DE112004002301T5

DE112004002301T5 - Elektrische Schutzeinrichtung für ein Fahrzeug und System, das diese einsetzt

Info

Publication number: DE112004002301T5
Application number: DE112004002301T
Authority: DE
Inventors: William P. Rolling Meadows Brown; Edwin James Deerfield Harris; Jeffrey John Lake Zurich Ribordy
Original assignee: Littelfuse Inc
Current assignee: Littelfuse Inc
Priority date: 2003-11-26
Filing date: 2004-11-24
Publication date: 2006-09-28
Also published as: JP2007512185A; US20050190519A1; CN100408382C; WO2005053993A3; WO2005053993A2; US7233474B2; CN1910070A

Abstract

Elektrische Schutzeinrichtung, umfassend:
einen ersten Kontakt mit einem ersten Ende einer Fahrzeugbatterie elektrisch verbunden, und mit einer ersten Lastleitung elektrisch verbunden;
einen zweiten Kontakt mit einem zweiten Ende der Fahrzeugbatterie elektrisch verbunden und mit einer zweiten Lastleitung elektrisch verbunden, wobei der zweite Kontakt eine verschiedene elektrische Polarität als der erste Kontakt aufweist;
einen dritten Kontakt mit einer dritten Lastleitung elektrisch verbunden;
ein Sicherungselement mit dem ersten Kontakt und dem dritten Kontakt elektrisch verbunden, wobei das Sicherungselement einen Überspannungsschutz für die dritte Lastleitung, allerdings nicht für die erste Lastleitung, bereitstellt; und
eine Schaltvorrichtung mit dem zweiten Kontakt und dem dritten Kontakt elektrisch verbunden, worin falls die Schaltvorrichtung geschlossen ist, das Sicherungselement eine Verbindung zwischen dem ersten Kontakt und dem dritten Kontakt öffnet.

Description

Das offenbarte System betrifft elektrische Einrichtungen und insbesondere den Schutz elektrischer Einrichtungen.
Fahrzeuge, wie beispielsweise Automobile, Lastkraftwagen, Freizeitfahrzeuge, Motorräder, Sattelschlepper, Wohnmobile, dreirädrige Fahrzeuge, Schneemobile, Motorboote, Flugzeuge und andere, umfassen jeweils elektrische Einrichtungen. Für gewöhnlich werden diese elektrischen Einrichtungen durch eine Fahrzeug-eigene Batterie mit Strom versorgt. Im Allgemeinen speichern Batterien Energie in chemischer Form, die bei Bedarf in Form von Elektrizität freigesetzt wird. Die elektrische Energie wird von dem Verbrennungssystem des Fahrzeugs zum Anlassen des Motors verwendet und kann Lichter und andere Geräte betreiben. Sollte weiterhin ein Generatorriemen versagen, so könnte der Bedarf bestehen, dass die Batterie das gesamte elektrische System des Fahrzeugs kurzzeitig betreibt. Bei Automobilbatterien handelt es sich für gewöhnlich um zwölf Volt Gleichstrombatterien, die Strom über einen ziemlich langen Zeitraum bereitstellen.
Fahrzeugbatterien werden häufig hinsichtlich "Kaltstartampere" bewertet, welcher die Möglichkeit der Batterie darstellt, bei null Grad Fahrenheit eine Strommenge für 30 Sekunden bereitzustellen, ohne unterhalb eine bestimmten Grenzspannung zu fallen (dies ist herstellerbedingt und kann von 7,2 Volt bis 10,5 Volt reichen). Kaltstartampere für Autobatterien können von einem Bereich von ungefähr 500 Ampere bis ungefähr 1500 Ampere reichen. Kleinere Batterien für Motorräder, Mopeds und andere kleine Fahrzeuge können weiterhin Amperezahlen, derart niedrig wie 25 Ampere, bereitstellen.
Da immer mehr und mehr komplizierte elektrische Systeme in Fahrzeuge eingebaut werden, wird der Bedarf steigen, diese Einrichtungen in diesen Systemen, ebenso wie die Automobilbatterie, zu schützen. Es wurde ebenso bedeutsame Arbeit geleistet, um einen 42 Volt Automobilgenerator zu entwickeln, der eine 36 Volt Batterie für Belastungen bei höheren Voltzahlen betreiben würde. Da die Voltzahlen der Batterien ansteigen, steigt der potenzielle Schaden ebenso an. Es ist daher wünschenswert, eine Einrichtung bereitzustellen, die ein elektrisches System eines Fahrzeugs schützt, wenn ein Kurzschluss oder ein Überstromereignis auftritt.
Ein anderes Problem, das mit Fahrzeugbatterien, wie beispielsweise Automobilbatterien, zusammenhängt, besteht in einem Lastwegfall bzw. Lastabfall. Die Hauptbatteriereihe in einem Fahrzeug stellt die Quelle einer Zahl von potentiell schädlichen Transienten, einschließlich von Lastwegfall, dar. Eine Form von Lastwegfall tritt auf, wenn die Verbindung von dem Generator oder der Lichtmaschine zu der Batterie unterbrochen ist. Zu jener Zeit stellt der Generator weiterhin Strom bereit und da die Batterie mit dem Generator nicht verbunden ist, läuft die Leistung in den Spannungsregler, wodurch ein Spannungsanstieg verursacht wird. Der mechanische Generator benötigt für gewöhnlich mehrere hundert Millisekunden, um die Überspannungssituation unter Kontrolle zu bringen, wobei es allerdings während dieser Zeit möglich ist, dass die Spannung so hoch wie 200 Volt ansteigt. Eine andere Form von Lastwegfall tritt auf, wenn ein Batteriekabel plötzlich von der Batterie gelöst wird. Eine derartige Situation kann Überbeanspruchungen mit der Batterie verbundener, elektronischer Teile wegen der untätigen Energie in dem elektrischen System des Fahrzeugs verursachen. Es besteht daher ein Bedarf mit der Batterie verbundene Einrichtungen von Fahrzeugen gegen die Gefahren auf Grund von Überspannungen zu schützen, die durch Lastwegfall verursacht werden.
Ebenso steigt die mögliche Gefahr bei einem Unfall oder einer anderen Art von Katastrophenereignis bei einem Fahrzeug, wie beispielsweise einem Feuer, an, da Fahrzeuge elektronische Teile zu historisch mechanischen Einrichtungen hinzufügen. Es ist wünschenswert, den Strom zu vielen elektrischen Komponenten in einem solchen Fall zu unterbrechen. Beispielsweise sind heutzutage viele Treibstoffsysteme von Fahrzeugen elektronisch gesteuert. Es ist wünschenswert Strom für das Treibstoffsystem bei einem Unfall oder Katastrophenereignis zu unterbrechen, um den Treibstofffluss anzuhalten, und Verletzungen und Schaden zu minimieren. Ein Unfall kann weiterhin häufig eine Exposition eines Leiterdrahts bewirken, wobei der exponierte Draht anschließend das Fahrzeugschassis berühren und einen Kurzschluss verursachen kann. Der Kurzschluss wiederum erhitzt und schmilzt die elektrische Isolierung, wobei möglicherweise ein Feuer verursacht wird. Es besteht daher ein Bedarf für eine Einrichtung, die Strom für gewisse elektrische Fahrzeugkomponenten unterbricht. Andererseits ist es wünschenswert Strom für andere Bestandteile und Funktionen des Fahrzeugs bei einem Unfall oder Katastrophenereignis beizubehalten, wie beispielsweise die Fernlichter des Automobils, Türschlösser, Funktelefon usw.. Die Einrichtung sollte demgemäß dieses Bedürfnis ebenso erfüllen.
Eine elektrische Schutzeinrichtung für ein Fahrzeug wird bereitgestellt. Die Einrichtung kann entfernbar an eine Stromquelle, wie beispielsweise die Batterie eines Fahrzeugs, angebracht sein. In einer Ausführungsform ist die Schutzeinrichtung an der Außenseite der Fahrzeugbatterie entfernbar befestigt. In einer anderen Ausführungsform wird die Schutzeinrichtung eingebaut bzw. integral in der Batterie gehalten. In jedem Fall kann die Schutzeinrichtung ein permanentes oder ersetzbares Sicherungselement aufweisen. Das heißt, dass bei verschiedenen Ausführungsformen die Schutzeinrichtung oder die Energieversorgung, die die Einrichtung einsetzt, bei einem Öffnen des Sicherungselements ersetzt wird. Wie hierin beschrieben ist die Überspannungsschutzeinrichtung alternativ rücksetzbar.
Für Zwecke der vorliegenden Offenbarung umfasst der Ausdruck "Fahrzeug" ein Automobil, ein Motorrad, einen Sattelschlepper, ein Wohnmobil, ein Freizeitfahrzeug, ein dreirädriges Fahrzeug, ein Moped, ein Motorboot, ein Flugzeug und irgendeine Kombination davon, ist aber nicht darauf beschränkt. Der Ausdruck "Stromquelle" umfasst ebenso Batterien, Brennstoffzellen, Solarenergieeinrichtungen und elektrische Generatoren, ist aber nicht darauf begrenzt. Während die Ausdrücke "Sicherung" und "Sicherungselement" über die gesamte Offenbarung verwendet werden, ist weiter die vorliegende Erfindung ausdrücklich nicht auf metallische Sicherungselemente begrenzt, sondern umfasst andere Arten von Überspannungsschutzeinrichtungen, einschließlich rücksetzbarer Überspannungseinrichtungen. Eine derartige rücksetzbare Überspannungseinrichtung ist eine positive Temperaturkoeffizient ("PTC" bzw. Kaltleiter) Einrichtung.
Die Schutzeinrichtung ist mit den positiven und negativen Enden bzw. Anschlüssen der Stromquelle verbunden. Die Einrichtung beinhaltet einen positiven Kontakt der mit dem positiven Ende elektrisch verbunden ist, einen negativen Kontakt, der mit dem negativen Ende elektrisch verbunden ist und einen Lastkontakt, der zwischen den positiven und negativen Kontakten angeordnet ist. In einer Ausführungsform, ist ein Sicherungselement zwischen den positiven Kontakt und den Lastkontakt elektrisch verbunden. Das Sicherungselement wird auf irgendeine geeignete Amperezahl wie beispielsweise 20 Ampere bis 2000 Ampere ausgelegt.
Eine Schalteinrichtung wird bereitgestellt und kann betrieben werden, um das negative Ende mit dem Lastkontakt in selektiver Weise elektrisch zu verbinden. Die negative Lastleitung des Fahrzeugs ist mit dem negativen Ende der Stromquelle elektrisch verbunden. Die positive Hauptlastleitung des Fahrzeugs (d.h. eine Lastleitung, die mit Einrichtungen verbunden ist, die wünschenswerterweise mit Sicherungen geschützt sind), wird mit dem mit einer Sicherung versehenen Lastende anstelle des positiven Endes der Stromquelle verbunden. Diese Anordnung ermöglicht es dem Sicherungselement zu Öffnen, wenn: (i) der Leistungszug die ausgelegte Amperezahl übersteigt, oder (ii) sofern die Schaltvorrichtung schließt, wodurch ein Kurzschluss zwischen den Last/positiven Enden in dem negativen Ende verursacht wird, bis das Sicherungselement öffnet.
Die Schaltvorrichtung wird bei einem Ereignis aktiviert, das ein Automobilunfall oder eine andere Katastrophe anzeigt. Die Schaltvorrichtung kann beispielsweise bei dem Einsatz eines Airbags aktiviert werden. Wenn dies auftritt, wird ein Signal von dem Airbag, einem Airbagsensor oder einem Airbagcontroller zu der Schaltvorrichtung gesendet. Die Schaltvorrichtung kann eine von mehreren verschiedenen Arten von Schaltern sein. Der Ausdruck "Schaltvorrichtung" umfasst einen Silizium gesteuerten Gleichrichter ("SCR" bzw. Siliziumgleichrichter) ein Dreharmsolenoid (rotating arm solenoid), ein Übertragungsarmsolenoid (translating arm solenoid), ein Relais, ein Metalloxid Halbleiter Feldeffekttransistor ("MOSFET") und irgendeine Kombination davon, ist aber nicht darauf begrenzt.
Die Schalteinrichtung ist vorzugsweise mit einem Induktor verbunden, um den Anteil eines elektrischen Stromanstiegs zu verringern, der auf den Schalter angelegt wird, so dass der Schalter wie vorgesehen bzw. entworfen schließt. Der Induktor kann als helixförmiges Metallstück geformt sein. Der Induktor kann aus dem gleichen Metallstück wie das Sicherungselement geformt sein, oder aus einem anderen Metallstück.
Jede der elektrischen Lastkomponenten, die mit der von einer Sicherung geschützten Lastleitung verbunden ist, wird dadurch von einer Überspannung geschützt, und bei einem Unfall oder einem Katastrophenereignis abgeschaltet. Gewisse elektrische Bestandteile in dem Auto können notwendig erachtet werden, betriebsbereit bei einem Katastrophenereignis oder Unfall zu sein (beispielsweise Lichter). Daher ist in einer Ausführungsform eine zweite positive Lastleitung, die zu den nicht von Sicherungen geschützten Lasten führt, mit dem positiven Ende verbunden, wobei das Sicherungselement umgangen wird.
Um einen Lastwegfall, eine Überspannungs- oder zwischenzeitlichen Widerstandszustand zu bekämpfen, wird eine Einrichtung, die es etwas der Lastwegfall-Spannung ermöglicht durch die Schutzeinrichtung zu fließen aber nicht zum Öffnen des Elements ausreicht, als ein Spannungsbegrenzer zwischen den negativen Kontakt und dem Lastkontakt elektrisch verbunden. Die Überspannungseinrichtung stellt im Wesentlichen zwei Funktionen bereit: (i) stellt die Spannung auf eine gewünschte Spannungszahl, beispielsweise fünfzehn oder sechzig Volt oder mehr, ein und (ii) begrenzt die Menge an Strom, der durch die Einrichtung fließt. Falls eine Spannungsspitze von einem Lastwegfall-Szenario auftritt, wird der Generator beispielsweise von der Batterie oder ein Anschluss wird von der Stromquelle gelöst, wobei die Überspannungseinrichtung irgendeine Spannungsspitze begrenzt, die entlang der positiven Lastleitung auftritt, und der Spannungsspitze ermöglicht über die gesamte Schutzeinrichtung zu dem negativen Ende der Stromquelle abgebaut zu werden und möglicherweise über das Fahrzeugchassis geerdet zu werden. Die Schutzeinrichtung verdoppelt daher in einer Ausführungsform als eine Lastwegfall-Schutzeinrichtung.
Zu den vorstehend beschriebenen Zwecken, wird in einer Ausführungsform eine elektrische Schutzeinrichtung bereitgestellt, die umfasst: einen positiven Kontakt, der ausgestattet ist, um mit einem positiven Ende einer Stromquelle verbunden zu werden; einen negativen Kontakt, der ausgestattet ist, um mit einem negativen Ende der Stromquelle verbunden zu werden, wobei einer von positivem und negativem Kontakt ausgestaltet ist mit einer ersten Lastleitung in einer elektrischen Verbindung positioniert zu werden; einen Lastkontakt, der ausgestaltet ist, um mit einer zweiten Lastleitung verbunden zu werden; ein Sicherungselement, das mit einem von positiven oder negativen Kontakt elektrisch verbunden ist, und eine Schaltvorrichtung, die mit einem des negativen Kontakts und Lastkontakts elektrisch verbunden ist.
Die Schutzeinrichtung kann innerhalb oder außerhalb der Stromquelle befestigt sein. Das Sicherungselement kann ersetzbar sein. Die Schaltvorrichtung kann ein Silizium gesteuerter Gleichrichter ("SCR"), ein Solenoid, ein Relais, ein Metalloxid Halbleiter Feldeffekttransistor ("MOSFET") und/oder irgendeine andere geeignete Schalteinrichtung sein. Die Schutzeinrichtung umfasst vorzugsweise eine Lastwegfall Schutzeinrichtung, die mit dem negativen Kontakt und dem Lastkontakt elektrisch verbunden ist. Die Lastwegfall Einrichtungen entladen eine Spannung von einer Lastkomponente. Die Lastwegfall Schutzeinrichtung kann eine Diode zur Unterdrückung von Überspannungsspitzen ("TVS"), eine Silizium Lawinendiode ("SAD"), ein mehrschichtiger Varistor ("MLV"), ein Metalloxid Varistor ("MOV") und/oder irgendeine andere geeignete Lastwegfall Schutzeinrichtung sein.
Die Schaltvorrichtung wird vorzugsweise durch eine Signalquelle betrieben. Die Signalquelle kann ein Airbag, ein Airbagsensor, ein Airbagcontroller, ein Hitzesensor, ein Bewegungssensor, ein Aufschlagsensor, ein Treibstoffsensor, ein Drucksensor, ein Liquidsensor und/oder irgendeine andere geeignete Signalquelle sein. Beispiele für geschützte Lastkomponenten umfassen ein Batteriekabel, eine Brennstoffdüse, einen Motorlüfter, einen Starter, einen Erhitzer, einen Kompressor und/oder irgendeine andere Komponente, die im Fall eines Notfalls ausgeschaltet werden sollte. Beispiele nicht-geschützter Lastkomponenten umfassen elektrische Verschlusseinrichtungen (beispielsweise eine Tür), Fernlicht, einen Motor für ein elektrisches Fenster, eine Kommunikationseinrichtung (beispielsweise ein Funktelefon) und/oder irgendeine andere Komponente, die in einem Notfall angeschaltet bleiben sollte.
Die 1 ist eine perspektivische Zeichnung, die eine Ausführungsform eines elektrischen Systems für ein Automobil zeigt, worin eine beispielhafte elektrische Schutzeinrichtung für ein Fahrzeug verwendet wird.
Die 2 ist eine perspektivische Ansicht, die eine andere Ausführungsform für ein elektrisches System für ein Automobil zeigt, worin eine einstückig befestigte elektrische Schutzeinrichtung für ein Fahrzeug verwendet wird.
Die 3 ist ein elektrisches Schema, das eine beispielhafte elektrische Schutzeinrichtung für ein Fahrzeug zeigt, worin das Sicherungselement und das mit einer Sicherung geschützte Kontaktende auf einer positiven Seite der Baterie positioniert sind.
Die 4 ist ein elektrisches Schema, das eine beispielhafte elektrische Schutzeinrichtung für ein Fahrzeug zeigt, worin das Sicherungselement und das mit einer Sicherung geschützte Kontaktende auf einer negativen Seite der Batterie positioniert sind.
Die 5 ist eine perspektivische Ansicht, die eine andere Ausführungsform für ein elektrisches System für ein Automobil zeigt, worin eine beispielhafte elektrische Schutzeinrichtung für ein Fahrzeug verwendet wird.
Die 6 ist eine perspektivische Ansicht, die die beispielhafte elektrische Schutzeinrichtung der 5 für ein Fahrzeug zeigt.
Die 7 ist eine perspektivische Ansicht der beispielhaften elektrischen Schutzeinrichtung für ein Fahrzeug von 5, worin der helixförmige Induktor und die Sicherungsbaugruppe gezeigt werden.
Die 8 ist eine Vorderansicht der beispielhaften elektrischen Schutzeinrichtung für ein Fahrzeug von 5, worin der helixförmige Induktor und die Schaltvorrichtung gezeigt werden.
In Bezug auf die Zeichnungen und insbesondere 1, wird eine Ausführungsform einer elektrischen Schutzeinrichtung, die in einem elektrischen System für ein Fahrzeug verwendet wird, durch das System 10 gezeigt. Das System 10 umfasst eine Stromquelle 12, wie beispielsweise eine Batterie mit einem Gehäuse 14. Positive und negative Enden 16a bzw. 18a verlaufen jeweils von dem Gehäuse 14. In der gezeigten Ausführungsform verlaufen die Enden 16a und 18a senkrecht nach oben, wobei die Enden allerdings in irgendeiner geeigneten Richtung von dem Gehäuse 14 verlaufen können. Eine elektrische Schutzeinrichtung 20 ist auf die Anschlüsse 16a und 18a gepasst. Die Schutzeinrichtung 20 umfasst einen positiven Kontakt 22, der in elektrischer Verbindung mit dem positiven Ende 16a der Stromquelle 12 steht. Die Schutzeinrichtung 20 umfasst ebenso ein negatives Ende 24, das elektrischen Kontakt mit dem negativen Ende 18a herstellt. Die Einrichtung 20 umfasst einen Lastkontakt 26, der in der gezeigten Ausführungsform zwischen den Kontakten 22 und 24 positioniert ist.
Der Lastkontakt 26 umfasst oder legt ein Lastende 28 fest. Das Lastende 28 kann in einer Ausführungsform eine verschiedene und eindeutige Form oder Größe von der Form der Enden 16a und 18a aufweisen. Wie nachstehend ausführlicher erörtert wird, unterstützt die verschiedene Form beim Verhindern einer falschen Verbindung der Lastleitungen.
Ein Sicherungselement 30 ist zwischen den Kontakten 22 und 26 bereitgestellt. Das Sicherungselement 30 ist in einer Ausführungsform ein gebogenes oder gerades Metallstück mit einem Querschnittsbereich geringer als der Bereich der Kontakte 22 bis 26, was einen Schwachpunkt in der elektrischen Verbindung zwischen den Enden 16a und 18a erzeugt, wodurch die elektrische Verbindung bei einer Überspannung dazu gebracht wird bei dem Sicherungselement 30 zu Öffnen. Die Kontakte 22, 24 und 26 können aus dem gleichen oder aus einem verschiedenen Material oder Metall wie das Sicherungselement 30 sein. Irgendeiner oder mehrere jener Kontakte oder Elemente können aus Kupfer, einer Kupferlegierung, Zink oder irgendeinem anderen geeigneten Metall, wie beispielsweise Silber, Gold, Zinn, Lötmittel und irgendeiner Kombination oder Legierung davon sein. Weiterhin ist möglich, dass irgendeiner oder mehrere jener Kontakte oder Elemente plattiert ist, beispielsweise silberplattiertes Kupfer, silberplattiertes Zink, zinnplattiertes Kupfer, zinnplattiertes Zink oder vielschichtiges Plattieren. Das Sicherungselement 30 kann ebenso aus zwei unähnlichen Metallen gebildet sein. Bei einer Überspannung wird ein Metall in ein anderes diffundieren, um eine Legierung mit einem höheren elektrischen Widerstand zu erzeugen, wodurch die Temperatur, die zum Öffnen des Sicherungselements 30 benötigt wird, verringert wird. Ein Metall 32 von geringerer Temperatur stellt ebenso eine zusätzliche Kontrolle beim Erhalten eines Sicherungselements mit einem erwünschten oder bestimmten Nennstrom bereit.
Wenn dem Begriff "Fahrzeug" jeder seiner möglichen Bedeutungen wie vorstehend beschrieben verliehen wird, ist das Sicherungselement 30 für irgendeinen geeigneten Nennstrom zur Stromversorgung eines Fahrzeugs ausgelegt. Der Amperezahl-Auslegungsbereich ist von ungefähr 20 Ampere bis ungefähr 2000 Ampere, könnte aber für höhere oder niedrigere Amperezahlen ausgestaltet sein. Eine gewöhnliche Automobilanwendung könnte eine obere Stromgrenze von ungefähr 50 Ampere bis ungefähr 500 Ampere aufweisen.
Die Schutzeinrichtung 20 umfasst in einer alternativen Ausführungsform elektrische Elektroden 32, die als Phantom gezeigt sind, und die mit einer ersetzbaren Sicherung 34, die ebenso als Phantom gezeigt ist, elektrisch verbinden. Elektroden 32 und ersetzbare Sicherung 30 können ebenso anstelle oder zusätzlich zu dem Sicherungselement 30 verwendet werden. In der Tat beschreibt die US Patentanmeldung mit der Seriennr. 10/090,896 und dem Titel "Multielement Sicherungsanordnung", die dem Inhaber der vorliegenden Erfindung erteilt wurde, eine ähnliche Anordnungsart, wobei die gesamten Inhalte davon mittels Bezug einbezogen sind. Natürlich ist es möglich, dass das Sicherungselement 30 anfänglich bereitgestellt ist, wobei keine Ersatzsicherung 34 benötigt oder verwendet wird. Nachdem das Sicherungselement 30 öffnet, wird die Ersatzsicherung 34 in die Elektroden 32 eingefügt, um die Verbindung zwischen den Kontakten 22 und 26 wiederherzustellen. Das Sicherungselement 30 ist alternativ nicht bereitgestellt und eine Sicherung 34 wird stattdessen anfänglich verwendet, um den Kontakt herzustellen. Die Elektroden 32 und die Sicherung 34 werden weiterhin alternativ nicht verwendet und die Einrichtung 20 wird nach dem Öffnen des Elements 30 ersetzt.
In einer alternativen Ausführungsform ist die Schutzeinrichtung 20 auf einer gedruckten Schaltplatine ("PCB") gebildet. In einem solchen Fall umfasst das Sicherungselement 30 eine oder mehrere PCB Spuren entlang der Platine zwischen den Kontakten 22 und 26, die ihrerseits aus Kupfer oder einem anderen Metall bestehen, das auf der PCB bereitgestellt ist.
Die Stromquelle 12 und Schutzeinrichtung 20 sind wie gezeigt entfernbar und elektrisch mit mehreren Lastleitungen verbunden. Insbesondere ist die positive Lastleitung 36 mit dem positiven Ende 16a verbunden. Die positive Lastleitung 38 ist mit dem Lastende 28 verbunden. Die negative Lastleitung 40 ist mit dem negativen Lastende 18a verbunden. Diese körperlichen Verbindungen sichern in einer Ausführungsform ebenso die Schutzeinrichtung 20 körperlich an der Stelle. Die Schutzeinrichtung 20 wird alternativ mittels eines unabhängigen Befestigungsmechanismus (nicht gezeigt) an ihrem Platz gehalten.
Die Lastleitung 40 ist eine negative Lastleitung, die von dem negativen Ende 18a zu dem Fahrzeugchassis oder zum Boden bzw. zur Erdung verläuft. In einigen Beispielen, wie beispielsweise mit einem Starter, der eine vergleichsweise hohe Menge an Strom bzw. Spannung zieht, läuft die Lastleitung 40 zu der Hochstromkomponente anstatt zu dem Chassis. Eine sicherungsgeschützte Lastleitung 38 verläuft von dem Lastende 28 zu den elektrischen Komponenten in dem Fahrzeug, die durch das Sicherungselement 30 geschützt werden sollen. Eine Umgehungslastleitung 36 verläuft von dem positiven Ende 16a zu den elektrischen Komponenten in dem Fahrzeug, die nicht durch das Sicherungselement 30 geschützt werden sollen. Die Endspitzen der Lastleitungen 36 und 38 sind unterschiedlich geformt, um zu unterschiedlich geformten Enden 16a und 28 zu passen, um zumindest beim Vermeiden der Möglichkeit eines Verbindens von elektrischen Komponenten an das Lastende 28 und entgegengesetzt zu unterstützen, welche durch das Sicherungselement 30 nicht geschützt werden sollen.
Eine Schaltvorrichtung 50 ist bereitgestellt, um eine elektrische Verbindung zwischen den Kontakten 24 und 26 selektiv herzustellen. In der gezeigten Ausführungsform, umfasst die Schaltvorrichtung 50 Anschlüsse 52 und 54, die Anschlüsse vom Steckertyp sein können. In einer Ausführungsform erhält die Schaltvorrichtung 50 über die Anschlüsse 52 und 55 ein Signal von einer Fahrzeugkomponente bei einem Auftreten eines Fahrzeugzusammenstoßes oder eines katastrophalen Ereignisses. Das Signal kann beispielsweise zu der Schaltvorrichtung 50 von einem explodierten Airbag, einem Airbagsensor, einem Airbagcontroller, einem Hitzesensor, einem Bewegungssensor, einem Aufschlagsensor, einem Kraftsensor, einem Treibstoffsensor, einem Drucksensor, einem Liquidsensor und irgendeiner Kombination davon übertragen werden. Dass heißt, dass viele verschiedene Arten von Sensoreinrichtungen können alleine oder in Kombination bestimmen, ob ein Unfall oder eine andere Art einer schädlichen Situation aufgetreten ist, und danach ein Signal an die Schaltvorrichtung 50 senden.
Die Schaltvorrichtung 50 kann irgendeine geeignete Vorrichtung sein, die einen elektrischen Kontakt beim Erhalten eines Signals von einer externen Quelle herstellt. Die Schaltvorrichtung 50 kann beispielsweise ein Silizium Gleichrichter (SCR), ein Relais (Festkörper oder mechanisch) oder ein MOSFET sein. In der gezeigten Ausführungsform ist die Schaltvorrichtung 50 ein Solenoid vom Schwingarmtyp, das mit einem Passelement 56 Kontakt herstellt, welches mit dem Kontakt 26 elektrisch verbunden ist. Die Schaltvorrichtung 50 ist in einem gewöhnlich offenen Zustand in 1 gezeigt. Beim Empfang eines Signals von einer oder mehreren entfernt gelegenen Unfall feststellenden Quellen, verursacht die Schaltvorrichtung 50 die Drehung eines Arms 58, und stellt einen Kontakt mit dem Passelement 56 her. Die 2 zeigt eine alternative Schaltvorrichtung 150 vom Kolbentyp an, worin ein Kolben 158 sich über Verschiebung bewegt, um einen Kontakt mit dem Passelement 156 herzustellen.
In einer Ausführungsform ist die Schaltvorrichtung 50 ein Siliziumgleichrichter ("SCR"). Der SCR ist für gewöhnlich nicht leitend solange wie ein interner Zugang bzw. integrales Gate bei einer geringeren Spannung als eine interne bzw. integrale Kathode vorliegt. Falls die Zugangsspannung größer als die Kathodenspannung (beispielsweise beim Empfang eines Signals von einer Signalquelle) wird, wird der SCR leitend (und kann evtl. einen Kurzschluss erhalten) wodurch es einem Strom erlaubt wird, von einer Anode zu einer Kathode zu fließen. Dies wiederum ermöglicht es einem Strom durch die elektrische Schutzvorrichtung 20 zu fließen, was das Sicherungselement 30 zum Öffnen veranlasst. SCRs sind für die vorliegende Anwendung gut geeignet, da (i) SCRs weiterhin Strom leiten, wenn sie einmal aktiviert sind, und (ii) SCRS dazu tendieren, in einem leitenden Modus (d.h. im Gegensatz von geöffnet zu sein, einem Kurzschluss unterliegen) zu versagen bzw. fallen.
SCRs und andere Schalteinrichtungen 50, die allerdings bei einem Aktivierungssignal geschlossen werden sollen (beispielsweise beim Anlegen eines elektrischen Stroms) können sich fälschlicherweise bei übermäßigen Strom und/oder Spannung öffnen. Ein SCR kann beispielsweise mechanisch versagen, wenn das SCR eine große Spannungsspitze erfährt. Ein Induktor 31 ist vorzugsweise in Reihe mit dem Schalter 50 verbunden, um dieses Ereignis zu verhindern. Der Induktor 31 verlangsamt die Rate eines elektrischen Stromanstiegs, der an einen Schalter 50 angelegt wird, so dass der Schalter wie vorgesehen schließt. In einer Ausführungsform ist mindestens eine der zwei Seiten der Schalteinrichtung 50 gegen die andere Seite der Schalteinrichtung 50 mechanisch geneigt bzw. vorgespannt bzw. vorbelastet, um die zwei Seiten der Schalteinrichtung 50 in elektrischem Kontakt zu halten, wenn die Schalteinrichtung 50 geschlossen wird.
In einer Ausführungsform ist die Schalteinrichtung 50 ein MOSFET. MOSFETs verwenden eine Ausfallspannung, welche die Spannung darstellt, bei der eine umgekehrt geneigt Diode ausfällt, um es einem bedeutsamen Strom zu ermöglichen, zwischen einer Quelle und einem Verbraucher zu fließen. In dem System 10 fällt der MOSFET bei einer bestimmten Spannung aus, die durch die Signalquelle bereitgestellt wird, um es einem Strom zu ermöglichen, unmittelbar zwischen den Enden 16a und 18a zu fließen, wodurch das Sicherungselement 30 zum Öffnen gebracht wird.
Wie vorstehend diskutiert, ist es wünschenswert einen Stromfluss zu einem elektrischen System eines Fahrzeugs bei einem Unfall oder Katastrophenereignis zu unterbrechen. Fahrzeugkomponenten, die bei einem derartigen Ereignis eines Schutzes bedürfen, umfassen beispielsweise, sind aber nicht drauf beschränkt, ein Batteriekabel, eine Treibstoffdüse, einen Motorlüfter, einen Starter, einen Heizer, einen Kompressor und irgendeine andere Komponente, insbesondere Komponenten mit hohem Stromverbrauch. Andererseits können Komponenten, die nach einem Unfall oder einem Katastrophenereignis weiterhin Strom erhalten sollen, umfassen, sind aber nicht darauf begrenzt, eine elektrische Schließeinrichtung (beispielsweise eine Tür) Scheinwerfer, Innenlichter, Notlichter, automatische Motoren für Scheiben, Kommunikationssysteme (beispielsweise Funktelefone, On-Star^TM, usw.) und andere mögliche. Die Schutzeinrichtung 20 ermöglicht eine derartige Sicherungs-/Umgehungs-Konfiguration.
Einige Batterien stellen Enden zur oberen Befestigung bereit, die als Enden 16a und 18a gezeigt sind. Andere Batterien stellen Enden zur Seitenbefestigung bereit, die als Phantom als Enden 16b und 18b gezeigt sind. Jede Art von Ende kann für die Schutzeinrichtung 24, wie hierin beschrieben, verwendet werden.
Das Sicherungselement 30 öffnet, wie gezeigt und erörtert, in einem ersten Beispiel falls zuviel Strom von der mit Sicherung geschützten Lastleitung 38 angefordert wird. Das Sicherungselement 30 stellt auf diese Art einen Überspannungsschutz für die Komponenten, die mit der Leitung 38 verbunden sind, bereit. Das Sicherungselement 30 schützt ebenso die Stromquelle vor einer übermäßigen Beanspruchung. Die Sicherung 30 öffnet in einem zweiten Beispiel ebenso bei einem Fahrzeugunfall oder einem Katastrophenereignis, falls die Schaltvorrichtung 50 ein Signal empfängt, welches ein derartiges Ereignis anzeigt, und schließt, um eine unmittelbare Verbindung zwischen den Enden 16a und 18a herzustellen. Es sollte klar sein, dass die Einrichtung 20 in alternativen Ausführungsformen mit ausschließlich Überspannungsschutz oder ausschließlich Schutz vor Unglück- oder Katastrophenereignis bereitgestellt ist.
Irgendeine Kombination der vorstehenden Arten von Schutz kann weiterhin alternativ mit einer dritten Art von Schutz kombiniert werden, die durch die Schutzeinrichtung 20 bereitgestellt ist, nämlich eines Lastwegfallschutzes. Wie vorstehend erörtert, kann in einem Fahrzeug Lastwegfall durch eine Anzahl elektrischer Verbindungsausfälle in dem Fahrzeug verursacht werden, wie beispielsweise einer ausgefallenen Verbindung zwischen dem Generator des Fahrzeugs und Batterie oder einem Lösen eines der Anschlüsse, beispielsweise der Anschlüsse 35, 38 oder 40 von ihrem jeweiligen Ende, nämlich den Enden 16a, 28 und 18a. Ein Lastwegfall kann ein Auftreten einer ziemlich hohen Spannungsspitze oder eines Transienten in dem elektrischen System des Fahrzeugs verursachen.
Um einen Lastwegfall zu bekämpfen, ist eine Überspannungsschutzeinrichtung 60 mit dem Kontakt 24 und dem Kontakt 26 elektrisch verbunden. Die Überspannungsschutzeinrichtung 60 klemmt (clamps) die Spannungsspitze auf Grund eines Lastwegfalls und ermöglicht eine Zwischenmenge an Strom, beispielsweise eine Menge weniger als die Auslegung des Sicherungselements, um durch die elektrische Schutzeinrichtung 20 zum negativen Ende 18a, durch die negative Lastleitung 40 und schließlich zu dem Fahrzeugchassis und/oder einer anderen Art von Fahrzeug- oder Nicht-Fahrzeug-Erdung zu fließen. Die Überspannungseinrichtung 60 kann eine Diode zur Überbrückung von Überspannungsspitzen ("TVS") eine Siliziumlawinendiode ("SAD") ein Vielschicht Varistor ("MLV") und ein Metalloxid-Varistor ("MOV") sein, ist aber nicht darauf beschränkt, wobei jede von ihnen eine bestimmte Klemmspannung aufweisen und hierzu ausgewählt ist.
Die Überspannungseinrichtung 60 weist Abmessungen auf, oder ist ausgewählt, eine Spannung über dem normalen Betriebsbereich aufzuweisen: (i) der Stromquelle, oder (ii) des elektrischen Systems, beispielsweise über 12 Volt oder 14 Volt für eine Automobilbatterie und elektrisches System, jeweils aber niedriger als eine Spannung, die möglicherweise Schaden an Komponenten in dem Fahrzeug verursachen könnte. Ein geeigneter Bereich für Klemmspannungen für die Überspannungsschutzeinrichtung 60 reicht von ungefähr fünfzehn Volt bis ungefähr sechzig Volt. Die vorliegende Erfindung ist ausdrücklich nicht auf einen derartigen Bereich, insbesondere hinsichtlich der momentanen Arbeit begrenzt, die vorgenommen wird, um 36 Volt Batterien und 42 Volt Automobilgeneratorsysteme zu entwickeln. Weiterhin könnten Energiegeneratorsysteme vom Nicht-Fahrzeugtyp niedrigere oder höhere und möglicherweise wesentlich höhere Klemmspannungen benötigen.
Beim normalen Betrieb, wenn beispielsweise keine Lastwegfall-Bedingung vorliegt, weist die Überspannungsschutzeinrichtung 60 einen hohen Widerstand auf. Der gewöhnliche Widerstand der Überspannungsschutzeinrichtung 60 ist derart, dass sehr wenig Strom durch die Schutzeinrichtung 20 fließt. Falls ein Spannungstransient oder eine Spitze auftritt, schaltet die Überspannungsschutzeinrichtung 60 auf einen gesteuerten und Zwischen-Widerstand, und hält die Spitze auf einer geeigneten Voltzahl, was es der Energie der Spitze ermöglicht, über die Schutzeinrichtung 20 zu dem Fahrzeugchassis oder anderweitig zur Erdung abzufließen.
Wie vorstehend erörtert, kann die elektrische Schutzeinrichtung 20 irgendeine Kombination der verschiedenen Arten von elektrischem Schutz, wie hierin beschrieben, umfassen, was falls gewünscht ein ausschließliches Bereitstellen eines Lastwegfallschutzes einschließt. Die Schutzeinrichtung 20 ist allerdings in der Lage, einen Überspannungsschutz, Katastrophenereignis- oder Unfallschutz, ebenso wie einen Lastwegfallschutz bereitzustellen.
Die 1 zeigt eine Zahl von Ausführungsformen zum Ersetzen oder Rücksetzen der Schutzeinrichtung 20 nach einem Öffnen des Sicherungselements 30, was das vollständige Ersetzen der Schutzeinrichtung 20 oder Ersetzen einer geöffneten wiederersetzbaren Sicherung 34, wie beispielsweise einer Flachsicherung (blade fuse), einschließt. Die 2 zeigt ein alternatives System 110, worin eine alternative Einrichtung 120 in eine alternative Stromquelle 112 eingebaut ist. Die alternative Einrichtung 120 umfasst viele der gleichen vorstehend beschriebenen Komponenten, die gleich nummeriert sind, wie beispielsweise die Kontakte 22, 24 und 26. Jene Kontakte werden als Phantom gezeigt, da sie unter dem Gehäuse 114 der Stromquelle 112 eingebaut sind. Jede der Komponenten, die mit durchgehenden Leitungen bzw. mit ununterbrochenem Strich gezeigt sind, liegt auf der Oberseite der Stromquelle 112 vor.
Wie vorstehend erörtert, ist ein Sicherungselement 30 zwischen den Kontakten 22 und 26 elektrisch verbunden. Eine alternative Schalteinrichtung 150 ist positioniert, um einen elektrischen Kontakt mit dem Passelement 156 herzustellen. Das Passelement 156 verbindet anschließend über den Induktor 31 an den Kontakt 26. Eine Überspannungsschutzeinrichtung 60, welche einen Lastwegfallschutz wie vorstehend beschrieben bereitstellt, ist parallel mit der Schaltvorrichtung 150 angeordnet. Die Stromquelle umfasst ebenso Enden 16a und 18a, wie vorstehend beschrieben, und kann alternative seitwärts verlaufende Enden 16b und 18b, die im Zusammenhang mit 1 beschrieben sind, umfassen.
Die Enden 16a und 18a sind mit den Einrichtungskontakten 22 und 24 jeweils über inwendige Anschlüsse 116 bzw. 118 elektrisch verbunden. Das Lastende 28 ist ebenso auf der Oberseite der Stromquelle 112 bereitgestellt und stellt eine elektrische Verbindung über den Anschluss 128 mit dem Kontakt 26 bereit. Das Lastende 28 kann wie zuvor von dem positiven Ende 16a eine verschiedene Form aufweisen, um eine falsche bzw. ungeeignete elektrische Verbindung zu verhindern. Dieselben Lastleitungen 36 bis 40, wie vorstehend beschrieben, können zusammen mit dem System 110 der 2 verwendet werden. Die Schutzeinrichtung 120 umfasst ebenso elektrische Elektroden 132, die eine Ersatzsicherung 34 aufnehmen, falls das anfängliche Sicherungselement 30 geöffnet ist. Alternativ dazu wird das Sicherungselement 30 nicht bereitgestellt und anstelle dessen wird die Sicherung oder Flachsicherung 34 anfänglich verwendet. Weiterhin alternativ dazu werden die Elektroden 132 und Sicherung 34 nicht verwendet, wobei die Stromquelle 112 nach dem Öffnen des Sicherungselementes 30 verworfen wird.
Ein geeignetes Sichtfenster 122 ist derart bereitgestellt, dass der Fahrzeugbetreiber oder Techniker bestimmen kann, dass das Sicherungselement 30 geöffnet hat. Es ist ebenso möglich, das Sicherungselement 30 mit einem geeigneten Material zu beschichten, das bei Hitze verdampft, und sich auf dem Sichtfenster 122 ansammelt, um einen weiteren sichtbaren Nachweis bereitzustellen, dass das Sicherungselement 30 geöffnet hat.
Auf die gleiche Art wird ein Verbinder 160, wie beispielsweise ein Steckverbinder, bereitgestellt und wird in elektrischen Kontakt mit den Signalanschlüssen 152 und 154 der Schaltvorrichtung 150 angeordnet. Der Betreiber verbindet einfach einen passenden Signalleitungsverbinder (nicht gezeigt) mit dem Verbinder 61 um einen Betrieb der Schaltvorrichtung 150 zu ermöglichen. Die Einrichtung 120 funktioniert gleich wie die Einrichtung 20 und umfasst all die gleichen betriebsbedingten Alternativen wie vorstehend beschrieben.
Unter jetzigem Bezug auf die 3 und 4, werden mehrere elektrische Anordnungen für die Schutzeinrichtungen der vorliegenden Erfindung gezeigt. Für Zwecke einer Veranschaulichung werden die Stromquelle 12 und die Komponenten gezeigt, die zusammen mit dem System 10 und der Einrichtung 20 in 1 verwendet werden. Es sollte allerdings klar sein, dass jede der Alternativen, die in den 3 und 4 gezeigt werden, gleichfalls bei dem System 110 und der Schutzeinrichtung 120 von 2 anwendbar ist.
Jede der 3 und 4 umfasst einen schematisch repräsentativen positiven Kontakt 22, einen negativen Kontakt 24 und einen Lastkontakt 26. Jede der Anordnungen umfasst zusätzlich eine Schaltvorrichtung 50, die bildlich als ein Relais dargestellt ist. Jede Anordnung umfasst ebenso die Überspannungsschutzeinrichtung 60, die mit der Schalteinrichtung 50, wie vorstehend beschrieben, parallel betrieben wird. Jede der Anordnungen umfasst weiterhin ein Sicherungselement 30 und einen Induktor 31.
Diese Anordnungen umfassen ebenso eine mit einem Sicherungselement geschützte Last 66 und eine ungeschützte, oder Umgehungslast 68. Diese Lasten betreffen jeweils elektrische Komponenten in dem Fahrzeug, die entweder wünschenswerterweise sicherungsgeschützt oder bei einem Fahrzeugunfall oder Katastrophenereignis mit Strom versorgt bleiben. Die Anordnungen unterscheiden sich hauptsächlich in der Anordnung des Sicherungselements 30 und des Kontaktendes 26. Die Anordnungen funktionieren jeweils exakt auf die gleiche Art, wobei sie allerdings zeigen, dass die vorliegende Erfindung irgendeine Anordnung umfasst, die die genannten Funktionen der Einrichtung 20 erfüllt.
Die 3 zeigt schematisch die Anordnung der Komponenten, die in 1 gezeigt sind. Die 4 bewegt das Sicherungselement 30, den Induktor 31 und Kontakt 26 zu der negativen Seite der Last 66, so dass beide auf der entgegengesetzten Seite der Last 66 von dem positiven Kontakt 22 angeordnet sind und beide in unmittelbarer elektrischer Verbindung mit dem negativen Kontakt 24 stehen.
Die 5 bis 8 zeigen ein anderes Beispiel der Schutzeinrichtung 20. In 5 ist die Schutzeinrichtung 20 mit den seitlichen Enden 16b und 18b einer Stromquelle 12, wie beispielsweise einer Automobilbatterie, mechanisch verbunden. Wie in der beispielhaften Anordnung der 5 bis 8 gezeigt, umfasst die Schutzeinrichtung 20 ein Sicherungselement 30 und einen Induktor 31. In diesem Beispiel ist das Sicherungselement 30 ein gerades Metallstück mit einem verringerten Querschnittsbereich, was einen Schwachpunkt bei der elektrischen Verbindung erzeugt. Sicherungselement 30 öffnet permanent, falls ein Überspannungszustand auftritt.
In diesem Beispiel ist der Induktor 31 als ein helixförmiges Metallstück geformt. Der Induktor 31 kann aus demselben Metallstück wie das Sicherungselement 30, oder aus einem anderen Metallstück gebildet sein. Irgendein geeignetes Material kann zur Bildung des Induktors 31 verwendet werden. Der Induktor 31 kann darüber hinaus irgendeine geeignete Form aufweisen. Beispielsweise kann ein quadratischer oder rechteckig geformter Induktor verwendet werden. Der Induktor 31 kann derart aufgebaut sein, um zwei Stücke in zwei getrennten Ebenen (wie gezeigt) elektrisch zu verbinden, oder der Induktor 31 kann im Wesentlichen in einer einzelnen Ebene angeordnet sein. Der Induktor 31 oder ein Anteil des Induktors 31 wirkt in einer Ausführungsform ebenso als das Sicherungselement 30.
Wie in der 8 gezeigt, umfasst die Schutzeinrichtung 20 ebenso eine Schaltvorrichtung 50. Die Schaltvorrichtung 50 ist in diesem Beispiel eine SCR Einrichtung. Der helixförmige Induktor 31 verlangsamt die Rate eines elektrischen Stromanstiegs, der auf das SCR angewendet wurde, so dass das SCR zusammen-"schmilzt", um eine permanent geschlossene Verbindung zu bilden.
Es sollte klar sein, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen in den hierin beschriebenen, gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen dem Fachmann offensichtlich sein werden. Derartige Änderungen und Modifikationen können vorgenommen werden, ohne das Wesen und den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen, und ohne ihre beabsichtigten Vorteile zu verringern. Es ist daher beabsichtigt, dass derartige Änderungen und Modifikationen durch die beigefügten Ansprüche gedeckt sind.
Zusammenfassung
Eine elektrische Schutzeinrichtung wird bereitgestellt. Die Einrichtung kann entfernbar, befestigt oder im Innern einer Stromquelle, wie beispielsweise einer Fahrzeugbatterie von beispielsweise einem Automobil, befestigt sein und kann ein ersetzbares Sicherungselement anwenden. Die Einrichtung umfasst ein Überspannungsschutzelement, wie beispielsweise ein Sicherungselement und stellt eine oder mehrere der nachstehenden Arten eines elektrischen Schutzes bereit: (i) Überspannungsschutz, (ii) Stromabschaltschutz bei einem Unfall oder Katastrophenereignis, und (iii) Lastwegfallschutz. Das System kann angeordnet werden, um gewisse elektrische Komponenten eines Fahrzeugs vor einer Überspannung zu schützen und ermöglicht anderen zu unabhängig von dem Überspannungsschutz zu funktionieren. Systeme und Verfahren, die die Schutzeinrichtung einsetzen, werden ebenso gezeigt und erörtert.

Claims

Elektrische Schutzeinrichtung, umfassend: einen ersten Kontakt mit einem ersten Ende einer Fahrzeugbatterie elektrisch verbunden, und mit einer ersten Lastleitung elektrisch verbunden; einen zweiten Kontakt mit einem zweiten Ende der Fahrzeugbatterie elektrisch verbunden und mit einer zweiten Lastleitung elektrisch verbunden, wobei der zweite Kontakt eine verschiedene elektrische Polarität als der erste Kontakt aufweist; einen dritten Kontakt mit einer dritten Lastleitung elektrisch verbunden; ein Sicherungselement mit dem ersten Kontakt und dem dritten Kontakt elektrisch verbunden, wobei das Sicherungselement einen Überspannungsschutz für die dritte Lastleitung, allerdings nicht für die erste Lastleitung, bereitstellt; und eine Schaltvorrichtung mit dem zweiten Kontakt und dem dritten Kontakt elektrisch verbunden, worin falls die Schaltvorrichtung geschlossen ist, das Sicherungselement eine Verbindung zwischen dem ersten Kontakt und dem dritten Kontakt öffnet.
Elektrische Schutzeinrichtung gemäß Anspruch 1, worin der erste Kontakt einen elektrisch positiven Kontakt umfasst, und der zweite Kontakt einen elektrisch negativen Kontakt umfasst.
Elektrische Schutzeinrichtung gemäß Anspruch 1, worin der erste Kontakt einen elektrisch negativen Kontakt, und der zweite Kontakt einen elektrisch positiven Kontakt umfasst.
Elektrische Schutzeinrichtung gemäß Anspruch 1, worin die Schaltvorrichtung mit mindestens einem des zweiten Kontaktes und des dritten Kontaktes über einen Induktor elektrisch verbunden ist.
Elektrische Schutzeinrichtung gemäß Anspruch 4, worin der Induktor und das Sicherungselement aus einem einzelnen Metallstück geformt sind.
Elektrische Schutzeinrichtung gemäß Anspruch 4, worin der Induktor als ein helixförmiges Metallstück geformt ist.
Elektrische Schutzeinrichtung gemäß Anspruch 6, worin der Induktor und das Sicherungselement aus einem einzelnen Metallstück geformt sind.
Elektrische Schutzeinrichtung gemäß Anspruch 1, worin der erste Kontakt und der zweite Kontakt eine erste Form aufweisen, und der dritte Kontakt eine zweite verschiedene Form aufweist.
Elektrische Schutzeinrichtung gemäß Anspruch 1, worin die Schaltvorrichtung eine erste Seite und eine zweite Seite aufweist und wobei die erste Seite gegen die zweite Seite mechanisch geneigt ist.
Elektrische Schutzeinrichtung gemäß Anspruch 1, die angeordnet ist, um im Innern der Fahrzeugbatterie befestigt zu werden.
Elektrische Schutzeinrichtung gemäß Anspruch 10, ein Sichtfenster über dem Sicherungselement umfassend.
Elektrische Schutzeinrichtung gemäß Anspruch 11, worin das Sicherungselement mit einem Material beschichtet ist, das bei Hitze verdampft und sich auf dem Sichtfenster ansammelt.
Elektrische Schutzeinrichtung gemäß Anspruch 1, die angeordnet ist, um außen an der Fahrzeugbatterie befestigt zu werden.
Elektrische Schutzeinrichtung gemäß Anspruch 1, worin die Schaltvorrichtung eine Einrichtung umfasst, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: einem Silizium Gleichrichter ("SCR"), einem Solenoid, einem Relais und einem Metalloxid Halbleiter Feldeffekttransistor ("MOSFET").
Elektrische Schutzeinrichtung gemäß Anspruch 1, welche eine Lastwegfall Schutzeinrichtung umfasst, die mit dem zweiten Kontakt und dem dritten Kontakt elektrisch verbunden ist.
Elektrische Schutzeinrichtung gemäß Anspruch 15, worin die Lastwegfall Schutzeinrichtung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: einer Diode zur Unterdrückung von Überspannungsspitzen ("TVS"), einer Silizium Lawinendiode ("SAD"), einem Vielschicht Varistor ("MLV") und einem Metalloxid Varistor ("MOV").
Elektrische Schutzeinrichtung gemäß Anspruch 1, worin die Schaltvorrichtung beim Empfang eines Signals einer Signalquelle aktiviert wird.
Elektrische Schutzeinrichtung gemäß Anspruch 1, worin das Sicherungselement zwischen 20 Ampere und 2000 Ampere ausgelegt ist.
Elektrische Schutzeinrichtung gemäß Anspruch 1, worin das Sicherungselement mit einer Lastwegfall Schutzeinrichtung und der Schaltvorrichtung elektrisch verbunden ist.
Elektrische Schutzeinrichtung gemäß Anspruch 1, worin das Sicherungselement mit dem ersten Kontakt und der Schaltvorrichtung elektrisch verbunden ist.
Elektrische Schutzeinrichtung gemäß Anspruch 1, worin das Sicherungselement mit dem ersten Kontakt und der Schaltvorrichtung über einen Induktor elektrisch verbunden ist.
Stromquelle umfassend: einen Körper; positives und negatives Ende, die von dem Körper verlaufen; und eine Schutzeinrichtung, die mit den positiven und negativen Enden elektrisch verbunden ist, wobei die Einrichtung umfasst, (i) einen Lastkontakt, (ii) ein Sicherungselement, das zwischen dem Lastkontakt und einem der positiven und negativen Enden angeordnet ist, (iii) eine Schaltvorrichtung, die angeordnet ist, um ein Öffnen des Sicherungselementes beim Empfangen eines Signals von einer Signalquelle zu verursachen, und (iv) einen Induktor, der zwischen dem Sicherungselement und der Schaltvorrichtung angeordnet ist, um eine Rate eines Stromanstiegs zu verringern, der an die Schaltvorrichtung angelegt ist.
Stromquelle gemäß Anspruch 22, worin der Induktor und das Sicherungselement aus einem einzelnen Metallstück geformt sind.
Stromquelle gemäß Anspruch 22, worin der Induktor als ein helixförmiges Metallstück geformt ist.
Stromquelle gemäß Anspruch 24, worin der Induktor und das Sicherungselement aus einem einzelnen Metallstück geformt sind.
Elektrische Schutzeinrichtung gemäß Anspruch 22, worin die Schaltvorrichtung eine erste Seite und eine zweite Seite aufweist, und die erste Seite gegen die zweite Seite mechanisch geneigt ist.
Stromquelle gemäß Anspruch 22, welche eine Lastwegfall Einrichtung umfasst, die parallel mit der Schaltvorrichtung angeordnet ist.
Stromquelle gemäß Anspruch 22, worin die positiven und negativen Enden ausgestaltet sind, um mit einer Umgehungslastleitung zu verbinden, worin die Umgehungslastleitung unabhängig von dem Sicherungselement funktioniert.
Stromquelle gemäß Anspruch 22, worin die positiven und negativen Enden erste derartige Enden sind und welche zweite positive und negative Enden umfassen, die unabhängig von dem Sicherungselement funktionieren.
Stromquelle gemäß Anspruch 22, worin die Schutzeinrichtung zumindest teilweise im Innern des Körpers angeordnet ist.
Stromquelle gemäß Anspruch 30, worin das Sicherungselement ersetzbar ist.
Stromquelle gemäß Anspruch 30, ein Sichtfenster über dem Sicherungselement umfassend.
Stromquelle gemäß Anspruch 32, worin das Sicherungselement mit einem Material beschichtet ist, das bei Hitze verdampft und sich auf dem Sichtfenster ansammelt.
Stromquelle gemäß Anspruch 22, worin die Schutzeinrichtung außerhalb des Körpers angeordnet ist.
Stromquelle gemäß Anspruch 34, worin die Schutzeinrichtung ersetzbar ist.
Stromquelle gemäß Anspruch 34, worin die Sicherung ersetzbar ist.
Elektrisches System für ein Automobil umfassend: eine Stromversorgung; eine Schutzeinrichtung mit der Stromversorgung elektrisch verbunden, wobei die Einrichtung ein Sicherungselement und eine Schaltvorrichtung umfasst, die betrieben werden können, um das Element beim Empfangen eines Signals von einer Signalquelle zu öffnen; zumindest eine erste Lastkomponente mit der Stromversorgung und der Einrichtung elektrisch verbunden und einem Überspannungsschutz unterzogen, welcher durch das Sicherungselement bereitgestellt wird; und zumindest eine zweite Lastkomponente mit der Stromversorgung elektrisch verbunden und unabhängig von dem Sicherungselement der Einrichtung funktionierend.
System gemäß Anspruch 37, weiterhin einen Induktor umfassend, der zum Verringern einer Rate eines Stromanstiegs verbunden ist, der auf die Schaltvorrichtung angewendet wird.
Stromquelle gemäß Anspruch 38, worin der Induktor und das Sicherungselement aus einem einzelnen Metallstück geformt sind.
Stromquelle gemäß Anspruch 38, worin der Induktor als ein helixförmiges Metallstück geformt ist.
Elektrische Schutzvorrichtung gemäß Anspruch 37, worin die Schaltvorrichtung eine erste Seite und eine zweite Seite aufweist und die erste Seite gegen die zweite Seite mechanisch geneigt ist.
System gemäß Anspruch 37, weiterhin umfassend: eine Lastwegfallvorrichtung, die betrieben werden kann, um eine Voltzahl von der ersten Lastkomponente zu entladen.
System gemäß Anspruch 37, worin die Signalquelle ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: einem Airbag, einem Airbagsensor, einem Airbagcontroller, einem Hitzesensor, einem Bewegungssensor, einem Aufschlagssensor, einem Treibstoffsensor, einem Drucksensor, einem Liquidsensor und irgendeiner Kombination davon.
System gemäß Anspruch 37, worin die erste Lastkomponente ein Batteriekabel umfasst.
System gemäß Anspruch 37, worin die erste Lastkomponente ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: einer Treibstoffdüse, einem Motorlüfter, einem Starter, einem Erhitzer, einem Kompressor und irgendeiner Kombination davon.
System gemäß Anspruch 37, worin die zweite Lastkomponente ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: einer elektrischen Verschlusseinrichtung, einem Fernlicht, einem Motor für ein elektrisches Fenster, einer Kommunikationseinrichtung und irgendeiner Kombination davon.
Schutzverfahren für elektrische Versorgung eines Fahrzeugs, umfassend: Empfangen eines Signals, das ein Notfallereignis anzeigt; Schließen eines Schalters als Reaktion auf den Empfang des Signals; Öffnen einer Sicherung als Reaktion auf das Schließen des Schalters; Anhalten der Versorgung des elektrischen Stroms für eine erste Lastkomponente als Reaktion auf das Öffnen der Sicherung; und weiterhin Versorgen einer zweiten Lastkomponente mit elektrischem Strom nach Öffnen der Sicherung.
Verfahren gemäß Anspruch 47, worin ein Schließen des Schalters ein permanentes Schließen des Schalters umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 47, worin ein Öffnen der Sicherung ein permanentes Öffnen der Sicherung umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 47, weiterhin umfassend, Bereitstellen eines Lastwegfallschutzes, um in der ersten Lastkomponente und in der zweiten Lastkomponente gespeicherte Energie zu entladen.
Verfahren gemäß Anspruch 47, worin ein Schließen des Schalters ein mechanisches Neigen des Schalters umfasst.