CN215771050U - 熔断器、电池系统及具有其的车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种熔断器、电池系统及具有其的车辆，熔断器包括：第一导电件，所述第一导电件上设有易断部；第二导电件，所述第二导电件上设置有电阻，所述电阻与所述易断部并联设置；切断装置，所述切断装置适于将所述易断部切断，在所述切断装置将所述易断部切断的过程中，所述易断部被切断的部分与所述电阻形成回路实现灭弧。根据本实用新型的熔断器中设置了第一导电件和第二导电件，并在第一导电件上设置易断部，第二导电件设置有电阻，第二导电件上的电阻在易断部断开后，易断部被切断的部分与电阻形成回路以进行灭弧。

Description

熔断器、电池系统及具有其的车辆

技术领域

本实用新型涉及用熔断器领域，尤其是涉及一种熔断器、电池系统及具有其的车辆。

背景技术

相关技术中，熔断器电路过电流保护的产品是基于流过熔断器电流产生的热量对导电件进行熔断，存在主要的问题是热熔熔断器和负载匹配关系。例如在新能源车主回路保护情况，如果负载出现低倍数过载或短路的情况，选用低电流规格的熔断器不能满足电流短时间过冲的情况，如果选用高电流规格的熔断器不能满足快速保护的要求。

此外，在目前新能源车辆提供能量的锂电池包，在短路情况下输出电流大约是额定电流的几倍，熔断器保护时间不能满足要求，导致电池包发热起火燃烧。由于耐受电流发热和分断电流发热熔化，都源于流过熔断器的电流此种采用电流的发热熔断的保护器件无法在具有较大额定电流或耐受较强的短时过载/冲击电流(例如电动汽车启动或爬坡时的短时大电流)的条件下，达到一定幅值故障电流足够快的分断速度，或者在一定幅值故障电流足够快的保护速度条件下，实现较高额定电流，或耐受较大的过载/冲击电流而不损伤。

目前，市场上已经存在一种快速分断的切断开口结构，其主要包括气体发生装置、导电板和导电板掉落后的容置腔，气体发生装置产生高压气体带动活塞冲断导电板，断裂后导电板向下掉落至容置腔中，实现电路快速断开的目的，但是，切断后的导电板之间会产生电弧，受限于空气难以分断大的故障电流；此种熔断器的分断能力受气压和温湿度影响较大；分断过程中，电弧直接灼烧活塞刀，活塞刀的燃烧会影响到顺利灭弧；分断过程中，除了活塞刀对电弧有限的扰动外，没有其他结构或机构辅助灭弧。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种熔断器，该熔断器中设置了第一导电件和第二导电件，并在第一导电件上设置易断部，第二导电件设置有电阻，第二导电件上的电阻在易断部断开后，易断部被切断的部分与电阻形成回路以进行灭弧。

本实用新型还提出一种具有上述熔断器的电池系统。

本实用新型还提出一种具有上述电池系统的车辆。

根据本实用新型的熔断器包括：第一导电件，所述第一导电件上设有易断部；第二导电件，所述第二导电件上设置有电阻，所述电阻与所述易断部并联设置；切断装置，所述切断装置适于将所述易断部切断，在所述切断装置将所述易断部切断的过程中，所述易断部被切断的部分与所述电阻形成回路实现灭弧。

根据本实用新型的熔断器，通过设置第一导电件和第二导电件，在第二导电件上设置电阻，在需要将供电端与负载端断开时先利用切断装置将易断部断开，但第二导电件仍然保持供电端与负载端的连接，因此断开的第一导电件所产生的电弧将迅速被第二导电件上的电阻消耗，因此本实用新型的熔断器具有安全性好、可靠性高、响应速度快的优点。

根据本实用新型的一个实施例，熔断器还包括：壳体，所述壳体内形成有第一腔室，所述第一导电件穿设所述第一腔室，所述切断装置设置于所述第一腔室内并适于将位于所述第一腔室内的所述易断部切断。

根据本实用新型的一个实施例，所述切断装置包括：推动装置，所述推动装置设置于所述壳体上且至少部分位于所述第一腔室内，所述推动装置适于在预设工况下在所述第一腔室内产生高压气体；活塞，所述活塞与所述第一腔室的内壁止抵以在所述活塞与所述推动装置之间形成密封的空间，所述活塞适于在所述高压气体的推动下移动并切断所述第一导电件。

根据本实用新型的一个实施例，所述活塞上设置有朝向所述第一导电件凸出的截断部。

根据本实用新型的一个实施例，所述第一导电件与所述第一腔室的下侧壁之间间隔开以形成避让空间，所述避让空间适于避让所述截断部以及所述易断部。

根据本实用新型的一个实施例，所述易断部设置有与所述截断部正对的缺口。

根据本实用新型的一个实施例，所述壳体内形成有第二腔室，所述第二导电件至少部分设置于所述壳体的侧壁内并穿过所述第二腔室，所述电阻设置于所述第二腔室内。

根据本实用新型的一个实施例，所述第一导电件的两端分别设置有第一固定孔。

根据本实用新型的一个实施例，所述第二导电件的一端设置有第二固定孔，另一端与所述第一导电件相连。

下面简单描述根据本发明的电池系统。

根据本发明的所述电池系统包括电池包和熔断器，所述熔断器连接所述电池包与负载，所述熔断器构造为上述实施例中任意一项所述的熔遁器。由于电池系统上设置有上述实施例的熔断器，因此该电池系统具有安全性好、可靠性高、响应速度快的优点。

根据本实用新型的一个实施例，所述第一导电件与电池包之间设置有主接触器，所述第二导电件与电池包之间设置有预充接触器。

下面简单描述根据本实用新型的车辆。

根据本实用新型的车辆上设置有上述实施例的电池系统，由于根据本实用新型的车辆上设置有上述实施例的电池系统，因此该车辆具有安全性好、可靠性高的优点，负载与电池包断开的过程中不容易产生电弧。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型的熔断器的结构示意图；

图2是根据本实用新型的熔断器的第一导电件截断后的结构示意图；

图3是根据本实用新型的熔断器在预充过程中的电流流动示意图；

图4是根据本实用新型的熔断器在预充结束后主接触器连通后的电流流动示意图；

图5是根据本实用新型的熔断器在第一导电件截断后的电流流动示意图。

附图标记：

熔断器1，

第一导电件11，易断部110，缺口111，第二导电件12，电阻13，

切断装置14，推动装置141，活塞142，截断部143，

壳体15，第一腔室151，第二腔室152，

第一固定孔101，第二固定孔102。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

相关技术中，熔断器是用于在电路过电流时用于保护电路的产品，熔断器是基于流过熔断器电流产生的热量对导电件进行熔断，存在主要的问题是热熔熔断器与负载之间无法匹配。例如在新能源车中的主回路保护情况，如果负载出现低倍数过载或短路的情况，选用低电流规格的熔断器不能满足电流短时间过冲的情况，如果选用高电流规格的熔断器不能满足快速保护的要求。

此外，在目前新能源车辆提供能量的锂电池包，在短路情况下输出电流大约是额定电流的几倍，熔断器保护时间不能满足要求，导致电池包发热起火燃烧。由于耐受电流发热和分断电流发热熔化，都源于流过熔断器的电流此种采用电流的发热熔断的保护器件无法在具有较大额定电流或耐受较强的短时过载/冲击电流(例如电动汽车启动或爬坡时的短时大电流)的条件下，达到一定幅值故障电流足够快的分断速度，或者在一定幅值故障电流足够快的保护速度条件下，实现较高额定电流，或耐受较大的过载/冲击电流而不损伤。

目前，市场上已经存在一种快速分断的切断开口结构，其主要包括气体发生装置、导电板和导电板掉落后的容置腔，气体发生装置产生高压气体带动活塞冲断导电板，断裂后导电板向下掉落至容置腔中，实现电路快速断开的目的，但是，切断后的导电板之间会产生电弧，受限于空气难以分断大的故障电流；此种熔断器的分断能力受气压和温湿度影响较大；分断过程中，电弧直接灼烧活塞刀，活塞刀的燃烧会影响到顺利灭弧；分断过程中，除了活塞刀对电弧有限的扰动外，没有其他结构或机构辅助灭弧。

下面参考图1-图5描述根据本实用新型实施例的熔断器1。

根据本实用新型的熔断器1包括第一导电件11和第二导电件12，第一导电件11上设置有易断部110，第二导电件12上设置有电阻13，电阻13与易断部110并联设置，切断装置14适于将易断部110切断；在切断装置14将易断部110切断的过程中，易断部110被切断的部分与电阻形成回路实现灭弧。

第一导电件11的两端可以分别与电池包与负载端相连，第二导电件12的两端同样连接电池包与负载端，由于第二导电件12上设置有电阻，因此在正常情况下，第一导电件11将第二导电件12上的电阻短路，电流通过第一导电件11向负载端传输。

当第一导电件11上的电流超过预设值，或车辆上的电流发生故障，或电路中产生超出预设值的大电流时，或其他存在威胁电路安全的情况下，切断装置14工作以将第一导电件11上所设置的切断部切断。在切断过程中，由于切断部断开位置的两端之间存在产生电弧的可能，此时电池包通过第二导电件12向负载端传输电流，切断部所产生的电弧与第二导电件12上的电阻之间形成回路，以消耗切断部断开位置电弧的能量，从而消除电弧。

根据本实用新型的熔断器1，通过设置第一导电件11和第二导电件12，在第二导电件12上设置电阻13，在需要将供电端与负载端断开时先利用切断装置14将易断部110断开，但第二导电件12仍然保持供电端与负载端的连接，因此断开的第一导电件11所产生的电弧将迅速被第二导电件12上的电阻消耗，因此本实用新型的熔断器1具有安全性好、可靠性高、响应速度快的优点。

根据本实用新型的一个实施例，熔断器1还包括壳体15，壳体15内形成有第一腔室151，第一导电件11穿设第一腔室151，切断装置14设置于第一腔室151内并适于在预设工况下将位于第一腔室151内的易断部110切断。壳体15可以作为熔断器1的安装基础，第一导电件11和第二导电件12均安装于壳体15上，以将第一导电件11和第二导电件12固定在一起。

在壳体15内部设置第一腔室151，以用于布置切断装置14和第一导电件11，切断装置14在第一腔室151内将第一导电件11切断，切断后的第一导电件11仍然位于第一腔室151内，被切断的第一导电件11不会干扰到其他零部件，同时限制了切断装置14的移动分为，避免切断装置14影响到其他零部件。

根据本实用新型的一个实施例，切断装置14包括推动装置141，推动装置141设置在壳体15上且至少部分位于第一腔室151内，推动装置141适于在预设工况下在第一腔室151内产生高压气体，活塞142设置在第一腔室151内并与第一腔室151的内壁止抵，活塞142设置在推动装置141与第一导电件11之间，活塞142与推动装置141之间围成密闭空间，推动装置141在密闭空间所产生的高压气体驱动活塞142移动，使活塞142高速移动从而将第一导电件11切断，提高了熔断器1的响应速度及安全性能。其中，在控制系统认为电路发生了短路风险时可控制推动装置141产生高压气体，或者可在一些特殊情况(例如控制系统失效但相关人员认为电路发生了短路风险)人为主动地使推动装置141产生高压气体。

根据本实用新型的一个实施例，推动装置141可以位于壳体15的上部，而活塞142位于第一腔室151内并临近于第一腔室151的顶壁，第一腔室151可以在高度方向延伸，推动装置141内含火药，在达到预设条件后火药点燃以产生高压气体从而驱动活塞142移动，活塞142由上至下高速移动以冲击第一导电件11，并将第一导电件11截断。

根据本实用新型的一个实施例，活塞142上设置有朝向第一导电件11凸出的截断部143，截断部143的宽度小于活塞142的宽度，提高冲击力的集中度，从而更容易将第一导电件11截断，截断部143远离活塞142的一端的厚度逐渐减小以形成锥状，使截断部143可以更轻松地断开第一导电件11。

如图1和图2所示，根据本实用新型的一个实施例，第一导电件11与第一腔室151的下侧壁之间间隔开以形成避让空间，避让空间适于避让截断部143以及被切断后的易断部110。截断部143在将易断部110截断后，截断部143会伸入至避让空间内，截断部143不会与第一腔室151的内侧壁的底壁接触，活塞142可以与未被截断的第一导电件11止抵，避免活塞142在高压气体的驱动下继续移动损坏壳体15以及截断部143。

根据本实用新型的一个实施例，易断部110上设置有与截断部143正对的缺口111，在第一导电件11上设置缺口111可以削弱第一导电件11的结构强度，以在截断部143冲击易断部110时更容易实现应力集中，从而将第一导电件11完全切断，提高了熔断器1的可靠性。

如图1所示，根据本实用新型的一个实施例，壳体15内设置有第二腔室152，第二腔室152与第一腔室151彼此间隔开，第二导电件12设置于壳体15的侧壁内并穿设第二腔室152，电阻13设置于第二腔室152内，第二腔室152可以用于容纳电阻13，围成第二腔室152的壳体15用于保护电阻13。

第二导电件12设置在壳体15的侧壁内，在穿过第二腔室152后与第一导电件11相连，第二导电件12与第一导电件11的连接位置也位于壳体15的侧壁内，壳体15可以保护第一导电件11与第二导电件12彼此之间的连接点。

根据本实用新型的一个实施例，第一导电件11的两端分别设置有第一固定孔101，第一导电件11可以构造为扁平的导电板，导电板穿过第一壳体15内的第一腔室151，而导电板露出壳体15的两侧，导电板的两端所设置的第一固定孔101适于紧固件穿过，紧固件可以为两个，两个紧固件分别穿过第一导电件11两端的第一固定孔101，将第一导电件11的一端与主接触器连接，将第一导电件11的另一端与负载连接，从而保证第一导电件11与主接触器和负载之间连接的可靠性。

根据本实用新型的一个实施例，第二导电件12的一端设置有第二固定孔102，第二固定孔102适于紧固件穿过，紧固件穿过第二固定孔102后将第二导电件12与预充接触器连接，保证第二导电件12与预充接触器连接的可靠性，第二导电件12的另一端与第一导电件11相连，且第二导电件12与第一导电件11的连接点位于壳体15的侧壁内。

下面简单描述根据本发明的电池系统。

根据本发明的电池系统包括电池包和熔断器，熔断器连接电池包与负载，熔断器构造为上述实施例中任意一项的熔遁器。由于电池系统上设置有上述实施例的熔断器，因此该电池系统具有安全性好、可靠性高、响应速度快的优点。

根据本实用新型的一个实施例，第一导电件与电池包之间设置有主接触器，第二导电件与电池包之间设置有预充接触器。

第一导电件11的一端可以与主接触器相连，第一导电件11的另一端可以与负载相连，第二导电件12的一端可以与预充接触器相连，第二导电件12的另一端与第一导电件11相连，预充接触器和主接触器分别与供电端相连，所述主接触器可以将供电端与所述第一导电件11导通，所述预充接触器可以将供电端与所述第二导电件12导通。

车辆正常上电工作模式分为预充接触器吸合和主接触器吸合两个过程，在预充工况下，如图3所示，预充接触器吸合，电流经过第二导电件12并流经电阻13以对负载上的电容进行充电。待预充完成后，主接触器吸合，如图4所示，因第一导电件11将电阻13短路，电流不流经第二导电件12，第一导电件11连接供电端与负载。其中，电阻13可以作为预充电阻。

在车辆上的电流发生故障或电路中产生超出预设值的大电流时，或者其他存在威胁电路安全的情况均可以为预设工况，在预设工况下切断装置14工作，以将第一导电件11切断，如图5所示，第一导电件11切断后第二导电件12导通，使电流经过电阻13，断开的第一导电件11所产生的电弧将迅速被第二导电件12上的电阻消耗，大大提高了熔断器1的安全性。下面简单描述根据本实用新型的电池系统。

根据本实用新型的车辆上设置有上述实施例的电池系统，由于根据本实用新型的车辆上设置有上述实施例的电池系统，因此该车辆具有安全性好、可靠性高的优点，负载与电池包断开的过程中第一导电件不容易产生电弧。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。

在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。

在本实用新型的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (12)

1.一种熔断器，其特征在于，包括：

第一导电件，所述第一导电件上设有易断部；

第二导电件，所述第二导电件上设置有电阻，所述电阻与所述易断部并联设置；切断装置，所述切断装置适于将所述易断部切断；

在所述切断装置将所述易断部切断的过程中，所述易断部被切断的部分与所述电阻形成回路实现灭弧。

2.根据权利要求1所述的熔断器，其特征在于，还包括：壳体，所述壳体内形成有第一腔室，所述第一导电件穿设所述第一腔室，所述切断装置设置于所述第一腔室内并适于将位于所述第一腔室内的所述易断部切断。

3.根据权利要求1所述的熔断器，其特征在于，所述切断装置包括：

推动装置，所述推动装置设置于所述壳体上且至少部分位于所述第一腔室内，所述推动装置适于在预设工况下在所述第一腔室内产生高压气体；

活塞，所述活塞与所述第一腔室的内壁止抵以在所述活塞与所述推动装置之间形成密封的空间，所述活塞适于在所述高压气体的推动下移动并切断所述第一导电件。

4.根据权利要求3所述的熔断器，其特征在于，所述活塞上设置有朝向所述第一导电件凸出的截断部。

5.根据权利要求4所述的熔断器，其特征在于，所述第一导电件与所述第一腔室的下侧壁之间间隔开以形成避让空间，所述避让空间适于避让所述截断部以及所述易断部。

6.根据权利要求4所述的熔断器，其特征在于，所述易断部设置有与所述截断部正对的缺口。

7.根据权利要求2所述的熔断器，其特征在于，所述壳体内形成有第二腔室，所述第二导电件至少部分设置于所述壳体的侧壁内并穿过所述第二腔室，所述电阻设置于所述第二腔室内。

8.根据权利要求1所述的熔断器，其特征在于，所述第一导电件的两端分别设置有第一固定孔。

9.根据权利要求1所述的熔断器，其特征在于，所述第二导电件的一端设置有第二固定孔，另一端与所述第一导电件相连。

10.一种电池系统，其特征在于，包括：

电池包，

熔断器，所述熔断器连接所述电池包与负载，所述熔断器构造为权利要求1-9中任意一项所述的熔断器。

11.根据权利要求10所述的电池系统，其特征在于，所述第一导电件与电池包之间设置有主接触器，所述第二导电件与电池包之间设置有预充接触器。

12.一种车辆，其特征在于，包括权利要求10-11中任意一项所述的电池系统。

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