一种机械式受控熔断器的制作方法

1.本发明涉及熔断器技术领域，特别涉及一种机械式受控熔断器。


背景技术：

2.目前市场上可见的锂电保护系统或储能系统所用的系统保护多采用mos管作为一级保护，当电路出现过压、过温时，mos管失效时会出现线路不能及时断开而导致出现安全风险，此时就需要启动线路的二级保护；在电池出现电池过充/放电的情况下，一级保护出现异常的情况下，产品会迅速启动加热电路熔断主电路的同时协同切断控制电路，避免线路出现安全风险，从而达到保护整个系统的目的。目前市场上二级保护使用的受控熔断器为合金型受控熔断器，熔断时间长，分断能力不足。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是：提供一种机械式受控熔断器，能够缩短熔断时间，并提高了高压下的分断能力。
4.为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
5.一种机械式受控熔断器，包括设置在壳体内腔的桥接片、加热片、弹性组件和两个电极片，所述桥接片的相对两端分别与两个电极片之间通过易熔合金焊接，所述加热片分别与桥接片和电极片电连接，所述弹性组件的一端与壳体内腔的侧壁相抵接，所述弹性组件的一端相对的另一端与桥接片相抵接，所述弹性组件用于使桥接片与电极片分离以切断加热回路。
6.本发明的有益效果在于：
7.通过设置桥接片、加热片、弹性组件和两个电极片，桥接片的相对两端分别与两个电极片之间通过易熔合金焊接，加热片分别与桥接片和电极片电连接，弹性组件的一端与壳体内腔的侧壁相抵接，弹性组件的一端相对的另一端与桥接片相抵接，这样当bms系统检测到异常信号后，通过启动加热片，与发热片钎焊在一起的电极片会迅速获取发热片的热量将使用合金焊接在一起的桥接片和电极片熔融，桥接片与电极片之间的易熔合金熔融，在弹性组件的回复力的作用下，使得桥接片迅速弹起，桥接片与电极片分离，进而切断了加热回路，达到保护电池的目的，大大缩短了熔断时间，并提高了高压下的分断能力。
附图说明
8.图1为根据本发明的一种机械式受控熔断器的爆炸图；
9.图2为根据本发明的一种机械式受控熔断器的固定座与簧片组件的结构示意图；
10.图3为根据本发明的一种机械式受控熔断器的第二电极和加热片的结构示意图；
11.图4为根据本发明的一种机械式受控熔断器的正常工作状态时的结构示意图；
12.图5为根据本发明的一种机械式受控熔断器的断开状态时的结构示意图；
13.图6为根据本发明的一种机械式受控熔断器的爆炸图；
14.图7为根据本发明的一种机械式受控熔断器的第二电极和加热片的结构示意图；
15.图8为根据本发明的一种机械式受控熔断器的正常工作状态时的结构示意图；
16.图9为根据本发明的一种机械式受控熔断器的断开状态时的结构示意图；
17.图10为根据本发明的一种机械式受控熔断器的实施例二的结构爆炸图；
18.图11为根据本发明的一种机械式受控熔断器的加热片和桥接片的结构示意图；
19.图12为根据本发明的一种机械式受控熔断器的正常工作状态时的结构示意图；
20.图13为根据本发明的一种机械式受控熔断器的断开状态时的结构示意图；
21.图14为根据本发明的一种机械式受控熔断器的带立柱的局部爆炸图；
22.图15为根据本发明的一种机械式受控熔断器的带立柱断开状态时的结构示意图；
23.标号说明：
24.1、壳体；101、底座；102、盖板；2、桥接片；201、通槽；3、加热片；301、通孔；4、弹性组件；401、滑块；4011、卡槽；402、抵接板；403、第一弹簧；404、隔板；405、第二弹簧；5、固定座；6、第一电极；7、第二电极；8、簧片组件；801、第一弹片；802、第二弹片；9、凸块；10、第三电极；11、铜编织带；12、立柱；13、第一引线；14、第二引线；15、探针；16、第三引线；17、第四电极；18、第五电极。
具体实施方式
25.为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
26.请参照图1，本发明提供的技术方案：
27.一种机械式受控熔断器，包括设置在壳体内腔的桥接片、加热片、弹性组件和两个电极片，所述桥接片的相对两端分别与两个电极片之间通过易熔合金焊接，所述加热片分别与桥接片和电极片电连接，所述弹性组件的一端与壳体内腔的侧壁相抵接，所述弹性组件的一端相对的另一端与桥接片相抵接，所述弹性组件用于使桥接片与电极片分离以切断加热回路。
28.从上述描述可知，本发明的有益效果在于：
29.通过设置桥接片、加热片、弹性组件和两个电极片，桥接片的相对两端分别与两个电极片之间通过易熔合金焊接，加热片分别与桥接片和电极片电连接，弹性组件的一端与壳体内腔的侧壁相抵接，弹性组件的一端相对的另一端与桥接片相抵接，这样当bms系统检测到异常信号后，通过启动加热片，与发热片钎焊在一起的电极片会迅速获取发热片的热量将使用合金焊接在一起的桥接片和电极片熔融，桥接片与电极片之间的易熔合金熔融，在弹性组件的回复力的作用下，使得桥接片迅速弹起，桥接片与电极片分离，进而切断了加热回路，达到保护电池的目的，大大缩短了熔断时间，并提高了高压下的分断能力。
30.进一步的，还包括固定座，两个所述电极片分别为第二电极和第一电极，所述固定座焊接在第二电极的一侧面上，所述固定座的相对两端对称嵌设有簧片组件，所述簧片组件包括相互接触的第一弹片和第二弹片；
31.所述弹性组件位于固定座和第一电极之间，所述弹性组件包括滑块和两个第一弹簧，所述滑块套设在第二电极外部且与第二电极滑动连接，所述滑块的相对两侧面上安装有抵接板，一个所述抵接板配置一个第一弹簧，所述第一弹簧的一端与壳体内腔的侧壁相
抵接，所述第一弹簧的一端相对的另一端与抵接板相抵接，所述滑块靠近固定座的一端边沿向内凹陷形成卡槽，所述桥接片的一端位于卡槽内且抵接住卡槽，并与第二电极之间通过易熔合金焊接；
32.所述滑块的相对两侧面上还对称设有隔板，所述第一弹簧的初始状态为压缩状态，所述滑块在第一弹簧的恢复力的作用下沿固定座的方向滑动，以使隔板滑动至第一弹片与第二弹片之间以切断加热回路。
33.由上述描述可知，当bms系统检测到异常信号后，通过启动加热片，与发热片钎焊在一起的第二电极会迅速获取发热片的热量将使用合金焊接在一起的桥接片和第二电极熔融，断开主电路，桥接片会迅速弹起，同时滑块在第一弹簧的作用下，隔板滑至第一弹片和第二弹片之间，用以切断加热回路，达到保护电池的目的。
34.进一步的，所述第一弹片靠近隔板的一端与第二弹片靠近隔板的一端沿相反的方向弯折形成一个呈v字型的开口。
35.由上述描述可知，第一弹片靠近隔板的一端与第二弹片靠近隔板的一端沿相反的方向弯折形成一个呈v字型的开口，这样能够使得隔板能够更加速度和准确地滑至第一弹片和第二弹片之间，使得加热回路迅速断开，缩短熔断时间，并提高了高压下的分断能力。
36.进一步的，所述固定座靠近滑块的一端上向外延伸形成凸块，所述凸块与卡槽的形状相适配。
37.由上述描述可知，凸块能够对滑块进行限位，使得隔板能够更加稳定地插接在第一弹片和第二弹片之间。
38.进一步的，还包括第三电极和两个铜编织带，所述第三电极设置在桥接片焊接在第二电极的一端的上方且与桥接片焊接，所述桥接片位于两个铜编织带之间，且所述铜编织带的相对两端分别与第一电极和第三电极焊接。
39.由上述描述可知，通过增加铜编织带和第三电极，用以承载更大的电压。
40.进一步的，所述桥接片的一端上贯穿开设有用以填充易熔合金的通槽。
41.进一步的，所述加热片焊接在第二电极的一侧面相对的另一侧面上。
42.进一步的，所述弹性组件包括第二弹簧，所述第二弹簧的一端与壳体内腔的侧壁相抵接，所述第二弹簧的一端相对的另一端贯穿加热片与桥接片相抵接。
43.进一步的，所述桥接片与加热片相接触的一侧面上设有立柱，所述加热片上设有通孔，所述通孔与立柱相对设置，所述第二弹簧的一端相对的另一端穿过通孔并套设在立柱外部与桥接片相抵接。
44.从上述描述可知，通过设置立柱，立柱为第二弹簧起到导向作用，使得第二弹簧能够更加稳定在特定的行程运动，能够进一步提高第二弹簧顶起桥接片的时间，从而进一步提高熔断时间，并提高了高压下的分断能力。
45.进一步的，所述壳体内腔与第二弹簧相抵接的一侧壁上向内凹陷形成用以容纳第二弹簧的凹槽。
46.从上述描述可知，通过在壳体内腔与第二弹簧相抵接的一侧壁上向内凹陷形成用以容纳第二弹簧的凹槽，能够对第二弹簧进行限位，提高壳体内腔器件的稳定性。
47.请参照图1至图9，本发明的实施例一为：
48.请参照图1至图9一种机械式受控熔断器，包括设置在壳体1内腔的桥接片2、加热
片3、弹性组件4和两个电极片，所述桥接片2的相对两端分别与两个电极片之间通过易熔合金焊接，所述加热片3分别与桥接片2和电极片电连接，所述弹性组件4的一端与壳体1内腔的侧壁相抵接，所述弹性组件4的一端相对的另一端与桥接片2相抵接，所述弹性组件4用于使桥接片2与电极片分离以切断加热回路。
49.请参照图1，所述壳体1包括底座101和盖板102，所述盖板102盖设在底座101的开口处，以封闭住所述开口。
50.请参照图1和图2，还包括固定座5，两个所述电极片分别为第二电极7和第一电极6，所述第一电极6和第二电极7相互远离的一端伸至熔断器外部，所述固定座5焊接在第二电极7的一侧面上，所述固定座5的相对两端对称嵌设有簧片组件8，所述簧片组件8包括相互接触的第一弹片801和第二弹片802；
51.请参照图1、图4、图5、图6、图8和图9，所述弹性组件4位于固定座5和第一电极6之间，所述弹性组件4包括滑块401和两个第一弹簧403，所述滑块401套设在第二电极7外部且与第二电极7滑动连接，所述滑块401的相对两侧面上安装有抵接板402，一个所述抵接板402配置一个第一弹簧403，所述第一弹簧403的一端与壳体1内腔的侧壁相抵接，所述第一弹簧403的一端相对的另一端与抵接板402相抵接，所述滑块401靠近固定座5的一端边沿向内凹陷形成卡槽4011，所述桥接片2的一端位于卡槽4011内且抵接住卡槽4011，并与第二电极7之间通过易熔合金焊接；
52.请参照图1、图4、图6和图8，所述滑块401的相对两侧面上还对称设有隔板404，所述第一弹簧403的初始状态为压缩状态，所述滑块401在第一弹簧403的恢复力的作用下沿固定座5的方向滑动，以使隔板404滑动至第一弹片801与第二弹片802之间以切断加热回路。
53.请参照图8和图9，本实施例中，所述加热片3远离第二电极7的一侧面上电连接有第一引线13和第二引线14，所述第一引线13和第二引线14伸至熔断器外部。
54.请参照图2，所述第一弹片801靠近隔板404的一端与第二弹片802靠近隔板404的一端沿相反的方向弯折形成一个呈v字型的开口。
55.请参照图2、图4、图5、图6、图7,和图9，所述固定座5靠近滑块401的一端上向外延伸形成凸块9，所述凸块9与卡槽4011的形状相适配。
56.请参照图6、图8和图9，还包括第三电极10和两个铜编织带11，所述第三电极10设置在桥接片2焊接在第二电极7的一端的上方且与桥接片2焊接，所述桥接片2位于两个铜编织带11之间，且所述铜编织带11的相对两端分别与第一电极6和第三电极10焊接。
57.所述桥接片2的一端上贯穿开设有用以填充易熔合金的通槽201。
58.所述加热片3焊接在第二电极7的一侧面相对的另一侧面上。
59.上述的机械式受控熔断器的工作原理为：
60.锂电池过充情况下实施方案：
61.1、当200vdc＜额定电压＜500vdc的条件下，在锂电池过充的情况下，电池电压会升高，电池温度会急剧上升，锂电池过放的情况下，电池电压会降低，bms系统检测到异常信号后，启动电池保护系统，在一级保护mos管出故障的情况下，启动此产品来进行二次保护，工作原理如下：
62.接收到bms系统发送的信号后，通过第一引线13与第二引线14启动产品的加热电
路，正常工作状态如图4，当启动发热片后，与发热片钎焊在一起的第二电极7会迅速获取发热片的热量将使用合金焊接在一起的桥接片2和第二电极7熔融，断开主电路，桥接片2会迅速弹起，同时滑块401在第一弹簧403的作用下，隔板404滑至第一弹片801和第二弹片802之间，用以切断加热回路。
63.2、在500vdc＜额定电压＜1000vdc的条件下，在锂电池出现过充或过放的异常后，其工作原理与200vdc＜额定电压＜500vdc时的基本一致，区别在于增加了铜编织带11和第三电极10来承载更大的电压，原理如下：
64.接收到bms系统发送的信号后，启动由第一引线13和第二引线14组成的加热回路，通过启动第一引线13和第二电极7钎焊在一起的加热片3，加热片3产生热量，迅速由第二电极7传导至与桥接片2，使得通过易熔合金焊接在一起的第三电极10在热量和桥接片2的作用下易熔合金熔融并弹开，断开主电路，滑块401在第一弹簧403的作用下迅速滑动，滑块401上的隔板404也随着滑块401的滑动滑至第一弹片801和第二弹片802之间以切断加热回路。
65.请参照图10至图15，本发明的实施例二为：
66.请参照图10至图15，实施例二与实施例一的区别在于：所述弹性组件4包括第二弹簧405，所述第二弹簧405的一端与壳体1内腔的侧壁相抵接，所述第二弹簧405的一端相对的另一端贯穿加热片3与桥接片2相抵接。
67.所述壳体1内腔与第二弹簧405相抵接的一侧壁上向内凹陷形成用以容纳第二弹簧405的凹槽。
68.请参照图10、图13、图14和图15，还包括两个探针15，所述第二弹簧405位于两个探针15之间，探针15的一端与加热片3电连接，所述探针15的一端的相对的另一端上电连接有第三引线16，所述第三引线16远离探针15的一端伸出熔断器外部。
69.在本实施例中，两个所述电极片分别为第四电极17和第五电极18，所述第四电极17和第五电极18相互远离的一端均伸至熔断器外部。
70.在额定电压＜200vdc时，在锂电池出现过充或过放的异常时，启动电池保护系统，在一级保护mos管出故障的情况下，启动此产品来进行二次保护，工作原理如下：
71.正常工作状态下，通过易熔合金将桥接片2与第四电极17和第五电极18焊接在一起形成回路，同时第二弹簧405的状态处于压缩状态，探针15与加热片3处于导通状态，加热片3与桥接片2钎焊在一起如图12；
72.接收到信号，需要启动产品来保护电路时，通过第三引线16和探针15导通，加热片3启动加热模式，迅速将连接桥接片2、第四电极17和第五电极18的易熔合金熔融，在第二弹簧405的作用下将桥接片2与第四电极17和第五电极18弹开切断回路，达到保护电池的目的。
73.所述桥接片2与加热片3相接触的一侧面上设有立柱12，所述加热片3上设有通孔301，所述通孔301与立柱12相对设置，所述第二弹簧405的一端相对的另一端穿过通孔301并套设在立柱12外部与桥接片2相抵接。
74.正常工作状态下，通过易熔合金将桥接片2与第四电极17和第五电极18焊接在一起形成回路，立柱12与桥接片2使用易熔合金焊接在一起，同时第二弹簧405的状态处于压缩状态，立柱12也为第二弹簧405起到导向作用，探针15与加热片3处于导通状态，加热片3
与桥接片2钎焊在一起如图14；
75.接收到信号，需要启动产品来保护电路时，通过第三引线16与探针15连接同时在第二弹簧405的压缩下导通加热片3，启动加热模式，迅速将连接桥接片2、第四电极17和第五电极18的易熔合金以及连接立柱12与桥接片2的易熔合金熔融，在第二弹簧405的作用下将桥接片2与第四电极17和第五电极18弹开切断回路，达到保护电池的目的。
76.综上所述，本发明提供的一种机械式受控熔断器，通过设置桥接片、加热片、弹性组件和两个电极片，桥接片的相对两端分别与两个电极片之间通过易熔合金焊接，加热片分别与桥接片和电极片电连接，弹性组件的一端与壳体内腔的侧壁相抵接，弹性组件的一端相对的另一端与桥接片相抵接，这样当bms系统检测到异常信号后，通过启动加热片，与发热片钎焊在一起的电极片会迅速获取发热片的热量将使用合金焊接在一起的桥接片和电极片熔融，桥接片与电极片之间的易熔合金熔融，在弹性组件的回复力的作用下，使得桥接片迅速弹起，桥接片与电极片分离，进而切断了加热回路，达到保护电池的目的，大大缩短了熔断时间，并提高了高压下的分断能力。
77.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种机械式受控熔断器，其特征在于，包括设置在壳体内腔的桥接片、加热片、弹性组件和两个电极片，所述桥接片的相对两端分别与两个电极片之间通过易熔合金焊接，所述加热片分别与桥接片和电极片电连接，所述弹性组件的一端与壳体内腔的侧壁相抵接，所述弹性组件的一端相对的另一端与桥接片相抵接，所述弹性组件用于使桥接片与电极片分离以切断加热回路。2.根据权利要求1所述的机械式受控熔断器，其特征在于，还包括固定座，两个所述电极片分别为第二电极和第一电极，所述固定座焊接在第二电极的一侧面上，所述固定座的相对两端对称嵌设有簧片组件，所述簧片组件包括相互接触的第一弹片和第二弹片；所述弹性组件位于固定座和第一电极之间，所述弹性组件包括滑块和两个第一弹簧，所述滑块套设在第二电极外部且与第二电极滑动连接，所述滑块的相对两侧面上安装有抵接板，一个所述抵接板配置一个第一弹簧，所述第一弹簧的一端与壳体内腔的侧壁相抵接，所述第一弹簧的一端相对的另一端与抵接板相抵接，所述滑块靠近固定座的一端边沿向内凹陷形成卡槽，所述桥接片的一端位于卡槽内且抵接住卡槽，并与第二电极之间通过易熔合金焊接；所述滑块的相对两侧面上还对称设有隔板，所述第一弹簧的初始状态为压缩状态，所述滑块在第一弹簧的恢复力的作用下沿固定座的方向滑动，以使隔板滑动至第一弹片与第二弹片之间以切断加热回路。3.根据权利要求2所述的机械式受控熔断器，其特征在于，所述第一弹片靠近隔板的一端与第二弹片靠近隔板的一端沿相反的方向弯折形成一个呈v字型的开口。4.根据权利要求2所述的机械式受控熔断器，其特征在于，所述固定座靠近滑块的一端上向外延伸形成凸块，所述凸块与卡槽的形状相适配。5.根据权利要求2所述的机械式受控熔断器，其特征在于，还包括第三电极和两个铜编织带，所述第三电极设置在桥接片焊接在第二电极的一端的上方且与桥接片焊接，所述桥接片位于两个铜编织带之间，且所述铜编织带的相对两端分别与第一电极和第三电极焊接。6.根据权利要求2所述的机械式受控熔断器，其特征在于，所述桥接片的一端上贯穿开设有用以填充易熔合金的通槽。7.根据权利要求2所述的机械式受控熔断器，其特征在于，所述加热片焊接在第二电极的一侧面相对的另一侧面上。8.根据权利要求1所述的机械式受控熔断器，其特征在于，所述弹性组件包括第二弹簧，所述第二弹簧的一端与壳体内腔的侧壁相抵接，所述第二弹簧的一端相对的另一端贯穿加热片与桥接片相抵接。9.根据权利要求8所述的机械式受控熔断器，其特征在于，所述桥接片与加热片相接触的一侧面上设有立柱，所述加热片上设有通孔，所述通孔与立柱相对设置，所述第二弹簧的一端相对的另一端穿过通孔并套设在立柱外部与桥接片相抵接。10.根据权利要求8所述的机械式受控熔断器，其特征在于，所述壳体内腔与第二弹簧相抵接的一侧壁上向内凹陷形成用以容纳第二弹簧的凹槽。

技术总结
本发明涉及熔断器技术领域，特别涉及一种机械式受控熔断器，包括设置在壳体内腔的桥接片、加热片、弹性组件和两个电极片，桥接片的相对两端分别与两个电极片之间通过易熔合金焊接，加热片分别与桥接片和电极片电连接，弹性组件的一端与壳体内腔的侧壁相抵接，弹性组件的一端相对的另一端与桥接片相抵接，这样当BMS系统检测到异常信号后，通过启动加热片，与发热片钎焊在一起的电极片会迅速获取发热片的热量将使用合金焊接在一起的桥接片和电极片熔融，桥接片与电极片之间的易熔合金熔融，在弹性组件的回复力的作用下，使得桥接片迅速弹起，桥接片与电极片分离，进而切断了加热回路，达到保护电池的目的。达到保护电池的目的。达到保护电池的目的。


技术研发人员：洪尧祥 柴倓 林荣土
受保护的技术使用者：西安赛尔特安电子有限公司
技术研发日：2023.04.12
技术公布日：2023/7/12