CN217507260U - 一种熔断装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种熔断装置，属于电动汽车动力电池高压电气领域，本实用新型提供的所述熔断装置，包括控制电路，以及设置在所述控制电路上的熔断器单元和测压单元；所述测压单元与所述熔断器单元并联设置在所述控制电路上；所述熔断器单元包括串联设置在所述控制电路上的熔体元件和电阻元件。本方案中的测压单元与熔断器单元并联设置在控制电路上，系统正常工作状态下，测压单元能够通过检测熔断器单元两端的电压间接检测出系统电流，无需另行增设电流检测部件。使用此熔断装置后，可以直接根据电压值判断是否因熔断器熔断而造成系统故障，无需多次试触，从而可以有效提高故障排查效率。

Description

一种熔断装置

技术领域

本实用新型涉及电动汽车动力电池高压电气领域，尤其是涉及一种熔断装置。

背景技术

熔断器(fuse)是指当电流超过规定值时，以本身产生的热量使熔体熔断，断开电路的一种电器。熔断器被广泛应用于高低压配电系统和控制系统以及用电设备中，作为短路和过电流的保护器，是应用最普遍的保护器件之一。

然而，如图1所示，在现有的动力电池包或其他需要短路保护和电流检测的回路中，通常使用电流检测部件A(如电流传感器)来实现电流检测的功能，利用熔断器B的断开来实现短路保护的功能，但其无法实时监控熔断器B的状态，当系统出现故障时，需要多次试触才能判断是否因熔断器B熔断而造成系统故障，故障排查效率较低。

有鉴于此，特提出本实用新型。

实用新型内容

本实用新型提供了一种熔断装置，以解决现有技术中因无法实时监控熔断器B的状态，需要多次试触才能判断是否因熔断器B熔断而造成系统故障，导致故障排查效率较低的问题。

为解决上述问题，本实用新型采用以下方案：

一种熔断装置，包括控制电路，以及设置在所述控制电路上的熔断器单元和测压单元；

所述测压单元与所述熔断器单元并联设置在所述控制电路上，所述测压单元用于检测所述熔断器单元的两端的电压；

所述熔断器单元包括串联设置在所述控制电路上的熔体元件和电阻元件。

本方案中的测压单元与熔断器单元并联设置在控制电路上，系统正常工作状态下，测压单元能够通过检测熔断器单元两端的电压间接检测出系统电流，无需另行增设电流检测部件。

熔断器单元包括串联设置在所述控制电路上的熔体元件和电阻元件，通过检测熔体和精密电阻串联后两端的电压，实现系统电流检测。当系统过流或者短路时，熔体元件发热熔断，在熔体元件熔断前其内阻会变大，测压单元采集到的电压会升高，当熔体元件熔断以后，通过测压单元采集到的电压值，可以判断熔断器是否熔断，从而可以直接根据电压值判断是否因熔断器熔断而造成系统故障，无需多次试触，从而可以有效提高故障排查效率。

在另一优选的方案中，所述控制电路中还设置有电源单元；所述电源单元的最大电压小于或等于所述测压单元的最大测量电压值，以满足测压元件量程需求，当测压元件采集到的电压接近电源单元的最大电压时，证明熔断器已经熔断。

在另一优选的方案中，所述控制电路中还设置有负载单元；所述熔体元件和电阻元件均设置在所述电源单元和所述负载单元之间。

在另一优选的方案中，所述控制电路上还设置有外壳单元，所述熔体元件和所述电阻元件均设置在所述外壳单元的内部，外壳单元能起到保护熔体元件和电阻元件的作用。

在另一优选的方案中，在沿所述控制电路的电流方向上，所述熔体元件设置在所述电阻元件的上游。

在另一优选的方案中，所述测压单元与所述熔体元件的上游以及所述电阻元件的下游电连接，所述测压单元用于测量所述熔体元件和所述电阻元件的总电压，通过电连接的方式，能直接检测测压单元与熔体元件的总电压，无需外接导线，准确性更高。

在另一优选的方案中，所述控制电路上设置有两个与所述测压单元电连接的触点，两个所述触点均位于所述外壳单元的内部。

在另一优选的方案中，所述外壳单元为空腔结构。

在另一优选的方案中，还包括与所述测压单元以及所述电源单元分别电连接的控制单元，所述控制单元能够根据接收到的所述测压单元的电压信号改变所述电源单元的状态。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本申请提供的熔断装置，系统正常工作状态下，测压单元能够通过检测熔断器单元两端的电压间接检测出系统电流。

当熔体元件熔断以后，通过测压单元采集到的电压值，可以判断熔断器是否熔断，能直接根据电压值判断是否因熔断器熔断而造成系统故障，无需多次试触，从而可以有效提高故障排查效率；当系统过流或者短路时，熔体元件发热熔断，在熔体元件熔断前其内阻会变大，测压单元采集到的电压会升高，控制器可以通过电压上升情况判断系统是否出现过流或者短路，及时地采取系统关断或者限流措施，保证系统安全。

此熔断装置具备熔断器状态检测功能，可以在线提供熔断器的状态，便于系统的故障的排查，为维修提供方向，在发生过流或者短路初期，及时的识别到系统故障，使系统可以及时的采取关断或者限流措施，保证系统安全，避免损失增大。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请背景技术所述的传统熔断器的结构示意图；

图2为本申请所述的一种具体的熔断器的结构示意图。

以上附图中，各标号所代表的部件列表如下：

原结构电流检测部件—A；原结构熔断器—B；控制电路—100；测压单元—200；熔断器单元—300；熔体元件—301；电阻元件—302；电源单元—400；负载单元—500；外壳单元—600。

具体实施方式

为了使本实用新型的上述以及其他特征和优点更加清楚，下面结合附图进一步描述本实用新型。应当理解，本文给出的具体实施例是出于向本领域技术人员解释的目的，仅是示例性的，而非限制性的。

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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

请参考图2，展示了本实用新型提供的熔断装置的一个实施例；

一种熔断装置，包括控制电路100，以及设置在控制电路100上的熔断器单元300和测压单元200；

测压单元200与熔断器单元300并联设置在控制电路100上，测压单元200用于检测熔断器单元300的两端的电压；

熔断器单元300包括串联设置在控制电路100上的熔体元件301和电阻元件302。

本方案中的测压单元200与熔断器单元300并联设置在控制电路100上，系统正常工作状态下，测压单元200能够通过检测熔断器单元300两端的电压间接检测出系统电流，无需另行增设电流检测部件。

熔断器单元300包括串联设置在控制电路100上的熔体元件301和电阻元件302，平时只作为电阻器使用，电流过大时，发挥保险丝的作用保护机械设备。本方案提供的熔断装置能够实现电流检测、熔断器状态判断以及过流/短路故障预判等功能，具体如下：

(1)电流检测功能

系统正常工作状态下，通过检测熔体元件301和电阻元件302(如精密电阻)串联后两端的电压，实现系统电流检测，无需外接电流传感器等电流检测部件。

(2)熔断器状态判断

当熔体元件301熔断以后，通过测压单元200采集到的电压值，可以判断熔断器是否熔断：当测压单元200采集到的电压V1已接近系统电压，证明熔断器已经熔断，在线监控熔断器状态，便于系统的故障的排查，为维修提供方向。

(3)过流/短路故障预判

当系统过流或者短路时，熔体元件301发热熔断，在熔体元件301熔断前内阻会变大，测压单元200采集到的电压会升高，控制器可以通过电压上升情况判断系统是否出现过流或者短路，及时的采取系统关断或者限流措施，保证系统安全。

本方案将熔断器上集成了电流检测和熔断器状态检测功能，将熔断器和电流传感器合二为一，可以检测熔断器的状态，并在故障状态下实现预判。使用此熔断装置后，可以取消使用分流器或电流传感器，增强了装配和维修方便性。

通过检测熔体和精密电阻串联后两端的电压，实现系统电流检测。当系统过流或者短路时，熔体元件301发热熔断，在熔体元件301熔断前其内阻会变大，测压单元200采集到的电压会升高，当熔体元件301熔断以后，通过测压单元200采集到的电压值，可以判断熔断器是否熔断，从而可以直接根据电压值判断是否因熔断器熔断而造成系统故障，无需多次试触，从而可以有效提高故障排查效率。

进一步地，控制电路100中还设置有电源单元400如蓄电池；电源单元400的最大电压小于或等于测压元件的最大测量电压值，以满足测压元件量程需求；系统正常工作状态下，通过检测熔体元件301和电阻元件302(如精密电阻)串联后两端的电压，实现系统电流检测当测压元件采集到的电压接近电源单元400的最大电压时，证明熔断器已经熔断。

进一步地，控制电路100中还设置有负载单元500，如电灯泡、电动机、电炉等，以避免出现短路现象；作为一种具体实施例，熔体元件301和电阻元件302均设置在电源单元400和负载单元500之间。

进一步地，控制电路100上还设置有外壳单元，熔体元件301和电阻元件302均设置在外壳单元的内部，外壳单元能起到保护熔体元件301和电阻元件302的作用。

进一步地，在沿控制电路100的电流方向上，熔体元件301设置在电阻元件302的上游，即从电源的正极方向出发，电流会依次流经熔体单元、电阻元件302和负载单元500。

进一步地，测压单元200与熔体元件301的上游以及电阻元件302的下游电连接，测压单元200用于测量熔体元件301和电阻元件302的总电压，通过电连接的方式，能直接检测测压单元200与熔体元件301的总电压；在其他的实施例中，不需要直接电气连接，通过电容耦合，利用位移电流来测量物体表面或自由空间的电压，此为现有技术，在此不做赘述。

进一步地，控制电路100上设置有两个与测压单元200电连接的触点，两个触点均位于外壳单元600的内部，能够通过外壳单元600来保护触点。

进一步地，外壳单元600为空腔结构，熔体元件301和电阻元件302均设置在外壳单元600的空腔内，空腔具有一定的容热功能。

进一步地，还包括与测压单元200以及电源单元400分别电连接的控制单元，控制单元能够根据接收到的测压单元200的电压信号改变电源单元400的状态，具体为当系统过流或者短路时，熔体发热熔断，在熔体熔断前内阻会变大，测压单元200采集到的电压会升高，控制器可以通过电压上升情况判断系统是否出现过流或者短路，及时的采取系统关断或者限流措施，保证系统安全。

本申请提供的熔断装置，系统正常工作状态下，测压单元200能够通过检测熔断器单元300两端的电压间接检测出系统电流。

此熔断装置具备熔断器状态检测功能，可以在线提供熔断器的状态，便于系统的故障的排查，为维修提供方向，在发生过流或者短路初期，及时的识别到系统故障，使系统可以及时的采取关断或者限流措施，保证系统安全，避免损失增大。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种熔断装置，其特征在于，包括控制电路(100)，以及设置在所述控制电路(100)上的熔断器单元(300)和测压单元(200)；

所述测压单元(200)与所述熔断器单元(300)并联设置在所述控制电路(100)上，所述测压单元(200)用于检测所述熔断器单元(300)的两端的电压；

所述熔断器单元(300)包括串联设置在所述控制电路(100)上的熔体元件(301)和电阻元件(302)。

2.根据权利要求1所述的熔断装置，其特征在于，所述控制电路(100)中还设置有电源单元(400)；所述电源单元(400)的最大电压小于或等于所述测压单元(200)的最大测量电压值。

3.根据权利要求2所述的熔断装置，其特征在于，所述控制电路(100)中还设置有负载单元(500)；所述熔体元件(301)和电阻元件(302)均设置在所述电源单元(400)和所述负载单元(500)之间。

4.根据权利要求3所述的熔断装置，其特征在于，所述控制电路(100)上还设置有外壳单元(600)，所述熔体元件(301)和所述电阻元件(302)均设置在所述外壳单元(600)的内部。

5.根据权利要求2所述的熔断装置，其特征在于，在沿所述控制电路(100)的电流方向上，所述熔体元件(301)设置在所述电阻元件(302)的上游。

6.根据权利要求4所述的熔断装置，其特征在于，所述测压单元(200)与所述熔体元件(301)的上游以及所述电阻元件(302)的下游电连接，所述测压单元(200)用于测量所述熔体元件(301)和所述电阻元件(302)的总电压。

7.根据权利要求6所述的熔断装置，其特征在于，所述控制电路(100)上设置有两个与所述测压单元(200)电连接的触点，两个所述触点均位于所述外壳单元(600)的内部。

8.根据权利要求7所述的熔断装置，其特征在于，所述外壳单元(600)为空腔结构。

9.根据权利要求7所述的熔断装置，其特征在于，还包括与所述测压单元(200)以及所述电源单元(400)分别电连接的控制单元，所述控制单元能够根据接收到的所述测压单元(200)的电压信号改变所述电源单元(400)的状态。

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