CN206976271U - 一种快断型大电流受控熔断器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种快断型大电流受控熔断器，其包括发热装置和通流装置；通流装置包括相互分隔的两个电极引脚、以及连接在两个电极引脚之间的一根或多根第一熔断装置，第一熔断装置具有第一动作温度；第一熔断装置邻近发热装置设置，并与发热装置绝缘。由于通流装置中的熔断装置紧贴发热装置设置，缩短了热传导路径，减少了热扩散带来的功率损耗，因此可以在当系统检测到故障启动加热时，快速地执行切断指令，并带自我过热保护，防止加热片的热失控，增加的遥信功能，可提供遥信信号，告知系统已执行切断指令。

Description

一种快断型大电流受控熔断器

技术领域

本实用新型涉及一种熔断器，特别地涉及一种快断型大电流受控熔断器。

背景技术

随着电动汽车行业的发展，动力电池的续航能力成为了电动汽车发展的瓶颈。为解决这一问题，动力电池的容量越做越大，同时提高平台电压，以减少无功损耗。目前在电动汽车的电控系统中，动力电池的正、负高压供电线路上各串联有由电池管理系统(Battery Management System简称BMS)控制的高压直流继电器，电动汽车中的电机、电动辅机以及车载电池等均连接在动力电池的高压供电线路上。能够切断高压供电线路的除了上述的高压直流继电器之外，还有安装在动力电池上的手动维修开关以及串联在供电线路上的电流保险丝。其中，高压直流继电器为常开型真空继电器，由于承载着大电流、高电压，长时间的开合容易形成触点表面的电腐蚀，进一步演化为触点沾粘等故障，造成不能及时将高压供电线路切断。

BMS尽管能检测到触点沾粘，但是没有措施来及时切断高压供电线路。手动维修开关一般位于高压电池上，用于维修或者检查时断开高压电，当车辆运行过程中如果出现需要紧急断电的情况，手动维修开关就发挥不了作用。电流保险丝用于短路或者严重过载时断开高压供电线路，当车辆不是短路或过载故障时，若需要紧急断开高压供电线路，电流保险丝就无法发挥作用。如果高压电直接引入到驾驶室，则会有很大的安全隐患。

易熔合金作为一种对温度敏感的材料，已普遍运用于白色家电上的过温保护，由于其阻抗低，由电流的引起的温升较小，故对电流的波动反应不灵敏。但将易熔合金运用于电动汽车的保护时，动力电池由于外设故障会存在远大于1C的放电电流，故易熔合金在对过电流保护的响应时间不严格要求时，可替代电流保险丝对过电流进行保护。

例如中国专利201010203897.X公开了一种大电流受控熔断器，其发热片与易熔合金的传输路径较远，易熔合金的可在40秒内断开，由于动力电池可承受短时的过电压充电、过电流放电，故可在充、放电时，可及时有效地切断充放电供电线路。

而出现高压直流继电器故障或其他需在5秒内切断的故障时，目前市场上缺少这种利用易熔合金的熔断机制，快速切断大电流的保护器件，从而确保电动汽车的安全运行。

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快断型大电流受控熔断器，为所需保护电路提供一种有效的执行切断模式。

本实用新型的目的通过下列技术方案实现：

一种快断型大电流受控熔断器，其包括发热装置和通流装置；通流装置包括相互分隔的两个电极引脚、以及连接在两个电极引脚之间的一根或多根第一熔断装置，第一熔断装置具有第一动作温度；第一熔断装置邻近发热装置设置，并与发热装置绝缘。由于通流装置邻近发热装置的发热表面设置，形成了面与面的热传导路径，减少热扩散带来的功率损耗，使得第一熔断装置能够快速准确地针对发热装置的温度进行反应。

进一步地，第一熔断装置紧贴发热装置。第一熔断装置紧贴发热装置，进一步提高了热传导效率，并由此提高了第一熔断装置反应的快速性与准确性。

进一步地，电极引脚为片状，并与发热装置平行。

进一步地，电极引脚包括阶梯部，阶梯部的下沿与发热装置的下沿齐平。这种结构使得整个熔断器的结构更规整，占空间更小。

进一步地，在发热装置邻近通流装置的表面设置有至少两个焊盘，两个电极引脚与至少两个焊盘分别对应焊接。

进一步地，在电极引脚焊接处，设置凹槽，形成独立焊接点，在受热时凹槽的设置有利于产生形变减少破裂的可能性。。

进一步地，电极引脚通过银基焊料与焊盘钎焊连接。

进一步地，发热装置为阻性发热片。发热片可为金属陶瓷发热片(MCH)、陶瓷发热片(PTC)或厚膜发热片。

进一步地，在发热装置的回路串联入紧贴发热装置的第二熔断装置，第二熔断装置具有第二动作温度，第二动作温度高于第一动作温度。当第一熔断装置熔断后，加热装置继续加热，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，从而将加热装置的回路断开，避免其继续加热。

进一步地，紧贴发热装置设有第三熔断装置，第三熔断装置与发热装置绝缘，并具有第三动作温度，第三动作温度高于或等于第二动作温度。该第三熔断装置为遥信端口，其受热后温度达到第三动作温度时，第三熔断装置熔断，从而提供第一熔断装置已切断的信号。

进一步地，第一熔断装置包括涂覆有助熔断剂的易熔合金、形状记忆合金、双金属片温度开关，第二熔断装置包括涂覆有助熔断剂的易熔合金、形状记忆合金、双金属片温度开关，第三熔断装置包括涂覆有助熔断剂的易熔合金、形状记忆合金、双金属片温度开关。

进一步地，紧贴发热装置设有第三熔断装置，第三熔断装置与发热装置绝缘，并具有第三动作温度，第三动作温度高于第一动作温度。当没有设置第二熔断装置时，当第三熔断装置受热温度达到高于第一动作温度的第三动作温度时，第三熔断装置熔断。原则上，现有的对于温度敏感的熔断装置都可适用于本申请。所述的涂覆有助熔断剂的易熔合金中，助熔断剂可在表面涂覆，也可在内部和表面都涂覆。原则上，第一熔断装置、第二熔断装置和第三熔断装置可以设置为相同装置。

进一步地，通流装置可并联高分断装置。高分断装置可以为对温度敏感的熔断装置，也可以为对电流敏感的电流保险丝。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的快断型大电流受控熔断器由于通流装置中的熔断装置紧邻发热装置设置，缩短了热传导路径，减少了热扩散带来的功率损耗，因此可以在当系统检测到故障启动加热时，快速地执行切断指令，并带自我过热保护，防止加热片的热失控，增加的遥信功能，可提供遥信信号，告知系统已执行切断指令。

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是根据本实用新型的快断型大电流受控熔断器的分解示意图；

图2是根据本实用新型的快断型大电流受控熔断器的剖面示意图；

图3是根据本实用新型的快断型大电流受控熔断器的发热片基板示意图；

图4是根据本实用新型的快断型大电流受控熔断器的发热片焊接引脚示意图；

图5是根据本实用新型的快断型大电流受控熔断器的发热装置示意图；

其中：

100 发热装置

101 外壳

102 发热器基板

103 灌封胶

104 加热回路

105 左加热焊盘

106 中加热焊盘

107 右加热焊盘

108 左通流焊盘

109 右通流焊盘

110 左遥信焊盘

111 右遥信焊盘

112 左加热引脚

113 右加热引脚

114 第二易熔合金

115 第二助熔断剂

200 通流装置

201 左电极引脚

2011 左凹槽

202 右电极引脚

2021 右凹槽

203 第一易熔合金

204 第一助熔断剂

300 遥信装置

301 左遥信引脚

302 右遥信引脚

303 第三易熔合金

304 第三助熔断剂

具体实施方式

参照附图对本实用新型进行进一步详细说明。

实施例1

本实用新型的快断型大电流受控熔断器包括发热装置100和通流装置200。通流装置200包括两片相互分隔的片状左电极引脚201和右电极引脚202、以及连接在两片电极引脚之间的一根或多根第一熔断装置。左电极引脚201和右电极引脚202设置有凹槽，平行于发热装置100，并且均包括阶梯部，该阶梯部的下沿与发热装置100的下沿齐平。

如图3所示，发热装置100紧贴通流装置200的表面的两端分别设置有左通流焊盘108和右通流焊盘109，左电极引脚201包括左凹槽2011，焊接在左通流焊盘108上，形成独立焊接点，右电极引脚202包括右凹槽2012，焊接在在右通流焊盘109上，形成独立焊接点，从而使通流装置200与发热装置100紧贴固定，并与发热装置100的加热回路104绝缘。同时第一熔断装置也与发热装置100紧贴固定，第一熔断装置为第一易熔合金203和第一助熔断剂204，具有第一动作温度。本实施方式中，发热装置100为阻性片状的金属陶瓷发热片，其还可以为陶瓷发热片或厚膜发热片，原则上常用的发热装置均适用。当第一易熔合金203受热达到第一动作温度时，在第一助熔断剂204的活性及张力作用下，第一易熔合金203熔断，切断左电极引脚201和右电极引脚202之间的电连接，从而断开整个主电路。

发热装置100表面还包括左加热焊盘105、加热中焊盘106和右加热焊盘107，其中加热回路104的引出端为左加热焊盘105、加热中焊盘106，发热装置100的左加热引脚112焊接在左加热焊盘105上，右加热引脚113焊接在右加热焊盘106上。第二熔断装置包括第二易熔合金114和第二助熔断剂115，具有第二动作温度，该第二动作温度高于第一动作温度。第二熔断装置的第二易熔合金114通过热焊，连接加热中焊盘106与右加热焊盘107，并且同样紧贴发热装置100，从而连通右加热引脚113、右加热焊盘107、第二易熔合金114、加热中焊盘106、加热回路104、左加热焊盘105、左加热引脚112，形成发热装置100的回路。当第二易熔合金114受热温度上升至第二动作温度时，在第二助熔断剂115的帮助下，第二易熔合金114熔断，从而切断发热装置100的回路，使发热装置100停止发热。

本实施例中电极引脚、加热引脚和遥信引脚采用银基焊料钎进行焊接，熔断装置采用热焊。

还包括遥信装置300，发热装置100表面还设置有左遥信焊盘110和右遥信焊盘111，左遥信引脚301焊接在左遥信焊盘110上，右遥信引脚302焊接在右遥信焊盘111上，第三熔断装置焊接在左遥信焊盘110和右遥信焊盘111上，紧贴发热装置100并与发热装置绝缘，左遥信引脚301和右遥信引脚302连接单独的遥信电路。该第三熔断装置为第三易熔合金303和第三助熔断剂304，具有第三动作温度，由此形成单独的遥信回路。第三动作温度等于或大于第二动作温度。当第三易熔合金303继续受热温度上升至第三动作温度时，在第三助熔断剂304的活性及张力作用下，第三易熔合金303断开，由此发出遥信信号，告知系统已执行第一熔断装置的断开工作。

所有结构封装在外壳101和发热器基板102围成的空间内，仅露出左电极引脚201、右电极引脚202、左加热引脚112、右加热引脚113、左遥信引脚301、右遥信引脚302向外伸出。灌封胶103覆盖在发热器基板102底部，用于进行密封。

本实用新型的工作原理为：当电路中出现过大电流，而高压直流继电器故障时，发热装置发热，紧贴发热装置设置的第一熔断装置快速受热温度上升，当达到第一动作温度时，第一熔断装置熔断，从而将电路断开，解除过大电流带来的危险。发热装置继续发热，当串联在发热装置回路中的第二熔断装置受热达到第二动作温度时，熔断，从而将发热装置的回路断开，使发热装置停止加热。第三熔断装置继续受热温度达到第三动作温度时，熔断，从而发出遥信信号，告知系统已执行了切断功能。

实施例2

本实用新型还可以不设置第二熔断装置，此时第三熔断装置的第三动作温度仅需要大于第一动作温度，这样当第一熔断装置熔断后，第三熔断装置继续受热直到温度达到第三动作温度，第三熔断装置熔断，从而发出遥信信号，告知系统已执行了切断功能。

实施例3

通流装置200还可并联高分断装置，提高分断能力。该高分断装置可为受温度影响较大的易熔合金，也可为受电流影响较大的电流保险丝。当为易熔合金时，其动作温度高于第一动作温度的易熔合金，当为电流保险丝时，其内阻值大于第一熔断装置的内阻值。

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。

Claims (13)

1.一种快断型大电流受控熔断器，其特征在于，包括发热装置和通流装置；所述通流装置包括相互分隔的两个电极引脚、以及连接在两个所述电极引脚之间的一根或多根第一熔断装置，所述第一熔断装置具有第一动作温度；所述第一熔断装置邻近所述发热装置设置，并与所述发热装置绝缘。

2.根据权利要求1所述的快断型大电流受控熔断器，所述第一熔断装置紧贴所述发热装置。

3.根据权利要求1所述的快断型大电流受控熔断器，所述电极引脚为片状，并与所述发热装置平行。

4.根据权利要求3所述的快断型大电流受控熔断器，所述电极引脚包括阶梯部，所述阶梯部的下沿与所述发热装置的下沿齐平。

5.根据权利要求1所述的快断型大电流受控熔断器，在所述发热装置邻近通流装置的表面设置有至少两个焊盘，所述两个电极引脚与所述至少两个焊盘分别对应焊接。

6.根据权利要求5所述的快断型大电流受控熔断器，在所述电极引脚焊接处，设置凹槽。

7.根据权利要求5所述的快断型大电流受控熔断器，所述电极引脚通过银基焊料与所述焊盘钎焊连接。

8.根据权利要求1所述的快断型大电流受控熔断器，所述发热装置为阻性发热片。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的快断型大电流受控熔断器，在所述发热装置的回路串联入紧贴所述发热装置的第二熔断装置，所述第二熔断装置具有第二动作温度，所述第二动作温度高于所述第一动作温度。

10.根据权利要求9所述的快断型大电流受控熔断器，紧贴所述发热装置设有第三熔断装置，所述第三熔断装置与所述发热装置绝缘，并具有第三动作温度，所述第三动作温度高于或等于所述第二动作温度。

11.根据权利要求10所述的快断型大电流受控熔断器，所述第一熔断装置、所述第二熔断装置和所述第三熔断装置均包括涂覆有助熔断剂的易熔合金、形状记忆合金、双金属片温度开关。

12.根据权利要求1-8中任一项所述的快断型大电流受控熔断器，紧贴所述发热装置设有第三熔断装置，所述第三熔断装置与所述发热装置绝缘，并具有第三动作温度，所述第三动作温度高于所述第一动作温度。

13.根据权利要求1-8中任一项所述的快断型大电流受控熔断器，所述通流装置可并联高分断装置。