CN208460698U - 熔体和采用该熔体的熔断器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于熔断器的熔体，包括：多根长条形金属带材并联，带材并联数量视额定电流而定；每根金属带材上仅设置一串沿金属带材长方向排布的狭颈，狭颈串联数视额定电压而定。本实用新型还提供了一种采用该熔体形成的高压直流熔断器，在规定条件下，能够可靠分断使熔体熔化的电流至额定分断能力之间的所有电流。此外，采用该方案还能节省熔体的金属用量，从而显著降低整个熔断器的材料成本。

Description

熔体和采用该熔体的熔断器

技术领域

本实用新型属于熔断器技术领域，尤其涉及一种熔断器的熔体方案和采用该熔体方案的熔断器。

背景技术

熔断器俗称保险丝，是一种历史悠久、应用范围最广泛的电力系统保护器件。因其体积小、成本低、可靠性高，电动汽车高压系统的保护主要通过熔断器来实现。为了提高动力性能和续航里程，电动汽车动力电池组的容量越来越大，能量可以达到几十甚至上百千瓦时，动力电池组一旦发生短路，瞬间会释放出巨大的能量，存在爆炸、起火的危险，严重危及车辆及乘客的安全。熔断器的作用就在于短路时迅速切断线路，避免事故发生，保护车辆和人员的安全。

目前为止，国内外还没有专门针对电动汽车高压直流系统设计的熔断器产品，只能在工业半导体器件保护用熔断器产品中选型，而半导体器件保护用熔断器只能做到“局部范围保护”，存在保护盲区和事故风险，如果动力电池组的短路电流出现在盲区，则熔断器无法保证可靠分断，必然导致起火或爆炸。

近年来发生多起电动汽车自燃事件，并呈现上升趋势，除碰撞等外部因素外，大多数是因为熔断器选型不当，质量不稳定和保护不及时等原因造成的。中国专利公开号CN205050798 U、CN 202094063 U、CN 206116331 U等提出了用于电动汽车的高压直流熔断器方案，但均只针对结构形式和安装方式进行了部分改进，其熔体仍然采用传统低压快速熔断器方案，并未实际解决现有电动汽车高压直流系统保护完整性问题。因此，从确保用户人身财产安全、助力我国电动汽车行业健康发展的角度出发，研发、设计和生产专门的电动汽车熔断器势在必行。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种用于熔断器的熔体和采用该熔体方案的电动汽车高压直流熔断器，采用该熔体方案的电动汽车高压直流熔断器，在规定条件下，能够可靠分断使熔体熔化的电流至额定分断能力之间的所有电流。此外，采用该方案还能节省熔体的金属用量，从而显著降低整个熔断器的材料成本。

为了解决上述技术问题，本实用新型是这样实现的：

一种用于熔断器的熔体，包括：n根长条形金属带材并联，n为正整数；每根金属带材上仅设置一串沿金属带材长方向排布的狭颈。金属带材并联数量视额定电流而定；同一根金属带材上狭颈串联数视额定电压而定。

所述金属带材的材料为银、铜、银合金体、铜合金体或以上材料的复合体。所述狭颈的外形轮廓为圆弧形、方形或三角形。

所述金属带材上多个狭颈的外形轮廓可以一致，或根据所需熔断特性选择不同外形轮廓。所述金属带材上多个狭颈的间距相同，或不同。

本实用新型还提供了一种熔断器，其中，接线端子之间的熔体采用采用上述任意一种熔体。

上述熔断器可以用于电动汽车，作为电动汽车高压直流熔断器。

有益效果：

(1)本实用新型所提出的熔体方案采用长条形带材，每根带材上仅设置一串狭颈，当短路电流较大时，狭颈部分烧蚀所产生的电弧弧压足以使电流过零。当短路电流较小时，电弧可沿轴向持续烧蚀直至弧压高于系统电压，从而实现小电流的可靠分断和全范围保护。

(2)相对于同一熔体上多串狭颈的方案，单串狭颈长条形熔体的方案在布置上更为灵活，从而使得每个狭颈的电弧通道彼此独立，与熔体外围包裹的石英砂的接触面积更大，有利于电弧的熄灭。

(3)熔体分散布置也创造了更好的散热条件，使得熔体的工作温度降低，更加不易于老化，间接减少了熔体的金属用量，降低了成本。

通过样机试验验证了本实用新型的有效性，传统方案产品在分断短路电流时出现了电流拖尾时间过长导致管壳炸裂、分断失败的情况，而本实用新型所提方案能够可靠分断同参数电流。

附图说明

图1(a)为传统熔体方案；

图1(b)为本实用新型单条熔体方案；

图1(c)为多条熔体方案并排布置的示意图；

图2为本实用新型电动汽车高压直流熔断器；

图3为本实用新型电动汽车高压直流熔断器封装后的结构；

图4(a)和图4(b)为本实用新型电动汽车高压直流熔断器与其他方案电流/电压对比。

其中，1-熔体，11-金属带材，12-狭颈，2-接线端子，3-管体，5-盖板。

具体实施方式

本实用新型提供了一种熔断器的熔体方案和采用该熔体方案的电动汽车高压直流熔断器，采用该熔体方案的电动汽车高压直流熔断器，在规定条件下，能够可靠分断使熔体熔化的电流至额定分断能力之间的所有电流。此外，采用该方案还能节省熔体的金属用量，从而显著降低整个熔断器的材料成本。

下面结合附图并举实施例，对本实用新型进行详细描述。

图1所示为本实用新型提供的一种熔体方案与传统低压快速熔断器熔体对比，其中(a)为传统低压快速熔断器熔体方案，(b)为本实用新型提供的熔体方案，(c)为多条熔体方案并排布置的示意图。并排布置后的熔体可以呈平面、圆弧面、圆筒、多面体或者其他面型结构。

熔断器利用熔体在大电流下的热效应来使狭颈部分熔断，狭颈熔断后会产生电弧，电弧被石英砂限制在狭窄的空间内，并同时沿轴向和径向往外烧蚀，传统的快速熔断器多串狭颈布置在同一熔体上，狭颈以外的熔体较宽，因此电弧往往只能烧蚀到狭颈根部，很难再沿轴向拉长。当短路电流较大时，电弧弧压很高，多个狭颈串联产生的弧压高于系统电压，电流逐渐下降至零，从而实现短路故障的切除。但是当短路电流较小时，电弧所产生的压强和弧压也随之降低，总的弧压接近甚至低于系统电压，此时电弧将持续燃烧，直至熔管无法承受压力而炸裂。

而本实用新型所提出的熔体方案，如图1(b)所示，采用长条形金属带材11，每根带材上仅设置一串沿金属带材长方向排布的狭颈12，狭颈串联数视额定电压而定。当短路电流较大时，狭颈部分烧蚀所产生的电弧弧压足以使电流过零。当短路电流较小时，电弧可沿轴向持续烧蚀直至弧压高于系统电压，从而实现小电流的可靠分断和全范围保护。使用时，如图1(c)所示，多根长条形金属带材11并排布置接线端子连接，形成并联结构。金属带材并联数量视额定电流而定。

金属带材的材料为银、铜、银合金体、铜合金体或以上材料的复合体。狭颈的外形轮廓为圆弧形、方形或三角形，不同的外形和尺寸对应不同的熔断特性。带材上多个狭颈的外形轮廓可以一致，也可以根据需要选择不同的外形轮廓，从而在同一个熔体中实现不同的熔断特性。如图1(b)中带材包含圆弧形狭颈和方形狭颈两种外形轮廓的狭颈。

本实用新型提供的熔体方案可以适用于任何结构形式的熔断体。

图2所示为采用本实用新型实施例的一种熔断体结构，该熔断器能够应用于电动汽车，作为电动汽车高压直流熔断器，如图所示，所有熔体1均匀分布焊接于两个接线端子2之间，熔体数量由额定电流大小决定，然后装入管体3中，如图3所示，熔体两端封以盖板5，管体与盖板形成的空间中灌有一定密度且固化的石英砂，并经过密封处理。

图4所示为根据本实用新型的电动汽车高压直流熔断器与传统方案产品短路分断试验对比，传统方案产品试验波形见(a)，可以看到产品分断后存在长时间的电流拖尾，最终产品炸裂分断失败。本实用新型产品试验波形见(b)，产品分断后电流迅速下降至零，且未出现重燃现象。由此可见，本实用新型方案在分断性能上具有显著的优势。

综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。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 (8)

1.一种用于熔断器的熔体，其特征在于，包括：n根长条形金属带材(11)并联，n为正整数；每根金属带材(11)上仅设置一串沿金属带材长方向排布的狭颈(12)。

2.根据权利要求1所述的熔体，其特征在于：金属带材并联数量视额定电流而定；同一根金属带材上狭颈串联数视额定电压而定。

3.根据权利要求1所述的熔体，其特征在于：所述金属带材(11)的材料为银、铜、银合金体、铜合金体或以上材料的复合体。

4.根据权利要求1所述的熔体，其特征在于：所述狭颈(12)的外形轮廓为圆弧形、方形或三角形。

5.根据权利要求1所述的熔体，其特征在于：所述金属带材上多个狭颈的外形轮廓可以一致，或根据所需熔断特性选择不同外形轮廓。

6.根据权利要求1所述的熔体，其特征在于：所述金属带材上多个狭颈的间距相同，或不同。

7.一种熔断器，其特征在于：接线端子(2)之间的熔体(1)采用如权利要求1至6任意一项所述的熔体。

8.如权利要求7所述的熔断器，其特征在于：所述熔断器用作电动汽车高压直流熔断器。