[发明专利]机电电路断路器和电池壳体

说明书

公开了一种对故障状态为响应性的电断路器。热启动开关可以设置在断路器的第一端子与第二和第三端子之间。开关可以具有正常运行状态，在正常运行状态下，第一端子电连接到第二端子。开关可以具有故障状态，在故障状态下，第一端子电连接到第二端子和第三端子二者，使得电流的大部分在第一端子和第三端子之间流动，并且电流的少部分在第一端子和第二端子之间流动。断路器可以包括在第二端子和第三端子中之一与第一端子之间的正温度系数(PTC)电阻器。热启动开关可以集成到多种结构中，例如集成到可以容纳一个或多个单元的电池组中。

相关申请的交叉引用

本申请要求美国临时专利申请号62/269,420和62/331,756的优先权，其全部公开内容通过引用全部并入本文并用于所有目的。

背景

技术领域

本领域总体上涉及机电电路断路器，特别地涉及三端断路器以及包含这种三端断路器的电气系统。本领域还涉及一种机电电路断路器可以与之集成的电池壳体。

背景技术

在各种类型的电气装置中，电路元件诸如电池(其可以包括一个或多个单元(cell，电池单元、电池单体))或其他部件可能经历负面地影响较大型电气装置的运行或可靠性的故障。例如，电路元件可能变得过热和/或可能经历过量的电流通过电路元件的过电流故障。这种超温和/或过电流故障可能降低装置的功能性、可靠性、寿命和/或安全性。因此，依然持续需要一种设备，其在运行期间当电路元件(诸如电池)经历超温和/或过电流故障时保护较大型电气装置。

发明内容

在一种实施方式中，公开了一种对故障状态为响应性(responsive to，对…敏感)的电断路器。断路器可以包括第一端子、第二端子和第三端子。断路器还可以包括设置在第一端子与第二和第三端子之间的热启动开关。该开关可以具有正常运行状态，在正常运行状态下，第一端子电连接到第二端子。开关可以具有故障状态，在故障状态下，第一端子电连接到第二端子和第三端子二者，使得在故障状态下，电流的大部分在第一端子和第三端子之间流动，并且电流的少部分在第一端子和第二端子之间流动。

在一些实施方式中，断路器可以包括在第一端子和第二端子之间的正温度系数(PTC)电阻器。热启动开关可以包括与PTC电阻器接触的双金属切换元件。双金属切换元件可以是圆顶形。热启动开关可以包括电连接到第一端子和双金属切换元件的可移动臂。当开关处于正常运行状态时，可移动臂可以电连接到第二端子。随着开关从正常运行状态变动到故障状态，双金属切换元件可以在形状上倒置(invert，倒转、反向)。双金属切换元件的倒置可以使可移动臂枢转或弯折以电连接到第三端子。开关可以被配置为当热启动开关的温度上升高第一阈值温度以上时从正常运行状态变动到故障状态。开关可以被配置为当热启动开关的温度下降到第二阈值温度以下时从故障状态返回到正常运行状态，第二阈值温度低于第一阈值温度。第一阈值温度可以在65℃至85℃的范围内。第一阈值温度可以在70℃至80℃的范围内。第二阈值温度可以在30℃至60℃的范围内。第二阈值温度可以在40℃至55℃的范围内。开关可以被配置为使得在开关从正常运行状态变动到故障状态之后，开关不会自动变动回到正常运行状态。PTC电阻器可以设置在第一端子和第二端子之间。PTC电阻器可以包括陶瓷PTC电阻器。

在另一实施方式中，公开了一种装置。该装置可以包括彼此串联连接的多个电池单元，多个电池单元中的每个电池单元都具有第一电池单元端子和第二电池单元端子。该装置可以包括连接到多个电池单元中的选定电池单元的第一电池单元端子的电断路器。电断路器可以包括第一端子、第二端子和第三端子。断路器可以包括设置在第一端子与第二和第三端子之间的开关(例如，热启动开关)。开关可以具有正常运行状态，在正常运行状态下，第一端子电连接到第二端子。开关可以具有故障状态，在故障状态下，第一端子电连接到第二端子和第三端子二者。该装置可以包括将第三端子与选定电池单元的第二电池单元端子电连接的旁路电路，使得在故障状态下，电流的大部分在第一端子和第三端子之间流动以提供绕所述选定电池单元的分流，并且电流的少部分在第一端子和第二端子之间流动。