CN104871344B - 电源连接装置及包括该装置的电池组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种二次电池，具体涉及一种用于电池的电连接的电源连接装置及包括该装置的电池组。

Description

电源连接装置及包括该装置的电池组

技术领域

本发明涉及一种二次电池，更为具体地涉及一种用于电池的电连接的电源连接装置及包括该装置的电池组。

背景技术

一般用于车辆及大容量电气装置的电池是通过电源电缆供应电源，且电源电缆通过终端连接到电池。而且，电池内部是在多个汇流条(busbar)的两端分别形成终端，并且通过端子连接。终端根据电池的端子或汇流条的形状的不同而形成不同的形状，最具代表性且普遍使用的是环形的圆形端子。

紧固终端时大部分情况下将终端插入到端子内，再使用螺母拧紧并接合。特别是连接高电压的电源线终端在紧固的过程中有可能出现电弧或火花，当紧固的终端的接合不牢固时电阻会增加，从而有可能出现由过热引起的电池的损坏。在终端之间的接合完全被分离的情况下，由于电池的电源没有被施加，因此系统或用户能够正确地识别完全分离的情况，从而能够正确地采取措施，但终端之间的接合不牢固时，即，虽然已连接，但连接状态不稳定时，系统或用户在没有识别该情况的状态下继续操作，因此发生上述问题的可能性会很大。

特别是，在汽车等移动工具上配备电池的情况下，通过汽车的移动而发生的振动及冲击，螺母的接合可能会变松弛，因此终端的接合没有正常地紧固，当系统或用户无法正确地识别终端的接合状态时，有可能会发生上述问题。

因此，需要开发一种在感应终端的接合状态时，不仅能够感应终端完全被分离的情况，而且还能感应终端之间的非正常接合，即，没有以一定压力以上接合的情况，从而能够停止电池的操作的电源连接装置的技术。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明是为了解决上述现有技术中存在的问题而提出的，本发明的目的在于提供一种电源连接装置及包括该装置的电池组，该装置的终端连接部设置有开关，所述开关只有在接受一定负荷的情况下才能连接上，当感应出一定负荷以下的负荷时会被切断，从而也能够感应出终端的非正常接合。

特别是提供一种通过将所述开关以串联方式设置在电池高压线路上，当开关被切断时对高压线路进行断线，从而防止高压线路上出现过电流的电源连接装置及包括其装置的电池组。

(二)技术方案

本发明的一个实施例的电源连接装置，包括：多个终端，包括形成在电源线末端的接合孔；端子部，插入所述多个终端的各接合孔内；接合部件，与所述端子部接合，以便将所述多个终端接合在一起；开关部，设置在所述端子部与接合部件之间，根据由所述端子部与接合部件的接合所产生的负荷而被切断或连接。

而且，所述端子部还包括插入到所述接合孔的端子杆和形成在所述端子杆的一端的端子体。

而且，所述开关部由感应体和感应杆组成，其中，所述感应体被插入到端子杆中，以便与所述端子体的另一面相接，所述感应杆沿所述端子轴方向可移动地接合在所述感应体，且一端与所述接合部件的一个面相接，且根据所述接合部件的位置而联动。

此时，所述端子杆与所述接合部件通过螺丝接合，当所述接合部件被以规定负荷以上的负荷拧紧时，由于所述感应杆的一侧方向的运动而使所述开关部连接，当所述接合部件小于一定负荷而变松弛时，由于所述感应杆的另一侧方向的运动而使所述开关部切断。

作为另一实施例，所述开关部由设置在所述端子部与所述终端之间或所述接合部件与所述终端之间的称重传感器组成。

此时，所述开关部连接到所述电源线上，当通过所述接合部件的结合施加规定负荷以上的负荷时，所述开关部被连接，维持所述电源线的连接，当施加小于所述一定负荷的负荷时，由于所述开关部被切断而所述电源线被断开。

同时，当设置多个所述开关部时，所述开关部分别串联连接在所述电源线上，只要所述各开关部中的某一个开关部被切断，所述电源线就会被断开。

本发明的一个实施例的电池组包括所述电源连接装置。

而且，所述电池组还包括与电池管理系统连接的电源控制线，所述电源连接装置的开关部串联连接在所述电源控制线上，当所述开关部被切断时，切断信号被传送到所述电池管理系统。

此时，当设置多个所述开关部时，所述开关部分别串联连接到所述电源控制线上，只要所述各开关部中的某一个开关部被切断，切断信号就会被传送到所述电池管理系统。

(三)有益效果

具有上述结构的本发明的电源连接装置及包括该装置的电池组通过感应终端的接合状态，当终端的接合状态不稳固时，断开与终端连接的系统，以防止如高压线路的短路等由过电流引起的电池的损害。而且，由于能够感应电池管理系统或用户无法识别的范围内的非正常终端接合，能够预防特别是由行驶中的车辆的振动引起的终端的非正常接合和由该非正常接合可导致的电池的损害，而且能够防止由移动中的车辆的电池损害而引起的事故。

附图说明

图1是本发明的电源连接装置的整体立体图。

图2是本发明的第一实施例的电源连接装置的分解立体图。

图3是图1的第一实施例的AA'剖视图(ON时)。

图4是图1的第一实施例的AA'剖视图(OFF时)。

图5是图1的第二实施例的AA'剖视图。

图6是本发明的电源连接装置的连接实施例的概略图。

图7是本发明的第三实施例的电池组的电线连接图。

图8是本发明的第四实施例的电池组的电线连接图。

附图说明标记

10：端子部 11：端子体

12：端子杆

20、200：开关部 21：感应体

22：感应杆

30：接合部件

40：第一终端 50：第二终端

L：电源线 B：电池管理系统

1000、2000：电池组 1100、2100：电源连接装置

1200、2200：电池 1300、2300：马达

1400、2400：功率继电器控制终端

1500：电源连接控制终端

1600、2600：功率继电器组件

具体实施方式

下面，参照附图对如上所述的本发明的电源连接装置的实施例进行详细说明。

根据图1，本发明的一个实施例的电源连接装置，包括：第一终端40，形成在电缆或汇流条的末端；第二终端50，形成在电缆或汇流条的末端，以与第一终端40电连接；端子部10和接合部件30，将第一终端40和第二终端50电连接的同时牢固固定；开关部20、200，设置在端子部10上，以感应第一终端40和第二终端50的接合状态。

虽然图1示出，通过端子部10接合第一终端40和第二终端50的结构，但显而易见，本发明的电源连接装置同样适用于单个终端与端子部接合的结构。

下面，根据开关部20、200的结构分别说明第一实施例和第二实施例。为了方便说明，将图的下方定义为一侧，而图的上方定义为另一侧来进行说明。

第一实施例(开关类型)

参照图2至图4，在第一终端40上形成有能够插入端子部10的第一接合孔41，在第二终端50上形成有能够插入端子部10的第二接合孔51。显而易见，虽在本实施例中记载有第一接合孔41和第二接合孔51的截面为圆形的环形端子的结构，但显而易见的是接合孔形成为端子部10能够被插入的多种形状的结构也无妨。而且，第一接合孔41和第二接合孔51根据端子部10和后述的接合部件30的形状可进行变更。

端子部10由端子杆12和端子体11构成，其中，所述端子杆插入到第一接合孔41和第二接合孔51而连接第一终端40和第二终端50，所述端子体在端子杆的一端部12a上与端子杆12一体形成，且端子体的直径大于所述端子杆12的直径。端子体11是防止插入端子杆12的第二终端50从端子杆的一端部12a的外侧脱离的结构。在端子杆的另一端部12b结合并固定有接合部件30。一般来讲，在端子杆的另一端部12b的外表面上形成有外螺纹，接合部件30可以是螺母。因此，端子部10与接合部件30可以通过螺丝接合。接合部件30是在按顺序插入第二终端50和第一终端40的状态下与端子杆的另一端部12b螺丝结合。即，通过接合部件30与端子杆12的螺丝结合，防止第一终端40从端子杆的另一端部12b的外侧脱离。而且，通过使接合部件30以规定负荷以上的负荷与端子杆12接合，使得第一终端40与第二终端50相接而电连接，并且稳固第一终端40与第二终端50的接合。此时，可在端子部10设置开关部20，以便感应第一终端40与第二终端50的接合状态。

开关部20由感应体21和感应杆22组成。感应体21呈环形结构，以便插入端子杆12，在感应体的内部形成感应杆的一端部22a可移动的空间。感应体21可设置在端子体的另一端部11a与第二终端的一端部50a之间。感应杆22被设置成感应杆的一端部22a被容纳到感应体21中，且能够沿端子杆12的轴方向移动。感应体的一端部21a与感应杆的一端部22a之间设置有弹性部件23，因此，如图4所述，只要不受一定负荷以上的压力，感应杆的一端部22a总是维持与感应体的另一端部21b相接的状态。弹性部件23可采用具有弹性的普通的螺旋弹簧，以便维持感应杆的一端部22a与感应体的另一端部21b相接的状态。

感应杆的另一端部22b设置成与接合部件30的一面相接的结构，且根据接合部件30的位置而联动的结构。即，如图3所示，接合部件30的拧紧负荷越大，感应杆22与感应体的一端部21a的距离就越近，接合部件30的拧紧负荷越小，感应杆22与感应体的一端部21a的距离就越远。

根据如上所述的结构，当接合部件30以规定负荷以上的负荷结合在端子杆12上时，即，在端子杆12上拧紧接合部件30而接合时，开关部20会通过感应杆22的一侧方向的运动来连接，当接合部件30以小于规定负荷的负荷结合在端子杆12时，即，接合部件30在端子杆12中变松弛时，开关部20会通过所述感应杆22的另一侧方向的运动来被切断。

即，根据接合部件30的拧紧状态，开关部20起到连接或切断的开关作用。开关部20串联连接在终端要连接的电源线上，因此根据开关部20的连接或切断，将所述电源线连接或断开。

通过上述的结构感应终端的接合状态，当终端的接合状态不牢固时，断开连接在终端的电源线，从而防止如高压线路的短路等由过电流引起的电池的损害。

而且，显而易见，由接合部件30的拧紧状态产生的开关部20的开关负荷根据终端的强度、终端的接合要求条件，可以变形为多种形式。

图3示出接合部件30以规定负荷以上的负荷接合在端子杆22而使第一终端40与第二终端50牢固地接合的状态，因此感应杆的一端部22a接近于感应体的一端部21a。

图4示出接合部件30以小于规定负荷的负荷接合在端子杆22而使第一终端40与第二终端50被隔开一定距离的状态，因此感应杆的一端部22a接近于感应体的另一端部21b。

通过上述的结构，能够感应系统或用户无法识别的范围内的终端的非正常接合，因此能够预防特别是由行驶中的车辆的振动引起的终端的非正常接合和所述非正常接合可导致的电池的损害，而且能够预防由移动中的车辆的电池损害而引起的事故。

–实施例2(称重传感器类型)

参照图5，端子部11、12由端子杆12和端子体11构成，其中，所述端子杆连接第一终端40和第二终端50，所述端子体在端子杆的一端部12a上与端子杆12一体地形成，且端子体11的直径大于端子杆12的直径。端子体11是防止插入端子杆12的第二终端50从端子杆的一端部12a的外侧脱离的结构。在端子杆的另一端部12b结合并固定有接合部件30。一般来讲，在端子杆的另一端部12b的外表面上形成有外螺纹，接合部件30可以是螺母。因此，端子部10与接合部件30可以是螺丝接合。即，通过接合部件30与端子杆12的螺丝结合，防止第一终端40从端子杆的另一端部12b的外侧脱离。而且，通过使接合部件30以规定负荷以上的负荷结合在端子杆12上，使得第一终端40与第二终端50相接而电连接，并且稳固第一终端40与第二终端50的接合。此时，可在端子部10设置开关部200，以便感应第一终端40与第二终端50的接合状态。

开关部200由能够感应规定的压力的称重传感器组成。开关部200呈环形结构，以便插入端子杆12。开关部200可设置在端子体的另一端部11a与第二终端的一端部50a之间。

称重传感器(Load Cell)是安装在主体周围能够将变形(扭曲)转换为电阻的应变仪的传感器，该传感器连接在负载按钮。当负载按钮上施加负荷时，会产生与应力成比例的变形，根据所述变形应变仪的电阻发生变化，因此，通过将电流的变化转换成数字的电信号，将负荷直接以数字表示。称重传感器有压缩型、张力型及两者并用的类型等。

通过如上所述的结构，当接合部件30以一定负荷以上的负荷结合在端子杆12时，即，在端子杆12上拧紧接合部件30而进行接合时，由称重传感器构成的开关部200通过感应该接合，使开关部200连接，当接合部件30以小于一定负荷的负荷结合在端子杆12时，即，接合部件30在端子杆12中变松弛时，由称重传感器构成的开关部200通过感应该接合，使开关部200切断。

即，根据接合部件30的拧紧状态，开关部200起到连接或切断的开关作用。由于开关部200串联连接在终端要连接的电源线上，因此根据开关部200的连接或切断，将电源线连接或断开。

通过上述的结构感应终端的接合状态，当终端的接合不牢固时，断开连接在终端的电源线，从而防止如短路等由过电流引起的系统的损害。

以下，参照附图对具有上述结构的本发明的实施例的电源连接装置所适用的设置例进行说明。

–设置例

本发明的实施例的电源连接装置的主要目的在于通过感应终端的非正常接合状态来切断系统的电源线。因此，本发明的实施例的电源连接装置若适用在电池组内部的汇流条的连接结构时会很有用。

参照图6，本发明的实施例的开关部20、200可设置在电池组的电源线100上。更具体地，开关部20、200可串联连接在电源线L上。因此，当开关部20、200感应小于一定负荷的负荷时会被切断，由此断开电源线100。

对于具备多个终端结合感应装置的系统，本发明的实施例的多个开关部20、200、20'、200'、20”、200”可分别串联连接在电源线L上。因此，当多个开关部20、200、20'、200'、20”、200”中的某一个开关部感应到小于一定负荷的负荷时会被切断，由此断开电源线100。

而且，多个开关部20、200、20'、200'、20”、200”分别连接在电池管理系统(B)，将终端的接合状态传送到电池管理系统。

以下，参照附图对包括如上所述的本发明的电源连接装置的电池组的实施例进行详细说明。

-实施例3

参照图7，本发明的第三实施例的电池组1000包括：多个电源连接装置1100、电池1200、功率继电器控制端1400、电源连接装置控制端1500以及功率继电器组件1600。而且，在电池组1000上可连接马达1300及电池管理系统(未图示)。

电池1200采用用于向马达1300供给电源的普通的二次电池，分别包括第一正极端子1210和第一负极端子1220。马达1300采用通过电源驱动的普通的马达，且包括第二正极端子1310和第二负极端子1320。功率继电器组件1600包括：正极线1230，连接在第一正极端子1210和第二正极端子1310；负极线1240，连接在第一负极端子1220和第二负极端子1320；正极继电器1620，设置在正极线1230上；负极继电器1630，设置在负极线1240上；预充电线1250，并联连接在正极线1230上；预充电继电器1610，设置在预充电线1250上。

预充电继电器1610、正极继电器1620及负极继电器1630分别连接在第一信号线1611、第二信号线1621及第三信号线1631上，在第一信号线1611、第二信号线1621及第三信号线1631的末端上设置有功率继电器控制端1400，从而将预充电继电器1610、正极继电器1620及负极继电器1630的信息传送到电池管理系统上。

此时，电源连接装置1100分别可设置在第一正极端子1210和正极线1230、第二正极端子1310和正极线1230、第一负极端子1220和负极线1240及第二负极端子1320和负极线1240的连接部上。

各电源连接装置1100串联连接在电源连接线1110上，在电源连接线1110的末端设置有电源连接控制端1500。电源连接控制端1500连接在电池管理系统上，将各电源连接装置1100的连接或切断与否传送到电池管理系统。

通过如上所述的结构，当感应到第一正极端子1210和正极线1230、第二正极端子1310和正极线1230、第一负极端子1220和负极线1240及第二负极端子1320和负极线1240的连接部中的至少一个以上的连接部非正常接合时，通过电源连接装置1100、电源连接线1110及电源连接控制终端1500传送到电池管理系统。

-实施例4

参照图8，本发明的第四实施例的电池组2000包括多个电源连接装置2100、电池2200、功率继电器控制端2400、电源连接装置控制端2500及功率继电器组件2600。而且，在电池组2000上可连接马达2300及电池管理系统(未图示)。

本发明的第四实施例的电池组2000与上述的第三实施例的电池组1000相比，其具体结构相同，只是在电源连接装置2100的连接结构上存在区别，因此只对该区别点进行详细说明。

电源连接装置2100可分别设置在第一正极端子2210和正极线2230、第二正极端子2310和正极线2230、第一负极端子2220和负极线2240及第二负极端子2320和负极线2240的连接部上。

各电源连接装置2100串联连接在电源连接线2110上，电源连接线2110连接在功率继电器控制端2400上。因此，将各电源连接装置2100的连接或切断与否传送到电池管理系统。

通过如上所述的结构，当感应到第一正极端子2210和正极线2230、第二正极端子2310和正极线2230、第一负极端子2220和负极线2240及第二负极端子2320和负极线2240的连接部中至少一个以上的连接部非正常地接合时，通过电源连接装置2100、电源连接线2110及功率继电器控制终端2400传送到电池管理系统。

本发明的技术思想并不限定于上述的实施例。不仅适用范围多种多样，在不脱离权利要求书中所请求的本发明的主旨的情况下，本发明所属领域的技术人员可进行多种变形。因此，如果这种改良及变更只要是对于本发明所属领域的技术人员而言是显而易见的，则属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电源连接装置，包括：

多个终端，包括形成在电源线末端的接合孔；

端子部，插入所述多个终端的各接合孔内；

接合部件，与所述端子部接合，以便将所述多个终端接合在一起；

开关部，设置在所述端子部与接合部件之间，根据由所述端子部与接合部件的接合所产生的负荷而被切断或连接。

2.根据权利要求1所述的电源连接装置，所述端子部还包括能够插入到所述接合孔的端子杆和形成在所述端子杆的一端的端子体。

3.根据权利要求2所述的电源连接装置，所述开关部由感应体和感应杆组成，其中，所述感应体插入所述端子杆，以便与所述端子体的另一面相接，所述感应杆沿所述端子轴方向可移动地接合在所述感应体上，且一端与所述接合部件的一个面相接，且根据所述接合部件的位置而联动。

4.根据权利要求3所述的电源连接装置，所述端子杆与所述接合部件通过螺丝接合，当所述接合部件被以规定负荷以上的负荷拧紧时，由于所述感应杆的一侧方向的运动而使所述开关部连接，当所述接合部件小于一定负荷而变松弛时，由于所述感应杆的另一侧方向的运动而使所述开关部被切断。

5.根据权利要求1所述的电源连接装置，所述开关部由设置在所述端子部与所述终端之间或所述接合部件与所述终端之间的称重传感器组成。

6.根据权利要求1所述的电源连接装置，所述开关部连接到所述电源线上，当通过所述接合部件的接合而施加一定负荷以上的负荷时，所述开关部被连接，维持所述电源线的连接，当施加小于所述一定负荷的负荷时，由于所述开关部被切断而使所述电源线断开。

7.根据权利要求6所述的电源连接装置，所述电源连接装置设置有多个开关部时，所述开关部分别串联连接在所述电源线上，只要所述各开关部中的某一个开关部被切断，所述电源线就会断开。

8.一种电池组，包括权利要求1至7中任一项所述的电源连接装置。

9.根据权利要求8所述的包括电源连接装置的电池组，所述电池组还包括与电池管理系统连接的电源控制线，所述电源连接装置的开关部串联连接在所述电源控制线上，当所述开关部被切断时，切断信号被传送到所述电池管理系统。

10.根据权利要求9所述的包括电源连接装置的电池组，其中，所述电源连接装置设置有多个开关部时，所述开关部分别串联连接到所述电源控制线上，只要所述各开关部中的某一个开关部被切断，切断信号就会被传送到所述电池管理系统。