[发明专利]具有烟火致动的电路断路器

说明书

技术领域

本发明涉及一种烟火致动电开关，其例如用作断路器并优选地使用已知的气体微发生器。优选的应用领域是要求包含电路断路器的电动车辆，从而使车辆及其乘客的安全在电池和/或相关电路发生故障的时候、例如发生事故的时候均得到保证。因此，本发明主要旨在通过提供传动系构件的紧急关断来保护电动汽车的乘客。然而，这种装置也能够用于其他领域，比如航空、航天、航海等等。

背景技术

电动车辆的发展导致了例如锂电池等高存储容量和高功率电池的使用。因此，这种电池的安全使用就成为关注的焦点。但是，电动车辆的安全并不仅仅取决于电池。驱动系中所有链路和与电池的连接的安全都必须优化，这是因为他们必须经得住道路车辆固有的冲击和振动、并在事故或部件自身故障导致短路的时候迅速隔离。

因此，需要进行电气保护的主要电源元件首先是电池的各个元件，其次是驱动系统、动能恢复装置（超级电容器）、用于将直流转换为交流的电子装置、用于对提供至马达的电力进行控制的系统等等。

因此，有必要提供具有迅速可靠致动的车辆断路器，其能够使得故障部件紧急关断。在操作异常的时候、或在一个或多个检测器已经发出警告信号或乘客存在高风险（触电、中毒、烧伤等等）的重大事故的时候，该紧急关断也能够被激活。

已经提出了几种装置和断路器。例如，从文献EP1502683中已知一种配备有空心活塞的烟火致动断路器，其具有面向该活塞的气体发生器和待切断的电导体。其中在烟火跳闸时的压力下积聚有燃烧气体的空心活塞移动并推动配备有可以切断导体的一种刀具的另一元件。由于该装置要求大量的生产成本相对高的精密部件，该装置是很复杂的。而且，这些部件的组装需要掌握以小的机械公差进行组装和接合操作，这使得很难进行自动化以实现高生产率。此外，当烟火压力建立时，该装置会具有引起气体泄漏的不良密封，这能危及断路器的正确操作。

发明内容

本发明可以克服所有这些困难。

更具体地，本发明涉及一种烟火致动电开关，其包括位于同一个壳体中的烟火跳闸的气体发生器和与所述气体发生器相关联的可变结构腔，其特征在于，所述烟火致动电开关还包括在所述烟火跳闸之前构成所述腔的底部隔板的导电叶片，并且所述叶片的两个端部从所述壳体的外部是可接触到的，所述底部隔板包括至少一个可断开切口，所述可断开切口用于当所述气体发生器发出气体时电气分开所述可接触到的端部，并且在所述气体发生器的相对于所述导电叶片的另一侧限定有间隙空间，以使得所述叶片的至少一部分已断开的部分在所述气体发生器跳闸的时候进入所述间隙空间。

换句话说，在最基本的版本中，烟火致动气体发生器直接面向构成在跳闸时容积变化的腔的隔板的切断叶片，以朝向间隙空间驱动由叶片构成的所述底部隔板的至少一部分。例如，所述壳体由塑铸获得。

优选地，限定在所述气体发生器的另一侧的间隙空间设置有具有负压力（negative draft）的壁，以使得所述叶片的已断开部分在所述间隙空间内沿着其整个行程进行摩擦。

叶片的已断开部分在间隙空间的具有负压力的壁上的摩擦使得所述可变结构腔在叶片的已断开部分的位移中始终保持气密性。因而，所述烟火跳闸的气体发生器的燃烧气体仍然被局限在所述可变结构腔内以保证所述可变结构腔的增压。

由此获得的断路器具有低质量和小体积，尤其适合自动化的批量生产。事实上，该自动化生产能够在注塑机周围非常简单地组织，从而通过塑铸形成容纳气体发生器和叶片的外壳体。

根据优选实施例，在气体发生器和导电叶片之间夹有可移动密封元件。

例如，该可移动密封元件构成在烟火跳闸之前在所述可变结构腔内介于气体发生器和所述可断开叶片之间的滑动塞。

该元件用于防止叶片的断开引起气体泄漏导致降压。这种降压的确可以在第一操作时刻之后引起烟火填料（pyrotechnic charge）的熄灭，或者可以导致施加至叶片的压力不足，从而造成不完全断开或部分或太慢的电气切断。

根据一种变型例，可移动密封元件是开口连接至所述气体发生器的出口的封闭波纹管。在此情况下，在烟火跳闸之后，气体仍然被局限在波纹管内并使后者膨胀，所述膨胀使所述叶片断开。

根据上文限定的变型例，可能导电的残余燃烧气体也被阻止与叶片的已断开端部相接触。因而获得了较好的电隔离。

附图说明

根据随后以示例形式单独给出的并参考所附非限制性附图对符合本发明原理的几种烟火致动电开关所做的描述，本发明将得以更好地理解，本发明的其他优点将变得更加清楚，其中：