JP7368631B2 - 多機能ヒューズ - Google Patents

Description

本願は、２０２０年１月１５日に中国国家知識産権局に提出された、「多機能ヒューズ」と題する中国特許出願第２０２０１００４３５４４．１号の優先権を主張するものであり、その全ての内容は参照により本願に組み込まれるものとする。

本開示は、新エネルギー自動車の技術分野に関し、具体的には多機能ヒューズに関する。

新エネルギー自動車の分野において、電気自動車を充電する前に予備充電するために、高電圧回路に予備充電回路を予め設計する。予備充電回路において、予備充電抵抗は、車両全体の高電圧の給電の初期においてコンデンサなどの高電圧電気部品を徐々に充電する抵抗である。予備充電抵抗がなければ、高電圧が高電圧電気部品に直接的に印加されて充電電流が過大となるため、高電圧電気部品が損傷する。したがって、予備充電回路を設計する際に予備充電抵抗を設置して、高電圧回路の安全を確保する必要がある。

電気自動車の実際の動作において、高電圧部分では共通の電源が採用され、各高電圧回路における電圧、電流及び電力が相互に影響する。各高電圧回路に高電圧故障が発生したときの互いの係わり合い作用を減少させるために、各高電圧回路と主回路に個別の電流ヒューズを設置することにより、各高電圧回路に短絡及び過電流故障が発生したとき、タイムリーに溶断させて該回路をオフにして、高電圧回路全体における他の電気部品を損傷することを回避する。従来の高電圧回路において、予備充電抵抗及びヒューズの体積が大きく、コストが高かった。

これに鑑み、本開示は、従来技術における高電圧回路において予備充電抵抗及びヒューズの体積が大きく、コストが高くなるという課題を解決するために、多機能ヒューズを提供する。

本開示は、多機能ヒューズを提供し、前記多機能ヒューズは、可溶体と、予備充電抵抗と内側ハウジングと、を含む。
前記内側ハウジングに収容キャビティが設けられる。前記可溶体は、前記収容キャビティに収容される。前記予備充電抵抗は、前記内側ハウジングの外側に巻設され、かつ前記内側ハウジングに貼り付けられる。

一実施例では、前記多機能ヒューズは、外側ハウジングをさらに含む。前記外側ハウジングは、前記内側ハウジングの外側に嵌設され、かつ前記内側ハウジングとの間に隙間が形成される。前記予備充電抵抗は、前記隙間内に収容される。

一実施例では、前記多機能ヒューズは、第１導電端子及び第２導電端子をさらに含む。前記第１導電端子と前記第２導電端子は、それぞれ、前記内側ハウジングの両端に接続されて前記収容キャビティを密封する。

一実施例では、前記多機能ヒューズは、圧着端子をさらに含む。前記外側ハウジングには、前記圧着端子が貫通する圧着孔が設けられる。前記予備充電抵抗は、第１接続端部及び第２接続端部を含む。前記第１接続端部は、前記第１導電端子に接続され、前記第２接続端部は、前記圧着端子の一端に接続される。

一実施例では、前記隙間内に第１充填物が充填される。

一実施例では、前記第１導電端子は、第１接続部と、前記第１接続部に折り曲げられるように接続された第２接続部とを含む。前記第１接続部は、前記第１導電端子が前記第１端部に位置する前記収容キャビティの開口部を覆うように、前記第１導電端子を前記内側ハウジングの第１端部に固定する。前記第２接続部は、第１導体に接続される。
前記第２導電端子は、第３接続部と、前記第３接続部に折り曲げられるように接続された第４接続部とを含む。前記第３接続部は、前記第２導電端子が前記第２端部に位置する前記収容キャビティの開口部を覆うように、前記第２導電端子を前記内側ハウジングの第２端部に固定する。前記第４接続部は、第２導体に接続される。

一実施例では、前記第２接続部には、前記第１導体に固定接続される第１取り付け溝が設けられ、前記第４接続部には、前記第２導体に固定接続される第２取り付け溝が設けられる。前記第１取り付け溝と前記第２取り付け溝との延伸方向は、垂直である。

一実施例では、前記第２接続部には、前記第１導体に固定接続される第１貫通孔が設けられる。前記第４接続部には、前記第２導体に固定接続される第２貫通孔が設けられる。

一実施例では、前記収容キャビティと前記可溶体との間に第２充填物が充填される。

一実施例では、前記予備充電抵抗は、前記内側ハウジングに巻設される抵抗線である。

本開示の多機能ヒューズでは、予備充電抵抗と可溶体が一体に統合されている。これにより、予備充電回路が動作する際、予備充電抵抗は、まず通電して動作して予備充電回路の抵抗を向上させて、予備充電回路の予備充電電流を減少させることで、予備充電回路の安全を保証している。従って、高電圧回路がオンにされたときに、高電圧回路を流れる電流が安全電流の閾値範囲内にあることを保証することができる。加えて、予備充電回路がオフにされ、高電圧回路がオンにされたとき、予備充電抵抗がオフにされ可溶体が通電して動作する。従って、高電圧回路に瞬時大電流が発生すると、可溶体自体が発熱して溶断し、その溶断保護の性能を実現して、高電圧回路の短絡及び過電流保護を実現する。これにより、多機能ヒューズは、予備充電抵抗と電流ヒューズをそれぞれ設置することで車両全体の内部の大きなスペースを占用するという問題を効果的に回避して、予備充電抵抗と電流ヒューズの性能を変更することなく、予備充電抵抗と電流ヒューズとを１つの多機能ヒューズに統合することができる。一方では、多機能ヒューズは、予備充電保護機能を備えるだけでなく、過電流、短絡保護機能を備え、多機能ヒューズの使用性能を多様化することに役立つ。他方では、統合設置により、生産コストが減少し、生産効率が向上する。加えて、体積を大幅に縮小し、重量を低減しているので、車両全体の内部スペースのコンパクトなレイアウトに適応することに役立ち、柔軟性が高く、応用範囲が広い。

本開示の実施例又は従来技術における技術手段をより明確に説明するために、以下、実施例又は従来技術の説明に必要な図面を簡単に説明し、明らかに、以下に説明される図面は、本開示のいくつかの実施例にすぎず、当業者であれば、創造的な労働をすることなく、これらの図面に基づいて他の図面を得ることができる。

本開示の実施例に係る多機能ヒューズの概略構成図である。 図１に示される多機能ヒューズの分解図である。 図１に示される多機能ヒューズの内側ハウジング、第１導電端子及び第２導電端子の組み立て概略図である。 図３に示される内側ハウジングの概略構成図である。 図１に示される多機能ヒューズの可溶体の概略構成図である。 図１に示される多機能ヒューズの一部の概略構成図である。 図１に示される多機能ヒューズの予備充電抵抗の概略構成図である。

以下、本開示の実施例における図面を参照しながら、本開示の実施例における技術手段を明確かつ完全に説明する。明らかに、説明される実施例は、本開示の実施例の一部にすぎず、全ての実施例ではない。本開示における実施例に基づいて、当業者が創造的な労力を要しない前提で取得する他の全ての実施例は、いずれも本開示の保護範囲に属するものである。

新エネルギー自動車の分野において、高電圧システムの高電圧電気製品は大きな高電圧コンデンサを有する。高電圧電池パックが高電圧電気製品に電力を直接供給すると、高電圧コンデンサには電荷がないか又は少ない電荷しかないため、メインリレーが高電圧コンデンサに直接接続され、高電圧電池パックの高電圧が高電圧コンデンサに直接的に印加され、これは瞬間的に短絡することに相当し、過大な短絡電流により高電圧電気製品の損傷を引き起こす可能性がある。したがって、高電圧回路を設計する際に、高電圧電気製品の高電圧コンデンサを予備充電するために予備充電回路を設計して、高電圧回路の安全使用を確保する必要がある。予備充電回路において、予備充電抵抗は、高電圧コンデンサを緩やかに充電するために必要な電気部品である。

一方、予備充電回路をオフにした後、高電圧電池パックは高電圧回路における各高電圧閉路に電力を供給する。各高電圧閉路には高電圧電気製品が設けられるため、各高電圧閉路における電圧、電流及び電力が互いに影響する。各高電圧閉路に高電圧故障が発生したときの互いの係わり合い作用を減少させるために、各高電圧閉路に個別の電流ヒューズを設置することにより、各高電圧閉路に短絡及び過電流故障が発生したとき、タイムリーに溶断させて該閉路をオフにして、高電圧回路全体における他の高電圧閉路を損傷することを回避する。従来の高電圧回路において、予備充電抵抗及びヒューズは、体積が大きく、コストが高い。

これに鑑み、図１を参照し、本開示は、多機能ヒューズ１００を提供する。多機能ヒューズ１００は、高電圧回路に接続され、予備充電保護の機能を実現する一方、短絡及び過電流保護の機能を実現する。

なお、高電圧回路は、複数の互いに並列接続された高電圧閉路を有する。各高電圧閉路は、実際に、１つの高電圧電気製品に対する電池の給電閉路である。高電圧電気製品は、高電圧コンデンサを有する。高電圧電気製品に給電する際、まず高電圧コンデンサを充電して、大電流が高電圧コンデンサに直接的に突入して高電圧電気製品を損傷する状況を回避する必要がある。言い換えれば、高電圧コンデンサを充電するために予備充電閉路を設計する必要がある。予備充電閉路が高電圧コンデンサを充電する原理は、予備充電閉路に予備充電抵抗及び予備充電リレーを追加して、高電圧コンデンサの充電電流を制御することである。電池の電圧Ｕ１、予備充電抵抗の抵抗値Ｒは事前に知ることができるものである。給電の際、まず、予備充電リレーを閉じ、予備充電閉路を動作させる。高電圧コンデンサの電圧Ｕ２が大きくなるにつれて、予備充電電流Ｉｐ＝（Ｕ１－Ｕ２）／Ｒは小さくなる。電池の電圧Ｕ１に近づくと、すなわち電圧の変化量ΔＵ＝Ｕ１－Ｕ２が所定の閾値未満になると、予備充電リレーをオフにし、メインリレーをオンにして高電圧閉路に給電することにより、メインリレーを閉じたときに高電圧閉路に大電流が突入されて高電圧電気製品を損傷する状況の発生を効果的に回避し、高電圧電気製品の電気安全を保証する。

予備充電閉路をオフにした後、電池は、高電圧回路における各高電圧閉路に給電する。各高電圧閉路における電圧、電流及び電力が互いに影響するため、各高電圧閉路に高電圧故障が発生したときの互いの係わり合いを減少させるために、各高電圧閉路に個別の電流ヒューズを設置することにより、各高電圧閉路に短絡及び過電流故障が発生したとき、該電流ヒューズをタイムリーに溶断させて該閉路をオフにして、高電圧回路全体における他の高電圧閉路を損傷することを回避する。

例えば、高電圧電気製品は、ＤＣ－ＤＣコンバータ（Ｄｉｒｅｃｔ ｃｕｒｒｅｎｔ－Ｄｉｒｅｃｔ ｃｕｒｒｅｎｔ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ、直流－直流コンバータ）、車載充電器（Ｏｎ－ｂｏｒａｄ Ｃｈａｒｇｅｒ、ＯＢＣ）、エアコン圧縮機（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）、モータコントローラ（Ｍｏｔｏｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ、ＭＣＵ）、高電圧配電ボックス（Ｐｏｗｅｒ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｏｒ Ｕｎｉｔ、ＰＤＵ）、オイルポンプ、水ポンプなどの電気製品であってもよい。高電圧電気製品は、高電圧閉路及び予備充電閉路に設置される。言い換えれば、予備充電閉路がオンにされたとき、電池は、高電圧電気製品の高電圧コンデンサを充電して、高電圧コンデンサの電圧を調整することにより高電圧電気製品に流れる電流を調整する。それにより、予備充電が完了した後に、予備充電閉路がオフにされ、高電圧閉路がオンにされる。電池が高電圧電気製品に給電する際、高電圧電気製品に流れる電流は安全な電流であり、高電圧電気製品が大電流の突入により損傷されることがないことを効果的に保証する。

図１及び図２を合わせて参照し、本開示の実施例では、多機能ヒューズ１００は、可溶体１０、予備充電抵抗２０及び内側ハウジング３０を含む。内側ハウジングに収容キャビティ３１が設けられる。可溶体１０は、収容キャビティ３１に収容される。予備充電抵抗２０は、内側ハウジングの外側に設けられ、かつ内側ハウジング３０に貼り付けられる。

理解できるように、予備充電抵抗２０は、高電圧回路の予備充電閉路に直列接続され、予備充電回路がオンにされたときに通電して動作することにより、予備充電閉路の抵抗値を向上させる。可溶体１０は、高電圧回路の高電圧閉路に直列接続され、予備充電閉路がオフにされた後に通電して動作することにより、高電圧閉路の短絡及び過電流保護を実現する。また、多機能ヒューズ１００の予備充電抵抗２０は、上記予備充電閉路の予備充電抵抗である。すなわち、予備充電抵抗２０と予備充電リレーとは、高電圧回路の予備充電閉路において直列接続されて、高電圧電気製品への予備充電保護を実現する。多機能ヒューズ１００の可溶体１０は、高電圧閉路の電流ヒューズの溶断保護機能を実現することができる。すなわち、可溶体１０は、高電圧閉路の電流ヒューズのコア部品であり、高電圧閉路において直列接続されて、高電圧電気製品の過電流及び短絡保護を実現する。

予備充電抵抗２０と可溶体１０を一体に統合されている。これにより、予備充電閉路が動作する際、予備充電抵抗２０が、まず通電して動作して予備充電閉路の抵抗を向上させ、予備充電閉路の予備充電電流を減少させることで、予備充電閉路の安全を保証する。従って、高電圧閉路がオンにされたとき、高電圧閉路を流れる電流が安全な電流の閾値範囲内にあることを保証することができる。また、予備充電閉路がオフにされ、高電圧閉路がオンにされたとき、予備充電抵抗２０がオフにされ、可溶体１０が通電して動作する。従って、高電圧閉路に瞬時大電流が発生すると、可溶体１０自体が発熱して溶断し、その溶断保護の性能を実現することで、高電圧閉路の短絡及び過電流保護を実現する。これにより、多機能ヒューズ１００は、予備充電抵抗と電流ヒューズをそれぞれ設置することで車両全体の内部の大きなスペースを占用するという問題を効果的に回避し、予備充電抵抗と電流ヒューズの性能を変更することなく１つの多機能ヒューズ１００に予備充電抵抗と電流ヒューズとを統合することができる。一方では、多機能ヒューズ１００は、予備充電保護機能を備えるだけでなく、過電流、短絡保護機能を備え、多機能ヒューズ１００の使用性能を多様化することに役立つ。他方では、統合設置により、生産コストが減少し、生産効率が向上する。加えて、体積が大幅に縮小し、重量が低減されているので、車両全体の内部スペースのコンパクトなレイアウトに適応することに役立ち、柔軟性が高く、応用範囲が広い。

なお、予備充電閉路の予備充電完了の判断条件を実際の状況に応じて設計することができる。本開示では、これについて具体的に限定しない。例えば、予備充電が完了したか否かの判断条件は、電池電圧の９０％に達したか否かであってもよい。電池電圧の９０％に達すると、予備充電が完了したと判断する。この時、予備充電閉路をオフにし、すなわち、予備充電抵抗２０の電源を切る動作が行われる。

ある可能な実施形態では、多機能ヒューズ１００は、外側ハウジング４０をさらに含む。外側ハウジング４０は、内側ハウジング３０の外側に嵌設され、内側ハウジング３０との間に隙間が形成される。予備充電抵抗２０は、隙間内に収容される。当然のことながら、他の実施形態では、外側ハウジング４０は、内側ハウジング３０の外側に塗布され、予備充電抵抗２０を覆うことにより形成されてもよく、すなわち外側ハウジングと内側ハウジングとの間に隙間が存在しない。

図２及び図３を合わせて参照し、ある可能な実施形態では、多機能ヒューズ１００は、第１導電端子３３及び第２導電端子３４をさらに含む。内側ハウジング３０は、対向して設置された第１端部３０１及び第２端部３０２を含む。第１導電端子３３と第２導電端子３４は、それぞれ、内側ハウジング３０の第１端部３０１と第２端部３０２に接続され、マッチング（ｍａｔｃｈｉｎｇ）により収容キャビティ３１を密封する。可溶体１０の対向した両端は、それぞれ、第１導電端子３３と第２導電端子３４に接続される。

図４を参照し、ある可能な実施形態では、内側ハウジング３０は、直方体であり、第１端部３０１及び第２端部３０２のそれぞれに開口部が設けられる。すなわち、内側ハウジング３０により形成された収容キャビティ３１は、外部環境と貫通可能な構造であるため、内側ハウジング３０は外部環境と貫通可能なキャビティ構造である。内側ハウジング３０は、熱伝導性能を有する絶縁材料で製造される。絶縁材料で製造された内側ハウジング３０は、高い耐圧、熱伝導及び耐熱性能を有し、内側ハウジング３０内に収容された可溶体１０の熱量を外部環境に迅速に放散することができる。これは、可溶体１０の動作時の安定性を向上させることに役立つ。例えば、内側ハウジング３０の材料は、セラミック、耐火プラスチックなどであってもよい。当業者であれば、絶縁材料であること及び高い耐圧及び熱伝導性能を有することを満たす限り、実際の状況に応じて内側ハウジング３０の材料を選択してもよい。本開示ではこれについて具体的に制限しない。

図５を参照し、内側ハウジング３０の収容キャビティ３１に収容された可溶体１０は、多機能ヒューズ１００の溶断機能を実現する主な動作部品である。可溶体１０は、相対融点が低く、特性が安定し、溶断しやすいという特徴を有する。可溶体１０は、高電圧閉路において直列接続された特殊な導線に相当する。高電圧閉路に短絡又は過電流が発生すると、高電圧閉路内に流れる電流が過大となり、可溶体１０が過熱により融解し、それにより高電圧閉路をオフにする。可溶体１０は、鉛スズ合金、銀メッキ銅板、亜鉛、銀などの金属材料で製造されてもよく、糸状、グリッド状又は板状を呈してもよい。本開示の実施例では、可溶体１０は、複数のネックを有する板状である。当然のことながら、他の実施例では、可溶体１０は、他の形状であってもよく、ここでは制限しない。

多機能ヒューズ１００の溶断保護機能が可溶体１０を高電圧閉路において直列接続することにより実現される。従って、本開示の実施例では、第１導電端子３３が内側ハウジング３０の第１端部３０１に設けられることにより、収容キャビティ３１に収容された可溶体１０の一端が、第１導電端子３３に接続することができる。第２導電端子３４が内側ハウジング３０の第２端部３０２に設けられることにより、収容キャビティ３１に収容された可溶体１０の他端が、第２導電端子３４に接続することができる。さらに、可溶体１０の両端は、第１導電端子３３と第２導電端子３４にそれぞれ接続することができる。また、第１導電端子３３及び第２導電端子３４が、抵抗率が低く、熱伝導性が高く、一定の強度を有する導電材料で製造されるため、第１導電端子３３及び第２導電端子３４は、実際に金属導体と見なすことができ、さらに、可溶体１０は、金属導体を利用して高電圧閉路において直列接続することができる。過負荷又は短絡電流が可溶体１０を流れると、可溶体１０は、自己発熱を引き起こして溶断し、高電圧閉路をオフにすることにより、構造が簡単であり、使用しやすく、応用範囲が広い。理解できるように、第１導電端子３３及び第２導電端子３４の形状及び寸法は、いずれも実際の取り付け要件に応じて調整することができる。

なお、可溶体１０と第１導電端子３３及び第２導電端子３４との接続は、電気的接続及び物理的接続であることにより、電流を導通し締結力を向上させるという二重作用を実現し、可溶体１０が外れることがなく高い取り付け安定性及び導電性能を有することを保証し、後続に大電流が流れる際に溶断保護機能をスムーズに実現するために十分な準備を整えることができ、高電圧閉路の安全性及び信頼性を向上させることに役立つ。

図３及び図６を合わせて参照し、第１導電端子３３は、第１接続部３３１と、第１接続部３３１に折り曲げられるように接続された第２接続部３３２とを含む。第１接続部３３１は、第１導電端子３３が第１端部３０１に位置する収容キャビティ３１の開口部を覆うように、第１導電端子３３を内側ハウジング３０の第１端部３０１に固定し、第２接続部３３２は、第１導体（図示せず）に接続される。

具体的には、第１接続部３３１は、内側ハウジング３０の第１端部３０１の形状に合わせた構造であることにより、内側ハウジング３０の第１端部３０１と位置合わせされて内側ハウジング３０の第１端部３０１をパッケージすることができる。また、内側ハウジング３０の第１端部３０１に設けられた開口部の寸法（長さ＊幅）が第１接続部３３１の寸法（長さ＊幅）未満であることにより、内側ハウジング３０の第１端部３０１の端面は、第１接続部３３１を取り付けるために適切な取り付け面積を提供し、第１接続部３３１が内側ハウジング３０の第１端部３０１と十分な接触面積を有して内側ハウジング３０の第１端部３０１に迅速にかつ安定的に固定されることを保証することができる。本開示の実施例では、第１接続部３３１は、ネジにより内側ハウジング３０の第１端部３０１に固定され、ネジの接続方式により第１導電端子３３が内側ハウジング３０の第１端部３０１に取り外し可能に接続されるため、内側ハウジング３０の収容キャビティ３１の可溶体１０が溶断すると、第１導電端子３３の着脱により可溶体１０を取り換えることができる。また、第１導電端子３３が失効したとき、タイムリーに取り換えることにより、多機能ヒューズ１００の安定性及び信頼性を保証することができ、柔軟性が高く、応用範囲が広い。当然のことながら、他の実施例では、第１接続部３３１は、内側ハウジング３０の第１端部３０１をパッケージすることができ、高い固定効果を有していれば、他の方式によって内側ハウジング３０の第１端部３０１に固定されてもよい。本開示はこれについて具体的に制限しない。

第１導電端子３３を高電圧閉路における他の電気部品に接続しやすくするために、第２接続部３３２を設置して、第１導電端子３３と他の電気部品との接続のための取り付けマージンを提供する。第２接続部３３２が第１接続部３３１に対して折り曲げられるように設置され、車両全体の内部スペースのコンパクトなレイアウトに適応することができることにより、第１導電端子３３の取り付け安定性及び信頼性をさらに向上させる。本開示の実施例では、第２接続部３３２と第１接続部３３１は、直角に折り曲げられる。当然のことながら、他の実施例では、第２接続部３３２と第１接続部３３１は、円弧状に折り曲げられ、又は他の幾何学的形状に折り曲げられ、又は複数種の幾何学的形状に複合折り曲げられてもよい。本開示はこれについて具体的に制限しない。

さらに、第２接続部３３２には、第１導体に固定接続される第１取り付け溝３３３が設けられる。本開示の実施例では、第１取り付け溝３３３は、Ｕ字形溝であり、第１取り付け溝３３３の溝口が第２接続部３３２の一辺の縁部を貫通することにより、第１取り付け溝３３３は第１導体に固定接続されやすい。例えば、第１導体は、高電圧閉路における導電銅バスバーであってもよく、又は高電圧閉路における他の電気部品であってもよい。固定接続の方式は、係合接続であってもよく、又はネジ接続であってもよく、当業者であれば、実際の必要に応じて設計することができる。本開示はこれについて具体的に制限しない。

図３及び図６を引き続き参照し、第２導電端子３４は、第３接続部３４１と、第３接続部３４１に折り曲げられるように接続された第４接続部３４２とを含む。第３接続部３４１は、第２導電端子３４が第２端部３０２に位置する収容キャビティ３１の開口部を覆うように、第２導電端子３４を内側ハウジング３０の第２端部３０２に固定する。第４接続部３４２は、第２導体に接続される。

第３接続部３４１は、内側ハウジング３０の第２端部３０２の形状に合わせた構造であることにより、内側ハウジング３０の第２端部３０２と位置合わせされて内側ハウジング３０の第２端部３０２をパッケージすることができる。また、内側ハウジング３０の第２端部３０２に設けられた開口部の寸法（長さ＊幅）が第３接続部３４１の寸法（長さ＊幅）未満であることにより、内側ハウジング３０の第２端部３０２の端面は、第３接続部３４１を取り付けるために適切な取り付け面積を提供し、第３接続部３４１が内側ハウジング３０の第２端部３０２と十分な接触面積を有して内側ハウジング３０の第２端部３０２に迅速にかつ安定的に固定されることを保証することができる。本開示の実施例では、第３接続部３４１は、ネジにより内側ハウジング３０の第２端部３０２に固定され、ネジの接続方式により第２導電端子３４が内側ハウジング３０の第２端部３０２に取り外し可能に接続されるため、内側ハウジング３０の収容キャビティ３１の可溶体１０が溶断すると、第２導電端子３４の着脱により可溶体１０を取り換えることができる。また、第２導電端子３４が失効したとき、タイムリーに取り換えることにより、多機能ヒューズ１００の安定性及び信頼性を保証することができ、柔軟性が高く、応用範囲が広い。当然のことながら、他の実施例では、第３接続部３４１は、内側ハウジング３０の第２端部３０２をパッケージすることができ、高い固定効果を有していれば、他の方式によって内側ハウジング３０の第２端部３０２に固定されてもよい。本開示はこれについて具体的に制限しない。

第２導電端子３４を高電圧回路における他の電気部品に接続しやすくするために、第４接続部３４２を設置して、第２導電端子３４と他の電気部品との接続のための取り付けマージンを提供する。第４接続部３４２が第３接続部３４１に対して折り曲げられるように設置され、車両全体の内部スペースのコンパクトなレイアウトに適応することができることにより、第２導電端子３４の取り付け安定性及び信頼性をさらに向上させる。本開示の実施例では、第４接続部３４２と第３接続部３４１は直角に折り曲げられる。当然のことながら、他の実施例では、第４接続部３４２と第３接続部３４１は円弧状に折り曲げられ、又は他の幾何学的形状に折り曲げられ、又は複数種の幾何学的形状に複合折り曲げられてもよい。本開示はこれについて具体的に制限しない。

ある可能な実施形態では、第４接続部３４２には、第２導体に固定接続される第２取り付け溝３４３が設けられる。本開示の実施例では、第２取り付け溝３４３は、Ｕ字形溝であり、第２取り付け溝３４３の溝口が第４接続部３４２の一辺の縁部を貫通することにより、第２取り付け溝３４３は第２導体に固定接続されやすい。例えば、第２導体は、高電圧閉路における導電銅バスバーであってもよく、又は高電圧閉路における他の電気部品であってもよい。固定接続の方式は、係合接続であってもよく、又はネジ接続であってもよく、当業者であれば、実際の必要に応じて設計することができる。本開示はこれについて具体的に制限しない。

さらに、第２接続部３３２と第４接続部３４２との折り曲げ方向は、逆である。具体的には、第２接続部３３２と第４接続部３４２がそれぞれ同一の基準方向（Ｘ方向又はＹ方向）において正方向と負方向に背向して延伸することにより、対向して延伸して互いに干渉する状況の発生を回避するために高さ方向（Ｚ方向）において第１接続部３３１及び第３接続部３４１のマージンを予め設定する必要があることによる、生産コスト及び占用されたスペースの大きさが増加し、生産コスト及び取り付け難度が増加するという問題を大幅に回避することができる。

さらに、第１取り付け溝３３３と第２取り付け溝３４３との延伸方向は、垂直である。言い換えれば、第１取り付け溝３３３の溝口の方向が第２取り付け溝３４３の溝口の方向と異なるため、第１導電端子３３及び第２導電端子３４が左右の取り付け公差が大きすぎることによる往復移動を効果的に防止し、取り付けの安定性及び信頼性を向上させることができる。

当然のことながら、他の実施例では、第２接続部３３２には、第１導体に固定接続される第１貫通孔が設けられてもよく、第４接続部３４２には、第２導体に固定接続される第２貫通孔が設けられてもよい。第１貫通孔及び第２貫通孔は、いずれも円形の貫通孔であり、円形の貫通孔を設置して第１導体及び第２導体に固定接続して、高い取り外し可能性能及び安定性を有する。

本開示の実施例では、第１導電端子３３と第２導電端子３４をそれぞれ内側ハウジング３０の第１端部３０１と第２端部３０２に固定し、第１導電端子と第２導電端子が内側ハウジング３０の収容キャビティ３１をマッチング（ｍａｔｃｈｉｎｇ）により密封することにより、多機能ヒューズ１００の内側ハウジング構造を形成することができることにより、収容キャビティ３１の可溶体１０は、高い密封性能を備え、外部環境の干渉により故障することがない。また、理解できるように、内側ハウジング３０、第１導電端子３３、第２導電端子３４及び内側ハウジング３０の内部の可溶体１０は、共に多機能ヒューズ１００のヒューズを構成し、ヒューズを高電圧閉路において直列接続することにより、多機能ヒューズ１００の溶断保護機能を実現する。具体的には、高電圧閉路が導通したとき、高電圧閉路の正常な動作電流の作用で、電流が「第１導電端子３３－可溶体１０－第２導電端子３４」の電流経路により多機能ヒューズ１００を流れることにより、可溶体１０が正常に動作して溶断することがなく、回路に瞬時大電流が発生したとき、可溶体１０自体が発熱して短時間で溶断して、回路を迅速にオフにして高電圧電気製品の安全を保護する。

なお、可溶体１０の仕様は、閉路の定格電圧及び定格電流に基づいて選択でき、多機能ヒューズ１００のヒューズの部分の定格電圧が高電圧閉路における発生可能な最高電圧、すなわち電池の満充電電圧より高いことを規定することにより、溶断保護機能をスムーズに、安全に実現することを保証する。

図２及び図７を合わせて参照し、多機能ヒューズ１００は、圧着端子５０をさらに含む。外側ハウジング４０には、圧着端子５０が貫通する圧着孔４１が設けられる。予備充電抵抗２０は、第１接続端部２１及び第２接続端部２２を含む。第１接続端部２１は、第１導電端子３３に接続され、第２接続端部２２は、圧着端子５０の一端に接続され、圧着端子５０の他端は、予備充電回路の予備充電リレーに接続されるように、圧着孔４１を貫通して外側ハウジング４０から延在する。

具体的には、外側ハウジング４０は、両端が開口した中空の直方体構造であり、熱伝導性能を有する絶縁材料で製造される。絶縁材料で製造された外側ハウジング４０は、高い耐圧、熱伝導及び耐熱性能を有し、外側ハウジング４０と内側ハウジング３０との間の予備充電抵抗２０の熱量を外部環境に迅速に放散することができ、予備充電抵抗２０の動作時の安定性を向上させることに役立つ。例えば、外側ハウジング４０の材料は、セラミック、耐火プラスチックなどであってもよい。当業者であれば、絶縁材料であること及び高い耐圧及び熱伝導性能を有することを満たせば、実際の状況に応じて外側ハウジング４０の材料を選択してもよい。本開示はこれについて具体的に制限しない。

外側ハウジング４０の両端の開口部の大きさ及び形状が、それぞれ、第１導電端子３３の第１接続部３３１と第２導電端子３４の第３接続部３４１の大きさ及び形状に適合することにより、第１導電端子３３及び第２導電端子３４は、外側ハウジング４０の外側に位置して外側ハウジング４０をパッケージし、外観の完全性及び外側ハウジング４０の密封性能を向上させる。言い換えれば、第１導電端子３３及び第２導電端子３４は、内側ハウジング３０の収容キャビティ３１を密封する機能を有するだけでなく、外側ハウジング４０をパッケージする機能を有する。このような設計は、第１導電端子３３及び第２導電端子３４の使用性能を多様化し、多機能ヒューズ１００の外観の平坦度及び美観度を保証することができ、視覚効果を向上させることに役立ち、応用範囲が広い。

また、外側ハウジング４０の寸法が内側ハウジング３０の寸法より僅かに大きいことにより、外側ハウジング４０を内側ハウジング３０の外側にスムーズに嵌設することができる。また、外側ハウジング４０と内側ハウジング３０との間に隙間を形成でき、当該隙間に予備充電抵抗２０を収容することができる。ある可能な実施形態では、予備充電抵抗２０は、内側ハウジング３０に巻設される抵抗線である。すなわち、予備充電抵抗２０は、多重巻の構造を呈して内側ハウジング３０の外周壁に周設される。外側ハウジング４０の内側キャビティ壁は、予備充電抵抗２０を覆う。本開示の実施例では、抵抗線は、１本であり、内側ハウジング３０の外周壁に沿ってくるくると外周壁に巻き付けられて設置され、外側ハウジング４０の内側キャビティ壁に密着する。さらに、任意の隣接する２つのリングの抵抗線の間に隙間を有し、近すぎることによる干渉を回避する。加えて、隙間、すなわち、内側ハウジング３０と、外側ハウジング４０と予備充電抵抗２０の周囲に第１充填物（図示せず）が充填され、隙間は、第１充填物の充填に充填スペースを提供することができる。

具体的には、予備充電抵抗２０は、第１充填物で囲まれる。一方では、内側ハウジング３０と外側ハウジング４０との間のガス隙間を効果的に減少させることができ、他方では、第１充填物は、効果的な熱伝達を提供することにより、予備充電抵抗２０の熱量を放散することができ、多機能ヒューズ１００の放熱性能を向上させる。例えば、第１充填物は、石英砂であってもよい。

本開示の実施例では、第１導電端子３３に位置する予備充電抵抗２０の一端は、第１接続端部２１であり、第１接続端部２１は第１導電端子３３に接続される。理解できるように、第１接続端部２１と第１導電端子３３との接続は、電気的接続及び物理的接続であることにより、電流を導通し締結力を向上させるという二重作用を実現し、予備充電抵抗２０が外れることがなく高い取り付け安定性及び導電性能を有することを保証し、後に予備充電回路にオンにされたとき、予備充電抵抗２０が第１導電端子３３の導流作用により予備充電機能を実現することができ、予備充電回路の安全性及び信頼性を向上させることに役立つ。

第２導電端子３４に位置する予備充電抵抗２０の一端は、第２接続端部２２である。第２接続端部２２は、圧着端子５０の一端に接続され、圧着端子５０の他端は、予備充電閉路の予備充電リレーに接続されるように、圧着孔４１を貫通して外側ハウジング４０の外側へ延在する。言い換えれば、予備充電抵抗２０を予備充電閉路に直列接続するために圧着端子が予備充電リレーに接続されるよう、圧着端子５０は、外側ハウジング４０から露出させる必要がある。一方、第２接続端部２２と圧着端子５０との接続は、電気的接続及び物理的接続であることにより、電流を導通し締結力を向上させるという二重作用を実現し、予備充電抵抗２０が外れることがなく高い取り付け安定性及び導電性能を有することを保証し、後に予備充電回路にオンにされたとき、予備充電抵抗２０が圧着端子５０の導流作用により予備充電機能を実現することができ、予備充電回路の安全性及び信頼性を向上させることに役立つ。

理解できるように、給電初期に電池が高電圧コンデンサを充電する。制限されず、充電電流が大きすぎると、メインリレー、整流素子及び充電対象の高電圧コンデンサなどに大きな衝撃を与える。従って、予備充電抵抗２０を用いて電流を制限する。ここで使用される予備充電抵抗２０は、上記予備充電抵抗である。予備充電抵抗２０を追加した後、予備充電閉路によりまず高電圧コンデンサを予備充電する。このようにして、高電圧閉路がオンにしたときに、電流が安全な範囲内で制御され、高電圧電気製品の正常な動作を確保することができる。

予備充電閉路が導通すると、内側ハウジング３０は、予備充電抵抗２０を放熱する。内側ハウジング３０の体積は、予備充電抵抗を単独で設置する場合の放熱部品の体積より大きいため、予備充電抵抗２０の放熱面積を増加させ、予備充電抵抗２０の放熱性能を向上させる。これは、予備充電抵抗２０の熱量をよりよく放散することに役立つ。また、内側ハウジング３０の体積が増大するため、内側ハウジングに周設された予備充電抵抗２０の長さ及びリングの数が増加し、電力が増大することにより、予備充電抵抗２０が耐えられる電圧がさらに増大し、予備充電抵抗２０の使用効果をさらに向上させる。

これにより、内側ハウジング３０は、可溶体１０をパッケージする機能を有し、予備充電抵抗２０を放熱する機能をさらに有することにより、可溶体１０及び予備充電抵抗２０は、ともに、使用中に内側ハウジング３０を使用することができる。すなわち、それぞれの機能を実現するために必要な部品として内側ハウジング３０を共用できる。これは、内側ハウジング３０の使用性能を多様化し、その応用範囲の広さを向上させ、生産コストを減少させ、生産効率を向上させることに役立つ。

理解できるように、内側ハウジング３０、外側ハウジング４０、圧着端子５０、予備充電抵抗２０及び第１導電端子３３は、共に多機能ヒューズ１００の予備充電抵抗を構成し、予備充電抵抗が予備充電閉路に直列接続されることにより、多機能ヒューズ１００の過電流、短絡保護機能を実現する。具体的には、給電初期において、予備充電閉路が導通し、予備充電閉路の通常の動作電流の作用で、電流が「第１導電端子３３－予備充電抵抗２０－圧着端子５０」の電流経路により多機能ヒューズ１００を流れることにより、予備充電抵抗２０が通常どおり動作して予備充電閉路の電流を制限できる。予備充電が完了した後、予備充電抵抗２０の電源を切り、すなわち、予備充電閉路をオフにして、通常の給電過程を行う。

本開示の実施例では、予備充電閉路が導通すると、電流が「第１導電端子３３－予備充電抵抗２０－圧着端子５０」の電流経路により多機能ヒューズ１００を流れる。予備充電閉路がオフにされ、高電圧閉路が導通すると、電流が「第１導電端子３３－可溶体１０－第２導電端子３４」の電流経路により多機能ヒューズ１００を流れる。理解できるように、第１導電端子３３は、予備充電抵抗２０及び可溶体１０の通電動作時に使用され、すなわち、予備充電抵抗２０及び可溶体１０は、それぞれの機能を実現するために必要な部品として第１導電端子３３を共用する。これは、第１導電端子３３の使用性能を多様化し、その応用範囲の広さを向上させ、生産コストを減少させ、生産効率を向上させることに役立つ。

さらに、本開示の実施例では、収容キャビティ３１と可溶体１０との間に第２充填物（図示せず）が充填される。言い換えれば、可溶体１０は、第２充填物により囲まれる。第２充填物は、よい安定した物理的及び化学的特性を有する。第２充填物により熱伝達を効果的に提供することができることにより、高電圧閉路が過電流でオフにされたときに、第２充填物はアークエネルギーを吸収して、多機能ヒューズ１００のアーク消去能力を向上させることができる。

理解できるように、予備充電抵抗２０及び可溶体１０の２種類の動作状態は、並行ではなく、順次行われる。例えば、車両全体が給電条件に適合する場合、まず予備充電リレーが閉じられる。この場合、予備充電抵抗２０が通電して動作し、予備充電抵抗２０により車両全体の高電圧電気製品の高電圧コンデンサが予備充電される。高電圧コンデンサの電圧値が予定した電圧、例えば、電池電圧の９０％よりも大きくなると、予備充電リレーをオフにし、メインリレーを閉じる。このとき、予備充電抵抗２０の電源が切られ、可溶体１０が通電して動作し、可溶体１０により高電圧閉路に対して過電流及び短絡保護を行う。

本開示の多機能ヒューズ１００は、予備充電抵抗２０と可溶体１０を一体に統合している。これにより、予備充電閉路が動作する際、予備充電抵抗２０がまず通電して動作して予備充電閉路の抵抗を向上させ、予備充電閉路の予備充電電流を減少させて、予備充電閉路の安全を保証する。従って、高電圧閉路がオンにされたとき、高電圧閉路を流れる電流が安全電流の閾値範囲内にあることを保証することができる。また、予備充電閉路がオフにされ、高電圧閉路がオンにされたとき、予備充電抵抗２０がオフにされ、可溶体１０が通電して動作する。従って、高電圧閉路に瞬時大電流が発生すると、可溶体１０自体が発熱して溶断し、その溶断保護の性能を実現し、高電圧閉路の短絡及び過電流保護を実現する。これにより、多機能ヒューズ１００は、予備充電抵抗と電流ヒューズをそれぞれ設置することで車両全体の内部の大きなスペースを占用するという問題を効果的に回避し、予備充電抵抗と電流ヒューズの性能を変更することなく予備充電抵抗と電流ヒューズとを１つの多機能ヒューズ１００に統合することができる。一方では、多機能ヒューズ１００は、予備充電保護機能を備えるだけでなく、過電流、短絡保護機能を備え、多機能ヒューズ１００の使用性能を多様化することに役立つ。他方では、統合設置により、生産コストが減少し、生産効率が向上する。加えて、体積が大幅に縮小され、重量が低減されるため、車両全体の内部スペースのコンパクトなレイアウトに適応することに役立ち、柔軟性が高く、応用範囲が広い。

以上、本開示の実施例について詳細に説明し、本明細書において具体例を用いて本開示の原理及び実施形態を解説したが、以上の実施例の説明は、本開示の方法及びその主旨の理解を助けるためのものにすぎず、また、当業者であれば、本開示の思想に照らし、具体的な実施形態及び応用範囲を変更することが可能であり、要するに、本明細書の内容は、本開示を制限するものと理解すべきではない。

Claims (10)

1. 可溶体、予備充電抵抗及び内側ハウジングを含み、
   前記内側ハウジングに収容キャビティが設けられ、
   前記可溶体は、前記収容キャビティに収容され、
   前記予備充電抵抗は、前記内側ハウジングの外側に設けられ、かつ前記内側ハウジングに貼り付けられることを特徴とする多機能ヒューズ。
2. 外側ハウジングをさらに含み、
   前記外側ハウジングは、前記内側ハウジングの外側に嵌設され、かつ前記内側ハウジングとの間に隙間が形成され、
   前記予備充電抵抗は、前記隙間内に収容されることを特徴とする請求項１に記載の多機能ヒューズ。
3. 第１導電端子及び第２導電端子をさらに含み、
   前記第１導電端子と前記第２導電端子は、それぞれ、前記内側ハウジングの両端に接続されて前記収容キャビティを密封することを特徴とする請求項２に記載の多機能ヒューズ。
4. 圧着端子をさらに含み、
   前記外側ハウジングには、前記圧着端子が貫通する圧着孔が設けられ、
   前記予備充電抵抗は、第１接続端部及び第２接続端部を含み、
   前記第１接続端部は、前記第１導電端子に接続され、
   前記第２接続端部は、前記圧着端子の一端に接続されることを特徴とする請求項３に記載の多機能ヒューズ。
5. 前記隙間内に第１充填物が充填されることを特徴とする請求項２に記載の多機能ヒューズ。
6. 前記第１導電端子は、第１接続部と、前記第１接続部に折り曲げられるように接続された第２接続部とを含み、
   前記第１接続部は、前記第１導電端子が第１端部に位置する前記収容キャビティの開口部を覆うように、前記第１導電端子を前記内側ハウジングの第１端部に固定し、
   前記第２接続部は、第１導体に接続され、
   前記第２導電端子は、第３接続部と、前記第３接続部に折り曲げられるように接続された第４接続部とを含み、
   前記第３接続部は、前記第２導電端子が第２端部に位置する前記収容キャビティの開口部を覆うように、前記第２導電端子を前記内側ハウジングの第２端部に固定し、
   前記第４接続部は、第２導体に接続されることを特徴とする請求項３に記載の多機能ヒューズ。
7. 前記第２接続部には、前記第１導体に固定接続される第１取り付け溝が設けられ、
   前記第４接続部には、前記第２導体に固定接続される第２取り付け溝が設けられ、
   前記第１取り付け溝と前記第２取り付け溝との延伸方向は、垂直であることを特徴とする請求項６に記載の多機能ヒューズ。
8. 前記第２接続部には、前記第１導体に固定接続される第１貫通孔が設けられ、
   前記第４接続部には、前記第２導体に固定接続される第２貫通孔が設けられることを特徴とする請求項６に記載の多機能ヒューズ。
9. 前記収容キャビティと前記可溶体との間に第２充填物が充填されることを特徴とする請求項１に記載の多機能ヒューズ。
10. 前記予備充電抵抗は、前記内側ハウジングに巻設される抵抗線であることを特徴とする請求項１～９のいずれか１項に記載の多機能ヒューズ。
    

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