熔断器、电池系统及具有其的车辆的制作方法

1.本实用新型涉及熔断器领域，尤其是涉及一种熔断器、电池系统及具有其的车辆。


背景技术：

2.相关技术中，熔断器是用于在电路过电流时用于保护电路的产品，熔断器是基于流过熔断器电流产生的热量对导电件进行熔断，存在主要的问题是热熔熔断器与负载之间无法匹配。例如在新能源车中的主回路保护情况，如果负载出现低倍数过载或短路的情况，选用低电流规格的熔断器不能满足电流短时间过冲的情况，如果选用高电流规格的熔断器不能满足快速保护的要求。
3.此外，在目前新能源车辆提供能量的锂电池包，在短路情况下输出电流大约是额定电流的几倍，熔断器保护时间不能满足要求，导致电池包发热起火燃烧。由于耐受电流发热和分断电流发热熔化，都源于流过熔断器的电流此种采用电流的发热熔断的保护器件无法在具有较大额定电流或耐受较强的短时过载/冲击电流(例如电动汽车启动或爬坡时的短时大电流)的条件下，达到一定幅值故障电流足够快的分断速度，或者在一定幅值故障电流足够快的保护速度条件下，实现较高额定电流，或耐受较大的过载/冲击电流而不损伤。
4.目前，市场上已经存在一种快速分断的切断开口结构，其主要包括气体发生装置、导电板和导电板掉落后的容置腔，气体发生装置产生高压气体带动活塞冲断导电板，断裂后导电板向下掉落至容置腔中，实现电路快速断开的目的，但是，切断后的导电板之间会产生电弧，受限于空气难以分断大的故障电流；此种熔断器的分断能力受气压和温湿度影响较大；分断过程中，电弧直接灼烧活塞刀，活塞刀的燃烧会影响到顺利灭弧；分断过程中，除了活塞刀对电弧有限的扰动外，没有其他结构或机构辅助灭弧。


技术实现要素：

5.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，本实用新型的一个目的在于提出一种熔断器，熔断器设置有活塞以及爆炸装置，在壳体或活塞上设置连通通道，连通通道在活塞切断导电件后，高压气体通过连通通道导向被切断的导电件处，以抑制电弧，熔断器的灭弧能力强、响应速度快、安全性能高。
6.本实用新型还提出一种具有上述熔断器的电池系统。
7.本实用新型还提出一种具有上述电池系统的车辆。
8.根据本实用新型的熔断器包括壳体，所述壳体内形成有容纳腔；导电件，所导电件穿设所述壳体且至少部分位于所述容纳腔内以将所述容纳腔分隔为第一腔体和第二腔体；爆炸装置，所述爆炸装置设于所述壳体且适于在预设工况下在所述第一腔体内产生高压气体；活塞，所述活塞设置于所述第一腔体内且适于在高压气体的推动下切断所述导电件；其中所述活塞和/或所述壳体上设置有连通通道，所述连通通道适于在所述活塞切断所述导电件后将高压气体导向所述所述第二腔体或导电件被切断的位置。
9.本技术的熔断器，通过设置活塞以及爆炸装置，使熔断器可以在预设工况下将导
电件切断，并且在壳体或活塞上设置连通通道，连通通道在活塞切断导电件后，连通通道将第一腔体与第二腔体连通，第一腔体内的高压气体通过连通通道导向第二腔室以形成高速气流，高速气流可以抑制被切断的导电件处产生电弧，熔断器的灭弧能力强，响应速度快，安全性能高。
10.根据本实用新型的一个实施例，所述连通通道包括：第一通道，所述第一通道形成于所述第一腔体的侧壁且设置有所述进口端和中间出口端；第二通道，所述第二通道设置于所述活塞上，所述第二通道具有中转进口端和所述出口端，所述中转进口端适于在所述活塞切断所述导电件后与所述中间出口端连通。
11.根据本实用新型的一个实施例，所述中转进口端位于所述活塞的侧部并与所述容纳腔的侧壁正对，所述第一通道的进口端与所述中间出口端均位于所述容纳腔的侧壁且所述进口端位于所述中间出口端的上侧。
12.根据本实用新型的一个实施例，所述壳体上设置有连通所述第二腔体与外界空间的排气孔。
13.根据本实用新型的一个实施例，所述连通通道设置于所述容纳腔的侧壁具有进口端和出口端，所述进口端位于所述第一腔体的侧壁，所述出口端位于所述第二腔体的侧壁并与所述导电件被切断的位置正对。
14.根据本实用新型的一个实施例，所述活塞上设置有朝向所述导电件凸出的截断部。
15.根据本实用新型的一个实施例，所述截断部在远离所述活塞的方向上厚度逐渐减小。
16.根据本实用新型的一个实施例，所述导电件上设置有与所述截断部正对的缺口。
17.根据本实用新型的一个实施例，所述导电件的两端露出于所述壳体，且所述导电件的两端分别设置有固定孔。
18.下面简单描述根据本实用新型的电池系统。
19.根据本实用新型的电池系统包括电池包和熔断器，熔断器连接电池包与负载，熔断器构造为上述实施例中任意一项的熔断器。由于电池系统上设置有上述实施例的熔断器，因此该电池系统具有安全性好、可靠性高、响应速度快的优点。下面简单描述根据本实用新型的车辆。
20.根据本实用新型的车辆上设置有上述实施例的熔断器，由于根据本实用新型的车辆上设置有上述实施例的熔断器，因此该车辆的电路可靠性好，熔断器的响应速度快，不易产生电弧，极大提高了车辆的安全性。
21.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
22.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：
23.图1是根据本实用新型实施例的熔断器在未将导电件切断前的示意图；
24.图2是根据本实用新型实施例的熔断器在导电件切断后的示意图。
25.附图标记：
26.熔断器1，
27.壳体11，第一腔体111，第二腔体112，
28.导电件12，缺口121，固定孔122，爆炸装置13，活塞14，截断部141，
29.连通通道15，
30.第一通道151，进口端1511，中间出口端1512，
31.第二通道152，中间进口端1521，出口端1522，
32.排气孔101。
具体实施方式
33.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。
34.相关技术中，熔断器是用于在电路过电流时用于保护电路的产品，熔断器是基于流过熔断器电流产生的热量对导电件进行熔断，存在主要的问题是热熔熔断器与负载之间无法匹配。例如在新能源车中的主回路保护情况，如果负载出现低倍数过载或短路的情况，选用低电流规格的熔断器不能满足电流短时间过冲的情况，如果选用高电流规格的熔断器不能满足快速保护的要求。
35.此外，在目前新能源车辆提供能量的锂电池包，在短路情况下输出电流大约是额定电流的几倍，熔断器保护时间不能满足要求，导致电池包发热起火燃烧。由于耐受电流发热和分断电流发热熔化，都源于流过熔断器的电流此种采用电流的发热熔断的保护器件无法在具有较大额定电流或耐受较强的短时过载/冲击电流(例如电动汽车启动或爬坡时的短时大电流)的条件下，达到一定幅值故障电流足够快的分断速度，或者在一定幅值故障电流足够快的保护速度条件下，实现较高额定电流，或耐受较大的过载/冲击电流而不损伤。
36.目前，市场上已经存在一种快速分断的切断开口结构，其主要包括气体发生装置、导电板和导电板掉落后的容置腔，气体发生装置产生高压气体带动活塞冲断导电板，断裂后导电板向下掉落至容置腔中，实现电路快速断开的目的，但是，切断后的导电板之间会产生电弧，受限于空气难以分断大的故障电流；此种熔断器的分断能力受气压和温湿度影响较大；分断过程中，电弧直接灼烧活塞刀，活塞刀的燃烧会影响到顺利灭弧；分断过程中，除了活塞刀对电弧有限的扰动外，没有其他结构或机构辅助灭弧。
37.下面参考图1-图2描述根据本实用新型实施例的熔断器1。
38.根据本实用新型的熔断器1包括壳体11、导电件12、爆炸装置13和活塞14，壳体11内形成有容纳腔，导电件12穿设壳体11且至少部分位于容纳腔内以将容纳腔分隔为第一腔体111和第二腔体112，爆炸装置13设置于壳体11且适于在预设工况下在第一腔体111内产生高压气体，活塞14设置于第一腔体111内且适于在高压气体的推动下切断导电件12，活塞14和/或壳体11上设置有连通通道15，连通通道15的进口端1511位于所述第一腔体111，连通通道15的出口端1522位于第二腔体112且与导电件12被切断的位置正对，连通通道15适于在活塞14切断导电件12后将高压气体导向导电件12被切断的位置。
39.活塞14设置在容纳腔中，爆炸装置13在预设工况下后产生的高压气体将驱动活塞14快速移动，活塞14在高压气体的推动下切断导电件12，以将导电件12所连接的供电端与负载端断开，保证熔断器1的可靠性。
40.在本技术中，由于爆炸装置13爆炸后在第一腔体111内产生高压气体，而活塞14在将导电件12切断后，导电件12被切断的部分会产生电弧，而连通通道15的进口端1511位于第一腔体111，连接通道的出口端1522位于第二腔体112且与导电件12被切断的位置正对，连通通道15将第一腔体111与第二腔体112导通，由于第一腔体111的压力远大于第二腔体112，连通通道15在将第一腔体111与第二腔体112连通后，第一腔体111内的气流快速通过连通通道15并排向第二腔体112，在连通通道15的出口端1522产生高速气流，气流快速朝向导电件12流动，气流可以吹断电弧，使电弧在气流中拉长，通过对电弧进行去游离的方法以进行灭弧。
41.本技术的熔断器1，通过设置活塞14以及爆炸装置13，使熔断器1可以在预设工况下将导电件12切断，其中预设工况可以是，第一导电件11上的电流超过预设值，或车辆上的电流发生故障，或电路中产生超出预设值的大电流时，或其他存在威胁电路安全的情况。
42.预设工况还可以是控制系统认为电路发生了短路风险，控制系统控制爆炸装置13产生高压气体，或者可在一些特殊情况(例如控制系统失效但相关人员认为电路发生了短路风险)，人为主动地使爆炸装置13产生高压气体。
43.并且在壳体11或活塞14上设置连通通道15，连通通道15在活塞14切断导电件12后，连通通道15将第一腔体111与第二腔体112连通，第一腔体111内的高压气体通过连通通道15导向第二腔室以形成高速气流，高速气流可以抑制被切断的导电件12处产生电弧，熔断器1的灭弧能力强，响应速度快，安全性能高。
44.根据本实用新型的一个实施例，连通通道15包括彼此连通的第一通道151和第二通道152，第一通道151形成于第一腔体111的侧壁且具有进口端1511和中间出口端1512，第二通道152设置于活塞14上，第二通道152具有中间进口端1521和出口端1522，中间进口端1521适于在活塞14切断导电件12后与中转出口端1522连通。
45.如图1和图2所示，第一通道151可以构造为设置于壳体11的侧壁上，并且进口端1511和中间出口端1512均位于同一侧壁上，第一通道151可以构造为“u”形通道。熔断器1在初始状态下，活塞14位于进口端1511的上侧；第二通道152构造为设置于活塞14上的“l”形通道，中间进口端1521位于活塞14的侧部，并与壳体11的侧壁正对，出口端1522位于活塞14的下侧，当爆炸装置13产生高压气体后，由于中间进口端1521位于活塞14的侧部，并不会将活塞14上侧区域与活塞14下侧区域之间连通，可以用于保持活塞14上侧区域的高压状态，活塞14会在高压气体的驱动下移动，并将导电件12切断。
46.当活塞14移动至切断导电件12后，活塞14的部分与导电件12接触以阻止活塞14继续移动，位于活塞14侧部的中间进口端1521与中间出口端1512正对并连通，从而将第一通道151与第二通道152连通，此时第一通道151中的进口端1511位于活塞14上侧，可以将高压气体导入至第一通道151内，高压气体沿进口端1511、中间出口端1512进入到第二通道152内，并在活塞14内部沿第二通道152进入到第二腔体112内，高压气体从出口端1522排出，以在断开的导电件12处产生高速气流，以吹灭导电件12断开位置处所产生的电弧。
47.在根据本实用新型的另一个实施例中，连通通道15可以仅设置在壳体11的侧壁
上，连通通道15具有进口端1511和出口端1522，进口端1511位于第一腔体111的侧壁，出口端1522位于第二腔体112的侧壁并与导电件12被切断的位置正对。熔断器1在初始状态下，活塞14位于第一腔体111的上部，而进口端1511位于活塞14的下侧，活塞14可以将第一腔体111分为彼此间隔开的上部空间和下部空间，在爆炸装置13产生高压气体后，上部空间产生高压气体以驱动活塞14移动，活塞14在向下移动的过程中经过进口端1511，使进口端1511与上部空间连通，从而高压气体可以进入到连通通道15内，高压气体通过连通通道15的出口端1522导入至第二腔体112，高压气体朝向导电件12被切断的位置流动，吹灭导电件12断开位置所产生的电弧。
48.根据本实用新型的一个实施例，壳体11上设置有连通所述第二腔体112与外界空间的排气孔101，排气孔101可以保持第二腔体112与外界空间的压力相同，使高压气体可以顺畅地通过连通通道15进入到第二腔体112内，提高经过连通通道15的气流流速，提高熔断器1的灭弧效果。
49.根据本实用新型的一个实施例，活塞14上设置有朝向导电件12凸出的截断部141，截断部141的宽度小于活塞14的宽度，提高冲击力的集中度，从而更容易将导电件12截断，截断部141远离活塞14的一端的厚度逐渐减小以形成锥状，使截断部141可以更轻松地断开导电件12。其中，出口端1522位于截断部141的底壁。
50.根据本实用新型的一个实施例，导电件12上设置有与截断部141正对的缺口121，在导电件12上设置缺口121可以削弱导电件12的结构强度，以在截断部141冲击导电件12时更容易实现应力集中，从而将导电件12完全切断，提高了熔断器1的可靠性。
51.根据本实用新型的一个实施例，导电件12的两端露出壳体11，且导电件12的两端分别设置有固定孔122，导电件12可以构造为扁平的板状结构，导电件12穿过并露出壳体11的两侧以适于分别与供电端和负载端相连，设置两个紧固件分别穿过导电件12两端的固定孔122，将导电件12的一端与供电端连接，将导电件12的另一端与负载端连接，以实现熔断器1的固定和连接。
52.下面简单描述根据本实用新型的电池系统。
53.根据本实用新型的电池系统包括电池包和熔断器1，熔断器1连接电池包与负载，熔断器1构造为上述实施例中任意一项的熔断器。由于电池系统上设置有上述实施例的熔断器1，因此该电池系统具有安全性好、可靠性高、响应速度快的优点。
54.下面简单描述根据本实用新型的车辆。
55.根据本实用新型的车辆上设置有上述实施例的熔断器1，由于根据本实用新型的车辆上设置有上述实施例的熔断器1，因此该车辆的电路可靠性好，熔断器1的响应速度快，不易产生电弧，极大提高了车辆的安全性。
56.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。
57.在本实用新型的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特
征。
58.在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。
59.在本实用新型的描述中，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。
60.在本实用新型的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。
61.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。
62.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。