CN218568723U - 引爆式断路器 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种引爆式断路器，涉及断路器技术领域。该断路器包括：壳体包括第一壳体和第二壳体；汇流排设置于第一壳体和第二壳体的连接处，汇流排开设有多个切断槽；冲击部包覆于第一壳体内，冲击部上设置有多个冲头，冲头用于切断切断槽；托举部包覆于第二壳体内，托举部上间隔设置有多个托举台，托举台用于托举切断后的汇流排；引爆部连接于冲击部背离汇流排的一面，引爆部被配置为允许引爆后为冲击部提供推力。本公开提供的引爆式断路器通过在汇流排上设置多个切断槽，在电路过流或者过压时，可以通过将汇流排在多个切断槽处断开电路，及时断电的同时快速灭弧，保证了电路的安全性，且该断路器适用于各种电压的电路，尤其适用于高压电路。

Description

引爆式断路器

技术领域

本公开涉及断路器技术领域，具体而言，涉及一种引爆式断路器。

背景技术

电池组由于其对环境友好等的特点，已广泛应用于各行业中，尤其是作为电动汽车的主要能源存储器，已成为是汽车动力行业的主流趋势。但由于电池组本身具有高压的特性，为了保证电池组在供电系统使用过程中的安全性，通常会设定过压保护，在电压过大时，通过切断电路以保证整个系统的安全性。

在电动汽车的供电系统中，通常采用高压继电器配置保险丝的结构作为过压保护装置，但这种装置在遇到电流故障时保险丝熔断时间长，且在断电的瞬间会产生较长的电弧，会导致车辆设备发生损毁。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

实用新型内容

本公开的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种引爆式断路器。

本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。

根据本公开的一个方面，提供了一种引爆式断路器，该断路器包括：

壳体，所述壳体包括第一壳体和第二壳体；

汇流排，所述汇流排设置于所述第一壳体和所述第二壳体的连接处，所述汇流排开设有多个切断槽，所述汇流排被配置用于在通过引爆式断路器任何方向上导电；

冲击部，所述冲击部包覆于所述第一壳体内，所述冲击部上设置有多个冲头，所述冲头用于切断所述切断槽；

托举部，所述托举部包覆于所述第二壳体内，所述托举部上间隔设置有多个托举台，所述托举台用于托举切断后的所述汇流排；

引爆部，所述引爆部连接于所述冲击部背离所述汇流排的一面，所述引爆部被配置为允许引爆后为所述冲击部提供推力。

在本公开的一些实施例中，基于前述方案，所述汇流排上设置有多个弯曲部，所述弯曲部被配置为允许所述汇流排在切断时摆动至所述第二壳体内。

在本公开的一些实施例中，基于前述方案，所述托举台设置于相邻的所述弯曲部和所述切断槽之间。

在本公开的一些实施例中，基于前述方案，所述弯曲部设置于所述汇流排面向所述第一壳体的面上。

在本公开的一些实施例中，基于前述方案，所述切断槽呈倒V型结构，所述切断槽设置于所述汇流排面向所述第二壳体的面上。

在本公开的一些实施例中，基于前述方案，所述冲头的数量与所述切断槽的数量相等。

在本公开的一些实施例中，基于前述方案，所述托举部的周向位置上设置有多个凸台。

在本公开的一些实施例中，基于前述方案，所述第二壳体的周向位置上开设有卡槽，所述卡槽与所述凸台相配合。

在本公开的一些实施例中，基于前述方案，所述冲击部设置有引爆槽，所述引爆部设置于所述引爆槽内。

在本公开的一些实施例中，基于前述方案，所述壳体还包括夹持部，所述夹持部包括至少两个夹持部件，所述夹持部件用于夹持所述汇流排。

本公开提供的引爆式断路器，一方面，通过在汇流排上设置多个切断槽，在需要断电时，可以通过切断汇流排上的多个切断槽，达到切断电流的目的，汇流排上的多个断开点可以保证在汇流排断开的同时快速消灭断电过程中产生的电弧，使得断路器适用于各种电压，尤其是高压；

另一方面，通过设置冲击部冲击汇流排，冲击部的冲头与汇流排上的切断槽一一对应，在引爆部引爆后，通过引爆推力快速推动冲击部切断汇流排，切断电路用时短，保证了电路的安全性；

第三方面，本公开还根据汇流排多断点设置了托举部，保证了汇流排在切断过程中不会发生滑移，保证了汇流排上各个切断槽均可以有效地断开，且托举部结构简单，易于装配。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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为本公开示例性实施例中的一种引爆式断路器的剖面图。

图2为本公开示例性实施例中的一种引爆式断路器的俯视剖面图。

图3为本公开示例性实施例中的一种引爆式断路器的整体外观示意图。

图4为本公开示例性实施例中的另一种引爆式断路器的整体外观示意图。

其中，附图标记说明如下：

1：壳体；11：第一壳体；12：第二壳体；2：汇流排；21：切断槽；22：弯曲部；3：冲击部；31：冲头；32：引爆槽；4：托举部；41：托举台；42：凸台；5：引爆部；51：引爆线；121：卡槽。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本公开将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。

断路器作为保护装置可应用于各种电路中，断路器可选择性地中断流出或流入能量存储设备的电流，因其断开电路的时间较保险丝熔断时间短，且具备主动关断电路的能力，因此，在高压的电路中，通常采用高压继电器配备断路器的结构。例如，电池组作为电动汽车或者其它设备的能量存储装置，通常会在电池组中设置断路器以保证电池组在工作过程中的安全性。电路中切断电流会产生电弧，断路器的设置是为了保证电路的安全性，而电弧的产生会引起进一步的损害风险，因此，减少电弧的危害也是断路器的必要功能之一。

本公开提供的引爆式断路器可以用在各种实施方式中的电路电流的中断，引爆式断路器被设计成切断能量存储设备(例如电池组)与另一组件(例如马达或电力电子电路)之间的电连接，引爆式断路器可以定位在包装内部或外部，在任何一种情况下，电路中都可以配备本公开的引爆式断路器，以便保证电路的安全性。

在本公开的实施例中，用语“一个”、“一”、“该”、“所述”和“至少一个”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”、“第二”和“第三”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。

本公开实施方式提供了一种引爆式断路器，如图1所示，该断路器包括：壳体1、汇流排2、冲击部3、托举部4和引爆部5。

其中，壳体1包括第一壳体11和第二壳体12，如图1所示，第一壳体11设置于第二壳体12的上方，第一壳体11和第二壳体12连接形成的结构的剖面为类“回”字型结构，且壳体1是由第一壳体11和第二壳体12组成的具有空腔结构的矩形体。壳体1可以由电绝缘材料制成，例如，聚氯乙烯、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)等材料制成的塑料，均可用于制作壳体1，第一壳体11和第二壳体12可通过注塑方式进行制造。

在其它的实施方式中，壳体1包括但不限于第一壳体11和第二壳体12，第一壳体11和第二壳体12可以是一体成型，也可以通过多个部分连接而成，例如，第一壳体11也可以包括多个不同的部分连接而成，壳体1的组成可以根据实际生产需要进行选择，且壳体1可以具有不同数目的部件，部件的数目和种类可以根据断路器实际应用场景进行增加或者减少，包括但不限于本文提供的部件。

壳体1还包括夹持部(在附图中未示出)，夹持部包括至少两个夹持部件，用于夹持汇流排2，以使汇流排2固定连接于壳体1上，具体的，夹持部可以分别设置于第一壳体11和第二壳体12上，将第一壳体11、汇流排2和第二壳体12以“三明治”结构进行夹持固定，夹持部需满足断路器工作过程中受力作用。

其中，引爆式断路器包括汇流排2，汇流排2设置于第一壳体11和第二壳体12的连接处，如图2和图3所示，由引爆式断路器的俯视图以及引爆式断路器的整体结构图可以看出，汇流排2在其从壳体延伸的端部具有类矩形的截面，在两个端部之间具有另一轮廓形状，即在两端部之间的汇流排2上依次开设了多个切断槽21，多个切断槽21串联设置，且多个切断槽21设置于汇流排2面向第二壳体12的面上，即在图1中，切断槽21位于汇流排2的下表面，并且多个切断槽21之间平行设置，多个切断槽21在汇流排2上可以等间距开设，也可以呈非等间距开设，优选的，为了在加工工艺上的便捷，通常采用在汇流排2上等间距开设多个切断槽21。

切断槽21在汇流排2上可以呈倒V型结构，且倒V型结构的开口朝向第二壳体12的方向，此外，切断槽21也可以是呈倒U型以及其它结构的槽型的结构，切断槽21的槽型结构需要满足汇流排2的导电功能需要，以及切断槽21需要满足受力条件下的快速断开，优选的，本公开选用的是倒V型结构；切断槽21可以为通过钎焊、铜焊或焊接接头等方式形成的汇流排2的薄弱点，通过切断切断槽21，可以快速中断汇流排2中的电流。

切断槽21的数量为多个，在一些实施例中，切断槽21的数量至少为两个，例如，三个、四个或者五个或者更多数量，在保证切断槽21的工作强度需要的前提下切断槽21的数量越多，可以达到更好的灭弧效果。

汇流排2被配置用于在通过引爆式断路器的任何方向上导电，因此，汇流排2需要由导电材料制成，在本公开中，汇流排2可采用铜排或是铝排，或者其它具有导电性质的材料制成。汇流排2可以是由一条或多条导电材料制作而成，在本公开中，为了便于汇流排2中切断槽21的刻画，优选采用的是汇流排为整条导电材料制作的导电板。

在本公开的实施例中，在汇流排2上还设置有多个弯曲部22，弯曲部22被配置为允许汇流排2在切断时摆动至第二壳体12内，弯曲部22设置于汇流排2面向第一壳体11的面上。在汇流排2沿着切断槽21被切断后，由于冲击力的作用，汇流排2会沿着第一壳体11向第二壳体12的方向发生弯曲，弯曲部22作为旋转支点，可以保证切断后的汇流排2不会发生掉落，此外，通过弯曲部22的设置，保证了汇流排2的切断位置为每一切断槽21处，而不是在相邻的两个切断槽21之间的任一位置将汇流排2切断。

在一些实施例中，弯曲部22可以是槽型结构，具体的可以是类V型槽结构，且开口方向为朝向第一壳体11的方向，弯曲部22在汇流排2上的开口深度可以根据汇流排2的工作强度进行设置，需保证弯曲部22在汇流排2受到冲击力时不会发生断裂。在本公开中，弯曲部22与切断槽21呈间隔设置，以将汇流排2隔断形成相连的多段。

其中，在第一壳体11中还设置有冲击部3，冲击部3包裹于第一壳体11的内部，如图1所示，在冲击部3处于非工作状态时，冲击部3的顶面和侧面均与第一壳体相接触，即第一壳体11内表面对冲击部3具有限位作用，使得冲击部3在壳体1内只存在垂直于汇流排2方向的位移，在其它方向上不存在平移或者转动。

在冲击部3上设置有多个冲头31，冲头31用于切断切断槽21，冲头31设置于冲击部3面向汇流排2的一面上，多个冲头31间隔设置在冲击部3上，冲头31的数量与切断槽21的数量相等，且每一个冲头31对应于一个切断槽21，冲头31与切断槽21形成一一对应的关系；冲头31的形状可以是图附图所示的倒梯形实心结构，冲头31的头部位置尺寸最小，冲头31的头部可以是平切面，也可以是三角形切面，或者其它规则或不规则的形状，在切断汇流排2时，通过冲头31的头部位置撞击切断槽21，以使汇流排2在各个切断槽21处断开。

在冲击部3上还设置有引爆槽32，引爆槽32用于承载引爆部5。引爆槽32设置于冲击部3远离于汇流排2的一面上，在一实施例中，引爆槽32的一部分开设在冲击部3上，另一部分开设在第一壳体11上，通过引爆部5安装在引爆槽32中，使得引爆部5连接第一壳体11和冲击部3；在另一实施例中，引爆槽32凸出设于冲击部3表面，并且在第一壳体11上开设与引爆槽32凸出部分相配合的凹槽，在引爆部5安装在引爆槽32内后，可以直接将引爆槽32插入至第一壳体11的凹槽内，完成装配，上述两实施例仅为示例性示出引爆槽32的结构，根据上述两实施例进行的变形和组合均在本公开的保护范围内。

其中，断路器的引爆部5设置在冲击部3背离汇流排2的一面上，引爆部5被配置为允许引爆后为冲击部3提供推力。由于引爆部5连接于冲击部3的一面上，在引爆部5接收到切断电路指令后，可以通过爆炸对冲击部3产生面向汇流排2的推力，使得冲击部3沿着壳体1向汇流排2方向冲击，通过冲头31作用于汇流排2上的切断槽21，使得汇流排2切断为多段。需要说明的是，引爆部5爆炸提供的推力既可以保证将汇流排2上的切断槽21切断，又不会破坏断路器中的其它结构，此外，引爆部5的爆炸作用并不会破坏冲击部3和壳体1本身的结构。

引爆部5远离冲击部3的一侧耦合有多根引爆线51，引爆线51穿设于第一壳体11上的开孔中，引爆线51的一端部连接于控制电流信号上，该信号可以为在电路故障时电路对引爆部5发送的电流信号。引爆部5还包括引爆燃料，位于引爆部5内部的引爆线51可终止于引爆燃料内的桥接线的相应的端部，例如，陶瓷部件可用于保持桥接线和引爆线的端部，引爆引发器可能需要在两个引线上施加电压以驱动电流通过桥接线并使其熔化。

引爆部5内各种引爆燃料中的一种或者多种可以被使用，例如，引爆燃料可以是非常快速燃烧的燃料，以便快速的产生爆炸力推动冲击部3切断汇流排2，其具有基本上仅产生固体输出且不产生气体的化学反应，这种燃料的能量基本上全部来自热能，在一些实施方式中，可使用快速燃烧的含硼材料，包括但不限于高氯酸锆、高氯酸锆钨、高氯酸锆、高氯酸钛钾或高氯酸氢钾中的一种或者几种组合。

其中，为了配合汇流排2多个切断槽的结构，本公开的断路器还设置了托举部4，托举部4包覆于第二壳体12内，如图1所示，结合图2，托举部4的底部以及侧面均与第二壳体12相接触，第二壳体12为托举部4提供支撑力。托举部4上间隔设置有多个托举台41，托举部4用于托举切断前后的汇流排2，每个托举台41与每个切断槽21是一一对应的关系，即在汇流排2被切断后，一个托举台41托举一段被切断的汇流排2。每个托举台41均位于汇流排2的底部，且每个托举台41均设置于汇流排2上相邻的弯曲部22和切断槽21之间，相邻的托举台41之间存在凹槽，此凹槽用于容纳被切断的汇流排2在其中摆动，在切断汇流排2的过程中，由于托举部4的托举作用，保证了汇流排2在冲击部3的冲击下不会掉落在第二壳体12的空腔内，使得每一个切断槽21都可以进行有效地切断。

托举部4在周向位置上设置由多个凸台42，在第二壳体12内部周向位置上设置有与多个凸台相对应的卡槽121，如图4所示，结合图1和图4，在装配时，通过将凸台42装配在卡槽121中，由于引爆部5引爆后会瞬间产生较大的冲击力，托举部4可以为汇流排2提供与冲击力方向相反的支撑力，避免切断后的汇流排2发生位移。以壳体1为长方体为例，在第二壳体12的四个侧面开设卡槽121，并在托举部4对应的面上设置相同数量的凸台42，通过凸台42装配在卡槽121内，使托举部4安装于第二壳体12内；或者，在第二壳体12相对的两个侧面上开设卡槽121，并在托举部4对应的面上设置相同数量的凸台42，通过凸台42装配在卡槽121内，使托举部4安装于第二壳体12内。凸台42可以突出于第二壳体12的外部，也可以与第二壳体12的外表面平齐。

本公开提供的引爆式断路器，一方面，通过在汇流排上设置有多个切断槽，在断路器收到切断电路信号后，引爆部爆炸，推动冲击部沿垂直于汇流排方向移动，并通过冲击部冲击汇流排上的切断槽，使切断槽断裂，以快速切断电路中的电流；第二方面，由于汇流排对个切断槽的设置，可以将汇流排断开使产生的长电弧分割为多个短电弧，达到快速灭弧的目的，保证了电路的安全性；第三方面，本公开通过引爆部为冲击部提供冲击力冲断汇流排以切断电路，由于引爆部的冲击力较大，可以快速的切断汇流排，可迅速响应电路故障，关断电路时间用时短；第四方面，本公开通过设置具有托举台的托举部为汇流排提供支撑力，可保证汇流排的有效切断，且托举部的结构简单，便于安装；第四方面，本公开提供的引爆式断路器，具有相应电路故障速度快，主动关闭电路的能力，且可快速有效的切断电路，保证电路的安全性。

虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。

下面结合图1至图4对本公开的具体实施例进行说明：

以电动车辆中使用引爆式断路器为例进行说明，在电动车辆中，电池组作为动力的主要来源，发生电路故障的几率较大，为保证电池组的安全性，通常会在电池组所在的电路上连接有高压继电器和断路器，本实施例采用的是引爆式断路器，继电器中的汇流排连接在电路中，以导通电路。

在电池组电路发生故障(如电流故障)时，电路将信号发送给断路器，故障电流引发断路器中引爆部5发生爆炸，在引爆部5产生的爆炸力的作用下引爆部推动冲击部3沿着垂直于汇流排2的方向进行快速移动，冲击部3的冲头31快速精准地切断汇流排2上设置的切断槽21，以切断电路中的电流供应。

本公开提供的引爆式断路器切断电路的时间约为2ms(毫秒)，而保险丝熔断方式切断电路的时间约为30ms(毫秒)，相较于保险丝熔断的手段，引爆式断路器切断电路的效率得到了大大的提升，进一步提高了电动汽车的安全性；本公开通过汇流排多段切断的形式，可以快速灭弧，避免了断口切断产生的电弧带来的车辆自燃等危害。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的技术方案后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (10)

1.一种引爆式断路器，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体包括第一壳体和第二壳体；

汇流排，所述汇流排设置于所述第一壳体和所述第二壳体的连接处，所述汇流排开设有多个切断槽，所述汇流排被配置用于在通过引爆式断路器任何方向上导电；

冲击部，所述冲击部包覆于所述第一壳体内，所述冲击部上设置有多个冲头，所述冲头用于切断所述切断槽；

托举部，所述托举部包覆于所述第二壳体内，所述托举部上间隔设置有多个托举台，所述托举台用于托举切断后的所述汇流排；

引爆部，所述引爆部连接于所述冲击部背离所述汇流排的一面，所述引爆部被配置为允许引爆后为所述冲击部提供推力。

2.根据权利要求1所述的引爆式断路器，其特征在于，所述汇流排上设置有多个弯曲部，所述弯曲部被配置为允许所述汇流排在切断时摆动至所述第二壳体内。

3.根据权利要求2所述的引爆式断路器，其特征在于，所述托举台设置于相邻的所述弯曲部和所述切断槽之间。

4.根据权利要求2所述的引爆式断路器，其特征在于，所述弯曲部设置于所述汇流排面向所述第一壳体的面上。

5.根据权利要求1所述的引爆式断路器，其特征在于，所述切断槽呈倒V型结构，所述切断槽设置于所述汇流排面向所述第二壳体的面上。

6.根据权利要求1所述的引爆式断路器，其特征在于，所述冲头的数量与所述切断槽的数量相等。

7.根据权利要求1所述的引爆式断路器，其特征在于，所述托举部的周向位置上设置有多个凸台。

8.根据权利要求7所述的引爆式断路器，其特征在于，所述第二壳体的周向位置上开设有卡槽，所述卡槽与所述凸台相配合。

9.根据权利要求1所述的引爆式断路器，其特征在于，所述冲击部设置有引爆槽，所述引爆部设置于所述引爆槽内。

10.根据权利要求1所述的引爆式断路器，其特征在于，所述壳体还包括夹持部，所述夹持部包括至少两个夹持部件，所述夹持部件用于夹持所述汇流排。

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