CN102468023A - 热敏电阻器及包括该热敏电阻器的二次电池组 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种热敏电阻器和一种包括该热敏电阻器的二次电池组。该二次电池组包括裸电池和保护电路模块，所述保护电路模块包括印刷电路板和热敏电阻器。所述热敏电阻器包括：包括弹性材料的支撑构件；形成在所述支撑构件上的温度传感器；被构造为联接到印刷电路板的端子；和形成在所述支撑构件上的导电部分，其中所述导电部分连接到所述端子并连接到所述温度传感器。

Description

热敏电阻器及包括该热敏电阻器的二次电池组
相关申请
本申请要求2010年11月12日递交到美国专利商标局的美国临时专利申请No.61/413,351和2011年6月28日递交到美国专利商标局的美国非临时专利申请No.13/171,357的权益，上述美国专利申请的全部内容通过引用并入本申请中。
技术领域
本技术涉及包括热敏电阻器的保护电路模块和具有该保护电路模块的二次电池组，更具体而言，涉及一种在其中固定有热敏电阻器的二次电池组和保护电路模块。
背景技术
热敏电阻器是用于二次电池组的保护元件和其特有电阻随温度而变化的一种类型的电阻器。热敏电阻器可被分为负温度系数(NTC)热敏电阻器和正温度系数(PTC)热敏电阻器，负温度系数(NTC)热敏电阻器由具有随温度增加而降低的电阻的NTC材料形成，正温度系数(PTC)热敏电阻器由具有随温度增加而增加的电阻的PTC材料形成。PTC材料在正常温度下具有较低的电阻，从而允许电流平稳地流动。然而，当PTC材料由于周围环境温度增加或过电流而温度增加时，与初始电阻相比，电阻可增加约1000至10000倍或更多，以阻塞流过电流。因此，PTC材料广泛应用于保护各种的电子部件以免过热或过电流。
发明内容
本发明的一个方面是提供一种保护电路模块和一种包括该保护电路模块的二次电池组，所述保护电路模块包括在没有额外的部件或过程的情况下将热敏电阻器固定到二次电池组中的装置。
进一步，本发明的一个方面提供一种保护电路模块和一种二次电池组，所述保护电路模块包括即使装配式二次电池组在传送或使用时发生碰撞的情况下也防止热敏电阻器被不正常地分离的装置。
根据本发明的一个方面，保护电路模块包括：包括保护电路的印刷电路板和连接到所述保护电路模块的所述保护电路的热敏电阻器。
根据一个方面，所述热敏电阻器包括具有弹性材料的支撑构件；形成在所述支撑构件上的温度传感器；被构造为联接到印刷电路板的端子；和形成在所述支撑构件上的导电部分，其中所述导电部分连接到所述端子并连接到所述温度传感器。
根据一个方面，所述热敏电阻器的所述导电部分包括导电薄膜。所述导电部分可包括印刷在绝缘薄膜上的导电电线。所述导电部分可形成在所述支撑构件的几乎每个表面之上。所述导电部分可形成在所述支撑构件的除侧面之外的每个表面之上。所述导电部分可形成在所述支撑构件的一部分之上。
根据一个方面，所述支撑构件具有矩形、五边形或六边形的横截面。所述支撑构件可包括具有曲面形状的部分。
根据一个方面，所述温度传感器形成在所述支撑构件的为曲面的表面上。
根据一个方面，所述热敏电阻器包括第二温度传感器和第二端子，其中所述第二温度传感器电连接到所述第二端子。
根据一个方面，所述热敏电阻器包括延伸通过所述支撑构件的孔。
进一步，本发明的一个方面还提供一种二次电池组，包括裸电池以及包括印刷电路板和热敏电阻器的保护电路模块，其中所述热敏电阻器包括：包括弹性材料的支撑构件、形成在所述支撑构件上的温度传感器、联接到所述印刷电路板的端子和形成在所述支撑构件上的导电部分，其中所述导电部分连接到所述端子并连接到所述温度传感器。
根据一个方面，所述印刷电路板包括孔，所述热敏电阻器的所述端子通过该孔插入。
根据一个方面，所述印刷电路板包括在邻近所述孔的区域中的凹部，并且其中所述凹部被构造为容纳所述热敏电阻器。
根据一个方面，所述端子包括延伸通过所述孔并沿所述印刷电路板的表面弯曲的部分。
根据一个方面，所述端子的所述弯曲部分被钎焊到所述印刷电路板。
根据一个方面，所述温度传感器接触所述裸电池的外表面。
根据一个方面，所述裸电池的数量为多于一个。
根据一个方面，所述热敏电阻器接触多于一个裸电池。
附图说明
附图与说明书一起例示出本发明的特定实施例，并且与文字描述一起用于阐释本发明的原理。
图1A为例示出根据一实施例的电池组的分解透视图；
图1B为例示出图1A的电池组的俯视图；
图2为例示出根据一实施例热敏电阻器与电路板相结合的剖视图；
图3A为例示出根据一实施例的热敏电阻器的透视图；
图3B为图3A的热敏电阻器的侧视图；
图3C为根据另一实施例的热敏电阻器的侧视图；
图3D为根据再一实施例的热敏电阻器的侧视图；
图3E为根据再一实施例的热敏电阻器的透视图；
图4A为具有曲面形侧面的热敏电阻器的侧视图；
图4B为例示出图4A的热敏电阻器与裸电池相接触的侧视图；
图5为形成有穿孔的热敏电阻器的透视图；
图6为例示出根据一实施例热敏电阻器与电路板相结合的剖视图；
图7为例示出根据另一实施例的电池组的示意性俯视图；
图8为例示出根据一实施例的热敏电阻器的位置的示意性前视图；
图9为根据另一实施例的热敏电阻器的侧视图；以及
图10为例示出使用图9的热敏电阻器的前视图。
具体实施方式
下文中，将参照附图对本发明的特定实施例进行描述。在说明书中，除非上下文另外清楚地指示，指示方向的术语“上”、“下”、“右”和“左”是基于图中的方向。此外，在实施例中相似的附图标记表示相似的元件。
<第一实施例>
图1A为例示出根据本发明一实施例的电池组的分解透视图，图1B为例示出图1A的电池组的俯视图，图2为例示出根据本发明一实施例热敏电阻器与电路板相结合的剖视图。
如图1A和1B中所示，根据本实施例的二次电池组包括具有印刷电路板和热敏电阻器300的保护电路模块100和电连接到保护电路模块100的至少一个裸电池200。热敏电阻器300可包括将被描述的温度传感器并在保护电路模块100与裸电池200之间紧密接触裸电池200的外表面。
首先，一实施例的保护电路模块100可由模块和安装在印刷电路板上的保护电路形成，所述模块执行充电和放电并执行与外界通信，所述保护电路确保在执行充电和放电时的稳定性。保护电路模块100可包括连接到每个裸电池200的端子105。每个裸电池200可通过充当导电线的构件，比如镍接线片250，电连接到形成在保护电路模块100中的端子。此外，如图1B中所示，连接器150可形成在保护电路模块100的外侧上以连接到外部设备。
端子容纳孔120可形成在保护电路模块100中成对的阴极和阳极中，热敏电阻器300的端子容纳在端子容纳孔120中。这里，安装部分110可形成在保护电路模块100中以改进热敏电阻器300到保护电路模块100的固定。安装部分110可形成有台阶部分，该台阶部分与安装部分110和热敏电阻器300的接触表面形状相似。在一实施方式中，所述印刷电路板包括在邻近所述孔的区域中的凹部，并且其中所述凹部被构造为容纳所述热敏电阻器。
如图2中所示，热敏电阻器300的一对端子310插入到形成在保护电路模块100中的端子容纳孔120中并通过焊接或钎焊被固定。这里，如上所述，为了防止热敏电阻器300震动或者容易地分离，在邻近端子容纳孔120的区域中凹进的安装部分110可被形成为安装热敏电阻器300。因此，由于凹进的安装部分110，热敏电阻器300可稳固地安置在保护电路模块100的印刷电路板中。安装部分110可形成于在保护电路模块100，特别是保护电路模块100的印刷电路板，的区域中形成台阶并凹进的槽中，以容纳热敏电阻器300。
然后，与热敏电阻器300结合的保护电路模块100可连接到裸电池200。镍接线片250的连接并联或串联的裸电池200的端子的一个侧面可通过钎焊或焊接连接到相应的保护电路模块。这里，如图1B中所示，热敏电阻器300可设置在保护电路模块100与裸电池200之间并紧密地附接到裸电池200的待被挤压的外表面。热敏电阻器300可被裸电池200挤压，在形成电池组时被固定到保护电路模块100，因此热敏电阻器300可具有不易分离的稳定结构。
这里，如图6中所示，为了改进热敏电阻器300的固定，一对端子310a可在端部处弯曲并通过焊接或钎焊连接。这里，由于端子310a的弯曲的端部，即使钎焊脱落(come off)，热敏电阻器300也不易分离。
图3A为例示出根据本发明一实施例的热敏电阻器的透视图，图3B为图3A的热敏电阻器的侧视图。图3C至3E为根据本发明的实施例的各种热敏电阻器的侧视图和透视图。
如图3A和3B中所示，热敏电阻器300包括支撑主体340、导电连接部件320、温度传感器330和一对端子310。在本实施例中，热敏电阻器300总起来说指代用于使用温度传感器300测量温度的装置。热敏电阻器300是电阻随周围环境温度变化的设备且可使用正温度系数(PTC)热敏电阻器和负温度系数(NTC)热敏电阻器。
支撑主体340可由能因外力作用缩短的弹性材料形成。弹性材料的支撑主体340可使得热敏电阻器300更有弹性地附接到裸电池200。本实施例的支撑主体340具有立方体形状。在一实施方式中，所述支撑构件具有矩形横截面。然而，如图3C中所示，支撑主体340可具有六边形的纵断面，并且导电连接部件320a可形成在六边形支撑主体340的外表面上。此外，如图3D中所示，支撑主体340可具有没有棱边(edge)的圆形纵断面，并且导电连接部件320b可形成在圆形支撑主体340的外表面上。支撑主体340可具有各种形状。
导电连接部件320为能将温度传感器330与一对端子310电连接的元件。导电连接部件320被形成为围绕弹性材料的支撑主体340的外表面。这里，导电连接部件320可使用薄膜类型的导电构件或者印刷有导电电线的绝缘薄膜。导电连接部件320还能起到固定支撑主体340的作用。因此，如图3A中所示，导电连接部件320可被形成为围绕支撑主体340的四个侧面同时剩余相对的两个侧面被暴露。此外，当导电连接部件320具有六边形纵断面或圆形纵断面时，如图3C和图3D中所示，导电连接部件320能围绕支撑主体340的外表面。如图3E中所示，导电连接部件320c可形成在支撑主体340的外表面的一部分上以具有仅用于温度传感器330与一对端子310连接的最小面积。
热敏电阻器300的导电连接部件320根据形状被指代为320a、320b、320c和320d，但在下文中被共同地指代为320。
温度传感器330可形成在导电连接部件320的外表面上。温度传感器330可紧密地附接到裸电池200的外表面并与裸电池200的外表面接触。温度传感器330能将基于周围环境温度的信息转换成电特征，并且能将电特征传递到保护电路模块100。也就是说，温度传感器330可形成在导电连接部件320上，从而温度传感器330通过导电连接部件320和一对端子310电连接到保护电路模块100。
详细地，温度传感器330测量裸电池200的温度并可通过导电连接部件320、320a、320b、320c和320d以及一对端子310连接到保护电路模块100的保护电路。
一对端子310、导电连接部件320和温度传感器330可形成薄膜结构。例如，如果整体式薄膜类型的热敏电阻器被使用，则相应部件可能不需要单独制造，因而简化了制作并降低了制造费用。
<第二实施例>
图4A为根据本发明另一实施例的具有曲面形或圆形侧面的热敏电阻器的侧视图，图4B为例示出图4A的热敏电阻器与裸电池相接触的侧视图。
如图4A和图4B中所示，本实施例的热敏电阻器300可包括具有一个曲面形或圆形侧面的支撑主体340d。导电连接部件320d可形成在支撑主体340d的外表面上。温度传感器330可附接到导电连接部件320d或支撑主体340d的圆形外表面。
与裸电池相接触的支撑主体340d的外表面或导电连接部件320d可被形成为具有圆形形状，从而热敏电阻器300与圆柱形裸电池紧密接触。进一步，由于支撑主体340d的圆形形状，当裸电池200为圆柱形时，本实施例的热敏电阻器300的结构的在附接和稳定性方面得到改进。图4B示出，附接到导电连接部件320d或支撑主体340d的一个圆形侧面的温度传感器330被附接并固定到裸电池200上。
<第三实施例>
图5为根据本发明再一实施例的形成有能渗透的孔(porous hole)的热敏电阻器的透视图。在本实施例中，支撑主体340c可由弹性材料形成并具有有孔的形状。虽然弹性材料的支撑主体340c在图5中能包括一个能渗透的孔345，但可形成多个能渗透的孔345。当支撑主体340c中具有能渗透的孔345时，热敏电阻器300的弹性可被改进。也就是说，支撑主体340c的收缩和扩张可被改进。能渗透的孔340c可被形成为平行于与热敏电阻器300紧密接触的裸电池200的枢轴，或者被形成为垂直于支撑主体340c收缩的方向。能渗透的孔340c可具有形状不被限制的纵断面。
<第四实施例>
图7为例示出根据本发明再一实施例的电池组的示意性俯视图，图8为例示出热敏电阻器的位置的示意性前视图。
在本实施例中，如图7和图8中所示，保护电路模块100垂直于多个裸电池200设置。这里，当热敏电阻器300e与裸电池200中的仅仅一个相接触时，如图8中所示，本实施例与第一实施例相似。因此，连接热敏电阻器300e和保护电路模块100的结构和方法可与上文所述相同。
<第五实施例>
图9为根据本发明再一实施例的热敏电阻器的侧视图，图10为例示出使用图9的热敏电阻器的前视图。
在本实施例中，如图9和图10中所示，保护电路模块100被设置在裸电池200之上，热敏电阻器300f同时接触两个圆柱形裸电池。这里，热敏电阻器300f可包括由弹性材料形成并具有填充两个相邻的裸电池200之间的空间形状或空间的形状的支撑主体340f，如图10中所示。这里，支撑主体340f可包括具有形成在支撑主体340f与两个裸电池200之间的空间的形状的横截面，从而热敏电阻器300f紧密地接触两个相邻的裸电池200。在图9和图10中，支撑主体340f具有大致五边形形状。此外，为了改进附接或粘结，热敏电阻器300f可被形成为具有接触裸电池200的圆形表面。当热敏电阻器300f被附接到保护电路模块100，并且然后保护电路模块100与裸电池200连接时，热敏电阻器300f的两个表面同时紧密接触相邻的裸电池200以形成稳定的结构，如图10中所示。尽管本实施例例示出热敏电阻器300f紧密地接触两个裸电池200，但热敏电阻器300f可紧密地接触多于两个裸电池。热敏电阻器300f可包括形成在支撑主体340f与裸电池200之间的至少一个温度传感器330。这里，当提供两个或两个以上温度传感器330时，可提供与温度传感器330相同对数量的端子310，从而端子310被连接到温度传感器330。例如，当提供两个温度传感器330时，可提供连接到相应温度传感器330的两对端子310。可替换地，当提供一个或一个以上温度传感器330时，该一个或一个以上温度传感器330可并联或串联地连接到一对端子310以测量温度。
如上所述，根据本发明的实施例，热敏电阻器可在没有另外的固定部件(比如固定带)的情况下被稳定地固定在二次电池组中。
此外，本发明的实施例可消除使用固定带或类似物将热敏电阻器固定在二次电池组中的工序。
<第六实施例>
本实施例涉及根据一实施例的导电连接部件。
如上所述，导电连接部件是电连接温度传感器和一对端子的元件。本实施例的导电连接部件可被形成为穿过支撑主体。此外，导电连接部件具有弹性以当支撑主体因外力作用收缩时沿预定方向弯曲。
虽然已结合特定实施例对本发明进行了描述，但将理解，本发明不限于所公开的实施例，而是相反地，致力于涵盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等价布置。

Claims (19)

1.一种热敏电阻器，包括：
包括弹性材料的支撑构件；
形成在所述支撑构件上的温度传感器；
被构造为联接到印刷电路板的端子；和
形成在所述支撑构件上的导电部分，
其中所述导电部分连接到所述端子并连接到所述温度传感器。
2.如权利要求1所述的热敏电阻器，其中所述导电部分包括导电薄膜。
3.如权利要求1所述的热敏电阻器，其中所述导电部分包括印刷在绝缘薄膜上的导电电线。
4.如权利要求1-3中任一项所述的热敏电阻器，其中所述导电部分形成在所述支撑构件的每个表面之上。
5.如权利要求1-3中任一项所述的热敏电阻器，其中所述导电部分形成在所述支撑构件的除侧面之外的每个表面之上。
6.如权利要求1所述的热敏电阻器，其中所述导电部分形成在所述支撑构件的一部分之上。
7.如权利要求1所述的热敏电阻器，其中所述支撑构件具有矩形或五边形或六边形的横截面。
8.如权利要求1所述的热敏电阻器，其中所述支撑构件包括具有曲面形状的部分。
9.如权利要求8所述的热敏电阻器，其中所述温度传感器形成在所述支撑构件的具有所述曲面形状的所述部分的表面上。
10.如权利要求1所述的热敏电阻器，进一步包括第二温度传感器和第二端子，其中所述第二温度传感器电连接到所述第二端子。
11.如权利要求1所述的热敏电阻器，其中所述热敏电阻器包括延伸通过所述支撑构件的孔。
12.一种二次电池组，包括：
裸电池；和
包括印刷电路板和根据权利要求1-11中任一项所述的热敏电阻器的保护电路模块。
13.如权利要求12所述的二次电池组，其中所述印刷电路板包括孔，所述热敏电阻器的所述端子通过该孔插入。
14.如权利要求13所述的二次电池组，其中所述印刷电路板包括在邻近所述孔的区域中的凹部，并且其中所述凹部被构造为容纳所述热敏电阻器。
15.如权利要求13所述的二次电池组，其中所述端子包括延伸通过所述孔并沿所述印刷电路板的表面弯曲的部分。
16.如权利要求15所述的二次电池组，其中所述端子的所述弯曲部分被钎焊到所述印刷电路板。
17.如权利要求12所述的二次电池组，其中所述温度传感器接触所述裸电池的外表面。
18.如权利要求12所述的二次电池组，其中所述裸电池的数量为多于一个。
19.如权利要求18所述的二次电池组，其中所述热敏电阻器接触多于一个裸电池。
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