CN103270623A - 具有用于隔离电气线路连接的装置的电气部件 - Google Patents
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Abstract
一种具有用于隔离电气线路连接的装置的电气部件具有反应性多层机构,用于实现电气线路连接的隔离。该电气部件可以是一个原电池,并且该隔离装置可设置于电池的外部或内部。该电气部件也可以是电池连接器。它可以快速并可靠地将原电池与多个原电池的连接隔离或实现快速并可靠地实现将一个大电池分割为分段。
Description
技术领域
本发明涉及电气部件,具体来说涉及具有用于隔离电气线路连接的装置的原电池或用于原电池的电池连接器。
背景技术
用于存储电能的由一个或多个存储电池组成的原电池是已知的,诸如像电池组(一次存储设备)和蓄电池(二次存储设备),其中当施加充电电流时,在电解质之中或之间的阴极与阳极之间的电化学充电反应中,电能被转换成化学能并且得到存储,并且其中当连接电气负载时,在电化学放电反应中,化学能被转换成电能。近年来,基于锂化合物的一次存储系统和二次存储系统已逐步得到重视。例如,如今锂离子蓄电池被建议并且用于多种应用,包括作为机动车辆的牵引用电池组。为此目的,单个电池被组装并互连在块中,以便提供分别所需的电压和容量。电池组系统通常需要数百伏的高压。在某些情况下,例如事故、临界充电状态或临界工作状态,可能需要隔离电池组系统的单个电池或成组的电池。
因此,本发明的一个目标在于提供具有用于隔离电气线路连接的装置的电气部件,由此使得可靠地中断流向和/或来自原电池的电流成为可能。
这个目标通过独立权利要求的特征实现。本发明的有利的进一步发展构成从属权利要求的主题。
发明内容
从一个观点来看,本发明涉及具有用于隔离电气线路连接的装置的电气部件,其特征在于所述装置包括至少两种不同材料的复合物。
术语“复合物”涵盖两种或更多种结合的材料。术语“材料”涵盖元素周期表的元素以及从其衍生的化合物,如无机或有机化合物。
优选地选择至少两种不同的材料,以使得它们可以彼此反应,由此引起电气线路连接的隔离。
在一个实施例中,所述复合物被安置在一段线路连接上,并且所述材料被选择,以使得在它们反应时释放热能,这导致所述线路连接在其部分或全部横截面上熔化。
在一个实施例中,反应时所释放的热能导致所述线路连接在其部分横截面上熔化,由此所述线路连接的横截面的其余部分在正常工作电流流过所述导体段时熔化。
以下是熟知的:可以使至少两种不同材料的复合物彼此反应以释放热能;即,使其在放热反应中进行反应。
从“Fraunhofer IWS Jahresbericht 2008”(来自Fraunhofer IWSR&D机构的2008年年度报告)第76页已知使用所谓的“纳米反应性多层结构”作为复合物,在此作为用于接合热敏部件的能量存储设备。此类“纳米反应性多层结构”(“RMS”)可以由数百乃至上千个测量厚度为10至100nm的单层构成,每个单层由至少两种不同的材料构成,所述材料的化学化合物释放能量(放热反应)。因此,RMS存储定义量的化学能量,所述化学能量可以用作局部热源。例如,在由诸如电火花或激光脉冲的外部能量源点燃之后,引起了所述多层材料的原子相互扩散,从而释放能量。渐进的反应向前发展,这使得在很短的时间里在紧密受限的空间内释放大量的热。例如,快速反应的多层箔片被用作局部热源,以在所谓的放热焊接箔片中产生焊接连接;由此可以最小化输入到相邻部件的热量和电压。RMS例如通过物理气相分离过程(如磁控管/离子束溅射沉积)被制造成具有高达100μm的总厚度,并且可以直接涂覆在对应的部件上或制造成为独立的箔片。利用诸如像Ni/Al或Ti/Al的材料组合,已实现了高达2000℃的局部温度以及2至20m/s的传播速度。在一个实施例中,根据本发明的“反应性多层”或“反应性多层结构”被理解为包括分层形式的至少两种不同材料的任何复合物,可以使这些材料彼此反应。这意味着“反应性多层”或“反应性多层结构”由多个反应性多层或一个反应性多层构成。根据本发明,一个“反应性多层”被理解为多个单层的一个层,这些单层优先具有在纳米范围内的厚度,其中所述多层材料在发生已定义条件(诸如像特定温度)时或者在被供应某一信号(诸如像电压脉冲、电火花或激光脉冲)时彼此反应,所述反应优选通过引起伴随有能量释放的多层材料的原子相互扩散。起始所述反应也称为“点燃”所述多层。优选地,在无需进一步辅助的情况下保持所述反应,直到消耗掉所述多层材料。所述结构可以具体地具有涂层、独立的箔片结构(如果需要其可以是自粘的)或类似物。
根据一个优选实施例,至少两种不同材料的复合物(例如,反应性多层结构)被安置在导体段上,其中在所述反应性多层反应时释放的热能导致所述导体段的部分或全部横截面熔化。所述反应性多层结构因此可以例如为如现有技术已知的放热焊接箔片,其中在点燃之后,进行性反应向前发展,这使得在很短的时间里在紧密受限的空间内释放大量的热。因此,实现了安全熔断器形式的隔离,其中导体段熔掉并且线路连接内的空隙导致线路隔离。所述反应还可以非常快速地接着发生并且局部地受限,而相邻部件结构不受影响。当用于点燃反应性多层结构的触发事件为温度升高状况时,放热反应加剧所述温度升高状况,并且导致对应的导体段可靠并且加速熔化。所述反应也是自我延续的,并且因此也能够实现可靠的电气隔离。
如果在反应性多层的反应时释放的热能被限于仅熔化导体段的部分横截面的程度,由此所述导体段的横截面的其余部分在正常工作电流流过所述导体段时熔化,那么可以使所产生的热能以及因此对相邻元件的热损害保持在最小值。为了本发明的目的,正常工作电流是指在电气部件的正常工作条件下在线路连接中占主导的安培数的电流。
请注意,优选地,可用于复合物中的至少两种不同材料的是:反应形成合金或金属玻璃的基本金属的组合;与硅或硅化合物形成硅化物(尤其是硅的二元金属化合物)的元素或化合物;与铝或铝化合物形成铝化物(尤其是铝的二元化合物,优选铝化镁、铝化镍、铝化钛)的元素或化合物;与硼或硼化合物形成硼化物(优选硼化镁)的元素或化合物;与碳或碳化合物形成碳化物的元素或化合物;铝热剂,优选基于氧化铁作为所述至少两种不同材料中的一种材料并且铝作为所述至少两种不同材料中的另一种材料的铝热剂。
根据一个可替代实施例,例如反应性多层结构形式的复合物被安置在两个导体段之间并且在非反应状态下导电,其中所述反应性多层结构的反应产物不导电。因此,线路隔离也可以实现为一种类型的固体隔离器。线路连接的末端由此保持空间上的固定。
在此实施例中,所述复合物粘附到一段线路连接上,并且其自身导电,由此选择至少两种不同材料,以使得在其反应时电气隔离器将形成为反应产物。
在一个实施例中可想象的是,选择诸如石墨或石墨烯的导电材料作为至少两种不同材料中的一种材料。进一步可想象的是,选择非导电的氧气施体作为至少两种不同材料中的另一种材料,以使得在石墨或石墨烯与氧气施体反应时将形成石墨或石墨烯的非导电氧化物。
在一个实施例中,所述部件的特征还在于,所述复合物的至少两种材料是交替层的形式。
所述层优选独自呈现出1至100nm的直径。
优选地,在复合物中存在50至10000个层。
可以使用已知方法来制造复合物,同样以反应性多层结构的形式,例如从以上指出的“Fraunhofer IWS Jahresbericht 2008”所已知。至少两种不同材料的交替层优选沉积在衬底上,所述沉积是通过诸如将其滚压至所述衬底上、化学或物理气相分离、真空沉积和/或溅射涂覆的方法。
根据优选实施例,复合物(例如,反应性多层结构)中的至少两种不同材料被设计成在预定反应条件(优选在点燃条件下熔融)时发生反应(优选点燃),其中所述反应条件或点燃条件优选由以下条件中的至少一个给出:
超出流过所述导体段的电流的预定阈值;
超出所述导体段上施加的电压的预定阈值;
超出在所述反应性多层结构或所述导体段中占主导的温度的预定阈值;
超出施加到所述反应性多层结构的电势的预定阈值;
由于冲击或碰撞导致的力效应。
所述反应或点燃优选由电流、电压、温度、光、声音、UV或激光信号或脉冲或其他适合信号的输入触发。
取决于要求,复合物中至少两种不同材料的反应(例如,反应性多层结构的点燃)因此可以通过适当地定义设计参数来自动地接着发生或者通过特定控制驱动。例如,在原电池的情况下,所述反应性多层结构可以被设计成使得电池的过热以及电池组管理或电池逻辑系统的选择性点燃脉冲都触发所述反应性多层结构的反应。
根据一个优选实施例,所述部件是用于原电池之间的电气连接的电池连接器,其包括用于使原电池的极点接口相接触的装置。根据本发明,原电池也可以指设计和安置成释放电能的任何设备。这可以具体地是(但不限于)一次或二次类型的电化学存储电池(电池组或蓄电池)、燃料电池或电容电池。根据本发明,极点接口被理解为也使得来自电池外部的电能能够与活性部分交换的区域。此类极点接口可以具体地是(但不限于)连接到原电池内部的板形、针形、终端状或压力按键状的导电区域。
引导穿过电池外壳的板形极点接口具体地也称为电流导体。根据本发明,电池连接器是指将原电池的极点接口连接到另一个电池的极点接口的部件。根据本发明将理解为接触装置的是,使得能够与极点接口进行可靠的电气连接的任何结构元件。取决于所述极点接口的设计,此类装置可以例如是(但不限于)插头、夹子、套筒、电缆套管或类似物的形式或者呈现出如下结构特征的区段:与螺钉、铆钉或其他固定元件一起使得能够固定到所述极点接口。包括反应性多层结构作为用于隔离电气线路连接的装置的电池连接器可以实现能够将一个电池或一组电池与另一个电池或另一组电池可靠地隔离的有效的外部保护电路。电池设计不必进行改变。
根据另一个优选的实施例,所述部件是原电池,其中所述隔离装置被分配给用于传导流向和/或来自所述原电池的活性部分的电流的一个或多个区段。在此理解为活性部分的是电池中的电化学充电、放电和电能转换过程在需要时也会在其内发生的部分。所述活性部分优选地包括电化学活性材料(电极)、导电材料(电流收集器或仅收集器)和分离材料(分离器)的箔片层。根据本发明,箔片是指由金属和/或塑料(例如,聚酰亚胺或类似物)制成的薄的半成品。所述箔片可以由此用作具有所需电气和/或化学性质的材料的衬底,或者可以本身由具有所述性质的材料制成。电化学活性材料将在最广义上理解为在所述活性部分内的积极参与电化学反应的材料。收集器材料将在最广义上理解为也适于收集并传导电荷并且连接到对应的电极区域的材料。收集器箔片可以例如为(但不限于)导体箔片(尤其是金属箔片)或者涂有导电材料(尤其是金属)的塑料箔片。分离器材料将在最广义上理解为可以安置在原电池的阳极区域(带负电荷的区域)与阴极区域(带正电荷的区域)之间以分离所述区域的材料。虽然在很大程度上无法渗透(电气绝缘)电荷载体(电子),但是分离器材料至少部分地可渗透离子。所述分离器材料优选含有:有机基底材料(优选聚合物),所述材料至少部分地可渗透诸如PET的材料(例如,优选非织物纤维材料的形式);和无机材料(优选陶瓷,诸如氧化锆,例如优选颗粒的形式),所述材料的最大直径优选不超过100nm。此类材料组合对应于如商标名为Separion的市售的箔片材料的材料组合。在优选的修改例中,无机材料也可以是另一种适合的陶瓷复合物,尤其是来自以下群组:元素Zr、AI、Li中至少一种的氧化物、磷酸盐、硫酸盐、钛酸盐、硅酸盐、铝硅酸盐。一般来说,分离器材料可以是任何传导锂离子的电解质。通过作为与传导流向和/或来自原电池的活性部分的电流相关的一个或多个区段的隔离装置,可以实现有效的外部保护电路,所述电路使一个电池或一组电池可靠地与另一个电池或另一组电池隔离。所述保护电路可以作为电池设计的一部分不可分离地连接到所述电池,并且因此增加集成程度。
所述隔离装置优选呈现出分派给所述电池的活性部分的收集器段与所述电池的极点段之间或者一方面用于接触电池的活性部分的收集器段的接触段与另一方面电池外壳内的电池的极点段之间的连接段的反应性多层结构。根据本发明,收集器段是指优选地为了接触目的而引出所述活性部分的一段收集器区域。所述收集器区域可以是如上所述的收集器箔片。本发明意义上的外壳(电池外壳)也指容纳至少所述活性部分、封闭其所有面的气密、汽密和液密壳体。外壳可以具体是(但不限于)箔片结构(咖啡袋或袋装电池等)或框架结构(扁平电池框架或类似物)或盒状结构(扁平接触电池或类似物)。根据本发明,极点段被理解为安置在所述电池内也允许与所述活性部分交换来自电池外部的电能的一部分导体段。具体来说,极点段可以是引导穿过所述电池外壳或部分电池外壳的电池内的一段电流导体,尤其是(形成极点段的)电池外壳的内侧。
正如对于隔离装置来说优选的可替代或额外选项包括安置在电池外壳内部或外部的至少一个电流导体上的反应性多层结构。
作为同样优选的可替代或额外选项,隔离装置可替代地包括安置在电池外壳内部或外部的收集器箔片的至少一个导体突片上的反应性多层结构。
优选地提供一种装置,尤其是电气线路,来将外部点燃脉冲分别引入到隔离装置或者引入到反应性多层结构。所述电气线路也可以是导体段的其上安置有反应性多层结构的部分。用于引入外部点燃脉冲的此类装置使得所述反应性多层结构能够从外部选择性地点燃。
可替代地,或者作为一个额外选项,优选地提供一种装置,尤其是优选地可从外部控制的开关装置,以用于使电池或部分电池短路并且用于将短路电流引入到所述隔离装置。短路电流原则上高于原电池被设计的正常工作电流。短路通常也导致原电池的毁坏。然而,当短路电流被引导到所述隔离装置时,此电流能够点燃所述反应性多层结构,于是所述短路电流以及流向和来自所述电池的电流都被中断。
所述反应性多层结构的点燃可以优选地由管理多个原电池的电池管理系统或电池组管理系统来触发。进一步优选的是,提供一种装置来检测电池状态参数并且向所述电池管理系统和/或电池组管理系统发信号通知状态参数。因此,也有可能监控电池的工作环境的电池状态参数和其他结构元件并且在必要时通过点燃所述反应性多层结构来选择性地隔离所述电池或一组电池或一段电池。
附图说明
通过结合附图进行的以下描述,本发明的以上和其他特征、目标和优点将变得更加显而易见。附图示出为:
图1根据本发明的一个实施例的具有导体突片的原电池的平面图,其中省略外壳以简化描述;
图2图1电池在沿图1中的II-II线观看时的纵向截面图;
图3根据本发明的另一个实施例的电池的末端段的放大图,其中所描绘的区域对应于图2的细节III;
图4根据本发明的另一个实施例的原电池的与图1相当的平面图;
图5根据本发明的另一个实施例的原电池的与图1相当的平面图;
图6根据本发明的另一个实施例的原电池的平面图;
图7根据本发明的另一个实施例的包括控制装置的原电池的平面图;
图8根据本发明的另一个实施例的原电池的外部构造的空间表示;
图9在一个实施例变体中的图8电池的上侧的平面图;
图10图8电池的侧翼在图9中的“X”箭头的观看方向上的侧视图;
图11图8原电池在沿图9中的XI-XI线观看时的纵向截面图;
图12根据本发明的另一个实施例的原电池的纵向截面图;
图13沿在“XIII”箭头的观看方向上由图12虚线/点划线表示的平面,图12的前部区域的放大水平截面图;
图14根据本发明的另一个实施例的原电池的纵向截面图;
图15根据本发明的另一个实施例的原电池的纵向截面图;
图16根据本发明的另一个实施例的具有电池连接器的两个电池的布置的部分截面侧视图;
图17根据本发明的另一个实施例的具有电池连接器的两个电池的布置的部分截面侧视图;以及
图18图17布置沿XVIII-XVIII线的截面平面图。
具体实施方式
将了解的是,图中的描述是示意性的并且限于呈现有助于理解本发明的特征。还需指出的是,图中所示的尺寸和相对比例仅用于提供清晰表示的目的,并且不应以任何方式理解为限制性,除非在描述中提及与此相反的意思。尤其是材料厚度,在图中经常被极度地夸大。
以下将参考图1描述本发明的一个实施例。
根据图1中提供的表示,原电池2包括活性部分4,其内部结构没有更详细地加以描述。并不限制一般性,活性部分4是优选具有电化学特性的涂层箔片的束状堆叠或螺旋组件。所述箔片和/或层由此形成交替的阳极区域、分离器区域和阴极区域,这些区域用于在原电池的意义上吸收、转换、存储和释放电荷能量,以及电流收集区域(所谓的收集器区域),所述电流收集区域分别连接到阳极/阴极区域并且用以释放电荷到所述阳极/阴极区域或者从所述阳极/阴极区域馈送电荷。配置此类箔片组件以形成原电池的活性部分存在许多已知变体。
电流收集区域(也简称为收集器)被引导到实际的箔包外,作为所谓的导体突片6、8,并且在分派给阴极或阳极区域之后,根据需要进行分离、合并并且接合(压合、粘合、焊接、铆接或类似操作)。可想象的电池外壳在图中未更详细地加以描述。外壳可以是壳体箔片、框架结构、盒状结构或类似物,并且形成气密、液密并且电磁屏蔽以及从机械观点来说相对稳定的结构。所谓的电流导体(未明确描绘)连接到外壳内的导体突片6、8,并且被引导穿过所述外壳至外部,例如,穿过所述外壳的焊缝,以便形成电池的极点接触。可替代地,电流导体可以直接连接到所述电池内的收集器区域,或者导体突片可以被引导穿过所述外壳并且其本身充当电流导体。
放热焊接箔片10被安置在导体突片6、8中的一个上(在当前情况下,在导体突片8上),优选粘合。放热焊接箔片10由纳米反应性多层形成。其用作受控的能量存储设备,所述能量存储设备可以被点燃或响应于一个或多个影响(如温度、电流、电压、激光脉冲或其他此类影响)而自点燃,并且随后局部地并且短暂地释放高热能。此类焊接箔片10常规地用于例如提供在点燃时焊接两个结构元件所需要的热能。对于其在本申请的上下文中的使用,焊接箔片10被设计成使得其在箔包4的定义过载(点燃脉冲)时点燃,并且释放熔化导体突片8的热能。这样便中断了流向电池的电流。也可以选择性地从外部引入点燃脉冲,例如通过电流或电压脉冲。因此,这允许切断例如组件的仅一个电池。焊接箔片10由此充当多层活性安全装置。
图2示出了图1的电池2的纵向截面图。由图1中的虚线/点划线和相关箭头II-II表示的截面平面由此穿过导体突片8。
如图2所示,放热焊接箔片10被安置在沿厚度方向合并多个导体突片8的区域中的最上部的焊接凸缘8上。焊接箔片10是本发明意义内的反应性多层结构。根据其能量输出,其被设计成使得焊接凸缘8在发生反应时熔化。
在本实施例的一个修改例中,焊接箔片10被提供在两个导体突片6、8上。
在另一个修改例中,计算能量输出以使得仅有部分焊接凸缘8在发生反应时熔化,其中焊接凸缘8的其余部分的一般材料厚度则不再足以在不受损坏的情况下引导电池电流,这样使得焊接凸缘8的其余部分仅会因此原因而熔化。
在另一个修改例中,纳米反应性多层被直接汽相沉积在导体突片6、8中的一个或两个上或者通过其他方式涂覆到其上。这种修改例的直接涂覆的反应性多层在本发明的意义上同样地是反应性多层结构。
图3示出了本发明的另一个实施例。图3描绘图2中通过虚线/点划线III标记为放大细节的区域。
这个实施例是先前实施例的修改例。根据图3的表示,多个导体突片8突出到活性部分4的箔堆(仅示意性描绘)之外。每个焊接凸缘8在所述焊接凸缘8沿厚度方向被合并(焊接、粘合、压和、铆接或类似操作)之前在某一区域中承载有放热焊接箔片10。根据其能量输出,其被设计成使得对应焊接凸缘8在发生反应时熔化,而不影响其他焊接凸缘8或点燃其他焊接箔片10。本实施例中的焊接箔片10的布置在本发明的意义上同样地是反应性多层结构。
在本实施例中,同样尤其简单的是,通过选择性地点燃单独的焊接箔片10,在内部活性安全装置的意义上触发较大电池(例如,大电池)内的分段。当多功能电池组安全装置例如被集成在接触片之前或在接触片之间的内部接触分段中时,阳极或片内电池组的螺旋部分可以同样地例如与片分段或整个片隔离。
例如当制造与导体突片8相关的收集器箔片时,替代单独的焊接箔片,将反应性多层直接安置在焊接箔片10上的修改例在此实施例中也是可能的。
图4示出了在对应于图1的平面图的描述中的本发明的另一个实施例。
此实施例是第一或第二实施例的修改例。虽然在这两个实施例中,用于焊接箔片10的点燃脉冲由导体突片8供应,但是本实施例中的焊接箔片10连接到输入导线12。输入导线12可以通过控制装置(未明确示出)馈送用于焊接箔片10的点燃脉冲。
输入导线12可以是导体突片8或焊接箔片10的一部分。其也可以可替代地是随后连接到导体突片8或焊接箔片10的单独的导电构件。
当每个导体突片承载有焊接箔片10并且连接到其本身的输入导线12时,如图3所描绘的实施例中,单独的焊接箔片可以由控制装置(未明确示出)单独地触发(即,点燃),并且相关的导体突片8可以被中断。
图5示出了在对应于图1的平面图的描述中的本发明的另一个实施例。
此实施例是图1、2或4中描绘的实施例中的一个的修改例。如在那些实施例中的情况下,导体突片8承载有焊接箔片10,所述焊接箔片预定义的点燃脉冲时点燃,从而毁坏所述导体突片8。本实施例提供通过连接线路16、18连接到导体突片6、8的组合电路14(在此,例如阻塞晶体管电路)。连接线路18由此引入导体突片8中安置有焊接箔片10的点处。组合电路14可以通过信号线路20连接到控制装置(未明确示出)。当所述组合电路14处于非活性状态时,导体突片6、8彼此隔离。在将信号S从信号线路20馈送时,组合电路14在导体突片6、8之间建立导电连接。电池2由此被短路。短路电流足以点燃焊接箔片10,因此用作用于焊接箔片10的点燃脉冲。
连接线路16、18可以各自为导体突片6或8或焊接箔片10的对应部分。它们也可以可替代地是随后连接到导体突片6或8或焊接箔片10的单独的导体构件。
本实施例的概念也可以在图3所示的实施例的意义上通过提供用于每个导体突片8的组合电路14来修改。例如,单独的导体突片8可以通过点燃单独的焊接箔片10来选择性地中断。这允许以受控的、针对性的方式隔离电池10的特定区域。
图6示出了在对应于图1的平面图的描述中作为本发明的另一个实施例的原电池2。图6还示出了电池2的外壳22,其中使用虚线描绘了电池10在外壳22内的部分。外壳22是封闭包括导体突片6、8的活性部分4的箔片结构。外壳22优选地是排空的,并且保护电池2免受外部影响并且阻止液体、蒸汽或气体漏出。
本实施例是第一实施例的修改例。根据图6的描绘,电流导体24、26分别连接到导体突片6、8中的一个并且延伸穿过外壳22。
在此实施例中,放热焊接箔片10被安置在电池外壳22外部的电流导体26上。焊接箔片10被设计成使得在其受点燃时释放的热能完全熔化电流导体26或者至少部分地将其熔化到电池电流实现进一步的完全熔化的程度。
在此实施例中,发热焊接发生在电池外壳10的外部。因此,电池2的内部保持没有从放热反应输入的热,至少对于大部分来说是如此。
作为一个修改例,在此也可以提供输入导线(未明确示出),点燃脉冲可以通过所述导线供应到焊接箔片10。
在另一个修改例中,反应性多层可以直接安置在电流导体26上。
图7示出了在对应于图1的平面图的描述中的本发明的另一个实施例。
本实施例是图4中描绘的实施例的修改例。如同图6中,图7还示出了电池2的外壳22,其中使用虚线描绘了电池10在外壳22内的部分。
如上所述,导体突片8承载有焊接箔片10,所述焊接箔片10在预定点燃脉冲时点燃,并且毁坏所述导体突片8。电流导体24连接到导体突片6,并且延伸穿过外壳22。另一个电流导体26连接到导体突片8,并且延伸穿过外壳22。焊接箔片10也连接到输入导线12,所述输入导线12同样地延伸穿过外壳22。
本实施例提供连接到电池2的控制装置28。第一连接线路30由此将第一电流导体24连接到控制装置28,第二连接线路32将输入导线12连接到控制装置28,并且第三连接线路34将第二电流导体26连接到控制装置28。
在预定内部事件发生时(诸如像,达到电池电流、电压或温度或者电池2的另一个状态变量的预定阈值)或者在预定外部事件发生时(诸如像,预定事故、偷窃或另一个故障指示)时,控制装置28被适配成通过连接线路32和输入导线12发出用于焊接箔片10的点燃脉冲。除了连接线路30、32、34之外,可以提供进一步的连接或信号线路,以便连接到电池2内的传感器或电池组件。
控制装置28可以单独地分配给电池2。可替代地,控制装置28也可以是用于多个电池2的公共控制装置。例如,控制装置28可以是用于一个或多个电池或电池组的电池组管理系统(BMS)的一部分,并且连接到例如碰撞传感器或类似物。
图8示意地描绘了根据本发明的另一个实施例的原电池100的外部构造的空间表示。
原电池100是所谓的平面接触电池。其具有平面的、或多或少矩形的形状。为了提供精确的参考,在电池100上指定上侧112、下侧114、两个面116、118以及两个侧翼120、122。上侧112和下侧114被布置成至少基本上彼此平行。面116、118和侧翼120、122同样地各自布置成至少基本上彼此平行。上侧112和下侧114是呈现相对于其他侧而言最大表面面积的侧面,并且也称为平面侧112、114。平面侧112、114的尺寸定义电池110的长度L和宽度W,其中长度L(不限制一般性)大于宽度W。从下侧114到上侧112的距离定义电池10的厚度T。面116、118和侧翼120、122在周边边缘处接触上侧112和下侧114,(也不限制一般性),面116、118将W(宽度)尺寸的平面侧112、114的短边缘互连,并且侧翼120、122将L(长度)尺寸的平面侧112、114的长边缘互连。面116、118和侧翼120、122也称为平面接触电池100的窄侧116、118、120、122。平行于侧翼120、122、将平面侧112、114在其宽度W一半处互连的平面定义电池100的中心平面M。
电池100包括电化学活性部分,所述电化学活性部分在图8中未更详细地示出。第一实施例的实施大体上适用于本实施例中的电池100的活性部分。具体来说,电池100的活性部分由箔包形成。
箔包的外罩或外壳(分别是电池100的活性部分)由上壳124和下壳126形成,也称为半壳124、126。在所描绘的实施例中,下壳126显然高于上壳124。因此,下壳126也可以称为槽并且上壳124可以称为盖。这种设计完全是示例性的,并且可以相对于机械、电气、技术和经济要求来修改。密封件128被安置在上壳124与下壳126之间的接触区域处。半壳124、126由良好的导电材料制成,尤其是诸如像铜或铝或其合金的金属材料。半壳124、126的形状通过深拉来形成。
电池100的活性部分的对应的导体突片连接到半壳124、126中的一个上。半壳124、126因此形成用于该电池的平面接触区域和/或极点,尤其是通过其定义的平面侧112、114。密封件128呈现电绝缘性质,并且因此也用于极点(半壳124、126)的可靠的电气隔离。
电池组可以通过将多个电池100一起对准来产生,其中平面侧112、114彼此直接接触,从而实现电池100的互连(尤其是串联)。
在一个修改例中,未用于接触的半壳124、126的区域(例如,窄侧116、118、120、122)可以涂有绝缘材料。
图9和10示出了图8中所示的平面接触电池100的一个实施例变体。图9由此是电池100的上侧112的平面图,并且图10示出了侧翼116的侧视图(在图9中的“X”箭头的观看方向上)。
根据图9和10中提供的描绘,在上壳124的平面侧112上形成四个凸起124a并且在下壳126的平面侧114上形成四个凸起。凸起124a、126a形成圆形接触区域,并且一起定义电池100的分别在上侧112上的对应接触层130,或者下侧114上的接触层132。凸起124a、126a因此形成定义好的接触表面,所述接触表面在很大程度上独立于在电池100的工作期间的平面侧112、114的任何可能的变形和/或扭曲。
图11描绘了此实施例的电池100的内部结构的纵向截面图。截面表面由此遵循在沿图9中的“XI”箭头所观看时电池100的中心平面M(参见图8或9)。
在本实施例的电池100中,半壳124、126分别形成电池100的面116、118中的一个。如图10所示,电池100的每个侧翼120、122被形成为半壳124、126的横向边缘的一半。(在一个可替代实施例变体中,半壳124、126中的一个可以呈现延伸电池100的整个高度的横向边缘,而半壳124、126中的另一个呈现L形弯曲片的基本形式。)
箔包134的导体突片136、138从箔包134的面延伸出相对短的距离。由弹性并且导电的材料制成的拉紧的接触弹簧(压力弹簧)168被放置在从所述面伸出的导体突片136、138,并且建立到半壳124、126的面边缘124c、126c的电气连接。接触弹簧168分别延伸到由电气绝缘材料制成的接触构件170,并且将所述接触弹簧168与半壳124、126的这些区域隔离。所述接触弹簧168也在纵向方向上支撑箔包134并且保护其免受外罩移动。
半壳124、126由具有良好传导性的金属材料(例如,钢、铝、铜、其合金等)制成,并且形成电池100的极点。图11既未描绘平面侧112、114上的任何可选凸起(参见图9和10),也未描绘箔包134分别与电池100的平面侧或侧翼之间的任何可选缓冲件(即,半壳124、126)。
图12示出了电池100的具体实施例的相应纵向截面图,并且图13示出了电池100的前部区域在“XIII”箭头的观看方向上沿由图12虚线/点划线表示的平面的放大水平截面图。
根据图12的描绘,电池100的箔包134由箔片包裹形成,然而在可替代实施例中其也可以形成为箔堆或类似物。第一收集器箔片178和第二收集器箔片182(各自涂有电极层)被缠绕到平面绕轴196上。提供在收集器箔片178、182与分离器材料(分离器箔片180)之间的电极材料(涂层材料)在图12中未做阴影以避免过度描述。收集器箔片178、182的未涂覆末端从箔包134的不同面伸出,并且形成箔包134的导体突片136、138。缓冲件142提供在箔包134的对应的平面侧和侧翼与电池外罩的半壳124、126的内表面之间。
在本实施例的电池100中,电池100的第一面116由下壳126形成,并且电池100的第二面118由上壳124形成。由导电材料制成的对应的接触弹簧168通过锁力压力分别在下壳126的前部内侧与导体突片136之间或者在上壳126的前部内侧与导体突片138之间建立电气连接。
将注意的是,在此实施例中,凸起124a仅形成在电池100的上侧112上的上壳124中;在下侧114上未提供任何凸起。因此,电池100的凸起124a与由电池的堆叠布置中的任何给定相邻电池的下壳126形成的平面侧114直接接触。
锁力的结构化在图13中更加清楚地描绘,图13示出了具有箔包134的相关区段的电池100的面116(下壳126)。
根据图13的描绘,压力弹簧168呈现弯曲形式,所述弯曲形式具有支撑在半壳126上的两个自由端168a和指向箔包134的面的弧形中心区域168b。接触弹簧168的压力和电气连接通过布置在接触弹簧168与箔包134的导体突片136之间的接触板192输送。在距离足以确保电流的可靠传输的每种情况下,所述接触弹簧的中心区域168b邻接接触板192,并且自由端168a邻接半壳126。接触板192呈现凹口192a,所述凹口192a朝向导体突片136缩小,并且前部在压力下穿入所述导体突片136,从而改善电流的传输。隔离器192b固定到接触板192的边缘,将所述接触板192与半壳124、126电气隔离。在这个方面,所述构造在另一个面(导体突片138侧)上是相同的。
同样如图12中所示,放热焊接箔片110固定到接触弹簧168的中心区域168b的面对接触板192的侧面。放热焊接箔片110配置有纳米反应性多层。这用作受控的能量存储设备,所述能量存储设备可以通过外部影响(诸如像,温度、激光脉冲或其他变量)点燃,并且随后局部地并且短暂地释放高热能。焊接箔片110例如被设计成使得其在箔包134的定义过载(点燃脉冲)时点燃,并且熔化所述接触弹簧168。这样会中断流向所述电池的电流。焊接箔片110因此用作活性多层安全装置。安置在接触弹簧168的自由端168a与接触板192之间的绝缘填料104也在接触弹簧168熔化时维持接触板192与半壳124、126之间的距离。
在可选的或可替代的修改中,放热焊接箔片可以固定到背向所述接触板的侧面或者固定在接触板192本身上;当例如(但不限于)放热焊接箔片的传导性相对于所述接触板和/或接触弹簧的传导性而言退化时,此类配置可以是有用的。在另一个修改例中,所述纳米反应性多层可以通过不同工艺来汽相沉积或涂覆。尽管在本实施例中放热焊接箔片10被提供在两个面116、118上的接触弹簧168上,但是在另一个修改例中其也可以从面116、118中的一个省略。在另一个修改例中,可以提供两个以上的凹口192a,以便进一步改善接触。
图14示出了根据本发明的另一个实施例的原电池100的对应于图12的纵向截面图。
在此实施例中,半壳124、126具有至少大体上相同的设计。具体来说,面116、118(以及图中不可见的侧翼120、122,;参见图1)分别形成为前缘124c、126c(和在图中不可见的侧缘)的一半。密封件128因此沿电池100的厚度方向向上至少大体上圆周地延伸一半。
本实施例中使用接触弹簧168,其形式对应于先前实施例的形式。具体来说,接触弹簧168呈现弯曲形式,所述弯曲形式具有支撑在外壳上的两个自由端(168a,参见图13)和指向箔包134的面的弧形中心区域168b。接触弹簧168的压力和电气连接通过布置在接触弹簧168与箔包134的导体突片136之间的接触板192输送。
根据图14的描绘,半壳124、126的边缘124c、126c在一个面116、118上向内弯曲,以便形成加倍边缘(边缘加倍)124j、126j(即,边缘厚度在这个点处由于双片层而加倍)。绝缘条带106被安置在对应的另一个面的内侧上,其厚度至少大体上分别对应于半壳124、126或其前缘124c、126c的片厚度。在组装时,半壳124、126被放在一起,这样使得每个加倍的边缘124j、126j面对具有绝缘条带106的边缘124c、126c。
由于上述配置,接触弹簧168的自由边缘的一半抵靠在半壳124、126的加倍边缘124j、126j的一半上从而形成接触,并且另一半抵靠在绝缘条带106上,上述绝缘条带将所述接触弹簧168与所述半壳124、126电气绝缘从而不形成接触。这样,对应的半壳126、124连接到每个面116、118上的接触弹簧168,并且因此连接到箔包134面的导体突片136、138,并且另一个半壳124、126可靠地与其隔离。因此,这样便允许半壳124、126或分别提供其平面侧上的凸起124a、126a用作电池100的极点。
在这个实施例变体中,上壳124的凸起124a被配置成小于下壳126的凸起126a,以便识别电池100的极点类型。如图14所示,电池100的整个外表面(除了凸起124a、126a之外)具备涂层108。涂层108由弹性、电气绝缘材料(诸如像橡胶或硅树脂)制成,并且一方面实现电池100的进一步密封,并且另一方面电气隔离电池100未用作极点的的区段。
放热焊接箔片110分别提供在接触弹簧168的中心区域168b的背向压力板的侧面上,以便实现如上所述的活性多层安全装置。虽然在图14中未明确示出,但是也可以提供绝缘填料(104;参见图13)。
图15示出了根据本发明的另一个实施例的原电池100的对应于图12的纵向截面图。
在此实施例中,电池100的上壳124呈现至少大体上板形的形式,并且下壳126呈现至少大体上槽形的形式。电池100的接触区域(极点)由形成在电池100(半壳124、126)的平面侧112、114上的凸起124a、126a定义。上壳124抵靠在下壳126的边缘上,并且密封件128在其之间圆周地形成。
箔堆134包括前部对置的导体突片136、138,其对应的平面侧位于彼此顶上。在面116的区域中的导体突片136的平面侧位于彼此顶上,并且通过接触支撑件140与上壳124隔离。包括导电纳米反应性多层的放热焊接箔片110被安置在导体突片136的下侧上。接触夹或弹簧168支在下壳126上,从而从下部压到焊接箔片110上。因此,在导体突片136与下壳126之间建立了电气接触。
在另一个面118的区域中的导体突片138的平面侧同样地位于彼此顶上,并且通过接触支撑件140与下壳126隔离。包括导电纳米反应性多层的放热焊接箔片110被安置在导体突片138的上侧上。接触夹或弹簧168支在上壳124上,从而从下部压到焊接箔片110上。因此,在导体突片136与上壳124之间建立了电气接触。
焊接箔片110用作活性多层安全装置,所述装置在例如(但不限于)箔堆过载或馈送了点燃信号时发生反应,从而熔化至少导电突片136、138或接触弹簧168。
在一个修改例中,焊接箔片110在点燃时在接触弹簧168与导体突片136、138之间形成隔离层。
上壳124和/或下壳126a上的凸起124a、126a用作电池的接触区域(极点)。在此,已经就此方面提供了描述的具体参考。在本实施例变体中,上壳126的凸起126a高于下壳124的凸起124a,以便可靠地识别电池100的极点类型。
作为外壳结构的另一个变体,凸起124a或126a可以由凹陷取代,以便一方面识别极点类型并且另一方面防止电池100彼此移位,并且最终增加电池堆内的电池100的填充密度。
在另一个修改例中,焊接箔片110仅提供在导体突片包136、138中的一个上。
图16示出了作为本发明的另一个实施例的两个原电池200和连接器202的布置。
根据图16的描绘,第一电池200的一个极点204通过连接器202连接到第二电池200的一个极点206。连接器202由此桥接极点204、206之间的开放段(距离d),并且由具有良好传导性的材料(钢、铝、铜、其合金或类似物)制成。连接器202通过一个或多个连接元件208(螺钉、铆钉等)固定到极点204、206中的每一个。可替代地,也可以将连接器202夹入、卡入、插入、粘合、焊接等到极点204、206。连接器202另外包括在所述开放段的区域中的反应性多层210。
响应于点燃脉冲,反应性多层210的层放热反应并且熔化连接器202,这样使得连接器202在开放段d的区域中被中断。因此,电池200、200有效地彼此隔离。对于点燃脉冲类型和其触发来说,可以参考结合其他实施例、修改例和变体提供的先前评论。
在所描绘的实施例中,电流导体204、206弯曲并且彼此面对。然而,本发明的原理也可以类似地应用于笔直突出的电流导体或者以不同方式定位的电流导体。
图17示出了作为本发明的另一个实施例的两个原电池200和连接器202的布置,其中原电池200仅在电流导体出现的区域中进行描绘,并且问题区域在电流导体的中心相交。图18是从对应箭头的视线沿XVIII-XVIII线的图17布置的平面图。
根据图17的描绘,在这个实施例中,电池200的电流导体204、206向上笔直延伸。连接电流导体204、206的连接器202包括第一连接部分212、第二连接部分214以及反应性纳米多层210(下文称为多层210)。
连接部分212由具有良好导电性的材料制成,并且呈现板段212a和朝向板段弯曲的两个弹簧段212b。弹簧段212b与板段212a之间的距离被计算成使得电流导体204、206可以夹在其之间,这样使得板段212a邻接电流导体204/206,并且弹簧段围绕电流导体204/206啮合并且弹性地压到板段212a上。连接部分212的连接原理因此对应于电缆套管的连接原理。连接部分214具有与上述连接部分212类似的配置,并且呈现板段214a和两个弹簧段214b;以上评论因此适用。在所述配置中,连接部分212被推进到一个电池200的电流导体204上,而连接部分214被推进到另一个电池200的电流导体206上。多层210被安置于对置的板段212a、214a之间。
在此实施例中,多层210的层由具有良好传导性的材料制成。当多层210被点燃并且已经发生反应时,多层210的反应产物形成隔离材料,所述隔离材料将连接部分212、214电气隔离。因此,在本发明的意义上,多层210是反应性多层结构。
在未更详细地描述的另一个实施例中,对应的反应性多层在原电池的收集器箔片上形成一个或多个条带或者其系统。原电池由此被划分为分段。当未激活反应性多层时,所述分段以常规方式起作用,并且一起形成所述原电池。在激活所述反应性多层时,所产生的热量足以部分地熔融或熔化所述电池在所述反应性多层边界的区段,从而中断所述层的电气互连。所述区段因此可以彼此电气隔离。
因此,在发生可以例如由车辆上的碰撞传感器检测到的事故的情况下,高容量电池组可以被划分成无害电压的区段,例如在每种情况下低于48V或类似。还可以在操作过程中使电池的受损害或缺陷区段(分段)独立地并且选择性地失效。
在另一个实施例中,可以提供可逆反应性多层替代不可逆反应性多层或在不可逆反应性多层的基础上额外提供可逆反应性多层。可逆反应性多层由此被理解为能够在已激活之后至少一次恢复到原始状态。所述可逆反应性多层可以安置在如以上指定的任何适合位置,以用于提供用于原电池的活性安全装置的目的。
本申请的上下文中使用的反应性多层由至少两种材料的数百乃至上千个交替层构成,所述材料可以彼此发生放热反应。所述单个层的厚度由此优选在10至50nm的范围中,在此与其更低或更高偏差也是可能的。在激活能量时,在纳米多层内引起两种材料的原子相互扩散,其中紧跟高热释放。如释放的热量、传播速度和将达到的最高温度的特征特性可以通过改变材料成分、周期厚度和总层厚度来选择性地影响。因此,也为工业应用提供了精确可控并且定制的能量/热源,所述能量/热源还尤其适用于实现用于原电池的保护装置。
为了实现在此使用的反应性多层,除了以上所提到的那些,还可以使用其他材料和材料组合。使用以下材料,或者可以分别实施以下材料,作为具体实施例变体中的反应性多层的层或层结构:
适合材料基体内的纳米填料和发散纳米材料
纳米复合物,例如包括碳纳米管的复合物
功能性聚合涂层系统,例如,粉末涂层,薄膜UV涂层
多层或混合系统
组合层,例如,层压板
微观结构的或纳米结构的材料和表面
效应或功能材料
表面活性材料
自组装单层(SAM)和超薄功能层,诸如像功能性烷基磷酸、接枝聚合物或类似物
新合金
半导体
功能材料(无机、金属、金属合金、类金刚石碳(DLC)、潜在非晶质)
压电材料,例如,陶瓷、水晶或类似物
OLED(有机发光二极管)
可印刷涂层材料,诸如像,水性或UV固化或新型固化印刷油墨和清漆
薄层
多功能多层,例如,与传感器/致动器系统结合的摩擦学性能、与耐擦伤性结合的易清洗性,等等
新材料和材料组合,例如,纳米颗粒,纳米化合物等
梯度层(材料组合或成分、性质)
彼此反应的金属和/或传导聚合物以及传感器(例如,热传感器)和/或与AI和SiO2/TiO2多层、Ti、Zr、Sn和Al、Au、Ag组合
氧簇(经常用于氧簇的金属:Sn、Ti、Zr、Hf、Ce、Nb、Mo、W、V)
二元或三元氧化物气凝胶(例如:TiO2/SiO2、Al2O3/SiO2、3Al2O3/2SiO3、Fe2O3/SiO2、Fe2O3/Al2O3、V2O5/MgO、PbO/Al2O3、PbO/ZrO2、BaO/Al2O3、xLi2O/(1-x)B2O5、PbTiO3、NiO/Al2O3/MgO、NiO/SiO2/MgO、2MgO/2Al2O3/5SiO2)
3D结构
嵌入有机基体中的分层二维材料,例如,作为纳米复合物嵌入聚氨酯基体中的膨胀氧化石墨
使用上述材料和/或原理启用和/或要求新技术,所述新技术开始模糊金属层、氧化层和聚合层的生产和处理之间的前述边界,从而产生多种多样的电气、电子、磁性、氧化还原化学和光子应用可能性。所述反应性多层就收缩行为、刚性、耐热性、易燃性、导电性、透气性等而言也可以是适合的。
作为另一个修改例,可以例如通过焊接将多个导体突片连接在一起,并引导其穿过外壳作为电流导体。同样在这种情况下,可以在所述外壳内部或外部提供本发明意义内的活性安全装置。
在一个实施例中,电气部件的特征在于,其可以是锂离子电池组或者锂离子蓄电池,或者包括锂离子电池组或者锂离子蓄电池。
本发明的另一个目的在于使用本披露中定义的复合物以隔离电气线路连接。
本申请中所提到的实施例以及其修改例和变体可以彼此组合,以及与本发明意义内的任何给定现有技术组合,除非这样做显然不可能。应指出的是,所有实施例、其修改例和变体以及其单独特征的所有组合可以构成本发明的优选实施例。具体来说,所有实施例提供通过可逆或不可逆反应性多层来隔离内部或外部接触。在所有实施例中,反应性多层结构可以直接汽相沉积、沉淀或以其他方式沉积或者可以作为单独的箔片或类似结构安置。就在所述实施例中使用放热焊接形式的程度来说,将理解的是,以纯示例性方式而不以任何方式限制使用其他反应性多层结构。
参考数字列表
2 原电池(袋装电池)
4 活性部分
6 导体突片
8 导体突片
10 放热焊接箔片(反应性多层)
12 输入导线
14 组合电路
16 连接线路
18 连接线路
20 信号线路
22 外壳
24 电流导体
26 电流导体
28 控制装置
30 连接线路
32 连接线路
34 连接线路
100 原电池(平面接触电池)
106 绝缘条带
108 涂层
110 放热焊接箔片(反应性多层)
112 上侧(平面侧)
114 下侧(平面侧)
116 面(窄侧)
118 面(窄侧)
120 侧翼(窄侧)
122 侧翼(窄侧)
124 上壳(半壳)
124a 凸起(接触区域)
124b 边缘
124c 前缘
124j 加倍边缘
126 下壳(半壳)
126a 凸起(接触区域)
126b 边缘
126c 前缘
126j 加倍边缘
128 密封件
130 接触层
132 接触层
134 箔包
136 导体突片(收集器)
138 导体突片(收集器)
140 接触支撑件
142 缓冲件
168 接触弹簧
168a 自由端
168b 中心区域
170 连接构件
178 第一收集器箔片
180 分离器箔片
182 第二收集器箔片
190 绕轴(绕芯)
192 接触板
192a 凹口
192b 隔离器
194 绝缘填料
196 绕轴
200 原电池
202 电池连接器
204 电流导体
206 电流导体
208 固定器件
210 反应性多层
212 连接部分
212a 板段
212b 弹簧段
214 连接部分
214a 板段
214b 弹簧段
H 电池高度
L 电池长度
M 中心平面
W 电池宽度
d 距离
明确强调的是,以上参考数字列表是本说明书的组成部分。
Claims (15)
1.一种具有用于隔离电气线路连接的装置的电气部件,其特征在于,所述装置包括至少两种不同材料的复合物。
2.根据权利要求1所述的部件,其特征在于,
所述至少两种不同材料被选择,以使得可以使其彼此发生反应,其中引起了所述电气线路连接的所述隔离。
3.根据权利要求1或2所述的部件,其特征在于,
所述复合物被安置在所述线路连接的一段上,并且所述材料被选择以使得在其发生反应时释放热能,这导致全部或部分所述线路连接的横截面熔化。
4.根据权利要求3所述的部件,其特征在于,
部分所述线路连接的横截面熔化,其中所述线路连接的横截面的其余部分在正常工作电流流过所述线路连接时熔化。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的部件,其特征在于,
所述至少两种不同材料发生反应从而形成金属合金或金属玻璃;硅化物;铝化物;硼化物;碳化物和/或铝热剂的前体。
6.根据权利要求1所述的部件,其特征在于,
所述复合物被安置在所述线路连接的一段上并且导电,其中所述至少两种不同材料被选择以使得在其发生反应时形成非导电反应产物。
7.根据权利要求6所述的部件,其特征在于,
一种材料是石墨或石墨烯。
8.根据以上权利要求中任一项所述的部件,其特征在于,
所述复合物的所述至少两种材料是交替层的形式。
9.根据权利要求8所述的部件,其特征在于,
所述层呈现彼此独立的1至100nm的直径。
10.根据权利要求8或9所述的部件,其特征在于,
所述复合物包括50至10,000个层。
11.根据权利要求2至10中任一项所述的部件,其特征在于,
所述反应由出现以下条件中的至少一个触发:
超出流过所述线路连接段的电流的预定阈值;
超出所述线路连接段上施加的电压的预定阈值;
超出在所述复合物或所述线路连接段中占主导的温度的预定阈值;
超出施加到所述复合物的电势的预定阈值;
由于冲击或碰撞导致的力效应。
12.根据权利要求2至11中任一项所述的部件,其特征在于,
所述反应由电流、电压、温度、光、声音、UV或到所述隔离装置的激光信号或脉冲的输入触发。
13.根据以上权利要求中任一项所述的部件,其特征在于,
所述部件是用于原电池之间的电气连接的电池连接器,其包括用于接触原电池的极点接口的装置;或者所述部件是原电池,其中所述隔离装置与一个或多个区段相关联,所述一个或多个区段是用于传导流向和/或来自所述原电池的电流。
14.根据以上权利要求中任一项所述的部件,其特征在于,
所述部件是或者包括电化学存储电池,其中所述电化学存储电池优选地是锂离子电池组或锂离子蓄电池。
15.使用如权利要求1至10中所述的复合物来隔离电气线路连接。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105993086A (zh) * | 2014-02-18 | 2016-10-05 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于电池的开关装置及具有这种开关装置的电池 |
CN115552704A (zh) * | 2020-05-18 | 2022-12-30 | 简化安全有限公司 | 光学装置和用于光学装置的安装 |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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KR101693290B1 (ko) * | 2013-04-18 | 2017-01-05 | 삼성에스디아이 주식회사 | 전지 모듈 |
US9691515B2 (en) | 2013-10-09 | 2017-06-27 | Hamilton Sundstrand Corporation | Bus bar assembly comprising a memory metal composition |
US9741993B1 (en) | 2016-01-22 | 2017-08-22 | Medtronic, Inc. | Power terminal for implantable devices |
AT518161B1 (de) * | 2016-02-19 | 2017-08-15 | Avl List Gmbh | Batterie |
DE102016208419A1 (de) | 2016-05-17 | 2017-11-23 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Elektrische Überbrückungseinrichtung zum Überbrücken einer elektrischen Energiequelle oder eines Energieverbrauchers |
DE102016007256B4 (de) * | 2016-06-15 | 2018-03-08 | Audi Ag | Gerät für ein Kraftfahrzeug |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050008929A1 (en) * | 2003-04-17 | 2005-01-13 | Uwe Brede | Pyromechanical battery pole disconnect element |
US20070009786A1 (en) * | 2005-06-27 | 2007-01-11 | Klaus Hold | Connection unit for the connection of electrical components to a motor vehicle battery |
WO2009106394A1 (de) * | 2008-02-25 | 2009-09-03 | Robert Bosch Gmbh | Schutzsystem für batteriemodule |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8193770B2 (en) * | 2007-12-25 | 2012-06-05 | BYD Co. Ltd | Battery system for a vehicle having an over-current/over-temperature protective feature |
DE102009047439B4 (de) * | 2009-12-03 | 2020-01-02 | Robert Bosch Gmbh | Bauelement für eine Batterieanordnung mit elektrisch trennbarer Leiterbahn, Batterieanordnung und Betriebsverfahren dafür |
-
2010
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-
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050008929A1 (en) * | 2003-04-17 | 2005-01-13 | Uwe Brede | Pyromechanical battery pole disconnect element |
US20070009786A1 (en) * | 2005-06-27 | 2007-01-11 | Klaus Hold | Connection unit for the connection of electrical components to a motor vehicle battery |
WO2009106394A1 (de) * | 2008-02-25 | 2009-09-03 | Robert Bosch Gmbh | Schutzsystem für batteriemodule |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
王彦芳: "激光诱导燃烧合成非晶合金", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(博士)工程科技Ⅰ辑》, no. 08, 15 August 2006 (2006-08-15) * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105993086A (zh) * | 2014-02-18 | 2016-10-05 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于电池的开关装置及具有这种开关装置的电池 |
CN115552704A (zh) * | 2020-05-18 | 2022-12-30 | 简化安全有限公司 | 光学装置和用于光学装置的安装 |
CN115552704B (zh) * | 2020-05-18 | 2023-06-30 | 简单安全有限公司 | 光学装置和用于光学装置的安装 |
US11821613B2 (en) | 2020-05-18 | 2023-11-21 | SimpliSafe, Inc. | Optical devices and mounting for optical devices |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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