断路器的制作方法

1.本技术涉及一种断路器，其能够在延伸穿过断路器的导体上形成多个断口。


背景技术：

2.电路过电流保护的产品是基于流过熔断器电流产生的热量熔断的熔断器，存在主要的问题是热熔熔断器和负载匹配关系。例如在新能源车主回路保护情况，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。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。
3.目前，市场上已经存在一种快速分断的切断开口结构，其主要包括电子点火装置、导电板和导电板掉落后的容置腔，电子点火装置产生高压气体带动动力装置冲断导电板，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，其还存在有一些不足和缺陷,导致灭弧能力有限：由于为单断口，灭弧能力较低，难以分断大的故障电流。


技术实现要素：

4.本技术的目的之一是提供一种能够克服现有技术中至少一个缺陷的断路器。
5.本技术的一个目的是提供一种断路器，其能够提供多个断口。
6.本技术的另一个目的是提供一种断路器，其具有较高的灭弧能力和切断能力。
7.本技术的又一个目的是提供一种断路器，其结构紧凑，组装、安装和运行简单。
8.根据本技术的一个方面，提供一种断路器，其包括切断机构，所述切断机构被配置为用以切断延伸穿过所述断路器的导体，其中所述切断机构包括初级切断机构和次级切断机构，所述切断机构具有初级操作阶段和次级操作阶段，其中在所述初级操作阶段中，所述初级切断机构沿着所述次级切断机构滑动，在所述次级操作阶段中，所述初级切断机构驱动所述次级切断机构移动。
9.由于初级切断机构能够沿着次级切断机构滑动并且驱动次级切断机构移动，也就是初级切断机构和次级切断机构彼此较为紧密地相关联，使得整个切断机构的结构紧凑、加工工艺简单，同时也能够实现多点切断、顺序切断等功能，提高灭弧和切断能力。
10.根据本技术的一些实施例，所述次级切断机构形成有滑动腔室，在所述初级操作阶段中，所述初级切断机构在所述滑动腔室内滑动。通过将初级切断机构容纳在次级切断机构内，使得结构更为紧凑，同时，不需要占据断路器内其它位置的额外空间。初级切断机构相对于次级切断机构的滑动也为多点切断和顺序切断提供了机械作用机制。
11.根据本技术的一些实施例，所述初级切断机构形成有滑动表面，所述次级切断机构形成有滑动表面，在所述初级操作阶段中，所述初级切断机构的滑动表面沿着所述次级切断机构的滑动表面滑动。滑动表面的存在除了实现滑动之外，还能起到引导的作用，以确保初级切断机构沿纵向方向滑动而不产生偏移。
12.根据本技术的一些实施例，所述初级切断机构沿着所述次级切断机构滑动的方向与所述初级切断机构驱动所述次级切断机构的方向是一致的。在实现多点切断和顺序切断的同时，简化了切断机构的结构，降低了对切断机构的制造、安装和运行的精度要求。
13.根据本技术的一些实施例，所述初级切断机构的一端形成有凸缘，所述次级切断机构的一端形成有肩部，在所述次级操作阶段中，所述凸缘抵靠并推动所述肩部，使得所述初级切断机构驱动所述次级切断机构。当凸缘与肩部接触并相互配合时，可以使得初级切断机构的顶端与次级切断机构的顶端沿横向方向大致齐平，由此使得切断机构的结构更加紧凑，进一步节省切断机构所需的安装空间和运动空间。
14.根据本技术的一些实施例，所述初级切断机构形成有初级切断部，在所述初级操作阶段中，所述初级切断部在导体的初级切断点处切断导体。
15.根据本技术的一些实施例，在导体的初级切断点两侧并联有熔体。熔体的设置显著提高了断路器的灭弧能力。
16.根据本技术的一些实施例，所述次级切断机构形成有次级切断部，在所述次级操作阶段中，所述次级切断部在导体的次级切断点处切断导体。
17.根据本技术的一些实施例，所述次级操作阶段包括第一次级操作阶段和第二次级操作阶段，所述次级切断机构形成有第一次级切断部和第二次级切断部，在所述第一次级操作阶段中，所述第一次级切断部在导体的第一次级切断点处切断导体，在所述第二次级操作阶段中，所述第二次级切断部在导体的第二次级切断点处切断导体。
18.根据本技术的一些实施例，所述断路器包括壳体，所述壳体形成有致动腔体和操作腔体，导体延伸穿过所述操作腔体。
19.根据本技术的一些实施例，所述切断机构容纳在所述操作腔体中，其中所述初级切断机构和所述次级切断机构位于导体的同一侧。这与本技术的期望结构紧凑的目的是一致的。
20.根据本技术的一些实施例，在所述致动腔体中容纳有致动机构，所述致动机构被配置为响应于致动信号而产生施加到所述切断机构的初级切断机构上的力，以推动所述初级切断机构运动。
21.根据本技术的一些实施例，所述操作腔体具有第一部段和第二部段，在所述初级操作阶段中，所述初级切断机构沿着所述第一部段的内壁滑动，并且在所述次级操作阶段中，所述次级切断机构沿着所述第二部段的内壁滑动。
22.根据本技术的一些实施例，所述初级切断机构沿着所述第一部段的内壁滑动的方向与所述次级切断机构沿着所述第二部段的内壁滑动的方向是一致的。在实现多点切断和顺序切断的同时，简化了切断机构的结构，降低了对切断机构的制造、安装和运行的精度要求。
附图说明
23.在结合附图阅读下文的具体实施方式后，将更好地理解本技术的多个方面，在附图中：
24.图1是根据本技术一个实施例的断路器的剖视图，示出了切断机构处于初始位置；
25.图2是根据本技术一个实施例的断路器的剖视图，示出了初级操作阶段；
26.图3是根据本技术一个实施例的断路器的剖视图，示出了次级操作阶段；
27.图4是根据本技术一个实施例的断路器的剖视图，示出了并联在初级切断点两侧的熔体；
28.图5是根据本技术另一个实施例的断路器的剖视图，示出了切断机构处于初始位置；
29.图6是根据本技术另一个实施例的断路器的剖视图，示出了初级操作阶段；
30.图7是根据本技术另一个实施例的断路器的剖视图，示出了第一次级操作阶段；
31.图8是根据本技术另一个实施例的断路器的剖视图，示出了第二次级操作阶段；
32.图9是根据本技术另一个实施例的断路器的剖视图，示出了并联在初级切断点两侧的熔体；以及
33.图10是根据本技术另一个实施例的断路器的剖视图，示出了熔体的另一种并联形式。
具体实施方式
34.以下将参照附图描述本技术，其中的附图示出了本技术的若干实施例。然而应当理解的是，本技术可以以多种不同的方式呈现出来，并不局限于下文描述的实施例；事实上，下文描述的实施例旨在使本技术的公开更为完整，并向本领域技术人员充分说明本技术的保护范围。还应当理解的是，本文公开的实施例能够以各种方式进行组合，从而提供更多额外的实施例。
35.应当理解的是，在所有附图中，相同的附图标记表示相同的元件。在附图中，为清楚起见，某些特征的尺寸可以进行变形。
36.应当理解的是，说明书中的用辞仅用于描述特定的实施例，并不旨在限定本技术。说明书使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)除非另外定义，均具有本领域技术人员通常理解的含义。为简明和/或清楚起见，公知的功能或结构可以不再详细说明。
37.说明书使用的单数形式“一”、“所述”和“该”除非清楚指明，均包含复数形式。说明书使用的用辞“包括”、“包含”和“含有”表示存在所声称的特征，但并不排斥存在一个或多个其它特征。说明书使用的用辞“和/或”包括相关列出项中的一个或多个的任意和全部组合。说明书使用的用辞“在x和y之间”和“在大约x和y之间”应当解释为包括x和y。本说明书使用的用辞“在大约x和y之间”的意思是“在大约x和大约y之间”，并且本说明书使用的用辞“从大约x至y”的意思是“从大约x至大约y”。
38.在说明书中，称一个元件位于另一元件“上”、“附接”至另一元件、“连接”至另一元件、“耦合”至另一元件、或“接触”另一元件等时，该元件可以直接位于另一元件上、附接至另一元件、连接至另一元件、联接至另一元件或接触另一元件，或者可以存在中间元件。相对照的是，称一个元件“直接”位于另一元件“上”、“直接附接”至另一元件、“直接连接”至另
一元件、“直接耦合”至另一元件、或“直接接触”另一元件时，将不存在中间元件。在说明书中，一个特征布置成与另一特征“相邻”，可以指一个特征具有与相邻特征重叠的部分或者位于相邻特征上方或下方的部分。
39.在说明书中，诸如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“高”、“低”等的空间关系用辞可以说明一个特征与另一特征在附图中的关系。应当理解的是，空间关系用辞除了包含附图所示的方位之外，还包含装置在使用或操作中的不同方位。例如，在附图中的装置倒转时，原先描述为在其它特征“下方”的特征，此时可以描述为在其它特征的“上方”。装置还可以以其它方式定向(旋转90度或在其它方位)，此时将相应地解释相对空间关系。
40.以下将参考附图，描述根据本技术一些实施例的断路器1。如图1-3所示，其示出了根据本技术一些实施例的断路器1，利用该断路器1进行保护的电路的导体10延伸穿过断路器1，从而在出现故障时，断路器1能够切断导体10，使得电路断开以保护电路。
41.为了便于图示和说明，在附图中标记了x方向和y方向，其中x方向对应于断路器1的纵向方向，y方向对应于断路器1的横向方向。
42.请参考图1，其示出了根据本技术一些实施例的断路器1的剖视图，该断路器1包括壳体20、切断机构30和致动机构40，切断机构30和致动机构40均容纳在该壳体20内，导体10延伸穿过该壳体20，例如，在图示实施例中，导体10大致沿着横向方向延伸穿过该壳体20。
43.根据本技术的断路器1是通过切断机构30来切断导体10的，即切断机构30被配置为用以在电路出现故障或其它需要断开电路的情况时切断延伸穿过断路器1的导体10，以使得电路断开。
44.通常，切断机构30在将导体10切断时，只要形成一个断口即可将电路断开，因此，现有技术中多数产品均是采用这样方式，即切断机构仅用于在导体上形成单个断口。但在切断机构形成单个断口的情况下，可能会出现许多问题，例如，单个断口灭弧能力较差，断后绝缘耐压等级差，不满足客户要求。
45.发明人意识到了上述问题，发现切断机构在导体上形成多个断口可以有效地解决单个断口存在的问题，提高灭弧能力和断后性能。此外，相对于单个断口，形成多个断口的产品在被触发后其绝缘和耐压性能更强。然而，通常用来形成多个断口的切断机构比用来形成单个断口的切断机构要复杂得多。为此，本技术的一个目的是提供能够形成多个断口且结构简单、紧凑、成本低的断路器。
46.为了能够形成多个断口，切断机构30可以包括初级切断机构320和次级切断机构340。初级切断机构320可以在导体10上一个或多个位置处形成断口，初级切断机构320可以在导体10上不同的位置处形成一个或多个断口，由此可以在导体10上形成多个断口。初级切断机构320和次级切断机构340可以被配置为同时在导体10上形成多个断口，也可以被配置为在导体10上顺序地形成多个断口。
47.根据本技术的一些实施例，断路器1的切断机构30可以具有至少两个操作阶段，例如初级操作阶段和次级操作阶段。作为本技术的重要方面，断路器1的切断机构30被配置为在初级操作阶段中，初级切断机构320沿着次级切断机构340滑动，并且在次级操作阶段中，初级切断机构320驱动次级切断机构340移动。
48.如图所示，由于初级切断机构320能够沿着次级切断机构340滑动并且驱动次级切断机构340移动，也就是初级切断机构320和次级切断机构340彼此较为紧密地相关联，使得
整个切断机构30的结构紧凑、加工工艺简单，同时也能够实现多点切断、顺序切断等功能，提高灭弧和切断能力。
49.在本技术的一些实施例中，次级切断机构340可以形成有滑动腔室342。如图所示，次级切断机构340可以为中空部件，其沿着纵向方向形成有贯通的开孔，由此形成滑动腔室342。初级切断机构320可以至少部分地容纳在该滑动腔室342内，并且能够在该滑动腔室342内沿纵向方向滑动。
50.通过将初级切断机构320容纳在次级切断机构340内，使得结构更为紧凑，同时，不需要占据断路器1内其它位置的额外空间。初级切断机构320相对于次级切断机构340的滑动也为多点切断和顺序切断提供了机械作用机制。
51.在本技术的一些实施例中，初级切断机构320可以形成有滑动表面324，次级切断机构340也可以形成有滑动表面344。在初级切断机构320相对于次级切断机构340运动时，初级切断机构320的滑动表面324与次级切断机构340的滑动表面344接触并沿着该滑动表面344滑动。
52.滑动表面324和滑动表面344均沿着纵向方向延伸，以便使得初级切断机构320相对于次级切断机构340沿纵向方向滑动。滑动表面324和滑动表面344的存在除了实现滑动之外，还能起到引导的作用，以确保初级切断机构320沿纵向方向滑动而不产生偏移。
53.如上所述，根据本技术的实施例，次级切断机构340是由初级切断机构320驱动而进行运动的。为此，在初级切断机构320上可以设置有用于驱动次级切断机构340的部分。在本技术的一些实施例中，在初级切断机构320的一端上可以形成有凸缘326，例如如图1所示，在初级切断机构320的顶端处可以形成有从该顶端沿横向方向向外伸出的凸缘326。当初级切断机构320相对于次级切断机构340沿纵向方向滑动时，凸缘326最终将抵靠次级切断机构340的顶端。当初级切断机构320继续沿着纵向方向运动时，通过凸缘326推动次级切断机构340一起沿着纵向方向运动。
54.在进一步的实施例中，在次级切断机构340的顶端处可以形成有肩部346，该肩部346被配置为用以与凸缘326配合以实现上述驱动动作。在图示实施例中，肩部346可以通过在次级切断机构340的顶端处沿纵向方向且沿横向方向向内凹入而形成。如图2所示，当凸缘326与肩部346接触并相互配合时，可以使得初级切断机构320的顶端与次级切断机构340的顶端沿横向方向大致齐平，由此使得切断机构30的结构更加紧凑，进一步节省切断机构30所需的安装空间和运动空间。
55.如上所述，初级切断机构320沿着次级切断机构340在纵向方向上滑动，同时，初级切断机构320沿纵向方向驱动次级切断机构340，也就是滑动方向和驱动方向是一致的。这样设置的好处在于，在实现多点切断和顺序切断的同时，简化了切断机构的结构，降低了对切断机构的制造、安装和运行的精度要求。
56.为了实现对导体10的切断操作，切断机构30上可以设置有切断部。具体地，在初级切断机构320上可以设置有初级切断部328，在次级切断机构340上可以设置有次级切断部348。在初级操作阶段中，初级切断部328被配置为在导体10的初级切断点110处切断导体10。在次级操作阶段中，次级切断部348被配置为在导体10的次级切断点120处切断导体10。一般而言，初级切断点110与次级切断点120是彼此间隔开的。
57.根据本技术的一些实施例，断路器1的壳体20可以形成有致动腔体220和操作腔体
240。在图示实施例中，壳体20可以形成为上端开口、下端封闭的形式，沿纵向方向看，靠近上端的部分形成致动腔体220，致动腔体220下方形成操作腔体240。致动腔体220和操作腔体240可以是彼此连通的。
58.切断机构30容纳在操作腔体240中，导体10延伸穿过操作腔体240。如图所示，切断机构30在操作腔体240中沿纵向方向位于导体10的一侧，也就是，初级切断机构320和次级切断机构340沿纵向方向位于导体10的同一侧，这与本技术的期望结构紧凑的目的是一致的。
59.致动机构40可以固定地设置在壳体20的致动腔体220中，优选地，致动机构40被配置为封闭壳体20的开口端部，使得组装后的断路器1形成为封闭装置。
60.致动机构40可以被配置为响应于致动信号而产生施加到切断机构30的初级切断机构320上的力，以推动初级切断机构320运动。致动信号可以是表示电路故障或其它需要断开电路的情况的信号，例如，在电路过载的情况下，会向致动机构40发送致动信号。致动机构40可以是本领域中任何合适的致动机构，例如爆炸式致动器。在接收到致动信号的情况下，致动机构40被激发，产生爆炸气体，爆炸气体从致动腔体220流向操作腔体240，并作用在初级切断机构320的顶端上，由此推动初级切断机构320沿纵向方向向下移动。
61.在本技术的一些实施例中，操作腔体240可以分为至少两个部段，例如如图3更清楚地示出的第一部段242和第二部段244。第一部段242被配置为与初级切断机构320配合，使得在初级操作阶段中，初级切断机构320沿着第一部段242的内壁在纵向方向上向下滑动。第二部段244被配置为与次级切断机构340配合，使得在次级操作阶段中，次级切断机构340沿着第二部段244的内壁在纵向方向上向下滑动。
62.第一部段242的内壁和第二部段244的内壁均沿纵向方向延伸，使得初级切断机构320沿着第一部段242的内壁滑动的方向与次级切断机构340沿着第二部段244的内壁滑动的方向是一致的。同样，这样设置的好处在于，在实现多点切断和顺序切断的同时，简化了切断机构的结构，降低了对切断机构的制造、安装和运行的精度要求。
63.以下将参考附图描述根据本技术的一些实施例的断路器1的操作。如图1-3所示，其示出了切断机构30在初级操作阶段和次级操作阶段中的操作。
64.图1示出了切断机构30处于初始位置，初级切断部328和次级切断部348均处于导体10的上方，初级切断机构320配合在第一部段242中。
65.图2示出了初级操作阶段。在致动机构40接收到致动信号之后，产生例如爆炸气体，该爆炸气体作用在初级切断机构320的顶端上，以推动初级切断机构320沿着第一部段242的内壁在纵向方向上向下滑动，同时初级切断机构320也在次级切断机构340的滑动腔室342内沿着纵向方向向下滑动。随着初级切断机构320沿着纵向方向向下滑动，初级切断机构320的初级切断部328在初级切断点110处切断导体10，以形成断点。
66.图3示出了次级操作阶段。随着初级切断机构320沿着纵向方向继续向下滑动，初级切断机构320的凸缘326接触并抵靠次级切断机构340的顶端或肩部346。随着初级切断机构320的进一步滑动，通过凸缘326来驱动次级切断机构340也一起沿着纵向方向向下滑动。在次级切断机构340向下滑动的过程中，次级切断机构340的次级切断部348在次级切断点110处切断导体10，以形成另外的断点。
67.图5-8示出了根据本技术的另一些实施例的断路器1。该断路器1与图1-3所示的断
路器1的不同之处在于次级操作阶段进一步分为第一次级操作阶段和第二次级操作阶段。为简明起见，以下将仅描述与上述断路器1的不同之处。
68.在该实施例中，断路器1的次级切断机构340形成有第一次级切断部348a和第二次级切断部348b，相应地，导体10上形成有第一次级切断点120a和第二次级切断点120b。如图5所示，沿着纵向方向看，第一次级切断部348a比第二次级切断部348b延伸更多，使得在次级切断机构340沿纵向方向向下滑动过程中，第一次级切断部348a首先接触第一次级切断点120a，继而第二次级切断部348b接触第二次级切断点120b。
69.以下将参考附图描述根据本技术的另一些实施例的断路器1的操作。如图5-8所示，其示出了切断机构30在初级操作阶段和次级操作阶段(包括第一次级操作阶段和第二次级操作阶段)中的操作。
70.与图1类似，图5示出了切断机构30处于初始位置，初级切断部328和次级切断部348均处于导体10的上方，初级切断机构320配合在第一部段242中。
71.与图2类似，图6示出了初级操作阶段。在致动机构40接收到致动信号之后，产生例如爆炸气体，该爆炸气体作用在初级切断机构320的顶端上，以推动初级切断机构320沿着第一部段242的内壁在纵向方向上向下滑动，同时初级切断机构320也在次级切断机构340的滑动腔室342内沿着纵向方向向下滑动。随着初级切断机构320沿着纵向方向向下滑动，初级切断机构320的初级切断部328在初级切断点110处切断导体10，以形成断点。
72.图7示出了第一次级操作阶段。随着初级切断机构320沿着纵向方向继续向下滑动，初级切断机构320的凸缘326接触并抵靠次级切断机构340的顶端或肩部346。随着初级切断机构320的进一步滑动，通过凸缘326来驱动次级切断机构340也一起沿着纵向方向向下滑动。在次级切断机构340向下滑动的过程中，次级切断机构340的第一次级切断部348a在第一次级切断点110a处切断导体10，以形成另外的断点。
73.图8示出了第二次级操作阶段。随着次级切断机构340被初级切断机构320驱动而继续向下滑动的过程中，次级切断机构340的第二次级切断部348b在第二次级切断点110b处切断导体10，以形成另外的断点。
74.在本技术的一些实施例中，壳体20中还可以设置有容纳空间260，如图1所示。该容纳空间260用于接纳被切断机构30从导体10上切下的碎屑等杂物。
75.对于小功率的应用场合而言，上述三断口的断路器1具有足够的灭弧能力，已经能够满足应用要求。而对于大功率的应用场合而言，对灭弧的要求进一步提高，在这种情况下，断路器1中可以并联有熔体150，以加强断路器1的灭弧能力。
76.如图4所示，可以在导体10的初级切断点110的两侧并联有熔体150。当初级切断部328在初级切断点110处切断导体10时，电路仍然能够通过熔体150导通，但由于电路中大电流的原因，该熔体150将会熔断，使得电路断开。熔体150的加入显著提高了断路器1的灭弧能力，使得断路器1能够应用于大功率的场合而不存在风险。
77.如图4和9所示，示出了熔体150并联在初级切断点110的两侧，而没有包含次级切断点。如图10所示，示出了熔体150并联在初级切断点110和一个次级切断点120的两侧，这种设置同样能够显著提高断路器1的灭弧能力。尽管未示出，但本领域技术人员容易想到，熔体150还可以并联在其它位置，例如并联在初级切断点110和两个次级切断点120的两侧，同样能够显著提高断路器1的灭弧能力。
78.虽然已经描述了本技术的示范实施例，但是本领域技术人员应当理解的是，在本质上不脱离本技术的精神和范围的情况下能够对本技术的示范实施例进行多种变化和改变。因此，所有变化和改变均包含在权利要求所限定的本技术的保护范围内。本技术由附加的权利要求限定，并且这些权利要求的等同物也包含在内。