主动/被动汽车熔断器模块的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年5月7日提交的美国临时专利申请62/844,358号的权益，该申请全文以引用方式并入本文。

本公开整体涉及电路保护装置的领域，并且更具体地涉及包括主动电路保护元件和被动电路保护元件两者的主动/被动汽车熔断器模块。

背景技术：

通常在汽车电气系统中实现熔断器以提供过流保护。大多数汽车熔断器为包括熔断器元件的“被动”装置，该熔断器元件被配置为在正常操作期间承载额定量的电流。如果流过熔断器元件的电流超过熔断器元件的额定电流，则熔断器元件将熔化、分解或以其他方式分离，从而阻止电流，以防止或减轻对所连接的电子部件的损坏。

在一些情况下，可能期望在电路中“主动地”形成物理开口，而不管流过电路的电流量如何。例如，如果汽车发生碰撞，则可能期望在物理上断开汽车中的电路以确保所连接的电子部件断电，从而减轻碰撞后火灾和/或触电的风险。为此，已开发了所谓的烟火断路器(pi)，其可在发生指定事件时选择性地致动，以中断电路中的电流流动。例如，在发生汽车碰撞时，控制器(例如，安全气囊控制单元、电池管理系统等)可向pi发送起爆信号，使pi内的烟火起爆器被引爆。所造成的pi内的压力增加会迅速强制性地驱动射弹件穿过导体，该导体延伸穿过pi。由此，流过pi的电流中断，并且射弹件(其由介电材料形成)在导体的分开的部分之间提供电绝缘阻隔，以防止在它们之间发生电弧放电。

在某些汽车应用中，可能期望实现被动电路保护元件和主动电路保护元件两者。还可能期望以紧凑的节省空间的形状因数实现此类元件，这便于方便的安装并且非常适合于高电压应用。

鉴于这些和其他考虑因素，本公开的改进可能是有用的。

技术实现要素：

提供本发明内容是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念将在下面的具体实施方式中进一步描述。本发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在帮助确定所要求保护的主题的范围。

一种根据本公开的主动/被动汽车熔断器模块的示例性实施方案可包括：电绝缘基座；熔断器板，该熔断器板包括汇流条部分，该汇流条部分在形成在该基座中的射弹腔上方设置在该基座的顶表面上，该熔断器板还包括可熔部分，该可熔部分电连接到该汇流条部分并且适于在流过该熔断器板的电流量超过该主动/被动汽车熔断器模块的电流额定值时断开，该主动/被动汽车熔断器模块还包括烟火断路器(pi)，该烟火断路器设置在该基座顶上并包括位于汇流条部分上方的射弹件，该pi被配置为在致动该pi时驱动该射弹件穿过该汇流条部分。

一种根据本公开的主动/被动汽车熔断器模块的另一个示例性实施方案可包括：电绝缘基座；熔断器板，该熔断器板包括：汇流条部分，该汇流条部分设置在该基座的顶表面上并且在形成在该基座中的射弹腔上方；第一可熔部分和第二可熔部分，该第一可熔部分和该第二可熔部分从该汇流条部分的第一端部和第二端部垂直地延伸到在该射弹腔的相反侧上形成在该基座中的相应的第一熔断器腔和第二熔断器腔中，该第一可熔部分和该第二可熔部分适于在流过该熔断器板的电流量超过该主动/被动汽车熔断器模块的电流额定值时断开；以及第一端子部分和第二端子部分，该第一端子部分和该第二端子部分分别从该第一可熔部分和该第二可熔部分的下部末端延伸，以用于将该主动/被动汽车熔断器模块连接在电路内。该主动/被动汽车熔断器模块还可包括烟火断路器(pi)，该烟火断路器设置在该基座顶上，该pi包括烟火起爆器和位于该汇流条部分上方的射弹件，其中该烟火起爆器被配置为在该pi接收到起爆信号时将该射弹件引爆并迫使该射弹件穿过该汇流条部分。

附图说明

图1是根据本公开的示例性实施方案的示出了主动/被动汽车熔断器模块的透视图；

图2是示出了图1所示的主动/被动汽车熔断器模块在非致动状态的剖视图；

图3是示出了图1所示的主动/被动汽车熔断器模块在致动状态的剖视图；

图4是根据本公开的另一示例性实施方案的示出了主动/被动汽车熔断器模块的透视图。

具体实施方式

现在将参考附图更充分地描述根据本公开的主动/被动汽车熔断器模块，在附图中呈现了主动/被动汽车熔断器模块的优选实施方案。然而，应当理解，主动/被动汽车熔断器模块可以许多不同的形式体现，并且不应被理解为限于本文所提出的实施方案。相反，提供这些实施方案使得本公开将主动/被动汽车熔断器模块的某些示例性方面传达给本领域技术人员。

参考图1至图3，示出了根据本公开的示例性非限制性实施方案的示出了主动/被动汽车熔断器模块10(下文称为“熔断器模块10”)的透视图和剖视图。为了方便和清楚起见，本文可以使用诸如“前”、“后”、“顶”、“底”、“上”、“下”、“垂直”和“水平”的术语来描述熔断器模块10的各种部件的相对放置和取向，每个部件相对于熔断器模块10的几何形状和取向如同其在图1至图3中所呈现。所述术语将包括具体提及的词语、其衍生词和类似含义的词语。

熔断器模块10一般可包括基座12、熔断器板14、间隔盖16和烟火断路器(pi)18。基座12可以是由电绝缘材料(例如，塑料、聚合物、陶瓷等)形成的基本上矩形构件。如图2所示的熔断器模块10的剖视图所示，基座12可包括形成在其顶表面中的竖直伸长的第一熔断器腔18a和第二熔断器腔18b。第一熔断器腔18a和第二熔断器腔18b可基本上相同并且可具有位于基座12的底表面上方的下部末端(例如，底板)。基座12还可包括射弹腔20，该射弹腔形成在基座的顶表面中、水平位于熔断器腔18a、18b中间。射弹腔20可比熔断器腔18a、18b短。本公开在这方面不受限制。

熔断器板14可由单个导电材料件形成(例如，由单个铜片冲压而成)并且可包括汇流条部分22、第一可熔部分24a和第二可熔部分24b以及第一端子部分26a和第二端子部分26b。汇流条部分22可以水平取向设置在基座12的顶表面上并且可从设置在第一熔断器腔18a上方、射弹腔20上方的第一端部延伸到设置在第二熔断器腔18b上方的第二端部。第一可熔部分24a和第二可熔部分24b可分别从汇流条部分22的第一端部和第二端部垂直向下延伸到相应的第一熔断器腔18a和第二熔断器腔18b中。第一可熔部分24a和第二可熔部分24b的下端可延伸穿过形成在第一熔断器腔18a和第二熔断器腔18b的底板中的相应狭槽，并且可终止于基座12的底表面下方。第一端子部分26a和第二端子部分26b可分别从第一可熔部分24a和第二可熔部分24b的下部末端垂直向外(即，远离射弹腔20)延伸，并且可包括穿过其形成的相应安装孔30a、30b，以用于将熔断器模块10连接在电路内(例如，在电池与汽车中的一个或多个电气负载之间)。

如果流过熔断器板14的电流超过熔断器模块10的预定阈值或“电流额定值”，则第一可熔部分24a和第二可熔部分24b可被配置为熔化、分解或以其他方式断开。在各种示例中，第一可熔部分24a和第二可熔部分24b可包括穿孔、狭槽、变薄或变窄区段、和/或用于使第一可熔部分24a和第二可熔部分24b比熔断器板14的其他部分更易于熔化或断开的各种其他特征。在非限制性示例中，第一可熔部分24a和第二可熔部分24b可被配置为具有范围在30安培和1000安培之间的电流额定值。在各种实施方案中，电弧猝熄熔断器填充材料诸如砂、硅石等(未示出)可部分或完全填充第一熔断器腔18a和第二熔断器腔18b并且可基本上围绕第一可熔部分24a和第二可熔部分24b以用于猝熄电弧，这些电弧原本可能会在过流条件期间在第一可熔部分24a和第二可熔部分24b断开时传播。因此，熔断器模块10可尤其非常适合于高电压应用。虽然熔断器模块10已被描述和示出为具有两个可熔部分24a、24b，但可以设想可包括仅一个可熔部分或多于两个可熔部分的熔断器模块10的各种替代实施方案。

间隔盖16(其可由与形成基座12的材料相同或类似的电绝缘材料形成)可设置在基座12和熔断器板14的汇流条部分22的顶上。间隔盖16可限定垂直延伸穿过其的射弹通道32。射弹通道32可设置在汇流条部分22和基座12的射弹腔20的正上方。虽然间隔盖16被描绘为与基座12分离，但可以设想的是，在各种另选的实施方案中，基座12和间隔盖16可形成为单个连续主体。本公开在这方面不受限制。

pi18(其可为可商购获得的种类(例如，由奥托立夫公司(autoliv)以商品名“pyroswitch”出售))，可包括具有安装凸缘38的壳体36。壳体36可设置在间隔盖16的顶上，其中机械紧固件40a、40b延伸穿过安装凸缘38、间隔盖16和基座12，以用于将前述部件以竖直堆叠关系紧固在一起，如图所示。壳体36可具有延伸穿过其的竖直取向的中空轴41，该轴41具有位于间隔盖16的射弹通道32正上方的第一开口端。轴41可容纳有射弹件42，该射弹延伸到射弹通道32中并且搁置在熔断器板14的汇流条部分22的顶上。在各种实施方案中，射弹件42可具有与汇流条部分22以面对关系设置的尖的或楔形的尖端。本公开在这方面不受限制。

壳体36还可容纳有烟火起爆器44，该烟火起爆器邻近轴41的第二顶端设置，并且被配置为将爆炸输出排放到该轴的该第二顶端中。在各种实施方案中，烟火起爆器44可以可操作地连接到位于汽车内的控制器45(例如，安全气囊控制单元、电池管理系统等)。在发生诸如汽车碰撞的指定事件时，控制器45可向pi18发送起爆信号，致使烟火起爆器44被引爆。引爆的爆炸输出可导致轴41内的压力增加，从而迅速迫使射弹件42向下穿过熔断器板14的汇流条部分22，如图3所示。汇流条部分22由此被切断，并且流过熔断器板14的电流中断。射弹件42(其可由介电材料形成)可在汇流条部分22的分开的端部之间提供电绝缘阻隔以防止在它们之间发生电弧放电。

参考图4，示出根据本公开的示例性非限制性实施方案的示出了另一个主动/被动汽车熔断器模块100(下文称为“熔断器模块100”)的透视图。熔断器模块100可与上述熔断器模块10基本上相同，除了熔断器模块10的熔断器板14的第一端子部分26a和第二端子部分26b被竖直延伸的第一端子插脚126a和第二端子插脚126b替代。第一端子插脚126a和第二端子插脚126b可适应熔断器模块100的“插入”应用，其中第一端子插脚126a和第二端子插脚126b可与互补插座配合，以用于将熔断器模块100连接在电路内。

根据上述说明，应当理解，本公开的主动/被动汽车熔断器模块便于以单个紧凑的节省空间的形状因数实现被动电路保护元件和主动电路保护元件两者(例如，常规的熔断器元件和烟火断路器)，这便于方便地安装在汽车内。还应当理解，本公开的主动/被动汽车熔断器模块可尤其非常适合于高电压应用。

如本文所用，除非明确地叙述了此类排除，否则以单数形式叙述并且以单词“一”或“一个”开头的元件或步骤应被理解为不排除多个元件或步骤。此外，对本公开的“一个实施方案”的引用不旨在被解释为排除同样包含所述特征的附加实施方案的存在。

虽然本公开引用某些实施方案，但在不脱离如所附权利要求中所定义的本公开的实质和范围的情况下，对所述实施方案的许多修改、更改和改变是可能的。因此，本公开旨在不限于所描述的实施方案，而是具有由所附权利要求的语言及其等同物限定的全部范围。