流电源负302的温度变化，在单片机控制系统102中设置监控的温度上限为102℃，当直流电源正301的温度超过了102℃，感温探头1011a将采集到的模拟量传输给放大器处理系统1012，放大器处理系统1012将信号进行放大处理，将放大的信号传输给连通控制装置102将信号进行比较，将比较结果做出判断，输出工作信号，导通开关件203，加热系统201开始工作，加热系统201紧靠第一熔断装置202，加热系统201的温度达到第一熔断装置202的第一动作温度时，第一熔断装置202熔化、收缩，切断直流电源正301的供电线路。加热系统201继续工作，温度达到加热系统201自我热保护的第二熔断装置204的第二动作温度点时，其中第二动作温度高于第一动作温度温度，切断加热201的供电线路，实现自我热保护。

当直流电源正301的温度恢复到102℃以下，单片机控制系统会停止对开关件的信号输出，加热系统201停止工作，充电枪300继续正常工作。

实施例3

参照图5，本实施例与实施例1的不同仅在于：本实施例还包括电流保险丝205和第三熔断装置206，其中第三熔断装置为有机物型温度保险丝。当多点探温的受控熔断器应用于高压、大电流线路时，在第一熔断装置202处并联电流保险丝205，其中电流保险丝205的内阻大于第一熔断装置202的内阻。在正常温升工作下，由于电流保险丝205的内阻大于第一熔断装置202的内阻，电流主要流经第一熔断装置202，电流保险丝205需在第一熔断装置202熔断后做一高压分断，故电流保险丝205选用的额定电流远低于第一熔断装置202的额定通流能力。

感温探头1011将采集到的模拟量传输给放大器处理系统1012，放大器处理系统1012将信号进行放大处理，将放大的信号传输给连通控制装置102将信号进行比较，将比较结果做出判断，输出工作信号，导通开关件203，加热系统201开始工作，加热系统201紧靠第一熔断装置202，当加热系统201的温度达到第一熔断装置202的第一动作温度时，第一熔断装置202熔化、收缩，所有电流加持在电流保险丝205上，电流保险丝205做高压安全切断，切断多点探温受控熔断器所接回路，加热系统201继续工作，温度达到加热系统201自我热保护的第二熔断装置204的第二动作温度时，其中第二动作温度高于第一动作温度，切断加热系统的供电线路，实现自我热保护。加热系统201在切断供电线路时，还会存在着冲温现象，当温度达到第三熔断装置206的第三动作温度时，其中第三动作温度高于第二动作温度，第三熔断装置206断开，为系统提供一辅助的遥信开关信号，告知系统该多点探温受控熔断器已断开。

实施例4

参照图6，本实施例采用常闭型温控开关作为测温装置101，常温下为闭合状态，当温度达到动作温度时切换为开路状态。该常闭型温控开关可为用双金属片温度开关、正温度系数PTC温控开关、可重复使用的合金型温度保险丝、有机物型温度保险丝，本实施例采用为双金属片温度开关。

本实施例采用多个常闭型温控开关并联形成多个测温装置101。本实施例中加热系统201为MCH，第一、第二、第三熔断装置均为正温度系数PTC。当测温装置101监控到温度异常时，由常闭转为常开，连通控制装置102检测到测温装置101的切换状态，将为MOS管的开关件203导通，加热系统201开始工作。当温度达到第一熔断装置202的第一动作温度时，第一熔断装置202熔化、收缩，切断所接回路。当温度达到第二熔断装置204的第二动作温度，切断发热系统201回路，冲温促使第三熔断装置206断开，告知系统该线路已出现高温，并切断线路。该常闭型温控开关也可选择可多次重复使用的，当探测物体的温度恢复到正常范围时，该温控开关重新关闭，加热系统停止工作，系统恢复正常。

实施例5

参照图7，本实施例采用常开型温控开关作为测温控制系统100，常温下为开路状态，当温度达到动作温度时切换为闭合状态。该常开型温控开关可为一次性的也可为可重复使用的。该常开型温控开关可为双金属片温度开关、负温度系数NTC温控开关、触点型常开合金型温度保险丝、触点型常开有机物型温度保险丝，本实施例采用触点型常开有机物型温度保险丝。

本实施例采用多个常开型温控开关并联形成多个测温控制系统100，直接串接于加热系统201的加热回路中。本实施例中加热系统201为厚膜加热电阻片，第一、第二、第三熔断装置均为低熔点合金型温度保险丝。当测温控制系统100监控到温度异常时，测温控制系统100动作，闭合加热回路，加热系统201开始工作，当温度达到第一熔断装置202的第一动作温度时，熔化、收缩，切断第一熔断装置202所接回路，温度达到第二熔断装置204的第二动作温度，切断发热系统201回路，冲温促使第三熔断装置206断开，告知系统该线路已出现高温，并切断线路。

实施例6

参照图8，受控熔断器设置有第一熔断装置202，其与加热系统201串联形成回路。当加热系统201开始加热，第一熔断装置202受热达到第一动作温度后，第一熔断装置202断开，从而断开了加热系统201的电供应，使加热系统201停止工作，不再加热。

应当理解，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所述领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本实用新型的技术方案所引申出的显而易见的变化或改变仍处于本实用新型的保护范围之列。

Claims (17)

1.一种多点探温的受控熔断器，包括测温控制系统和受控熔断系统，所述受控熔断系统包括加热系统和具有第一动作温度的第一熔断装置；所述测温控制系统检测被测物的温度，并由此控制加热系统工作或停止；当所述加热系统开始工作，所述第一熔断装置受热并达到所述第一动作温度时，所述第一熔断装置断开。

2.根据权利要求1所述的受控熔断器，其特征在于，所述测温控制系统包括测温装置和连通控制装置；所述测温装置检测被测物的温度，并向连通控制装置输出温度信号，所述连通控制装置将所述温度信号与预设阈值进行比较，如果超过预设阈值，输出工作信号。

3.根据权利要求2所述的受控熔断器，其特征在于，所述测温装置包括感温探头和放大处理系统。

4.根据权利要求3所述的受控熔断器，其特征在于，所述感温探头为至少一根或多根热电偶线。

5.根据权利要求2所述的受控熔断器，其特征在于，所述测温装置包括常闭型温控开关。

6.根据权利要求5所述的受控熔断器，其特征在于，所述测温装置包括多个并联的常闭型温控开关。

7.根据权利要求2所述的受控熔断器，其特征在于，所述连通控制装置包括单片机控制系统、比较电路系统。

8.根据权利要求1所述的受控熔断器，其特征在于，所述测温控制系统包括常开型温控开关。

9.根据权利要求8所述的受控熔断器，其特征在于，所述测温控制系统包括多个并联的常开型温控开关。

10.根据权利要求1所述的受控熔断器，其特征在于，所述第一熔断装置并联电流保险丝，所述电流保险丝的内阻大于所述第一熔断装置的内阻。

11.根据权利要求1所述的受控熔断器，其特征在于，所述加热系统串联有具有第二动作温度的第二熔断装置，所述第二动作温度高于所述第一动作温度；当所述加热系统继续加热，所述第二熔断装置受热后温度达到所述第二动作温度时，所述第二熔断装置熔断。

12.根据权利要求11所述的受控熔断器，其特征在于，所述受控熔断系统并联有具有第三动作温度的第三熔断装置，所述第三动作温度高于所述第二动作温度；当所述第三熔断装置受热后温度达到所述第三动作温度时，所述第三熔断装置熔断。

13.根据权利要求12所述的受控熔断器，其特征在于，所述第一熔断装置包括双金属片温度开关、正温度系数PTC、有机物型温度保险丝、低熔点合金型温度保险丝；所述第二熔断装置包括双金属片温度开关、正温度系数PTC、有机物型温度保险丝、低熔点合金型温度保险丝；所述第三熔断装置包括双金属片温度开关、正温度系数PTC、负温度系数NTC、有机物型温度保险丝、低熔点合金型温度保险丝。

14.根据权利要求1所述的受控熔断器，其特征在于，所述加热系统和所述第一熔断装置串联形成回路，当第一熔断装置受热达到第一动作温度时，所述第一熔断装置熔断，由此断开加热系统的电供应，使加热系统停止工作。

15.根据权利要求1-14中任一项所述的受控熔断器，其特征在于，所述第一熔断装置为低熔点合金型保险丝，其中所述低熔点合金型保险丝含有一根或并联多根低熔点合金。

16.根据权利要求1所述的受控熔断器，其特征在于，所述控制加热系统工作或停止包括通过导通或断开开关件，将加热系统连通回路或从回路断开；所述开关件为MOS管或继电器。

17.根据权利要求1所述的受控熔断器，其特征在于，所述的加热系统可为厚膜加热电阻片、PTC加热片、MCH、或以电阻丝缠绕形成的加热器。