本实用新型涉及电路保护装置，尤其是涉及一种熔断器及具有其的电池包。
背景技术：
熔断器是根据电流超过规定值一段时间后，以其自身产生的热量使熔丝熔化，从而使电路断开的一种电器。熔断器广泛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之一。
相关技术中的熔断器的分断能力已接近现有技术条件的极限范围，难以解决短路电流不断增长和低过载频发系统的双重需要。在实际运行中，不仅大的短路故障电流开断失效会给店里系统以及用电设备造成重大损失，低过载故障店里同样也会损伤电力系统和用电设备。目前的熔断器着重于开断大的短路电流，而对于低过载电路的保护不是十分可靠，容易开断失败。因此需要一种具有低过载和短路情况下均能可靠保护电路的熔断器。
技术实现要素：
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，本实用新型提出一种熔断器，所述熔断器在低过载和短路情况下均可以实现可靠保护电路。
本实用新型还提出了一种具有上述熔断器的电池包。
根据本实用新型第一方面实施例的熔断器，包括：外壳；熔丝，所述熔丝设在所述外壳内；触刀，所述触刀可移动地设在所述外壳内且位于所述熔丝的一侧；触发件，所述触发件位于所述触刀远离所述熔丝的一侧，在所述触发件受热变形时，所述触发件适于推动所述触刀以切断所述熔丝。
根据本实用新型实施例的熔断器，通过在触刀的一侧设置触发件，该触发件具有受热变形的特性，在电路处在低过载的情况下，电流流过熔丝，熔丝持续发热并传导至触发件，达到一定温度时，触发件受热变形并推动触刀朝向熔丝移动，从而切断熔丝以切断电路；在短路情况下，大电流流经熔丝，极短时间内熔丝温度突增至熔丝熔点，熔丝自身熔断切断电路，从而达到全范围保护电路的作用，而且该触发件为非载流型安装，自身不连入电路，对于电路的保护更加安全有效。
根据本实用新型的一些实施例，所述触发件位于所述触刀的上侧，所述熔丝位于所述触刀的下侧，所述触刀沿上下方向可移动，在所述触发件受热变形时，所述触发件适于向下推动所述触刀以切断所述熔丝。
根据本实用新型的一些实施例，所述触发件为双金属片。
可选地，所述双金属片为蝶形，所述双金属片的拱高与所述双金属片的厚度比值范围为1.6-4.0。
可选地，所述双金属片为蝶形，所述双金属片的直径与所述双金属片的厚度比值范围为20-130。
根据本实用新型的一些实施例，所述熔丝上设置有熔断部，所述熔断部的位置与所述触刀的位置对应。
可选地，所述熔丝呈长条片状，所述熔丝与所述触刀对应的位置设有多个熔断孔，多个所述熔断孔呈点阵状分布在所述熔丝上。
根据本实用新型的一些实施例，在所述熔断器处在正常状态时所述触刀与所述熔丝间隔开。
可选地，所述触刀的底端与所述熔丝上表面之间的距离范围为0.5-5mm。
根据本实用新型的一些实施例，所述外壳的顶部设有凹槽，所述凹槽的底壁形成有连通所述凹槽与所述熔丝所在空间的通孔，所述触刀可上下移动地设在所述凹槽内且向下穿过所述通孔，所述触刀的下端与所述熔丝相对，所述触发件设在所述凹槽内且位于所述触刀的上方。
进一步地，所述熔断器包括：弹簧，所述弹簧套设在所述触刀上，所述触刀的顶端设有限位件，所述弹簧的上端与所述限位件止抵，所述弹簧的下端与所述凹槽的底壁止抵。
可选地，所述弹簧的初始压缩力与所述触刀的重力之间的比值范围为0.5-0.95。
可选地，所述凹槽的内侧壁上形成有凸台，所述触发件设在所述凸台上。
进一步地，所述凸台的宽度为5-10mm。
根据本实用新型第二方面实施例的电池包，包括若干相互串/并联的单体电池和熔断器，所述熔断器设置在所述电池包的输入输出主回路上，所述熔断器为根据本实用新型上述第一方面实施例的熔断器。
根据本实用新型实施例的电池包，通过设置上述的熔断器，可以起到对电池包的单体电池及电路上的其他器件起到更好的保护作用。
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是根据本实用新型实施例的熔断器的示意图；
图2是根据本实用新型实施例的熔断器的爆炸图；
图3是根据本实用新型实施例的熔断器的熔丝的示意图；
图4是根据本实用新型实施例的熔断器的触刀的示意图；
图5是根据本实用新型实施例的熔断器的触发件的示意图；
图6是根据本实用新型实施例的熔断器的正常工作状态的示意图；
图7是图6中A处的放大图；
图8是根据本实用新型实施例的熔断器的低过载状态的示意图；
图9是图8中B处的放大图。
附图标记：
熔断器100；
外壳1；凹槽11；凸台12；安装孔14；
熔丝2；熔断孔21；连接部22；
触刀3；螺纹连接部31；第一段32；第二段33；切割部34；
触发件4；
限位件5；
弹簧6；
封装盖7；第一紧固件71；
端子8；
盖板9；第二紧固件91。
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。
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，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
下面参考图1-图9描述根据本实用新型实施例的熔断器100。
如图1-图9所示，根据本实用新型实施例的熔断器100，包括：外壳1、熔丝2、触刀 3和触发件4。
熔丝2和触刀3均设在外壳1内，触刀3可移动地设在熔丝2的上方。触发件4可以设在外壳1内，触发件4位于触刀3的一侧，在触发件4受热变形时，触发件4适于推动触刀3以切断熔丝2。
需要说明的是，触发件4具有受热变形的特性，比如触发件4变形时朝向触刀3弯曲，从而使得触发件4可以与触刀3接触，并通过弯曲变形对触刀3产生朝向熔丝2的推动力，使得触刀3产生朝向熔丝2的位移，使得触刀3接触熔丝2并切断熔丝2。
其中，外壳1内可以填充石英砂或者惰性气体等灭弧介质以包围熔丝2。在外壳1内填充石英砂时，熔丝2产生的热量可以通过石英砂传导至触发件4，在触发件4的温度达到设定值时触发件4变形。在外壳1内填充惰性气体时，也可以通过该气体进行导热，即通过该气体将熔丝2产生的热量传导至触发件4。当然，也可以在外壳1内设置导热件，该导热件用于熔丝2与触发件4之间的热传导，该导热件为绝缘件。
下面简述该熔断器100的工作过程中。
在电路正常情况下(参照图6及图7)，电流流过熔丝2，保证电路畅通，此时熔断器 100处在正常工作状态。在电路处在低过载的情况下(参照图8及图9)，例如电流达到 1.25-5In时，电流流过熔丝2，熔丝2持续发热并传导至触发件4，达到一定温度时，触发件4受热变形并推动触刀3朝向熔丝2移动，从而切断熔丝2以切断电路。在短路情况下，例如电流大于5In，大电流流经熔丝2，极短时间内熔丝2温度突增至熔丝2的熔点，熔丝2自身熔断切断电路，从而达到全范围保护电路的作用。
本实用新型的熔断器100克服现有的熔断器100在低过载情况下容易开断失效的缺陷，达到了短路与低过载情况下均能可靠保护的效果。
另外，该熔断器100中的触发件4为非载流型安装，自身不连入电路，避免了触发件4 影响熔丝2的耐流的可能性。并且，触发件4与触刀3直接设置在熔断器100内，不需要外加温控电路，结构简单，便于安装，而且不需要加装磁铁，不会对周围电子元器件产生电磁干扰。
与传统熔断器相比，本实用新型的熔断器100具有在低过载电流下熔断时间缩短；短路电流下，熔断时间不变的优点。对于低过载频发的电路，相比使用传统的熔断器而言，本实用新型的熔断器100可以提供更加安全有效的保护。
可选地，熔丝2可以为纯银件、纯铜件或银铜合金件。由此，使得熔丝2具有合适的熔断温度，可以更好地保护电路。
可选地，触刀3可以为工程塑料件。由此，使得触刀3可以具有较高的强度且同时可以满足耐高温的要求，防止触刀3高温变形。例如，触刀3可以为聚四氟乙烯件、LCP(Liquid Crystal Polymer，液晶高分子聚合物)件、PA66(俗称尼龙66，聚己二酰己二胺)+玻璃纤维件等。
可选地，外壳1可以为氧化铝陶瓷件。由此，可以保证壳体的强度，同时可以满足耐高温及绝缘的要求。
根据本实用新型实施例的熔断器100，通过在触刀3的一侧设置触发件4，该触发件4 具有受热变形的特性，在电路处在低过载的情况下，电流流过熔丝2，熔丝2持续发热并传导至触发件4，达到一定温度时，触发件4受热变形并推动触刀3朝向熔丝2移动，从而切断熔丝2以切断电路；在短路情况下，大电流流经熔丝2，极短时间内熔丝2温度突增至熔丝2的熔点，熔丝2自身熔断切断电路，从而达到全范围保护电路的作用，而且该触发件4为非载流型安装，自身不连入电路，对于电路的保护更加安全有效。
例如，在本发明的一些具体实施例中，触发件4和熔丝2分别位于触刀3的上侧和下侧，触刀3沿上下方向可移动，在触发件4受热变形时，触发件4适于向下推动触刀3以切断熔丝2。由此，方便触发件4、触刀3和熔丝2的设置和分布。
根据本实用新型的一些实施例，参照图2、图5-图9，触发件4可以为双金属片。由此，可以利用双金属片的各组元层的热膨胀系数不同的特点，实现触发件4受热变形。具体而言，当温度变化时，双金属片的主动层的形变要大于被动层的形变，从而双金属片的整体就会向被动层一侧弯曲。其中，膨胀系数较高的称为主动层，膨胀系数较低的称为被动层。在本实施例中，触发件4的被动层邻近触刀3设置，在触发件4变形时，其主动层朝向下弯曲并推动触刀3向下移动。该触发件4的结构简单、使用方便。
可选地，上述双金属片可以为镍锰-镍合金双金属件、铜锌-镍合金双金属件或镍铬-镍双金属件。由此，可以更好地控制小过载电流下的电路开断。
可选地，参照图7，上述双金属片可以为蝶形，双金属片的拱高h与双金属片的厚度t 比值范围为1.6-4.0。由此，通过将双金属片的拱高h与双金属片的厚度t比值设置在合适的范围内，可以使得双金属片的变形达到使用要求，并且可以调整上述比值，以使触发件4具有不同的受热变形能力，使得熔断器100可以为电路提供更好的保护效果。需要说明的是，上述双金属片的拱高是指在电路正常状态时即熔断器100处在正常工作状态时双金属片的拱高。
可选地，参照图7，双金属片可以为蝶形，双金属片的直径与双金属片的厚度t比值范围为20-130。由此，通过将双金属片的直径与双金属片的厚度t比值设置在合适的范围内，可以使得双金属片的变形达到使用要求，并且可以调整上述比值，以使触发件4具有不同的受热变形能力，使得熔断器100可以为电路提供更好的保护效果。上述双金属片的直径是指在双金属片展平时的直径。
根据本实用新型的一些实施例，参照图2和图3，熔丝2上设置有熔断部，熔断部的位置与触刀3的位置对应。由此，通过熔丝2上设置的熔断部，可以实现熔丝2的快速熔断，从而可以快速开断电路，起到更好的保护作用。例如，熔丝2呈长条片状，熔丝2与触刀 3对应的位置设有多个熔断孔21，多个熔断孔21呈点阵状分布在熔丝2上。由此，使得熔断部的结构简单，且通过在熔丝2上设置的多个熔断孔21，使得熔断部具有较大的面积和范围，防止在触刀3发生抖动时依然可以对着熔断部，保证熔断器100在不同的情况下均可以更好地实现熔丝2的快速熔断，从而可以快速开断电路，起到更好的保护作用。可选地，上述熔断孔21的形状为圆形、多边形或椭圆形。
可选地，多个熔断孔21可以沿熔丝2的长度方向分成3-5列，每列设有3-8个熔断孔 21。其中，相邻两列熔断孔21之间的间距可以为5-20mm，每列相邻两个熔断孔21之间的间距可以为1-5mm。由此，通过将熔断孔21之间的距离设置在上述范围内，可以使得熔丝 2具有一定的耐热能力，即使得熔丝2在熔断器100正常工作状态下不会发生熔断，同时在低过载或短路时快速熔断。
根据本实用新型的一些实施例，参照图2和图3，熔丝2呈长条片状，熔丝2的两端分别弯折以形成适于与熔断器100的端子8连接的连接部22。由此，方便熔丝2与熔断器100 的端子8连接，且连接可靠。
根据本实用新型的一些实施例，参照图6和图7，在熔断器100处在正常状态时触刀3 与熔丝2间隔开。由此，可以防止熔断器100在使用过程中遭受外力冲击时，触发件4倾斜导致误操作而误切断熔丝2。可选地，触刀3的底端与熔丝2上表面之间的距离d范围为0.5-5mm。由此，将触刀3的底端与熔丝2上表面之间的距离d设置在上述范围内，一方面可以保证熔断器100在正常工作时触刀3与熔丝2之间具有安全距离，另一方面在电路处在低过载状态时，触刀3可以快速向下移动以切断熔丝2，从而快速开断电路，达到及时可靠地保护电路的作用。
根据本实用新型的一些实施例，参照图2、图6-图8，外壳1的顶部设有凹槽11，凹槽11的底壁形成有连通凹槽11与熔丝2所在空间的通孔，触刀3可上下移动地设在凹槽 11内且向下穿过该通孔，触刀3的下端与熔丝2相对，触发件4设在凹槽11内且位于触刀3的上方。由此，通过设置的凹槽11，方便触发件4及触刀3安装在熔断器100的内部。
进一步地，参照图2、图6-图8，熔断器100包括：弹簧6，弹簧6套设在触刀3上，触刀3的顶端设有限位件5，弹簧6的上端与限位件5止抵，弹簧6的下端与凹槽11的底壁止抵。由此，通过设置的弹簧6，可以将触刀3可移动地设在熔丝2的上方。其中，限位件5可以通过螺纹等方式连接在触刀3上，限位件5也可以与触刀3一体成型。
可选地，弹簧6的初始压缩力与触刀3的重力之间的比值范围为0.5-0.95。由此，可以防止使用过程中大幅度颠簸触刀3移动给触发件4带来机械损伤。需要解释的是，所述“弹簧6的初始压缩力”是指熔断器100处在正常工作状态时，弹簧6的压缩力。
可以理解的是，在触刀3的宽度小于上述通孔时，触刀3向下穿过该通孔并伸入至熔丝2所在的空间内，此时弹簧6受到触刀3的重力作用下处在压缩状态。
在触刀3包括不同宽度的节段时，参照图6-图8的示例，触刀3可以包括由上至下依次相连的第一段32、第二段33及切割部34，触刀3的第一段32的宽度(参照图7，第一段32在左右方向上的尺寸)小于通孔的宽度(参照图7，通孔在左右方向上的尺寸)，触刀3的第二段33的宽度(参照图7，第二段33在左右方向上的尺寸)大于通孔的宽度，第二段33的横截面可以在由上至下的方向上增大，切割部34的宽度(参照图7，切割部 34在左右方向上的尺寸)小于第一段32的宽度，第一段32设在凹槽11内且向下穿过通孔，第二段33位于通孔的下方且位于熔丝2所在的空间内，其中第一段32的顶部设置上述限位件5。由此，在使用相同的弹簧6时，可以通过调整第一段32的长度(第一段32 的长度小于或等于弹簧6自然伸长时的长度)，使得弹簧6具有不同的初始压缩力。
当然，也可以通过选用具有不同胡克系数的弹簧6，以调整弹簧6的初始压缩力。
在本实用新型的一些可选实施例中，参照图2、图6-图8，凹槽11的内侧壁上形成有凸台12，凸台12从凹槽11的内侧壁朝向凹槽11的中心方向延伸，触发件4设在所述凸台12上，触发件4可以直接支撑在凸台12的上表面。由此，通过设置的凸台12，方便了触发件4的安装。
进一步地，参照图7，凸台12的宽度可以为5-10mm。由此，可以更好地控制触发件4 的位置，防止熔断器100在使用过程中遭受外力冲击时，触发件4倾斜导致误动作或者触发件4卡死动作不了。
下面参照图1-图9详细描述根据本实用新型一个实施例的熔断器100。
参照图1-图9，在本实施例中，熔断器100包括外壳1、熔丝2、触刀3、触发件4、弹簧6、端子8、封装盖7、盖板9、第一紧固件71和第二紧固件91。
外壳1的顶部设置上述凹槽11，封装盖7通过第一紧固件71与外壳1相连以封盖凹槽 11，外壳1和封装盖7均为95％氧化铝陶瓷。凹槽11内形成有上述凸台12，凸台12的宽度为5mm。触发件4支撑在凸台12上，触发件4为双金属片且呈蝶形，双金属片的牌号为 5J15120，双金属片的拱高h与厚度t的比值为2.0，双金属片的直径与厚度t的比值为80。
凹槽11的底壁上形成有上述通孔，触刀3设在凹槽11内且位于触发件4的下方，触刀3包括上述的第一段32、第二段33和切割部34，触刀3还包括位于第一段32顶部且与第一段32相连的螺纹连接部31，限位件5具有内螺纹孔，限位件5与触刀3的螺纹连接部31螺纹连接，弹簧6套设在第一段32上，第二段33和切割部34位于熔丝2所在空间内。触刀3和限位件5均为聚四氟乙烯件，弹簧6为不锈钢件，弹簧6的初始压缩力与触刀3的重力比值为0.7。
熔丝2设在外壳1内且位于触刀3的下方，外壳1内填充有灭弧介质包围熔丝2，熔丝 2呈长条片形，熔丝2的两端具有上述连接部22。外壳1的相对两端设有安装孔14，盖板 9盖设在对应的安装孔14上，每个端子8安装在相应的安装孔14内且穿过对应的盖板9 向外延伸，每个盖板9通过第二紧固件91与外壳1相连，熔丝2的两个连接部22分别与上述两个端子8相连。熔丝2与触刀3的切割部34对应的部分设有多个熔断孔21，熔断孔21为3列且每列开设5个，熔丝2为银铜合金，端子8为T2紫铜。
本实施例中的熔断器100，可以起到在低过载和短路情况下均可以实现可靠保护电路，该熔断器100中的触发件4为非载流型安装，自身不连入电路，避免了触发件4影响熔丝 2的耐流的可能性。并且，触发件4与触刀3直接设置在熔断器100内，不需要外加温控电路，结构简单，便于安装，而且不需要加装磁铁，不会对周围电子元器件产生电磁干扰。关于熔断器100的工作过程及原理，可以参考上述的描述，这里不再赘述。
根据本实用新型第二方面实施例的电池包，包括若干相互串/并联的单体电池和熔断器，电池包中的多个单体电池可以串联、并联或串并混联，熔断器设置在电池包的输入输出主回路上，熔断器为根据本实用新型上述第一方面实施例的熔断器100。
根据本实用新型实施例的电池包，通过设置上述的熔断器100，可以起到对电池包的单体电池及电路上的其他器件起到更好的保护作用。
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。