断路器

技术领域

本申请总体上涉及断路器。

背景技术

电路过电流保护的产品是基于流过熔断器电流产生的热量熔断的熔断器，存在主要的问题是热熔熔断器和负载匹配关系。例如在新能源车主回路保护情况，如果负载出现低倍数过载或短路的情况，选用低电流规格的熔断器不能满足电流短时间过冲的情况，如果选用高电流规格的熔断器不能满足快速保护的要求。在目前新能源车辆提供能量的锂电池包，在短路情况下输出电流大约是额定电流的几倍，熔断器保护时间不能满足要求，导致电池包发热起火燃烧。由于耐受电流发热和分断电流发热熔化，都源于流过熔断器的电流，此种采用电流的发热熔断的保护器件无法在具有较大额定电流或耐受较强的短时过载/冲击电流(例如电动汽车启动或爬坡时的短时大电流)的条件下，达到一定幅值故障电流足够快的分断速度，或者在一定幅值故障电流足够快的保护速度条件下，实现较高额定电流，或耐受较大的过载/冲击电流而不损伤。

目前，市场上已经存在一种快速分断的切断开口结构，其主要包括电子点火装置、导电板和导电板掉落后的容置腔，电子点火装置产生高压气体带动动力装置冲断导电板，断裂后导电板向下掉落至容置腔中，实现电路快速断开的目的。但是，其还存在有一些不足和缺陷,导致灭弧能力有限，难以分断大的故障电流。

发明内容

本申请的目的之一是提供一种能够克服现有技术中至少一个缺陷的断路器。

本申请的一个目的是提供一种断路器，其具有较强的灭弧能力。

本申请的另一个目的是提供一种断路器，其分断性能良好，分断后能够获得优异的绝缘阻抗。

根据本申请的第一方面，提供一种断路器，其包括：

壳体，所述壳体限定了操作腔室和灭弧腔室；

切断机构，所述切断机构设置在所述操作腔室中并且包括冲头，所述切断机构被配置为通过所述冲头切断在所述操作腔室和所述灭弧腔室之间延伸穿过所述壳体的导体；

其中所述切断机构的冲头包括第一冲头和第二冲头，所述第一冲头和所述第二冲头彼此间隔开以在所述第一冲头和所述第二冲头之间限定出凹槽，其中当所述切断机构切断延伸穿过所述壳体的导体时，所述导体在单个切断点处断开；

其中所述灭弧腔室内设置有挡板，所述挡板与所述凹槽对齐，当所述导体在所述切断点处断开之后，所述挡板插入到所述凹槽中；并且

其中所述断路器还包括：

灭弧介质，所述灭弧介质为金属丝网的形式并且填充在所述灭弧腔室中；以及

气流引导机构，所述气流引导机构围绕所述灭弧介质设置并且被配置为在所述切断机构切断延伸穿过所述壳体的导体时将气体(燃弧产生的高温气体)从所述切断机构的冲头引导穿过所述灭弧介质。

为金属丝网形式的灭弧介质可以有效地耗散掉导体被切断时产生的电弧，而气流引导机构则使得含有电弧的气体能够更高效地充分接触灭弧介质而增强断路器的灭弧效果。

根据本申请的断路器的一些实施例，从所述切断机构的冲头至所述气流引导机构限定了气流引导路径，所述灭弧介质位于所述气流引导路径中。

根据本申请的断路器的一些实施例，所述气流引导机构为围绕所述灭弧介质的多个空腔，当所述切断机构切断延伸穿过所述壳体的导体时，气体从所述切断机构的冲头流过所述灭弧介质而流入到所述多个空腔中。

根据本申请的断路器的一些实施例，所述多个空腔具有面向所述灭弧介质的入口，当所述切断机构切断延伸穿过所述壳体的导体时，气体从所述切断机构的冲头流过所述灭弧介质而经由所述入口流入到所述多个空腔中。进一步地，在一些实施例中，所述多个空腔中的每一个空腔具有面向所述灭弧介质的入口。

根据本申请的断路器的一些实施例，所述入口为长形间隙的形式。

根据本申请的断路器的一些实施例，所述多个空腔围绕所述灭弧介质均匀分布。

根据本申请的断路器的一些实施例，其中当所述切断机构切断延伸穿过所述壳体的导体时，所述第一冲头作用在所述导体的第一切断部上以使所述第一切断部向下弯折并且所述第二冲头作用在所述导体的第二切断部上以使所述第二切断部向下弯折，使得所述导体在所述第一切断部和所述第二切断部之间的单个切断点处断开。

根据本申请的断路器的一些实施例，所述凹槽与所述切断点对齐。

根据本申请的断路器的一些实施例，当所述导体在所述切断点处断开之后，所述第一冲头和所述第二冲头伸入到所述灭弧腔室中并且分别接触所述灭弧腔室中的灭弧介质。

根据本申请的断路器的一些实施例，所述挡板与所述切断点相距一定距离，以便于所述导体在所述切断点处断开。

根据本申请的断路器的一些实施例，从所述第一切断部的切断端部、经过所述第一冲头的端部、经过所述凹槽的底部和所述挡板的顶部、经过所述第二冲头的端部、到所述第二切断部的切断端部限定出爬电路径。

凹槽与挡板的配合限定出了曲折的爬电路径，进一步降低了第一切断部和第二切断部之间导通的可能性。凹槽和挡板的配合增大了从第一切断部到第二切断部的爬电距离，显著提升了绝缘阻抗。

根据本申请的断路器的一些实施例，所述挡板将所述灭弧腔室分隔成彼此隔绝的第一灭弧腔室和第二灭弧腔室，所述第一灭弧腔室和所述第二灭弧腔室均填充有所述灭弧介质。

根据本申请的断路器的一些实施例，当所述导体在所述切断点处断开之后，所述第一冲头伸入到所述第一灭弧腔室中并且接触所述第一灭弧腔室中的灭弧介质，所述第二冲头伸入到所述第二灭弧腔室中并且接触所述第二灭弧腔室中的灭弧介质。

根据本申请的断路器的一些实施例，所述灭弧腔室上覆盖有支撑部件，所述支撑部件支撑所述导体，其中所述支撑部件在对应所述导体的第一切断部和第二切断部的位置处形成有开口，使得当所述切断机构切断延伸穿过所述壳体的导体时，所述第一切断部和所述第二切断部穿过所述开口向下弯折，所述第一冲头和所述第二冲头穿过所述开口而伸入到所述灭弧腔室中。

根据本申请的断路器的一些实施例，所述开口被配置为使得所述支撑部件不支撑所述导体的第一切断部和第二切断部。

根据本申请的断路器的一些实施例，所述支撑部件在所述开口处形成有第一接纳部和第二接纳部，当所述导体在所述切断点处断开之后，所述第一接纳部被配置为接纳向下弯折的所述第一切断部，所述第二接纳部被配置为接纳向下弯折的所述第二切断部。

根据本申请的另一方面，提供一种断路器，其特征在于，所述断路器包括：

壳体，所述壳体限定了操作腔室和灭弧腔室；以及

切断机构，所述切断机构设置在所述操作腔室中并且包括冲头，所述切断机构被配置为通过所述冲头切断在所述操作腔室和所述灭弧腔室之间延伸穿过所述壳体的导体；

其中当所述切断机构的冲头切断延伸穿过所述壳体的导体时，所述导体在单个切断点处断开；

其中所述灭弧腔室内设置有接纳构件，所述接纳构件与所述冲头对齐，当所述导体在所述切断点处断开之后，所述接纳构件接纳所述冲头；并且

其中所述断路器还包括：

灭弧介质，所述灭弧介质为金属丝网的形式并且填充在所述灭弧腔室中；以及

气流引导机构，所述气流引导机构围绕所述灭弧介质设置并且被配置为在所述切断机构切断延伸穿过所述壳体的导体时将气体从所述切断机构的冲头引导穿过所述灭弧介质。

在断路器的一些实施例中，从所述切断机构的冲头至所述气流引导机构限定了气流引导路径，所述灭弧介质位于所述气流引导路径中。

在断路器的一些实施例中，所述气流引导机构为围绕所述灭弧介质的多个空腔，当所述切断机构切断延伸穿过所述壳体的导体时，气体从所述切断机构的冲头流过所述灭弧介质而流入到所述多个空腔中。

在断路器的一些实施例中，所述空腔具有面向所述灭弧介质的入口，当所述切断机构切断延伸穿过所述壳体的导体时，气体从所述切断机构的冲头流过所述灭弧介质而经由所述入口流入到所述空腔中。

在断路器的一些实施例中，当所述切断机构切断延伸穿过所述壳体的导体时，所述冲头作用在所述导体的切断部上以使所述切断部向下弯折，使得所述导体在单个切断点处断开。

在断路器的一些实施例中，所述接纳构件与所述导体的切断点或切断部对齐。

在断路器的一些实施例中，当所述导体在所述切断点处断开之后，所述冲头伸入到所述灭弧腔室中并且接触所述灭弧腔室中的灭弧介质。

在断路器的一些实施例中，所述接纳构件与所述导体的切断点或切断部相距一定距离，以便于所述导体在所述切断点处断开。

在断路器的一些实施例中，所述接纳构件将所述灭弧腔室分隔成第一灭弧腔室和第二灭弧腔室，所述第一灭弧腔室和所述第二灭弧腔室均填充有所述灭弧介质。

在断路器的一些实施例中，所述灭弧腔室上覆盖有支撑部件，所述支撑部件支撑所述导体，其中所述支撑部件在对应所述导体的切断部和切断点的位置处形成有开口，使得当所述切断机构切断延伸穿过所述壳体的导体时，所述切断部穿过所述开口向下弯折，所述冲头穿过所述开口而伸入到所述灭弧腔室中。

在断路器的一些实施例中，所述开口被配置为使得所述支撑部件不支撑所述导体的切断部和切断点。

在断路器的一些实施例中，所述支撑部件在所述开口处形成有接纳部，当所述导体在所述切断点处断开之后，所述接纳部被配置为接纳向下弯折的所述切断部。

附图说明

在结合附图阅读下文的具体实施方式后，将更好地理解本申请的多个方面，在附图中：

图1是根据本申请一些实施例的断路器的透视图；

图2是根据本申请一些实施例的断路器的分解图；

图3是根据本申请一些实施例的断路器的剖视图，示出了断路器处于正常操作状态；

图4是图3中的部分A的放大图；

图5是根据本申请一些实施例的断路器的剖视图，示出了断路器处于切断操作状态；

图6是图5中的部分B的放大图；

图7是根据本申请一些实施例的断路器的剖视图，示出了断路器处于切断完成状态；

图8是图7中的部分C的放大图；

图9是根据本申请一些实施例的断路器的透视图，示出了灭弧腔室及其中的灭弧介质和气流引导机构；

图10是根据本申请一些实施例的断路器的仰视剖视图，示出了灭弧腔室及其中的灭弧介质和气流引导机构；

图11是根据本申请另一实施例的断路器的剖视图，示出了断路器处于正常操作状态；

图12是图11中的部分D的放大图；

图13是根据本申请另一实施例的断路器的剖视图，示出了断路器处于切断操作状态；

图14是图13中的部分E的放大图；

图15是根据本申请另一实施例的断路器的剖视图，示出了断路器处于切断完成状态；

图16是图15中的部分F的放大图；

图17是根据本申请另一实施例的断路器的仰视剖视图，示出了灭弧腔室及其中的灭弧介质和气流引导机构；

图18是根据本申请又一实施例的断路器的剖视图，示出了断路器处于正常操作状态；

图19是图18中的部分G的放大图；

图20是根据本申请又一实施例的断路器的剖视图，示出了断路器处于切断操作状态；

图21是图20中的部分H的放大图；

图22是根据本申请又一实施例的断路器的剖视图，示出了断路器处于切断完成状态；

图23是图22中的部分I的放大图；

图24是根据本申请又一实施例的断路器的透视剖视图，示出了灭弧腔室及其中的灭弧介质和气流引导机构；以及

图25是根据本申请一些实施例的断路器的测试结果曲线图。

附图标记列表：

1： 断路器

10： 导体 120：第一切断部

130：切断点 140：第二切断部

110：切断部

20： 壳体 220：第一壳体

240：第二壳体 222：操作腔室

242：灭弧腔室 260：外壳体

280：帽盖 242a：第一灭弧腔室

242b：第二灭弧腔室 230：螺栓

30： 切断机构 320：冲头

340：致动器 322：第一冲头

324：第二冲头 360：凹槽

40： 灭弧介质 420：挡板

440：接纳构件

50： 气流引导机构 520： 空腔

540：入口 560：连通口

60： 支撑部件 620：开口

640：第一接纳部 642：第二接纳部

644：接纳部。

具体实施方式

以下将参照附图描述本申请，其中的附图示出了本申请的若干实施例。然而应当理解的是，本申请可以以多种不同的方式呈现出来，并不局限于下文描述的实施例；事实上，下文描述的实施例旨在使本申请的公开更为完整，并向本领域技术人员充分说明本申请的保护范围。还应当理解的是，本文公开的实施例能够以各种方式进行组合，从而提供更多额外的实施例。

应当理解的是，在所有附图中，相同的附图标记表示相同的元件。在附图中，为清楚起见，某些特征的尺寸可以进行变形。

应当理解的是，说明书中的用辞仅用于描述特定的实施例，并不旨在限定本申请。说明书使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)除非另外定义，均具有本领域技术人员通常理解的含义。为简明和/或清楚起见，公知的功能或结构可以不再详细说明。

说明书使用的单数形式“一”、“所述”和“该”除非清楚指明，均包含复数形式。说明书使用的用辞“包括”、“包含”和“含有”表示存在所声称的特征，但并不排斥存在一个或多个其它特征。说明书使用的用辞“和/或”包括相关列出项中的一个或多个的任意和全部组合。说明书使用的用辞“在X和Y之间”和“在大约X和Y之间”应当解释为包括X和Y。本说明书使用的用辞“在大约X和Y之间”的意思是“在大约X和大约Y之间”，并且本说明书使用的用辞“从大约X至Y”的意思是“从大约X至大约Y”。

在说明书中，称一个元件位于另一元件“上”、“附接”至另一元件、“连接”至另一元件、“耦合”至另一元件、或“接触”另一元件等时，该元件可以直接位于另一元件上、附接至另一元件、连接至另一元件、联接至另一元件或接触另一元件，或者可以存在中间元件。相对照的是，称一个元件“直接”位于另一元件“上”、“直接附接”至另一元件、“直接连接”至另一元件、“直接耦合”至另一元件、或“直接接触”另一元件时，将不存在中间元件。在说明书中，一个特征布置成与另一特征“相邻”，可以指一个特征具有与相邻特征重叠的部分或者位于相邻特征上方或下方的部分。

在说明书中，诸如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“高”、“低”等的空间关系用辞可以说明一个特征与另一特征在附图中的关系。应当理解的是，空间关系用辞除了包含附图所示的方位之外，还包含装置在使用或操作中的不同方位。例如，在附图中的装置倒转时，原先描述为在其它特征“下方”的特征，此时可以描述为在其它特征的“上方”。装置还可以以其它方式定向(旋转90度或在其它方位)，此时将相应地解释相对空间关系。

通常，断路器的作用是在主回路出现诸如过载或短路等异常情况时快速断开主回路，以保护主回路的其它电路元件。主回路上的导体延伸穿过断路器，断路器的切断机构能够切断该导体，以切断主回路上的电流。

在断路器的切断机构切断导体时，在导体的被切断的部位处会产生电弧，这样的电弧对于断路器的操作而言是不利的，可能造成断路器失效而无法成功切断主回路。因此，在断路器中通常设置有灭弧机构，以在断路器的切断机构切断导体时对导体的被切断的部位执行灭弧操作，确保断路器的切断操作。本领域中通常期望能够尽可能地增强断路器的灭弧效果，以提高断路器的可靠性。

根据本申请的断路器通过创新性的灭弧构造，提供了非常显著的、甚至令人惊奇的灭弧效果。

以下将参考附图详细描述根据本申请一些实施例的断路器。

图1是根据本申请一些实施例的断路器1的透视图，图2是根据本申请一些实施例的断路器1的分解图。如图1-2所示，根据本申请一些实施例的断路器1包括导体10和壳体20。导体10连接在待保护的主回路(未示出)中，并且延伸穿过壳体20。当主回路中出现诸如过载或断路等异常情况时，断路器1将导体10切断，以断开主回路。

为了描述方便和清楚，限定了断路器1的彼此正交的纵向方向和横向方向，纵向方向为例如图2所在的页面的上下方向，横向方向为例如图2所在的页面的左右方向。例如，导体10可以被描述为沿横向方向延伸。

壳体20可以限定出操作腔室和灭弧腔室，导体10可以在操作腔室和灭弧腔室之间沿横向方向延伸。在一些实施例中，如图所示，壳体20可以包括第一壳体220和第二壳体240，第一壳体220可以限定出所述操作腔室222，第二壳体240可以限定出所述灭弧腔室242。第一壳体220和第二壳体240可以通过例如螺栓230联接在一起，导体10可以设置在第一壳体220和第二壳体240之间，以沿横向方向延伸穿过壳体20。

应当理解，上述壳体20的示例仅仅是示例性的，而非限制性的，可以想到其它合适的壳体构造。例如，壳体20可以是单个封闭壳体，导体10沿横向方向延伸穿过壳体20，以将壳体20的内部空间分隔为操作腔室和灭弧腔室。

在一些实施例中，如图2所示，壳体20还可以包括外壳体260，外壳体260沿纵向方向位于第二壳体240下方，使得第二壳体240处于第一壳体220和外壳体260之间。外壳体260可以通过例如卡扣配合的方式联接到第二壳体240，以辅助封闭第二壳体240的内部空间而形成所述灭弧腔室242。

在一些实施例中，如图2所示，壳体20还可以任选地包括帽盖280，帽盖280可以被配置为覆盖第一壳体220。

如图3-8所示，本申请一些实施例的断路器1包括切断机构30，该切断机构30设置在操作腔室222内并且被配置为用以对导体10执行切断操作。切断机构30包括冲头320，冲头320面向导体10设置并且能够在操作腔室222内沿纵向方向滑动。切断机构30被配置为经由冲头320沿纵向方向的滑动作用在导体10上，来切断在操作腔室222和灭弧腔室242之间延伸穿过壳体20的导体10。

在一些实施例中，如图3、5、7所示，切断机构30可以包括致动器340，当主回路中出现诸如过载或断路等异常情况时，该致动器340接收到致动信号而被启用，以致动(例如推动)冲头320朝向导体10运动，从而使得冲头320能够作用在导体10上以切断导体10。致动器340可以为例如引爆器的形式，在接收到致动信号的情况下被引爆，爆炸产生的气体推动冲头320朝向导体10运动。应当理解，致动器340也可以采用本领域中任何其它合适的致动器而并不限于引爆器。

根据本申请的一些实施例，如图2-8所示，切断机构30的冲头320可以包括第一冲头322和第二冲头324，第一冲头322和第二冲头324彼此间隔开，以在第一冲头322和第二冲头324之间限定出凹槽360。在图示实施例中，第一冲头322和第二冲头324均为沿纵向方向延伸的柱状物或杆状物，它们之间限定的凹槽360也沿纵向方向延伸，凹槽360的开口端面向导体10。

导体10上形成有第一切断部120和第二切断部140，在第一切断部120和第二切断部140之间形成切断点130，即，第一切断部120和第二切断部140通过切断点130彼此连接。第一切断部120沿着纵向方向与第一冲头322对齐，第二切断部140沿着纵向方向与第二冲头324对齐，第一切断部120和第二切断部140之间的切断点130沿着纵向方向与第一冲头322和第二冲头324之间的凹槽360对齐。

切断点130的厚度可以比第一切断部120和第二切断部140的厚度小，使得当第一切断部120和第二切断部140受力时，导体10能够在切断点130处断开。第一切断部120和第二切断部140的厚度可以比导体10的其余部分的厚度小，以便于第一切断部120和第二切断部140在受力时发生变形。

这样，当主回路中出现诸如过载或断路等异常情况时，致动器340致动第一冲头322和第二冲头324沿着纵向方向朝向导体10运动，使得第一冲头322抵靠并作用在第一切断部120上，第二冲头324抵靠并作用在第二切断部140上。随着第一冲头322和第二冲头324沿着纵向方向继续运动，导体10在第一切断部120和第二切断部140之间的切断点130处断开，第一切断部120绕着第一切断部120的与切断点130相对的端部向下弯折，第二切断部140绕着第二切断部140的与切断点130相对的端部向下弯折，如图5-8所示。根据本申请的断路器1采用单点切断模式，可以减小断路器1在横向方向上的尺寸，结构紧凑，没有空间浪费。

第一冲头322的沿横向方向的宽度可以大致等于或稍小于第一切断部120的沿横向方向的长度，第二冲头324的沿横向方向的宽度可以大致等于或稍小于第二切断部140的沿横向方向的长度，使得第一切断部120和第二切断部140能够从沿着横向方向延伸向下弯折成大致沿纵向方向延伸并分别邻接第一冲头322和第二冲头324的侧面。第一切断部120和第二切断部140的这种完全弯折方式也有利于减小断路器1在横向方向上的尺寸。

当导体10被切断时，在第一切断部120的切断端部(在切断前的切断点130处的端部)和第二切断部140的切断端部(在切断前的切断点130处的端部)之间可能产生电弧，如上所述，这种电弧对于断路器的操作而言是不利的，可能造成断路器失效而无法成功切断主回路。

根据本申请的一些实施例，如图2-10所示，在断路器1的灭弧腔室242内可以填充有灭弧介质40，该灭弧介质40可以采用金属丝网的形式，以有利地耗散导体10被切断时产生的电弧。当导体10被切断时，在第一切断部120的切断端部和第二切断部140的切断端部之间产生的电弧可以至少部分地被金属丝网耗散掉。灭弧腔室242形成为大致封闭的空间，例如通过导体10、第二壳体240以及可选的外壳体260形成大致封闭的空间，以有利于通过灭弧腔室242内的灭弧介质40耗散电弧。在一些实施例中，当导体10在切断点130处断开之后，第一冲头322和第二冲头324可以沿着纵向方向继续运动而伸入到灭弧腔室242中，如图5和7所示。可选地，灭弧介质40可以在灭弧腔室242内填充成使得第一冲头322和第二冲头324最终能够接触灭弧介质40。

根据本申请的一些实施例，如图3-10所示，在断路器1的灭弧腔室242内可以设置有挡板420，挡板420可以为片材的形式，由绝缘材料制成。挡板420沿纵向方向延伸，将灭弧腔室242分隔成第一灭弧腔室242a和第二灭弧腔室242b，在一些实施例中，第一灭弧腔室242a和第二灭弧腔室242b可以通过挡板420而彼此隔绝。第一灭弧腔室242a和第二灭弧腔室242b均填充有为金属丝网形式的灭弧介质40，如图9-10所示。在一些实施例中，当导体10在切断点130处断开之后，第一冲头322可以沿着纵向方向继续运动而伸入到第一灭弧腔室242a中，第二冲头324可以沿着纵向方向继续运动而伸入到第二灭弧腔室242b中，如图5-8所示。可选地，灭弧介质40可以在第一灭弧腔室242a和第二灭弧腔室242b内填充成使得第一冲头322最终能够接触第一灭弧腔室242a内的灭弧介质40，第二冲头324最终能够接触第二灭弧腔室242b内的灭弧介质40。

根据本申请的一些实施例，如图3-8所示，挡板420可以设置成沿着纵向方向与切断点130和凹槽360对齐，使得当导体10在切断点130处断开之后，挡板420能够插入到凹槽360中。挡板420的沿横向方向的厚度可以大致等于或稍小于凹槽360的沿横向方向的宽度，以有利于挡板420插入到凹槽360中且基本上填充凹槽360。在一些实施例中，挡板420沿纵向方向与导体10的切断点130间隔开，即相距一定距离，以便于导体10在切断点130处断开，也就是，该距离使得挡板420不会干扰或妨碍导体10在切断点130处断开。

凹槽360的沿纵向方向的深度可以与挡板420的沿纵向方向的尺寸相关联地设计，使得在冲头320沿纵向方向向下运动终止时，挡板420能够完全伸入或插入到凹槽360中，例如挡板420的顶部可以抵靠或者接近凹槽360的底部。当挡板420的顶部抵靠凹槽360的底部的情形下，挡板420还充当止挡件的作用，用于止挡冲头320沿纵向方向的进一步向下运动。

在断路器1完成断路操作时，即冲头320沿纵向方向向下运动至挡板420完全插入到凹槽360中时，在导体10的第一切断部120的切断端部(在切断前的切断点130处的端部)和第二切断部140的切断端部(在切断前的切断点130处的端部)之间限定了爬电路径，该爬电路径从第一切断部120的切断端部、经过第一冲头322的端部、经过凹槽360的底部和挡板420的顶部、经过第二冲头324的端部而到达第二切断部140的切断端部。

挡板420将灭弧腔室242分隔成彼此隔绝的第一灭弧腔室242a和第二灭弧腔室242b，因此在挡板420插入到凹槽360中时，第一切断部120和第二切断部140彼此隔绝，拉长电弧长度，电弧电阻增大，而通过凹槽360和挡板420的配合所形成的曲折的爬电路径进一步降低了第一切断部120和第二切断部140之间导通的可能性。凹槽360和挡板420的配合增大了从第一切断部120到第二切断部140的爬电距离，显著提升了绝缘阻抗。

当第一冲头322和第二冲头324作用在第一切断部120和第二切断部140上而切断导体10之后，挡板420开始插入凹槽360，如图5-6所示。此时，随着第一冲头322和第二冲头324沿着纵向方向继续运动，第一冲头322的端部和周边处以及第二冲头324的端部和周边处的气压增大，由此推动附近的气体向四周流动，流动的气体把电弧吹向灭弧介质40，经由灭弧介质40耗散掉。

然而，经过发明人多次测试研究发现，由于第一冲头322和第二冲头324是沿着纵向方向运动，因此其所推动的气体将大部分沿着纵向方向运动，并在灭弧腔室242中形成紊流，在灭弧过程中产生较大的反向气压，这样的运动方式使得气体并不能在短时间内高效地充分接触灭弧腔室242内的灭弧介质40。

在此基础上，发明人试图寻找能够让气体在短时间内高效地充分接触灭弧腔室242内的灭弧介质40的手段。为了进一步提高断路器1的灭弧效果，根据本申请的一些实施例，断路器1可以设置有气流引导机构50，以用于引导气体在灭弧腔室242内的流动。

如图9-10所示，根据本申请的一些实施例，气流引导机构50可以围绕灭弧腔室242内的灭弧介质40设置，并且被配置为在切断机构30切断导体10时将气体从冲头320，例如第一冲头322和第二冲头324，引导穿过灭弧腔室242内的灭弧介质40。由于气流引导机构50围绕灭弧介质40设置，使得气体(燃弧产生的高温气体)从第一冲头322和第二冲头324被引向气流引导机构50时能够充分接触灭弧腔室242内的灭弧介质40。

从切断机构30的冲头320，例如第一冲头322和第二冲头324，到气流引导机构50限定了气流引导路径，由于第一冲头322的端部和周边处以及第二冲头324的端部和周边处的气压增大而使得气体沿着该气流引导路径流向气流引导机构50。在气流引导机构50完全围绕灭弧介质40设置的情况下，灭弧介质40均处于该气流引导路径中，因而有利于气体在短时间内高效地充分接触灭弧腔室242内的灭弧介质40。

根据本申请的一些实施例，如图9-10所示，气流引导机构50包括围绕灭弧介质40设置的多个空腔520，当切断机构30切断导体10时，由于第一冲头322的周边和端部处以及第二冲头324的周边和端部处的气压增大，在第一冲头322的周边和端部处以及第二冲头324的周边和端部处与空腔520之间产生压差，使得气体能够从第一冲头322和第二冲头324被引导到围绕灭弧介质40设置的多个空腔520，在这个过程中，气体将充分接触灭弧介质40以耗散掉气体中的电弧。

在图示实施例中，围绕灭弧介质40设置有十二个空腔520，应当理解，这仅仅是示例性而非限制性的，空腔520的数量可以根据具体应用进行选择。这些空腔520可以围绕灭弧介质40均匀分布，以有利于气体均匀地穿过灭弧介质40。这些空腔520可以采取相同的形状和构造，也可以根据例如第二壳体240的实际构造来设计，以匹配和适应例如灭弧介质40与第二壳体240的内壁之间的空间和结构。

根据本申请的一些实施例，每个空腔520可以设置有入口540，入口540设置成面向灭弧介质40，使得气体在穿过灭弧介质40之后经由入口540进入空腔520。在一些实施例中，入口540可以为沿着纵向方向延伸的长形间隙的形式。

根据本申请的一些实施例，如图3-8所示，断路器1还可以包括支撑部件60，该支撑部件60设置在导体10和第二壳体240之间，即处于导体10和灭弧腔室242之间。支撑部件60覆盖灭弧腔室242并用于支撑导体10，以便在切断机构30切断导体10时防止导体10的除第一切断部120和第二切断部140之外的其它部分发生变形。

为了便于切断机构30的冲头320的运动以及第一切断部120和第二切断部140的向下弯折，支撑部件60可以在对应第一切断部120和第二切断部140的位置处形成有开口620。开口620可以被配置为使得支撑部件60不支撑导体10的第一切断部120和第二切断部140。例如，开口620的尺寸设计成稍大于第一切断部120和第二切断部140的沿横向方向的长度之和。

当切断机构30的冲头320切断导体10时，导体10的第一切断部120和第二切断部140穿过开口620向下弯折，第一冲头322和第二冲头324穿过开口620而伸入到灭弧腔室242中，如图5-8所示。

根据本申请的一些实施例，如图3-8所示，支撑部件60可以在其开口620处形成有第一接纳部640和第二接纳部642。例如，可以在开口620的沿横向方向的相对两侧形成台阶部来形成所述第一接纳部640和第二接纳部642。当切断机构30切断导体10时，导体10在切断点130处断开，第一切断部120和第二切断部140向下弯折，其中第一切断部120向下弯折成被接纳在第一接纳部640中，第二切断部140向下弯折成被接纳在第二接纳部642中。在完全弯折之后，第一切断部120抵靠第一接纳部640的侧面并被夹在第一接纳部640的侧面与第一冲头322的侧面之间，第二切断部140抵靠第二接纳部642的侧面并被夹在第二接纳部642的侧面与第二冲头324的侧面之间，如图5-8所示。第一接纳部640和第二接纳部642有助于与第一冲头322和第二冲头324配合而封闭导体10的第一切断部120和第二切断部140。

以下参考图3-8简要描述根据本申请一些实施例的断路器1的操作过程。图3-4示出了断路器1处于正常操作状态，图5-6示出了断路器1处于切断操作状态，图7-8示出了断路器1处于切断完成状态。

如图3-4所示，在正常操作状态下，主回路中没有出现例如过载或断路等异常情况，断路器1在主回路中没有进行分断操作，切断机构30处于导体10上方而未与导体10作用。

如图5-6所示，当主回路中出现例如过载或断路等异常情况上时，断路器1由正常操作状态转换为切断操作状态。具体地，致动器340接收到致动信号而被启用，以致动第一冲头322和第二冲头324沿着纵向方向朝向导体10运动，使得第一冲头322抵靠并作用在第一切断部120上，第二冲头324抵靠并作用在第二切断部140上。随着第一冲头322和第二冲头324沿着纵向方向继续运动，导体10在第一切断部120和第二切断部140之间的切断点130处断开，第一切断部120绕着第一切断部120的与切断点130相对的端部向下弯折，第二切断部140绕着第二切断部140的与切断点130相对的端部向下弯折。可选地，第一切断部120向下弯折成被接纳在第一接纳部640中，第二切断部140向下弯折成被接纳在第二接纳部642中。在完全弯折之后，第一切断部120抵靠第一接纳部640的侧面并被夹在第一接纳部640的侧面与第一冲头322的侧面之间，第二切断部140抵靠第二接纳部642的侧面并被夹在第二接纳部642的侧面与第二冲头324的侧面之间。此时，挡板420开始插入凹槽360，随着第一冲头322和第二冲头324沿着纵向方向继续运动，第一冲头322的周边和端部处以及第二冲头324的周边和端部处的气压增大，由此在引流引导机构50的引导下推动附近的气体沿着气流引导路径流过灭弧介质40而流入引流引导机构50的空腔520，如图5中的箭头所示。

如图7-8所示，随着第一冲头322和第二冲头324沿着纵向方向继续运动，挡板420最终完全插入到凹槽360中，断路器1由切断操作状态转换为切断完成状态。此时，导体10被切断，导体10被切断时产生的电弧被耗散掉，使得主回路完全断开。

以下参考图11-17描述根据本申请的另一实施例。图11-16分别示出了根据本申请的断路器1的处于正常操作状态、切断操作状态和切断完成状态的剖视图和放大图。图11-16所示的断路器的实施例与图3-8所示的断路器的实施例大致类似，以下仅仅描述图11-16所示的断路器与图3-8所示的断路器的不同之处。除非明显矛盾或相抵触，否则图3-8所示的断路器的实施例的各个特征可以应用于图11-16所示的断路器的实施例。

如图11-16所示，断路器1包括切断机构30，该切断机构30设置在操作腔室222内并且被配置为用以对导体10执行切断操作。切断机构30包括冲头320，冲头320面向导体10设置并且能够在操作腔室222内沿纵向方向滑动。切断机构30被配置为经由冲头320沿纵向方向的滑动作用在导体10上，来切断在操作腔室222和灭弧腔室242之间延伸穿过壳体20的导体10。

导体10上形成有第一切断部120和第二切断部140，在第一切断部120和第二切断部140之间形成切断点130，即，第一切断部120和第二切断部140通过切断点130彼此连接。切断点130的厚度可以比第一切断部120和第二切断部140的厚度小，使得当第一切断部120和第二切断部140受力时，导体10能够在切断点130处断开。第一切断部120和第二切断部140的厚度可以比导体10的其余部分的厚度小，以便于第一切断部120和第二切断部140在受力时发生变形。

冲头320的端部沿纵向方向与第一切断部120、第二切断部140和切断点130对齐，冲头320的端部的中心与切断点130对齐。在图示实施例中，与冲头320的端部的两侧边缘部分相比，冲头320的端部的中心部分沿纵向方向更靠近导体10，使得当冲头320沿纵向方向对导体10执行切断操作时，冲头320的端部的中心部分首先接触导体10，具体地，接触导体10的切断点130，以促进导体10在切断点130处断开。

冲头320的沿横向方向的宽度可以大致等于或稍小于第一切断部和第二切断部140两者的沿横向方向的长度，使得第一切断部120和第二切断部140能够从沿着横向方向延伸向下弯折成大致沿纵向方向延伸并分别邻接冲头320的相对两侧，同时，可以分别接纳在支撑部件60的第一接纳部640和第二接纳部642中。在完全弯折之后，第一切断部120抵靠第一接纳部640的侧面并被夹在第一接纳部640的侧面与冲头320的一个侧面之间，第二切断部140抵靠第二接纳部642的侧面并被夹在第二接纳部642的侧面与冲头320的另一个侧面之间，如图13-16所示。

在断路器1的灭弧腔室242内可以设置有接纳构件440，该接纳构件440沿着纵向方向与冲头320和切断点130对齐，并且被配置为用于在冲头320切断导体10之后接纳冲头320。当接纳构件440接纳冲头320之后，接纳构件440和冲头320可以将第一灭弧腔室242a和第二灭弧腔室242b彼此隔绝。

接纳构件440可以沿纵向方向与导体10的切断点130间隔开，即相距一定距离，以便于导体10在切断点130处断开，也就是，该距离使得接纳构件440不会干扰或妨碍导体10在切断点130处断开。

接纳构件440可以居中地设置在灭弧腔室242内，并且可以设置有面向冲头320的凹槽，在冲头320切断导体10之后，冲头320可以插入到接纳构件440的凹槽中。接纳构件440由绝缘材料制成，以便起到隔绝电弧导通的作用。

接纳构件440的凹槽的沿纵向方向的深度可以与冲头320的沿纵向方向的尺寸相关联地设计，使得在冲头320沿纵向方向向下运动终止时，冲头320能够完全地或部分地伸入或插入到接纳构件440的凹槽中，例如冲头320的端部可以抵靠或者接近接纳构件440的凹槽的底部。当冲头320的端部抵靠接纳构件440的凹槽的底部的情形下，接纳构件440还可以充当止挡件的作用，用于止挡冲头320沿纵向方向的进一步向下运动。

在断路器1完成断路操作时，即冲头320沿纵向方向向下运动至冲头320插入到接纳构件440的凹槽中时，在导体10的第一切断部120的切断端部(在切断前的切断点130处的端部)和第二切断部140的切断端部(在切断前的切断点130处的端部)之间限定了爬电路径，该爬电路径从第一切断部120的切断端部、经过冲头320的端部而到达第二切断部140的切断端部。

在该实施例中，如图17所示，围绕第一灭弧腔室242a和第二灭弧腔室242b设置有均匀分布的八个空腔520。八个空腔520中的四个空腔520通过入口540与灭弧腔室242连通，其中两个空腔520通过入口540与第一灭弧腔室242a连通，另外两个空腔520通过入口540与第二灭弧腔室242b连通。本领域技术人员应当理解，八个空腔520也可以全部通过入口540与灭弧腔室242连通，例如，四个空腔520与第一灭弧腔室242a连通，另外四个空腔520与第二灭弧腔室242b连通。本领域技术人员可以理解，图17所示的实施例中的空腔520的布置方式也可以应用于图3-8的实施例。

如图11-12所示，在正常操作状态下，主回路中没有出现例如过载或断路等异常情况，断路器1在主回路中没有进行分断操作，切断机构30处于导体10上方而未与导体10作用。

如图13-14所示，当主回路中出现例如过载或断路等异常情况上时，断路器1由正常操作状态转换为切断操作状态。具体地，致动器340接收到致动信号而被启用，以致动冲头320沿着纵向方向朝向导体10运动，使得冲头320首先抵靠并作用在切断点130上，然后作用在第一切断部120和第二切断部140上，使得导体10在第一切断部120和第二切断部140之间的切断点130处断开，第一切断部120绕着第一切断部120的与切断点130相对的端部向下弯折，第二切断部140绕着第二切断部140的与切断点130相对的端部向下弯折。此时，冲头320沿着纵向方向继续朝向接纳构件440运动并且可以接触灭弧腔室242内的灭弧介质。在此期间，冲头320周边的气压增大，由此在引流引导机构50的引导下推动附近的气体沿着气流引导路径流过灭弧介质40而流入引流引导机构50的空腔520。

如图15-16所示，随着冲头320沿着纵向方向继续运动，冲头320最终完全插入到接纳构件440的凹槽中，断路器1由切断操作状态转换为切断完成状态。此时，导体10被切断，导体10被切断时产生的电弧被耗散掉，使得主回路完全断开。

以下参考图18-24描述根据本申请的又一实施例。图18-24分别示出了根据本申请的断路器1的处于正常操作状态、切断操作状态和切断完成状态的剖视图和放大图。图18-24所示的断路器的实施例与图3-8和11-17所示的断路器的实施例大致类似，以下仅仅描述图18-24所示的断路器与图3-8和11-17所示的断路器的不同之处。除非明显矛盾或相抵触，否则图3-8和11-17所示的断路器的实施例的各个特征可以应用于图18-24所示的断路器的实施例。

如图18-23所示，断路器1包括切断机构30，该切断机构30设置在操作腔室222内并且被配置为用以对导体10执行切断操作。切断机构30包括冲头320，冲头320面向导体10设置并且能够在操作腔室222内沿纵向方向滑动。切断机构30被配置为经由冲头320沿纵向方向的滑动作用在导体10上，来切断在操作腔室222和灭弧腔室242之间延伸穿过壳体20的导体10。

导体10上形成有彼此连接的切断部110和切断点130。切断点130的厚度可以比切断部110的厚度小，使得当切断部110受力时，导体10能够在切断点130处断开。冲头320的端部沿纵向方向与切断部110对齐。切断部110的厚度可以比导体10的其余部分的厚度小，以便于切断部110在受力时发生变形。

冲头320的沿横向方向的宽度可以大致等于或稍小于切断部110的沿横向方向的长度，使得切断部110能够从沿着横向方向延伸向下弯折成大致沿纵向方向延伸并邻接冲头320的侧面。在该实施例中，如图18-23所示，支撑部件60可以包括接纳部644，弯折的切断部110可以接纳在支撑部件60的接纳部644中。在完全弯折之后，切断部110抵靠接纳部644的侧面并被夹在接纳部644的侧面与冲头320的侧面之间，如图20-23所示。

在断路器1的灭弧腔室242内可以设置有接纳构件440，该接纳构件440沿着纵向方向与冲头320和切断部110对齐，并且被配置为用于在冲头320切断导体10之后接纳冲头320。当接纳构件440接纳冲头320之后，接纳构件440和冲头320可以将第一灭弧腔室242a和第二灭弧腔室242b彼此隔绝。

接纳构件440可以沿纵向方向与导体10的切断部110间隔开，即相距一定距离，以便于导体10在切断点130处断开，也就是，该距离使得接纳构件440不会干扰或妨碍导体10在切断点130处断开。

接纳构件440可以偏心地设置在灭弧腔室242内，如图18-23所示，相应地，冲头320可以偏心地设置在操作腔室222中。在冲头320切断导体10之后，冲头320可以抵接接纳构件440，如图22-23所示。接纳构件440由绝缘材料制成，以便起到隔绝电弧导通的作用。

接纳构件440的沿纵向方向的尺寸可以与冲头320的沿纵向方向的尺寸相关联地设计，使得在冲头320沿纵向方向向下运动终止时，冲头320能够抵接接纳构件440，例如冲头320的端部可以抵靠或撞击接纳构件440的顶部。当冲头320的端部抵靠接纳构件440的情形下，接纳构件440还可以充当止挡件的作用，用于止挡冲头320沿纵向方向的进一步向下运动。

在断路器1完成断路操作时，即冲头320沿纵向方向向下运动至冲头320完全抵接接纳构件440时，在导体10的切断部110的切断端部(在切断前的切断点130处的端部)和切断点130之间限定了爬电路径，该爬电路径从切断部110的切断端部、经过冲头320的端部而到达切断点130。

在该实施例中，如图24所示，围绕第一灭弧腔室242a和第二灭弧腔室242b设置有均匀分布的九个空腔520。这九个空腔520彼此之间的尺寸并不一致，也并非围绕灭弧腔室242均匀地或对称地布置。

空腔520与灭弧腔室242可以具有多种连通方式。在图24所示的实施例中，两个空腔520通过入口540与第一灭弧腔室242a连通，并且通过连通口560分别与其两侧的空腔520连通，使得所述两侧的空腔520间接地与第一灭弧腔室242a连通。三个空腔520可以与第二灭弧腔室242b直接连通，这三个空腔520两侧的空腔520分别通过入口540与第二灭弧腔室242b连通。本领域技术人员可以理解，图24所示的实施例中的空腔520的布置方式也可以应用于图3-8以及图11-16的实施例。

如图18-19所示，在正常操作状态下，主回路中没有出现例如过载或断路等异常情况，断路器1在主回路中没有进行分断操作，切断机构30处于导体10上方而未与导体10作用。

如图20-21所示，当主回路中出现例如过载或断路等异常情况上时，断路器1由正常操作状态转换为切断操作状态。具体地，致动器340接收到致动信号而被启用，以致动冲头320沿着纵向方向朝向导体10运动，使得冲头320抵靠并作用在切断部110上，使得导体10在切断点130处断开，切断部110绕着切断部110的与切断点130相对的端部向下弯折。此时，冲头320沿着纵向方向继续朝向接纳构件440运动并且可以接触灭弧腔室242内的灭弧介质。在此期间，冲头320周边的气压增大，由此在引流引导机构50的引导下推动附近的气体沿着气流引导路径流过灭弧介质40而流入引流引导机构50的空腔520。

如图22-23所示，随着冲头320沿着纵向方向继续运动，冲头320最终完全抵接接纳构件440，断路器1由切断操作状态转换为切断完成状态。此时，导体10被切断，导体10被切断时产生的电弧被耗散掉，使得主回路完全断开。

示例1

发明人模拟电动车电池模组在工作过程中发生断路的情况，对根据本申请的断路器1进行了测试，测试结果表明，根据本申请的断路器1可以快速切断主回路，并且切断主回路后绝缘阻抗性能良好。

测试原理：由电池、电阻、开关和断路器1组成回路，当开关闭合后，回路瞬间产生大电流，断路器1被触发，切断电路，达到保护效果。

测试条件：测试电压为1000V，测试电流为13KA，测试回路电感为15.4uH。

测试结果：测试试验后，绝缘阻抗>10GΩ。

图25示出了根据本申请一些实施例的断路器的测试结果曲线图。从图中可以看到，当(1000V系统)回路中出现短路时，电流瞬间增大到13KA，当接收到触发信号之后，断路器1开始切断回路，由于断路器1的灭弧效果良好，回路过电压瞬间爬升到2000V，电流迅速衰减到0A，最终电弧熄灭，回路电压稳定在系统电压。

当前市场上常见的断路器经过上述同样的测试试验之后，其测试结果基本上均为绝缘阻抗可以超过10MΩ，但远远不能达到根据本申请的断路器1的超过10GΩ的绝缘阻抗。可以看到，与现有的一些断路器相比，根据本申请的断路器1获得的分断效果是非常显著的，可以说是令人惊奇的技术效果，超过现有产品若干数量级。

虽然已经描述了本申请的示范实施例，但是本领域技术人员应当理解的是，在本质上不脱离本申请的精神和范围的情况下能够对本申请的示范实施例进行多种变化和改变。因此，所有变化和改变均包含在权利要求所限定的本申请的保护范围内。本申请由附加的权利要求限定，并且这些权利要求的等同物也包含在内。