CN104733685A - 用于防止车辆电池过充电的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于防止车辆电池过充电的装置，该装置包括：开关，其配置在相邻电池单元与电池单元之间，且在每个电池单元膨胀时与电池单元紧密接触，以形成触点。充气器配置成在开关连接时发生爆炸。垫配置在相邻电池单元与电池单元之间，并配置成根据充气器的爆炸而膨胀，以切断连接相邻电池单元与电池单元的极耳。

Description

用于防止车辆电池过充电的装置
技术领域
本发明涉及一种用于防止车辆电池过充电的装置，其中，即使电池单元只是稍微地膨胀，触点也会互相接触，从而即使在过充电没有显著进行的状态下，也能运行该装置，由于气囊强力膨胀，所以甚至几乎不分离的引线(lead)上的焊接部分也可以分离。
背景技术
电池在过充电时会发生膨胀，因而会降低耐久性，并造成火灾。为克服这个问题，现有技术采用仅以电池单元的膨胀力将电池单元(battery cell)内的电极与极耳(lead tab)之间的焊接部分分离的方法。可是，由于待分离的部分分离缓慢，即使在电池单元最大限度膨胀后，该部分在一些情况下也不会完全分离。
因而，当电流流入一部分分离的金属部分时，一部分分离的金属部分与其它的金属部分反复接触/非接触的情况下，产生火焰，从而导致副作用。
根据本发明的示例性实施例，立即对电流流经的通路施加强力，从而除去该通路，因此显著提高了安全性。
作为现有技术描述的事项仅供帮助理解本发明的背景，而不应视为其对应于本领域技术人员所已知的现有技术。
发明内容
本发明提供用于防止车辆电池过充电的装置，其中，即使电池单元只是稍微地膨胀，触点也会互相接触，从而即使在过充电没有显著进行的状态下，也能运行该装置，由于气囊强力膨胀，所以甚至几乎不分离的引线(lead)上的焊接部分也可以分离。
根据本发明的示例性实施例，提供用于防止车辆电池过充电的装置。该装置包括：开关，其配置在相邻电池单元与电池单元之间，且在每个电池单元膨胀时与电池单元紧密接触，以形成触点。充气器(inflator)配置成在开关连接时发生爆炸。垫(cushion)配置在相邻电池单元与电池单元之间，并配置成根据充气器的爆炸而膨胀，以切断连接相邻电池单元与电池单元的极耳。
开关可以配置在相邻电池单元与电池单元之间的中部，且充气器和垫可以位于相邻电池单元与电池单元之间的上部或下部。
垫可以位于连接相邻电池单元与电池单元的极耳处。
极耳可以具有多个孔，垫的端部可以具有与多个孔对应的刃(blades)，并且在垫膨胀时，极耳可以被刃从多个孔完全切断。
极耳可以呈第一引线与第二引线相连接的形状，并且垫可以以与充气器相连接的状态延伸到极耳。
垫的端部可以具有刃，在垫膨胀时，垫的端部可以在形成有极耳的空间内膨胀，并且刃可以切断第一引线或第二引线。
垫的端部可以设置有刃，在垫膨胀时，垫的端部可以在形成有极耳的空间内膨胀，并且刃可以切断第一引线与第二引线相连接的部分。
附图说明
本发明的上述和其他目的、特征及优点可以结合附图从下面的详细说明中更清楚地理解。
图1和图2是表示本发明的一示例性实施例的用于防止车辆电池过充电的装置的图；
图3是表示本发明的一示例性实施例的用于防止车辆电池过充电的装置的刃的图；
图4和图5是表示本发明的另一示例性实施例的用于防止车辆电池过充电的装置的图；以及
图6和图7是表示本发明的另一示例性实施例的用于防止车辆电池过充电的装置的图。
具体实施方式
在下文中，参考附图对本发明的示例性实施例进行说明。
当特定电流由于车辆、电池管理系统(BMS：battery managementsystem)或充电系统出现错误而被持续施加时，电池单元会膨胀。当电池单元膨胀时，处于开路状态下的充气器的开关闭合的同时，充气器运行并爆炸。从气体发生器中产生氮气，从而气囊瞬间膨胀。在这种情况下，利用膨胀力本身或非金属结构来将电池单元内部的焊接部分或极耳、或者极耳的焊接部分分离，这样，电流就不再流过。
电池单元电压在正常情况下不超过4.2或4.3V。当电流持续异常地施加到电池单元时，电压升高，电池单元膨胀。当电池单元最大限度膨胀时，其电压为5至6V。这种情况下，在两个膨胀的电池单元的开关闭合的同时，曝气设备(aerator)达到工作电压/电流，从而爆炸。
由于这种爆炸，从气体发生器中产生氮气，从而气囊膨胀。焊接部分或极耳因膨胀力自身或利用该力的非金属结构而损坏，从而不再有电流施加。
当曝气设备的开关因电池单元膨胀而闭合时，插座端子(receptacleterminal)需要包括适当的电阻，以防止大电流突然流过。对于车辆的气囊而言，需要有加速度/压力/碰撞传感器等等。但是，在本发明的示例性实施例中，当电池单元稍微膨胀时，气囊便形成结构上闭合的电路，从而曝气设备运行。为了运行曝气设备需要特定的电压或电流，因此使用将电池单元彼此连接所需的插座(receptacle)/接线夹(clip)，实现与膨胀时的电压的量对应的电池单元的串联/并联连接。
图1和图2是表示本发明的一示例性实施例的用于防止车辆电池过充电的装置的图。图3是表示本发明的一示例性实施例的用于防止车辆电池过充电的装置的刃的图。图4和图5是表示本发明的另一示例性实施例的用于防止车辆电池过充电的装置的图。图6和图7是表示本发明的另一示例性实施例的用于防止车辆电池过充电的装置的图。
根据如图1所示的本发明的示例性实施例，用于防止车辆电池过充电的装置包括开关200，该开关配置在相邻电池单元10与电池单元10’之间，且在电池单元10和10’膨胀时，与电池单元10和10’紧密接触，从而形成触点。充气器300配置成当开关200连接时发生爆炸。垫400配置在相邻电池单元10与电池单元10’之间，且根据充气器300的爆炸而膨胀，以切断连接相邻电池单元10与电池单元10’的极耳100。
开关200包括两个触点220和240，且配置在相邻电池单元10与电池单元10’之间。当电池单元10和10’中的每一个发生膨胀时，开关200紧密接触电池单元10和10’，从而形成触点。如上所述，当开关200连接到电池单元10和10’中的每者的极耳100形成触点时，开关200将电流施加到充气器300。于是，充气器300在连接了开关200时发生爆炸。另外，垫400配置在相邻电池单元10与电池单元10’之间，并根据充气器300的爆炸发生膨胀，以切断连接相邻电池单元10与电池单元10’的极耳100。因此，如图2所示，极耳100由于垫400的膨胀而被断开，且电池单元10和10’不再被充电。
开关200配置在相邻电池单元10与电池单元10’之间的中部，且充气器300和垫400可配置在相邻电池单元10与电池单元10’之间的上部或下部。而且，垫400可配置在连接相邻电池单元10与电池单元10’的极耳100部。因此，即便是微小的膨胀，也能将切断力容易地集中在极耳100上。
如图3所示，极耳100设有多个孔101，垫400的端部设有与多个孔101对应的刃420，当垫400膨胀时，极耳100能被刃420从多个孔101完全切断。刃420由非金属非导体形成，以稳定地切断极耳100，从而该切断的极耳被绝缘。
根据如图4所示的本发明的另一示例性实施例，极耳100呈第一引线120与第二引线140连接的形状。垫400可以以垫400与充气器300连接的状态延伸到极耳100。而且，垫400的端部设有刃420，在垫400膨胀时，垫400的端部在形成有极耳100的空间内膨胀，并且刃420可以切断第一引线120或第二引线140。结果是，参照图5，极耳100的引线断开。另外，在这种情况下，垫400配置在电池单元的外壳30与电池单元10’之间，从而可通过小容量充气器300来实现。外壳30设有通孔(through hole)32，以形成开关200的触点。
根据如图6所示的本发明另一示例性实施例，垫400的端部设有刃420，当垫400膨胀时，垫400的端部在形成有极耳100的空间内膨胀。刃420可以切断第一引线120与第二引线140相连接的部分。因此，如图7所示，极耳100和第一引线120与第二引线140相连接的部分同时被切断。
根据具有上述结构的用于防止车辆电池过充电的装置，即使电池单元相对少地发生膨胀，触点也会互相接触，从而即使在过充电没有显著进行的状态下，也能运行该装置，由于气囊强力膨胀，所以甚至几乎不分离的引线(lead)上的焊接部分也可以分离。
在过充电时，电流流经的部分立刻被强的膨胀力分离，从而可消除副作用。
上述用于防止车辆电池过充电的装置具有在电池单元还未膨胀至最大限度的状态下中断电流的结构，从而能防止由于潜热(latent heat)或电池单元内部的额外的热量生成导致的着火/爆炸。
上述用于防止车辆电池过充电的装置具有配置在电池单元之间或外部电池单元与外壳之间的结构，从而能最小化占用空间，且在需要时可通过确保空间应用于任何地方。
即使在现有模块(module)和包型(pack)结构中，也可以应用上述用于防止车辆电池过充电的装置，而无需很大地改变设计。
通过将上述用于防止车辆电池过充电的装置安装在模块结构或包型结构，可防止由于过充电引起的着火/爆炸。
上述用于防止车辆电池过充电的装置使用可在电池单元过充电时产生的膨胀力，从而安全可得到保障，而不受电子系统，如控制/充电的错误的影响。
通过防止可能在过充电时发生的着火或爆炸，可将车辆损害或人身损害最小化。
尽管本发明示出和说明的是特定的示例性实施例，但在不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可对本发明做出多种变形和修改，这对本领域技术人员来说是显而易见的。

Claims (7)

1.一种用于防止车辆电池过充电的装置，所述装置包括：
开关，其配置在相邻电池单元与电池单元之间，且在每个电池单元膨胀时与电池单元紧密接触，以形成触点；
充气器，其配置成在所述开关连接时发生爆炸；和
垫，其配置在相邻电池单元与电池单元之间，并配置成根据所述充气器的爆炸而膨胀，以切断连接相邻电池单元与电池单元的极耳。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述开关配置在相邻电池单元与电池单元之间的中部，且所述充气器和所述垫位于相邻电池单元与电池单元之间的上部或下部。
3.根据权利要求2所述的装置，其中所述垫位于连接相邻电池单元与电池单元的极耳处。
4.根据权利要求1所述的装置，其中所述极耳具有多个孔，所述垫的端部具有与所述多个孔对应的刃，并且在所述垫膨胀时，所述极耳被所述刃从所述多个孔完全切断。
5.根据权利要求1所述的装置，其中所述极耳呈第一引线与第二引线相连接的形状，并且所述垫以与所述充气器相连接的状态延伸到所述极耳。
6.根据权利要求5所述的装置，其中所述垫的端部具有刃，在所述垫膨胀时，所述垫的端部在形成有所述极耳的空间内膨胀，并且所述刃切断所述第一引线或所述第二引线。
7.根据权利要求5所述的装置，其中所述垫的端部具有刃，在所述垫膨胀时，所述垫的端部在形成有所述极耳的空间内膨胀，并且所述刃切断所述第一引线与所述第二引线相连接的部分。
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