具体实施方式

现在将在下文中参考附图更全面地描述根据本公开的保险丝设备和组件，系统和方法的实施例在附图中示出。然而，保险丝设备和组件可以以许多不同的形式体现，并且不应该被解释为限于本文中阐述的实施例。相反，提供这些实施例是为了使本公开详尽和完整，并且向本领域技术人员全面传达该系统和方法的范围。

如上所述，在过去十年左右的时间里，电动车辆保险丝对于汽车市场而言是相对新型的保险丝。从历史上看，这些保险丝源于工业保险丝设计，并且随着成交量上升已经慢慢发展为更有利于汽车的设计。工业设计通常在应用的附件、整体保险丝结构/外观和坚固性方面非常有限。本公开提供了更有利于汽车的设计，例如，在形状/结构、性能和特征方面。

虽然不是限制性的，但是本公开的实施例可以应用于在最小500VDC并且包括或者甚至超过1000VDC操作的保险丝。电流范围甚至可能更宽，但是通常包括从100A至500A的额定值。

在一些实施例中，保险丝元件的整体结构呈倒u形形状。在电弧事件期间，当电流大小突然改变时，由于电磁力(B力)，电弧被迫向外并且远离u形元件的两条电流路径。有利地，通过迫使电弧向外，电弧被拉长并且被推离保险丝的金属，否则会供电给电弧，因此更有可能快速熄灭。

本公开还考虑了以下事实：电流路径越靠近，该B力越高。因此，本文的实施例可以提供屏障来隔开u形元件的两条路径，并且提供绝缘和额外的电弧抑制。利用高度吸热材料，例如，三聚氰胺或聚酰胺46(PA46)，也可以有助于熄灭由于非常接近以及除气或吸热效应导致的电弧。在保险丝结构的其他区域(例如，整个主体等)中使用这种材料还可以有助于提高保险丝的电弧性能，有可能允许消除来自高压保险丝的沙粒。

根据本公开实施例的用于灭弧的附加性能方法是使用可变容积电弧室。例如，当电弧消耗保险丝元件的电流路径时，B力迫使电弧进入更大的容积区域，这不仅通过延长电弧而且通过降低压力来减少电弧的能量。这在设计没有填充材料(例如，沙粒)的高压保险丝时尤其有利。

此外，在本公开的一些实施例中，可向装置填加分流板，其中，可以通过将非载流质量添加到电弧路径来冷却电弧。有利地，这可以提高带有沙粒的电弧性能，或者潜在地允许完全消除沙粒。此外，在一些实施例中，包装选项也可以是可变的。例如，由于底部保险丝部分的结构，可以利用插入式端子。在其他实施例中，端子可以形成并且冲压有用于螺栓固定应用的孔。在其他实施例中，端子可以沿着保险丝主体的侧部形成，以与焊接的PCB应用或夹持型连接一起工作。类似于0HEV/10EV，这种类型的结构可以接受定制端子，其可以焊接到端子短线。

此外，本公开的另一方面是增加装甲以封闭保险丝。用更坚固的材料包裹高灭弧材料可以允许更高的强度，从而防止保险丝内部的压力泄漏。这有利地允许更小的占地面积，并且减少可能昂贵的灭弧材料的使用。

参考图1，示出了根据本公开的保险丝设备/组件/装置(下文“装置”)100的示例性实施例。示例性装置100可以包括限定内部空腔104的壳体102。尽管不限于任何特定的形状或构造，但壳体102可以包括底壁106、顶壁108和一组侧壁110。在一些实施例中，壳体102的各个部件可以由绝缘材料制成，诸如绝缘塑料，例如，尼龙、玻璃填充尼龙、聚酯和聚碳酸酯。在各种实施例中，底壁106、顶壁108和侧壁110可以由相同或不同的材料制成。

空腔104可以包括设置在其中的一个或多个电路保护装置，例如，保险丝114。保险丝114可以包括空腔104内的保险丝元件116，保险丝元件116由具有期望的导电特性的任何材料形成或组成。在某些实施例中，保险丝元件116可以是镍、铜、锡或者包含镍、铜、银、金或锡或其任何组合的合金或混合物。在某些实施例中，保险丝元件116可以具有大约5至20密耳(一密耳是千分之一英寸)的厚度。

保险丝元件116可以包括由屏障122隔开的第一部件118和第二部件120。尽管不是限制性的，但第一部件118和第二部件120通常彼此平行地延伸，形成倒U形形状。第一部件118和第二部件120可以在桥128处接合。在一些实施例中，桥128可以包括被穿孔隔开的一个或多个弱化或变薄的部段，以形成一组易熔连线。在过电流事件期间，易熔连线不能防止电流在第一部件118和第二部件120之间通过。在一些实施例中，第一部件118和第二部件120平行于屏障122的相应外表面延伸。在一些实施例中，第一部件118和第二部件120可以与屏障122直接接触。换一种说法，保险丝元件116可以包裹在屏障122周围。

如进一步所示，第一端子130可以连接到第一部件118，并且第二端子132可以连接到第二部件120。在该实施例中，第一端子130和第二端子132通过底壁106延伸到壳体102的外部。如图所示，第一端子130和第二端子132的自由端可以形成为叶片，用于作为插入式保险丝连接到其他电气部件。

在一些实施例中，空腔104可以填充有电弧抑制材料，诸如二氧化硅、硅酮、沙粒或其任何组合。穿过壳体102的开口可以允许空腔104填充有电弧抑制材料。尽管不是限制性的，但该孔可以处于顶壁108的中心，使得电弧抑制材料可以均匀地填充空腔104。

如图所示，屏障122可以在保险丝元件116的第一部件118和第二部件120之间延伸。屏障122以及第一部件118和第二部件120可以垂直于底壁106延伸。在示例性实施例中，屏障122可以由高除气或吸热材料构成，诸如不锈钢或铝。屏障122和底壁106可以为相同的材料。在使用期间，屏障122为通常根据保险丝元件116的形状形成的电弧屏障。

参考图2，示出了根据本公开的保险丝装置(下文“装置”)200的示例性实施例。装置200在某些方面可以与上述装置100相同或类似。因此，为了简洁起见，下文中可以仅描述装置200的某些方面。示例性装置200可以包括限定内部空腔204的壳体202。u形的保险丝元件216可以设置在空腔204内。壳体202可以包括底壁206、顶壁208和一组侧壁210。

壳体202可以进一步包括延伸到空腔中的装甲层240。在一些实施例中，装甲层240可以沿着底壁206、顶壁208和侧壁210的内表面形成。在其他实施例中，装甲层240可以附加地或替代地沿着壳体202的一个或多个外表面形成。如图所示，装甲层240的内表面242可以限定空腔204。在该实施例中，空腔204呈现倒置的泪滴形状或轮廓。空腔204的形状通常保持电弧容积244与壳体202的内表面等距，以提供增强的冷却和除气。在一些实施例中，装甲层240可以为不锈钢。在一些实施例中，空腔204可以填充有电弧抑制材料，诸如二氧化硅或沙粒。

参考图3，示出了根据本公开的保险丝装置(下文“装置”)300的示例性实施例。装置300在某些方面可以与上述装置100和200相同或类似。因此，为了简洁起见，下文中可以仅描述装置300的某些方面。示例性装置300可以包括限定内部空腔304的壳体302。u形的保险丝元件316可以设置在空腔304内。壳体302可以包括底壁306、顶壁308和一组侧壁310。

延伸到空腔304中的可以是多个分流板348。分流板348通常可以垂直于顶壁308延伸。在使用期间，分流板348将电弧分成一系列电压更小的较小电弧。分流板348可以在延伸通过屏障322的中心线的两侧上对称。分流板348可以由任何含铁材料制成，包括但不限于钢。在其他实施方式中可以使用比示出的更多或更少的板。此外，应当理解，分流板348的尺寸以及它们之间的间距可以根据特定的实施方式来选择，诸如基于装置300的整体尺寸和/或预期出现的电压或电流。

在一些实施例中，壳体302可以进一步包括沿着其内表面形成的装甲层340。此外，在一些实施例中，空腔304可以填充有电弧抑制材料，诸如二氧化硅或沙粒。

参考图4，示出了根据本公开的保险丝装置(下文“装置”)400的示例性实施例。装置400在某些方面可以与上述装置100、200和300相同或类似。因此，为了简洁起见，下文中可以仅描述装置400的某些方面。示例性装置400可以包括限定内部空腔404的壳体402。u形的保险丝元件416可以设置在空腔404内。壳体402可以包括底壁406、顶壁408和一组侧壁410。

壳体402可以进一步包括朝向保险丝元件416延伸的装甲层440。在一些实施例中，装甲层440可以沿着侧壁410和底壁406的内表面形成。如图所示，装甲层440没有沿着顶壁408形成。装甲层440的内表面442可以部分地限定空腔404。在一些实施例中，装甲层440可以为不锈钢。在一些实施例中，空腔404可以填充有电弧抑制材料，诸如二氧化硅或沙粒。

应当理解，在不同的实施例中，各种壳体和端子的构造都是可能的。例如，如图5的装置500中所示，第一端子530和第二端子532沿着壳体502的底壁506平坦延伸。在一些实施例中，第一端子530和第二端子532中的每一个可以包括开口(未示出)以接收紧固件。如图6的装置600中所示，第一端子630和第二端子632沿着壳体602的底壁606和每个侧壁610延伸。第一端子530和第二端子532可以是可夹持的。

前述的讨论是为了说明和描述的目的而提出的，并且不旨在将本公开限制于本文公开的一种或多种形式。例如，为了精简本公开的目的，可以在一个或多个方面、实施例或构造中将本公开的各种特征聚集在一起。然而，应当理解，可以在替代方面、实施例或构造中组合本公开的某些方面、实施例或构造的各种特征。此外，所附权利要求在此通过引用结合到本详细描述中，其中每个权利要求作为本公开的单独实施例独立存在。

如本文所使用的，以单数形式叙述并且用单词“一(a或an)”开头的元件或步骤应理解为不排除复数个元件或步骤，除非明确叙述了这种排除。此外，对本公开的“一个实施例”的提及不旨在解释为排除也包含所叙述特征的其他实施例的存在。

本文使用的“包括”、“包含”或“具有”及其变体意味着涵盖其后列出的项目及其等同物以及附加项目。因此，术语“包括”、“包含”或“具有”及其变体是开放式表述，并且可以在本文中互换使用。

如本文所使用的，短语“至少一个”、“一个或多个”和“和/或”是开放式表述，在运用时既有连接又有分离。例如，表述“A、B和C中的至少一个”、“A、B或C中的至少一个”、“A、B和C中的一个或多个”、“A、B或C中的一个或多个”和“A、B和/或C”中的每一个意味着仅A、仅B、仅C、A和B一起、A和C一起、B和C一起、或者A、B和C一起。

所有的方向参考(例如，近端、远端、上部、下部、向上、向下、左、右、横向、纵向、前、后、顶部、底部、上方、下方、竖直、水平、径向、轴向、顺时针和逆时针)仅用于标识目的，以帮助读者理解本公开，并且不形成限制，特别是对于本公开的位置、取向或使用。除非另有说明，否则连接参考(例如，附接、联接、连接和接合)应广义地解释，并且可以包括元件集合之间的中间构件以及元件之间的相对移动。因此，连接参考不一定推断出两个元件直接连接并且是相互固定关系。

此外，标识参考(例如，主要、次要、第一、第二、第三、第四等)并不旨在意味着重要性或优先权，而是用来将一个特征与另一个特征区分开。附图仅为了说明的目的，并且在所附图纸中反映的尺寸、位置、顺序和相对大小可能有所不同。

此外，术语“大致”或“基本上”以及术语“近似”或“大约”在一些实施例中可以互换使用，并且可以使用本领域普通技术人员可接受的任何相关度量来描述。例如，这些术语可以用作与基准参数的比较，以指示能够提供预期功能的偏差。虽然不是限制性的，但是与基准参数的偏差可以为例如小于1％、小于3％、小于5％、小于10％、小于15％、小于20％等的量。

本公开的范围不受本文描述的具体实施例的限制。事实上，除了本文描述的那些之外，本公开的其他各种实施例和修改对于本领域普通技术人员来说从前述的描述和附图中将是显而易见的。因此，这样的其他实施例和修改旨在落入本公开的范围内。此外，出于特定目的，本文已经在特定环境中的特定实施方式的上下文中描述了本公开。本领域普通技术人员将认识到，有用性不限于此，并且本公开可以出于任何数量的目的有益地在任何数量的环境中实施。因此，将鉴于本文描述的本公开的全部广度和精神来解释所阐述的权利要求。