CN207637710U - 一种智能型熔断器 - Google Patents

Abstract

一种智能型熔断器，其包括外壳，其特征在于在所述外壳内的下端设置有气体发生装置，在所述气体发生装置上方设置有可通过所述气体发生装置释放的气体驱动的冲头；所述冲头可在所述外壳内上下位移；在所述冲头上方外壳中设置有熔体，在所述熔体上面开设有大凹槽，在所述大凹槽内的一端开设有小凹槽；所述冲头的冲刀正好位于所述小凹槽的下方；在所述熔体的上方设置有带有格栅的灭弧室，所述灭弧室与外部连通。本实用新型的熔断器，具有高响应速度，不仅适用于过载电流情况下断开电路，也适用于受到外力冲击力时断开电路，因此，其更适用于使用在新能源汽车等类似的会受到外力冲击的交通工具上。

Description

一种智能型熔断器

技术领域

本实用新型涉及熔断器，尤其是指在新能源汽车等遭受冲击或其他意外事故时，主电路的熔断保护装置中可以快速响应，快速切断主电路的熔断器结构。

背景技术

熔断器为常用的电气元器件，在电路中起到保护作用。一般熔断器电路过载时，通过过载电流致使熔体发热快速熔断熔体从而断开电路实现电路保护。随着新能源汽车的开发及逐渐普及，新能源汽车使用了大量的电池包，涉及到了为新能源汽车提供动力的主电路。在新能源汽车主电路中使用现有的通过发热熔断熔体的熔断器，当在新能源汽车遭受撞击等其他突发事故时，由于时间特别短，普通熔断器来不及熔断断开电路使新能源汽车丧失动力，从而导致安全隐患发生或扩大事故，造成严重后果。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种智能型熔断器，在遭受过载或意外事故时，可以快速断开熔体，从而断开主电路，实现电路保护，具有很高的响应速率及很好的安全性能。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案是一种智能型熔断器，其包括外壳，其特征在于在所述外壳内的下端设置有气体发生装置，在所述气体发生装置上方设置有可通过所述气体发生装置释放的气体驱动的冲头；所述冲头可在所述外壳内上下位移；在所述冲头上方外壳中设置有熔体，在所述熔体上面开设有大凹槽，在所述大凹槽内的一端开设有小凹槽；所述冲头的冲刀正好位于所述小凹槽的下方；在所述熔体的上方设置有带有格栅的灭弧室，所述灭弧室与外部连通。

所述在所述气体发生装置的释放端外周固定有紧固件，所述紧固件的下端外周设置有一圈凸棱，在所述外壳中设置对应所述凸棱的凹槽，所述凸棱位于所述凹槽中；在所述紧固件上套设有所述冲头，在所述紧固件外周面上设置有用于密封所述紧固件和所述冲头之间间隙的密封圈；在所述气体发生装置靠近下端的外周设置有一圈限位凸台，在所述外壳内靠近下端处设置有与所述气体发生装置限位凸台相对应的限位台阶，所述限位凸台抵靠所述限位台阶对所述气体发生装置限位。

所述紧固件的所述凸棱外周及与其对应的所述凹槽的槽面均设置为至少正四方面形结构的正多方面形结构。

所述冲头具有中空部，在所述冲头上安装有冲刀，所述冲刀的宽度大于或等于所述熔体的所述小凹槽的宽度。

在相对于所述冲刀两端的所述外壳内相应两侧上开设有相对应的竖直向上开口的限位槽，所述冲刀的两端分别位于所述限位槽中。

在所述外壳内壁上开设有数道排气槽，所述排气槽开口与所述灭弧室连通。

所述熔体包括两平行侧壁及连接所述两侧壁的顶壁，在所述顶壁上面开设有所述大凹槽；在所述两侧壁的同一侧端弯折延伸成型有触刀；所述触刀位于所述外壳外。

供所述熔体容置的熔体容置腔位于容置所述冲头的冲头容置腔的上面及两侧；所述熔体的顶壁位于所述冲头容置腔的上面，所述熔体的两侧壁分别位于所述冲头容置腔的两侧；所述冲头容置腔为中空圆柱状结构；在所述中空圆柱状结构内壁及位于其上方的用于容置所述熔体顶壁的容置区域相对设置有一组竖直开口向上的限位凹槽；所述冲头为中空圆柱状结构，所述冲刀设置在所述冲头上；所述冲头与所述冲头容置腔相匹配，所述冲刀的两端分别设置在所述限位凹槽内。

所述外壳分为左外壳和右外壳，所述左外壳分为下部分和上部分，所述右外壳分为下部分、中部分及上部分；所述左外壳下部分及所述右外壳下部分结构相同，在其上分别设置有构成对所述紧固件的凸棱进行限位的半圆弧形的所述凹槽，及构成对所述气体发生装置限位凸台进行限位的半圆弧形的所述限位台阶；所述左外壳的上部分包括所述外壳的两侧壁、被中分后的半圆弧形的所述冲头容置腔、及半部分所述熔体容置腔、及容置所述灭弧室的容置腔；所述右外壳的中部分包括中分后的半圆弧形的所述冲头容置腔；所述右外壳的上部分为遮盖自所述冲头容置腔向上的空间的所述外壳的部分侧壁。

所述灭弧室的顶部设置有与所述格栅空间连通的排气孔。

本实用新型的智能型熔断器，气体发生装置与外部的传感器连接，熔体与外部电路连接实现使用该电路的设备仪器等保护。普通熔断器仅是通过大电流过载发热使熔断器熔断实现断开电路，但是其相应速度慢，当受到冲击、撞击等瞬间外来巨大破坏力时，普通熔断器不能在第一时间熔断断开电路。但是本实用新型的智能型熔断器，与外部电流传感器、感受外来冲击力等的传感器分别连接，当受到外力冲击时，冲击力传感器则会向气体发生装置发送信号，使气体发生装置产生高压气体，驱动冲头断开熔体实现电路断开；当电流传感器感应到过载电流时，也向气体发生装置发送信号，使其产生高压气体驱动冲头断开熔体实现断开电路。本实用新型的熔断器，具有高响应速度，不仅适用于过载电流情况下断开电路，也适用于受到外力冲击力时断开电路，因此，其更适用于使用在新能源汽车等类似的会受到外力冲击的交通工具上。

附图说明

图1，本实用新型熔断器结构示意图。

图2，本实用新型剖视结构示意图。

图3，本实用新型爆炸结构示意图。

具体实施方式

针对上述技术方案，现举一较佳实施例并结合图示进行具体说明。参看图1至图3，本实用新型的熔断器包括熔断器的外壳、气体发生装置、冲头、熔体及灭弧室，其中。

外壳1，包括左外壳2和右外壳3及壳盖(未图示)，材质均为高强度耐高温的塑料材质。外壳由高强度内高温的绝缘的注塑材料注塑而成。左外壳2，其前后侧壁上部分宽度大于小部分宽度，下部分右端面与上部分的下端面呈90度相交，下部分右端面与上部分右端面为平行面。在左外壳的下部分从下至上依次相连开设有半圆弧形槽(21、22、23)，半圆弧形槽21半径小于半圆弧形槽22，半圆弧形槽22的半径小于半圆弧形槽23，半圆弧形槽23的弧形槽面内均分为三个平面，相邻平面间的角度为120度。当然，也可以根据需要将弧形槽面均分其他多个平面，比如两个平面、四个平面等。半圆弧形槽21与半圆弧形槽22间连接面为限位台阶；半圆弧形槽23与半圆弧形槽22间连接面为限位台阶，半圆弧形槽23上弧形边处设置为限位弧形凸棱24。

在左外壳的限位弧形凸棱上面，左外壳的上部分开设有半圆弧形槽25，半圆弧形槽25的两端端面与左外壳下部分的右端面位于同一平面；半圆弧形槽25的半径大于半圆弧形槽22。在左外壳的前后侧壁内分别对应开设有卡位凹槽26，卡位凹槽26深入至半圆弧形槽25与前后侧壁之间。在卡位凹槽26的上面的前后侧壁上分别对应开设有限位卡槽28，前后侧壁上的限位卡槽28间宽度小于前后侧壁上的卡位卡槽26间的宽度。在限位卡槽28的两端的前后侧壁上端面上分别向下开设有限位卡槽29。卡位凹槽26的限位上端面位于半圆弧形槽25上方，半圆弧形槽25的上端面与限位卡槽28的限位上端之间设置有限位卡槽27，限位卡槽27的前后两端分别与与其相邻的卡位卡槽26相通。在位于半圆弧形槽25上面的限位卡槽27上设置有限位块271。在半圆弧形槽25和限位块271位于卡位凹槽26之间的中心部分，自其上端面向下开设有与轴线平行的限位凹槽30，在限位凹槽30的两侧间隔一定距离分别开设有排气槽31，限位凹槽30与排气槽31的上端开口分别与前后两侧的限位卡槽28形成的容置空间连通。排气槽31的长度大于限位凹槽30的长度。

右外壳3，为高强度耐高温的注塑材质。其下部分结构与左外壳结构相同，为相互匹配的对应结构。右外壳的中部分的前后侧壁的宽度与其下部分的前后侧壁的宽度相同。中部分的前后侧壁的外侧面间的距离小于下部分前后侧壁外侧面间的距离。在右外壳的中部分开设有与半圆弧形槽25对应的的半圆弧形槽32，在组装后，半圆弧形槽25的两端所在的端面分别与半圆弧形槽32的两端所在的端面相对应。在位于右外壳中部分的前后侧壁的外侧、下部分的右侧壁上向上延伸有限位挡壁33。右外壳的上部分为与限位挡壁32厚度相同的上右侧壁34，上右侧壁34的宽度与右外壳的下部分前后侧壁外侧面间的宽度相同，在组装后，上右侧壁的上端面与左外壳的上端面平齐。在位于半圆形弧形槽32的上端面处的上右侧壁34内设置有与限位块271相对应的限位块35。在半圆弧形槽32和与之相连的限位块35上分别开设与半圆弧形槽25上的限位凹槽30、排气槽31分别对应的限位凹槽36和排气槽37，限位凹槽36和排气槽37的上端开口位于限位块35的上端面处。

微型气体发生装置(MGG)4，为外购部件，MGG分为三部分，电极端41、烟火药室42及气体释放端43，气体释放端的周壁上设置有缺口44，在气体释放端端面上开设有气体释放口。在MGG上紧固有紧固件5，紧固件5为中空结构，其中空部结构与缺口处的气体释放端结构相同，当紧固件套设在MGG上时，MGG上的缺口对紧固件5进行位置限定，可防止紧固件与MGG相互转动。在MGG紧固件的下端外周壁上设置有与半圆弧形槽23相匹配的卡位凸棱51，卡位凸棱的外周面设置有六方面，相邻两面角度120度。在MGG紧固件5的上端外周面上设置有一圈限位槽52，在限位槽52中设置有密封圈53。

冲头6，其材质为高强度耐高温的注塑材质。其包括套设在紧固件5上的中空的圆柱筒61，圆柱筒和紧固件间通过密封圈密封。在圆柱筒上设置有冲刀52。冲刀52为片状结构。圆柱筒外形与半圆弧形槽25相匹配。当冲头安装在熔断器外壳中时，冲刀的两端分别位于限位凹槽30和限位凹槽36中。

熔体7，为导电材质，一般可以是铝、铜等导电金属。其包括平行间隔设置的两侧壁、顶壁，两侧壁的上端通过弧形面与顶壁连接。弧形面连接可以避免熔体断裂时产生尖端放弧。在顶壁的两端对应限位块35和限位块271的宽度和厚度分别相应开设有限位凹槽71。在顶壁上面开设有凹槽72，用以减薄顶壁厚度。在凹槽72内的一端开设有类似V型结构或U型结构的浅凹槽73，在凹槽72内的另一端还设置有V型结构的凹槽74。V型结构的凹槽74的深度大于浅凹槽73的深度。相对于其他形状的凹槽结构，V型结构的凹槽其受力点更集中，更容易断裂。在熔体安装后，V型结构的凹槽74正好位于冲头正上方。在两侧壁同一侧端上分别呈90度设置有触刀75，触刀75分别通过弧形面与侧壁连接。在触刀75上设置有与外部电路连接的连接孔。

灭弧室8，为注塑件，在其上设置有数道格栅，用于灭弧。在灭弧室的顶部开设有与格栅空间相连通的排气孔81。灭弧室8在组装时，可容置在限位卡槽28中。

熔断器盖板(未图示)，在其上设置有对应限位卡槽29的凸棱，在安装时，将凸棱嵌套进限位卡槽29中即可。

当熔断器各个部件组装后，各个部件的位置关系为：套设有紧固件的气体发生装置MGG容置在左外壳半圆弧形槽(21、22、23)及与其对应的右外壳的半圆弧形槽形成的各圆形的容置腔内，MGG的电极端与烟火药室的连接处因为有台阶，半圆弧形槽21和半圆弧形槽22间形成的限位台阶则正好与MGG电极端与烟火药室处的台阶相匹配抵压，实现对MGG进行位置限定，防止MGG从容置腔中掉落。安装在MGG上的紧固件的卡位凸棱51正好嵌套进左外壳半圆弧形槽23与与其对应的右外壳上半圆弧形槽形成的带有正六方面的圆形的容置腔中对其进行定位。由于该容置腔的六方面的存在，可防止紧固件相对于外壳旋转。冲头套设在紧固件上，冲头的圆柱筒部分位于左外壳的半圆弧形槽25与与其对应的右外壳的半圆弧形槽31形成的圆形的容置腔内，冲刀的两端则分别位于限位凹槽30和限位凹槽35中，冲刀在外力作用下，可沿着该两限位凹槽做上下位移。熔体7，其顶壁容置在位于半圆弧形槽25和半圆弧形槽31形成的容置腔的上端面上的限位卡槽27中，其顶壁两端分别通过限位块271和限位块34卡进限位凹槽71中对熔体顶壁进行卡紧定位。熔体的两侧壁分别位于半圆弧形槽25和半圆弧形槽31形成的容置腔与外壳的侧壁之间的卡位凹槽26中，并紧贴外壳的前后侧壁的内壁。熔体的触刀则伸出外壳外部。熔体上的V型结构的凹槽74正好位于冲刀的上方，并与其保持一定距离。在熔体上的限位卡槽28中，容置有灭弧室8。

本实用新型的工作原理为：气体发生装置MGG的电极端与外部的传感器连接，熔体的触刀与电路连接。当受到冲击或大电流等异常信号时，传感器发送信号至电极端触发点火装置点火，促使烟火药室烟火药发生反应生成大量高压气体，并从气体释放端释放，高压气体经过紧固件后冲击冲头，并驱使冲头向上运动，在强大的作用力下，冲刀向上运动并碰撞熔体的V型结构的凹槽74，将其切断，熔体被切断后，其一部分沿着熔体上的浅凹槽处在重力作用下向下垂落。此时气体则沿着外壳上的排气槽及熔体断裂后的开口流向灭弧室并经灭弧室溢出至熔断器外壳外部；同时，在熔体处产生的电弧也在气体的作用下被吹进灭弧室进行灭弧。

该类熔断器与普通仅通过大电流熔断的熔断器相比，其优点在于：当收到外力冲击或其他撞击时，其可以快速反应使熔体断裂，从而断开电路，实现保护作用，具有快速响应速度，在最短时间内断开电路，对与电路连接的设备进行保护。这是普通熔断器无法比拟的优势。

Claims (10)

1.一种智能型熔断器，其包括外壳，其特征在于在所述外壳内的下端设置有气体发生装置，在所述气体发生装置上方设置有可通过所述气体发生装置释放的气体驱动的冲头；所述冲头可在所述外壳内上下位移；在所述冲头上方外壳中设置有熔体，在所述熔体上面开设有大凹槽，在所述大凹槽内的一端开设有小凹槽；所述冲头的冲刀正好位于所述小凹槽的下方；在所述熔体的上方设置有带有格栅的灭弧室，所述灭弧室与外部连通。

2.根据权利要求1所述的智能型熔断器，其特征在于在所述气体发生装置的释放端外周固定有紧固件，所述紧固件的下端外周设置有一圈凸棱，在所述外壳中设置对应所述凸棱的凹槽，所述凸棱位于所述凹槽中；在所述紧固件上套设有所述冲头，在所述紧固件外周面上设置有用于密封所述紧固件和所述冲头之间间隙的密封圈；在所述气体发生装置靠近下端的外周设置有一圈限位凸台，在所述外壳内靠近下端处设置有与所述气体发生装置限位凸台相对应的限位台阶，所述限位凸台抵靠所述限位台阶对所述气体发生装置限位。

3.根据权利要求2所述的智能型熔断器，其特征在于所述紧固件的所述凸棱外周及与其对应的所述凹槽的槽面均设置为至少正四方面形结构的正多方面形结构。

4.根据权利要求2所述的智能型熔断器，其特征在于所述冲头具有中空部，在所述冲头上安装有冲刀，所述冲刀的宽度大于或等于所述熔体的所述小凹槽的宽度。

5.根据权利要求4所述的智能型熔断器，其特征在于在相对于所述冲刀两端的所述外壳内相应两侧上开设有相对应的竖直向上开口的限位槽，所述冲刀的两端分别位于所述限位槽中。

6.根据权利要求1所述的智能型熔断器，其特征在于在所述外壳内壁上开设有数道排气槽，所述排气槽开口与所述灭弧室连通。

7.根据权利要求4所述的智能型熔断器，其特征在于所述熔体包括两平行侧壁及连接所述两侧壁的顶壁，在所述顶壁上面开设有所述大凹槽；在所述两侧壁的同一侧端弯折延伸成型有触刀；所述触刀位于所述外壳外。

8.根据权利要求7所述的智能型熔断器，其特征在于供所述熔体容置的熔体容置腔位于容置所述冲头的冲头容置腔的上面及两侧；所述熔体的顶壁位于所述冲头容置腔的上面，所述熔体的两侧壁分别位于所述冲头容置腔的两侧；所述冲头容置腔为中空圆柱状结构；在所述中空圆柱状结构内壁及位于其上方的用于容置所述熔体顶壁的容置区域相对设置有一组竖直开口向上的限位凹槽；所述冲头为中空圆柱状结构，所述冲刀设置在所述冲头上；所述冲头与所述冲头容置腔相匹配，所述冲刀的两端分别设置在所述限位凹槽内。

9.根据权利要求8所述的智能型熔断器，其特征在于所述外壳分为左外壳和右外壳，所述左外壳分为下部分和上部分，所述右外壳分为下部分、中部分及上部分；所述左外壳下部分及所述右外壳下部分结构相同，在其上分别设置有构成对所述紧固件的凸棱进行限位的半圆弧形的所述凹槽，及构成对所述气体发生装置限位凸台进行限位的半圆弧形的所述限位台阶；所述左外壳的上部分包括所述外壳的两侧壁、被中分后的半圆弧形的所述冲头容置腔、及半部分所述熔体容置腔、及容置所述灭弧室的容置腔；所述右外壳的中部分包括中分后的半圆弧形的所述冲头容置腔；所述右外壳的上部分为遮盖自所述冲头容置腔向上的空间的所述外壳的部分侧壁。

10.根据权利要求1所述的智能型熔断器，其特征在于所述灭弧室的顶部设置有与所述格栅空间连通的排气孔。