[发明专利]一种高可靠电池保护开关

说明书

技术领域

本发明涉及开关技术领域，具体涉及一种高可靠电池保护开关。

背景技术

随着高新技术的发展，卫星上用电设备越来越多，使用寿命要求越来越长，对卫星电池能量密度、长寿命及高可靠提出了更严格的要求。由于锂离子电池具有重量小、能量密度高、使用寿命长的优点，越来越多的新型号卫星拟采用锂离子电池组做为发射期间和轨道地影期的电源。卫星用锂离子电池组由多个电池单体串、并联组成，虽然各电池单体经过严格的筛选和匹配，但随着使用时间的延长和充放电周期的增加，存在个别电池单体出现性能下降从而与整组电池不匹配的可能性。考虑到其使用工况特点，基本不存在对卫星用锂离子电池组进行维修或替换的可能性，为提高和保证锂离子电池组的可靠性，避免由于个别电池单体出现性能故障从而影响到整个电池组供电，需要为电池单体配备保护开关，用于卫星配套锂离子电池组中对故障电池进行旁路切除。

图1为这类电池保护开关的工作原理示意图，其中(a)为触发前，(b)为触发动作过程，(c)为触发后。每个电池配接一个保护开关，当各串联电池特性均正常时，保护开关处于正常工作位置常闭点(T1引出端与T2引出端)接通(触发前)，电池回路电流流过常闭点；当检测到某一电池需要切除时，给出保护开关触发指令，开关触发动作，首先是常开点(T1引出端与T3引出端)先闭合(触发动作过程)，将故障电池短路，然后常闭点再断开，将故障电池切除(触发后)，保护开关的动作过程为先通后断，从而可以保证外部供电回路不因保护开关切换受到影响。由于这类电池保护开关是在卫星上使用，对其重量、稳定性、可靠性具有较高的要求。要求重量尽可能小；要求接触点的接触电阻较小且长期稳定，以满足卫星数年甚至数十年的在轨工作时间；要求能够可靠的触发动作，完成电路切换。

发明内容

本发明提供一种高可靠电池保护开关，其具有切换可靠性高和整体重量小的特点。

为解决上述问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种高可靠电池保护开关，包括接触系统和释放装置。接触系统和释放装置通过连杆连接，其中连杆前端与接触系统的导电杆后端连接。所述释放装置包括释放外壳，以及设置在释放外壳内的2个引出杆、熔丝、滑块体、片簧和限位杆。2个引出杆嵌设在释放外壳上，熔丝跨接在这2个引出杆位于释放外壳内侧的一端上，这2个引出杆位于释放外壳外侧的一端与外部控制装置连接。滑块体是由3块以上的扇形滑块组合而成的柱状体。片簧的后端固定在其中一块扇形滑块的外扇面上，片簧的前端绕过其余扇形滑块的外扇面后与熔丝连接。限位杆设置在扇形滑块及片簧的径向外侧，且限位杆与扇形滑块之间留有间隙。

当熔丝未熔断时，片簧的前端被熔丝拉扯而处于拉紧状态，片簧将滑块体的扇形滑块紧箍在一起。此时滑块体的中部未留有空隙供连杆的后端伸入，并使得接触系统的一组引出端导通，另一组引出端分断。

当熔丝熔断时，片簧的前端从熔丝中脱出而处于散开状态，片簧解除对扇形滑块的紧箍限制，所有扇形滑块均朝向径向外侧散开，直至扇形滑块的外扇面抵在限位杆上。此时滑块体的中部留出了供连杆的后端伸入，并使得接触系统的一组引出端分断，另一组引出端导通。

上述方案中，片簧的前端开设有小孔，连接在2个引出杆上的熔丝穿过该小孔与片簧连接。

上述方案中，滑块体为圆柱形。

上述方案中，滑块体由3～5个扇形滑块组成。

上述方案中，每个扇形滑块的径向内侧均具有一个内扇面。

上述方案中，连杆通过连杆绝缘套与导电杆相连。

所述接触系统包括接触外壳，以及设置在接触外壳内的3个引出端、弹簧触指和导电杆。3个引出端嵌设在接触外壳上，引出端位于接触外壳外侧的部分与外部的待保护电池连接。3个引出端位于接触外壳外侧的部分开设有成型槽，弹簧触指安装在引出端的成型槽内。导电杆的前端穿过3个引出端内开设的成型槽及其弹簧触指，并通过弹簧触指与引出端连接。

与现有技术相比，本发明具有如下特点：

1、释放装置中采用了片簧缠绕滑块体的结构，将压缩状态的压簧的推动力转化缩小数十倍，从而通过一根细熔丝可靠的保持住片簧拉紧的状态，当熔丝通电熔断后，片簧能够可靠的打开，进而实现开关在触发前的可靠保持，以及触发时的可靠切换；

2、与传统使用电磁机构实现切换功能的开关不同，本发明使用释放装置来实现切换功能，从而达到较小的整体重量；