CN217387062U - 断路器及车辆 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种断路器及车辆，该断路器包括壳体、导电件、电子点火爆炸装置、灭弧介质及可移动件，壳体的内部具有容置腔，导电件穿设在壳体上，导电件具有位于容置腔内的第一部分，第一部分沿容置腔的长度方向将容置腔分隔为第一腔室和第二腔室，并且，第一部分上具有强度减弱部，电子点火爆炸装置、灭弧介质及可移动件在断路器处于初始状态时均位于第一腔室内，电子点火爆炸装置用于驱动可移动件朝向第一部分移动，以从强度减弱部处切断导电件。该方案可以使断路器具有较好的灭弧效果，同时还有利于减小断路器的体积。

Description

断路器及车辆

技术领域

本公开涉及车辆零部件技术领域，具体地，涉及一种断路器及车辆。

背景技术

随着新能源车的广泛应用，针对电池包的使用特性以及使用环境，传统熔断器在耐脉冲电流、快速切断低倍故障电流等工况下效果不是很理想，且汽车的工况往往会导致传统熔断器的寿命缩短。频繁更换维修的成本增高，故市场上应运而生了智能熔断器。

现有智能熔断器所采用的智能熔断技术的原理都大同小异，且形状各异，在满足更高电压使用的情况下，主要采用的是并联辅助的熔断体或灭弧熔断器的方式，这种设计的产品具有体积较大等弊端。

实用新型内容

本公开的目的是提供一种断路器及车辆，该断路器具有较好的灭弧效果，同时还有利于减小断路器的体积。

为了实现上述目的，本公开提供一种断路器，包括壳体、导电件、电子点火爆炸装置、灭弧介质及可移动件；

所述壳体的内部具有容置腔；

所述导电件穿设在所述壳体上，所述导电件具有位于所述容置腔内的第一部分，所述第一部分沿所述容置腔的长度方向将所述容置腔分隔为第一腔室和第二腔室，并且，所述第一部分上具有强度减弱部；

所述电子点火爆炸装置、所述灭弧介质及所述可移动件在所述断路器处于初始状态时均位于所述第一腔室内，所述电子点火爆炸装置用于驱动所述可移动件朝向所述第一部分移动，以从所述强度减弱部处切断所述导电件。

可选地，在所述容置腔的长度方向上，所述电子点火爆炸装置与所述可移动件之间具有间隙，所述灭弧介质填充在所述间隙内，并且所述灭弧介质包覆所述电子点火爆炸装置的至少部分外壁。

可选地，所述可移动件具有第一柱段和第二柱段；

所述第一柱段的径向尺寸小于所述第二柱段的径向尺寸，所述第一柱段相较于所述第二柱段更靠近所述电子点火爆炸装置，所述灭弧介质填充在所述电子点火爆炸装置与所述第一柱段之间的间隙内；

所述第二柱段的侧壁与所述第一腔室的侧壁接触，并且所述第二柱段设置为能够沿所述容置腔的长度方向相对于所述第一腔室的侧壁移动。

可选地，所述可移动件与所述第一部分之间具有间隙，所述灭弧介质填充在所述间隙内。

可选地，所述第一部分上设置有贯通的第一孔，和/或，所述可移动件靠近所述第一部分的面上设置有第二孔；

所述第二腔室内设置有凸柱，所示凸柱的一端连接在所述第二腔室与所述第一部分相对的壁上，所述凸柱用于与所述第一孔和/或所述第二孔插接配合。

可选地，所述凸柱包括第一段、第二段及锥台段，所述锥台段具有相对的小端和大端，所述小端与所述第一段相连，所述大端与所述第二段相连，所述第一段的径向尺寸小于第一孔的直径，所述第二段的径向尺寸大于或等于所述第一孔的直径。

可选地，所述壳体包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体和所述第二壳体的一端开放，所述第一壳体的开放端和所述第二壳体的开放端对合限定出所述壳体，所述导电件穿设在所述第一壳体和所述第二壳体对合的位置；

所述导电件还包括第二部分和第三部分，所述第二部分和所述第三部分分别从所述第一部分的相对两端朝向相反的方向延伸并凸出于所述壳体的外壁；

所述第一部分的宽度与所述容置腔的宽度相等，所述第一部分与所述第二部分相连的位置设置有刻痕，所述第一部分与所述第三部分相连的位置设置有刻痕。

可选地，所述断路器还包括密封圈，所述可移动件的外壁上设置有环形槽，所述密封圈嵌设在所述环形槽内，该密封圈用于与所述第一腔室的内壁密封接触。

根据本公开的另一方面，提供一种车辆，包括上述的断路器。

可选地，所述车辆包括多个电池包，所述多个电池包之间相连的电路上设置有所述断路器。

在本公开提供的断路器中，由于灭弧介质的存在，灭弧介质会迅速填充导电件的强度减弱部区域，从而起到快速灭弧的效果，具有较好的灭弧效果。而且，灭弧介质可以阻断带有火星的气体从产品排出。如此，可以使得本公开提供的断路器能够在更高电压条件下使用。另外，相较于现有技术中并联辅助的熔断体或灭弧熔断器的方案，在本公开中，由于不用并列对应的熔断体和灭弧熔断器，有利于减小断路器的体积。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开一种方式提供的断路器的纵向剖视示意图，其中，断路器处于初始状态，可移动件未切断导电件；

图2是本公开一种方式提供的断路器的纵向剖视示意图，其中，断路器处于断开状态，可移动件切断了导电件，第一部分位于第二腔室内。

附图标记说明

100-断路器；10-壳体；11-第一腔室；12-第二腔室；13-第一壳体；14-第二壳体；141-凸柱；1411-第一段；1412-第二段；1413-锥台段；20-导电件；21-第一部分；211-强度减弱部；212-第一孔；22-第二部分；23-第三部分；30-电子点火爆炸装置；40-灭弧介质；50-可移动件；51-第一柱段；52-第二柱段；53-第二孔；60-密封圈。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，方位词“上、下、左、右”是基于附图的图面方向定义的，可选地，“上、下”参见附图1的图面方向的上、下、左、右。壳体10的容置腔内的长度方向可以指附图1的图面方向上的上下方向，壳体10的容置腔内的宽度方向可以指附图1的图面方向上的左右方向。“内、外”是指相关零部件的内、外。此外，所使用的术语“第一、第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

研究发现，相关技术中使用引爆火药方式产生高压气体推动活塞结构件切断电路的方式存在以下缺点：爆炸产生的火光明显，会影响终端使用客户的产品体验。

鉴于此，如图1和图2所示，根据本公开的一方面，提供了一种断路器100，该断路器100包括壳体10、导电件20、电子点火爆炸装置30、灭弧介质40及可移动件50。壳体10的内部具有容置腔，导电件20穿设在壳体10上，导电件20具有位于容置腔内的第一部分21，第一部分21沿容置腔的长度方向(如图1和图2的图面的上下方向)将容置腔分隔为第一腔室11和第二腔室12，第一部分21上具有强度减弱部211。电子点火爆炸装置30、灭弧介质40及可移动件50在断路器处于初始状态时均位于第一腔室11内，电子点火爆炸装置30用于驱动可移动件50移动，以从第一部分21的强度减弱部211处切断导电件20。

作为一种可选的应用场景，该断路器100可以设置在车辆上相邻的电池包之间的串联电路上，或者设置在电控制模块与电池包之间的串联电路上。此时，断路器100可以通过导电件20电连接在对应的电路上。

在电路正常工作时，参见图1，断路器100处于初始装置，可移动件50位于第一腔室11内，当需要断开电路时，例如，电子点火爆炸装置30接收到断路信号时，电子点火爆炸装置30产生爆炸，爆炸产生的高压气体可以推动可移动件50在容置腔内快速移动，以快速切断导电件20的第一部分21与导电件20的其他部分(如下文的第二部分22和第三部分23)，从而断开电路，参见图2。由于灭弧介质40的存在，灭弧介质40会迅速填充导电件20的强度减弱部211区域，从而起到快速灭弧的效果，具有较好的灭弧效果。而且，灭弧介质40可以阻断带有火星的气体从产品排出。如此，可以使得本公开提供的断路器100能够在更高电压条件下使用。另外，相较于现有技术中并联辅助的熔断体或灭弧熔断器的方案，在本公开中，由于不用并列对应的熔断体和灭弧熔断器，有利于减小断路器100的体积。

可以理解的是，上述的第一部分21的“强度减弱部211”可以指第一部分21的对应位置的尺寸小于第一部分21的其他位置的尺寸，容易断裂，也可以指第一部分21的对应位置的材料强度小于第一部分21的其他位置的材料的强度，本公开对此不作限定。

其中，可移动件50类似于活塞结构，可移动件50可以与容置腔过盈配合或可移动件50的径向尺寸恰与容置腔的内径相同。需要说明的是，该过盈配合度满足可移动件50受到高压气体冲击时，可脱离过盈配合束缚以朝向第一部分21移动。

电子点火爆炸装置30为气体发生装置，可以通过接收外部信号进行点火产生高压气体，从而推动可移动件50移动，其结构可以与汽车上现有的点火装置类似，例如与安全气囊用的点火管的结构类似，其工作原理为本领域技术人员所熟知，这里不再赘述。

另外，可以理解的是，本公开提供的断路器100除了应用在车辆上，还可以以应用其他任意适用于采用该断路器100的用电设备上，本公开对此不作限定。

本公开对灭弧介质40的种类不作限定，可以是液态灭弧介质、固定灭弧介质及气态灭弧介质中的一种或多种，例如，灭弧介质40可以是石英砂或者六氟化硫。

研究发现，相关技术中使用引爆火药方式产生高压气体推动活塞结构件切断电路的方式还存在爆炸声音较大的缺点。

鉴于此，如图1和图2所示，在本公开的一种实施方式中，在容置腔的长度方向(如图1和图2的图面的上下方向)上，电子点火爆炸装置30与可移动件50之间具有间隙，即，电子点火爆炸装置30与可移动件50间隔布置，灭弧介质40填充在间隙内，并且灭弧介质40包覆电子点火爆炸装置30的至少部分外壁。如此，在爆炸的瞬间，爆炸产生的高压气体可以推动灭弧介质40，然后通过灭弧介质40推动可移动件50在容置腔内快速移动以切断导电件20。由于灭弧介质40包覆电子点火爆炸装置30的至少部分外壁，可以起到一定的隔音作用，可以有效降低或要爆炸时的噪音，起到降噪的效果。

为了提升降噪效果，在本公开提供的断路器100中，灭弧介质40可以尽可能多的包覆电子点火保证装置的外壁。此外，灭弧介质40可以选择例如石英砂等隔音效果较好的固态灭弧介质40，如图1和图2所示，采用的灭弧介质40为石英砂。

可选地，如图1和图2所示，在本公开的一种实施方式中，可移动件50具有第一柱段51和第二柱段52，第一柱段51的径向尺寸小于第二柱段52的径向尺寸，第一柱段51相较于第二柱段52更靠近电子点火爆炸装置30，灭弧介质40填充在电子点火爆炸装置30与第一柱段51之间的间隙内，第二柱段52的侧壁与第一腔室11的侧壁接触，并且第二柱段52设置为能够沿容置腔的长度方向相对于第一腔室11的侧壁移动。如此，在保证可移动件50与第一腔室11的内壁可移动连接的同时，由于第一柱段51的尺寸较小，有利于增大第一柱段51与电子点火爆炸装置30之间的空间，从而可以容纳更多的灭弧介质40，因此，有利于提升灭弧效果。

可以理解的是，在本公开的其他未示出的实施例中，可移动件50也可以构造为径向尺寸相等的活塞结构，本公开对可移动件50的具体形状不作限定。

可选地，在本公开的另一种实施方式中，可移动件50与第一部分21之间具有间隙，灭弧介质40填充在间隙内。在该实施方式中，灭弧介质40直接与导电件20的第一部分21接触，这样，在可移动件50移动切断第一部分21的过程中，灭弧介质40可以第一时间与导电件20接触，灭弧更为及时，灭弧效果更好。

为了避免第一部分21在被可移动件50切断之后意外回复到初始位置而意外导通电路，例如，为了避免第一部分21从图2所示位置意外回复到图1所示的位置。可选地，如图1和图2所示，在本公开的一种实施方式中，第二腔室12内设置有凸柱141，凸柱141的一端连接在第二腔室12与第一部分21相对的壁上，并朝向第一部分21的方向延伸，第一部分21上设置有贯通的第一孔212，例如，第一部分21的中部设置有贯通的第一孔212，第一孔212用于第一部分21在第二腔室12内时与凸柱141插接配合。

可选地，参见图1和图2，在本公开的一种方式中，可移动件50靠近第一部分21的面上设置有第二孔53，第二孔53用于可移动件50在第二腔室12内时，与位于第二腔室12内的凸柱141插接配合。如此，在切断第一部分21的强度减弱部211后，可移动件50也可以插接在在凸柱141上，可以进一步起到对第一部分21的位置限定作用，将第一部分21限定在第二腔室12内。

由于凸柱141的作用，在可移动件50与第一部分21在第二腔室12内移动时，凸柱141可以起到导向作用。

可选地，参见图2，在可移动件50处于与凸柱141处于插接配合的位置时，可移动件50至少部分位于第一腔室11内。如此，由于在可移动件50与凸柱141处于插接配合的位置时，可移动件50至少部分位于第一腔室11内，可移动件50可以起到对电弧的隔断作用，避免导电件20除去第一部分21的其他部分再次电连接电路。例如，参见图2，可以避免电弧电连接导电件20的第二部分22和第三部分23。

可以理解的是，在本公开中，可以仅在导电件20的第一部分21上设置第一孔212，或仅在可移动件50上设置第二孔53，或者，同时设置上述的第一孔212和第二孔53，本公开对此不作限定。在仅设置第二孔53的实施方式中，凸柱141的位置设置为能够避让开第一部分21而与设置在可移动件50上的第二孔53插接配合。

可选地，如图1和图2所示，凸柱141包括第一段1411、第二段1412及锥台段1413，锥台段1413具有相对的小端和大端，小端与第一段1411相连，大端与第二段1412相连，第一段1411的径向尺寸小于第一孔212的直径，第二段1412的径向尺寸大于或等于第一孔212的直径。如此设计，一方面，第一段1411的径向尺寸小于第一孔212的径向尺寸，可以使凸柱141与可移动件50的插接相对容易，方便凸柱141与第一孔212的插接，另一方面，由于第二段1412的径向尺寸大于或等于第一孔212的直径，插接后，第一孔212可以与锥台段1413或第二段1412配合，有利于保证凸柱141与第一孔212形成紧配合。

本公开对壳体10的具体结构不作限定。可传递，在本公开的一种实施方式中，壳体10可以包括第一壳体13和第二壳体14，第一壳体13和第二壳体14的一端开放，第一壳体13的开放端和第二壳体14的开放端对合限定出壳体10，导电件20穿设在第一壳体13和第二壳体14对合的位置。导电件20还包括第二部分22和第三部分23，第二部分22和第三部分23分别从第一部分21的相对两端朝向相反的方向延伸并凸出于壳体10的外壁。即，第二部分22的一端与第一部分21的一端相连，第二部分22的另一端沿远离第三部分23的方向延伸并凸出于壳体10的外壁；第三部分23的一端与第一部分21的另一端相连，第三部分23的另一端沿远离第二部分22的方向延伸并凸出于壳体10的外壁。第一部分21的宽度与容置腔的宽度相等，第一部分21与第二部分22和第三部分23相连的位置均设置有刻痕，即，第一部分21与第二部分22相连的位置设置有刻痕，第一部分21与第三部分23相连的位置设置有刻痕，该刻痕即为强度减弱部211。如此设计，当可移动件50朝向第二腔室12移动时，可以将第一部分21整体从第二部分22和第三部分23上切下，保证了断开电路的可靠性。

可以理解的是，在本公开的其他实施方式中，第一部分21与第二部分22相连的位置、第一部分21与第三部分23相连的位置中的一者可以设置刻痕，另一者处不设置刻痕，本公开对此不作限定。

可选地，为了便于第一部分21的断裂，参见图1和图2，第一部分21的上下面上均设置有刻痕。

为了在断路器100处于初始状态时，在可移动件50与电子点火爆炸装置30之间的提供密封环境，以使得电子点火爆炸装置30爆炸后能够给可移动件50提供足够的气体压力来切断导电件20。可选地，如图1和图2所示，断路器100还包括密封圈60，可移动件50的外壁上设置有环形槽，密封圈60嵌设在环形槽内，该密封圈60用于与第一腔室11的内壁密封接触，从而密封可移动件50的外壁与第一腔室11的内壁。

根据本公开的另一方面，提供一种车辆，该车辆可以包括上述的断路器100。

可以地，该车辆可以包括多个电池包，多个电池包之间相连(串联或并联)的电路上设置有上述的断路器100。通过设置断路器100，可以及时断开多个电池包之间的电路，避免出现因其中一个电池包出现异常(如过流起火)而对其他电池包造成损坏。

可选地，该断路器100还可以设置在电池包与车辆的电控制模块之间的电路上。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种断路器，其特征在于，包括壳体、导电件、电子点火爆炸装置、灭弧介质及可移动件；

所述壳体的内部具有容置腔；

所述导电件穿设在所述壳体上，所述导电件具有位于所述容置腔内的第一部分，所述第一部分沿所述容置腔的长度方向将所述容置腔分隔为第一腔室和第二腔室，并且，所述第一部分上具有强度减弱部；

所述电子点火爆炸装置、所述灭弧介质及所述可移动件在所述断路器处于初始状态时均位于所述第一腔室内，所述电子点火爆炸装置用于驱动所述可移动件朝向所述第一部分移动，以从所述强度减弱部处切断所述导电件。

2.根据权利要求1所述的断路器，其特征在于，在所述容置腔的长度方向上，所述电子点火爆炸装置与所述可移动件之间具有间隙，所述灭弧介质填充在所述间隙内，并且所述灭弧介质包覆所述电子点火爆炸装置的至少部分外壁。

3.根据权利要求2所述的断路器，其特征在于，所述可移动件具有第一柱段和第二柱段；

所述第一柱段的径向尺寸小于所述第二柱段的径向尺寸，所述第一柱段相较于所述第二柱段更靠近所述电子点火爆炸装置，所述灭弧介质填充在所述电子点火爆炸装置与所述第一柱段之间的间隙内；

所述第二柱段的侧壁与所述第一腔室的侧壁接触，并且所述第二柱段设置为能够沿所述容置腔的长度方向相对于所述第一腔室的侧壁移动。

4.根据权利要求1所述的断路器，其特征在于，所述可移动件与所述第一部分之间具有间隙，所述灭弧介质填充在所述间隙内。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的断路器，其特征在于，所述第一部分上设置有贯通的第一孔，和/或，所述可移动件靠近所述第一部分的面上设置有第二孔；

所述第二腔室内设置有凸柱，所示凸柱的一端连接在所述第二腔室与所述第一部分相对的壁上，所述凸柱用于与所述第一孔和/或所述第二孔插接配合。

6.根据权利要求5所述的断路器，其特征在于，所述凸柱包括第一段、第二段及锥台段，所述锥台段具有相对的小端和大端，所述小端与所述第一段相连，所述大端与所述第二段相连，所述第一段的径向尺寸小于第一孔的直径，所述第二段的径向尺寸大于或等于所述第一孔的直径。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的断路器，其特征在于，所述壳体包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体和所述第二壳体的一端开放，所述第一壳体的开放端和所述第二壳体的开放端对合限定出所述壳体，所述导电件穿设在所述第一壳体和所述第二壳体对合的位置；

所述导电件还包括第二部分和第三部分，所述第二部分和所述第三部分分别从所述第一部分的相对两端朝向相反的方向延伸并凸出于所述壳体的外壁；

所述第一部分的宽度与所述容置腔的宽度相等，所述第一部分与所述第二部分相连的位置设置有刻痕，所述第一部分与所述第三部分相连的位置设置有刻痕。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的断路器，其特征在于，所述断路器还包括密封圈，所述可移动件的外壁上设置有环形槽，所述密封圈嵌设在所述环形槽内，该密封圈用于与所述第一腔室的内壁密封接触。

9.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求1-8中任一项所述的断路器。

10.根据权利要求9所述车辆，其特征在于，所述车辆包括多个电池包，所述多个电池包之间相连的电路上设置有所述断路器。

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