CN105552289A - 具有安全保护功能的并联网和使用该并联网的大容量电池 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有安全保护功能的并联网以及使用该并联网的大容量电池，其中并联网包括布置在同一平面上且相互间隔分布的若干个电芯连接垫、以及连接在所述电芯连接垫之间的若干个连接片，每一个连接片上均设置有能够被高温熔断的熔断保护结构。本发明能够将大容量电池中发生短路故障的电芯迅速隔离，从而有效保护大容量电池中的其他电芯，避免发生电池安全事故。

Description

具有安全保护功能的并联网和使用该并联网的大容量电池
技术领域
本发明涉及一种具有安全保护功能的并联网以及使用该并联网的大容量电池，属于锂电池组安全防控技术领域。
背景技术
锂离子电池是当今比能量最高，循环寿命最长，又不含有害物质的新型蓄电池品种。它的许多特性都达到了历来电池产品的最高水平。所以得到了日益广泛的应用，从小到手机和玩具，大到汽车动力模块和电站储能电源，处处都有它的市场。但是它也有自己的短板，就是安全隐患。此类电池储存能量高，又使用有机电解液，从根本上存在着起火爆炸的危险。各电池生产厂和科研设计单位都采取多种措施提高其安全性，取得了很好的效果。却没有根本解决。安全问题仍是模块设计制造的重点问题。
大电池模块往往需要很大的容量，仅用单只大电池串联通常是达不到要求的，总要由很多个小容量电池并联联接后再串联成组。在并联时用连接片或并联网将每一个小容量电池连起，构成一个大容量电池。
大容量电池模块(或称电池组)一般包括电池夹具、制于电池夹具上的众多电芯安装孔、置于各个电芯安装孔中的众多弹片、插设在各个电芯安装孔中的众多电芯(即上述的小容量电池)、以及将处于同一层的各个电芯并联连接的并联网，其中，并联网包括布置在同一平面上且相互间隔分布的众多电芯连接垫、以及连接在各电芯连接垫之间的众多连接片，所述的各个电芯连接垫对应布置在各个电芯安装孔中并与相应的电芯相连，从而将同一层的各个电芯并联起来。
上述并联联接的小容量电池(即电芯)的电压都是经过仔细挑选均衡过的，并联在一起时并没有明显的互充电流。但是，一旦有一只电芯出现内部短路，它的电压就降到接近0V，与其他并联在一起的电芯产生了很大的电压差，周围的电芯就给它充电。由于此类电芯内阻很低仅有几个毫欧到几十个毫欧，在3V左右的电压差推动下，其反充电流是可观的。本来此电池的电压下降，短路电流也应下降，短路的发热量也应下降。却因为巨大的反充电流使发热继续或加剧。这不仅是这一个电池发热，周围电池也因输出反充电电流也同样发热。这样，反复循环推动，发热越加严重，甚至出现热失控，引起火灾。所以如何阻止出现高反充电流，保护周围电芯就成为一个提高电池安全性的重要的问题。
发明内容
本发明目的是：为了克服上述问题，提供一种具有安全保护功能的并联网以及使用该并联网的大容量电池，以将大容量电池中发生短路故障的电芯迅速隔离，从而有效保护大容量电池中的其他电芯，避免发生电池安全事故。
本发明的技术方案是：一种具有安全保护功能的并联网，包括布置在同一平面上且相互间隔分布的若干个电芯连接垫、以及连接在所述电芯连接垫之间的若干个连接片，每一个连接片上均设置有能够被高温熔断的熔断保护结构。
本发明这种并联网在上述技术方案的基础上，还包括以下优选方案：
所述连接片为保险丝，所述保险丝形成所述熔断保护结构。
通过对所述连接片的宽度进行削减处理，而形成所述熔断保护结构。
在所述连接片的中部开设圆孔，从而形成所述熔断保护结构。
在所述连接片宽度方向的一侧开设一弧形豁口，从而形成所述熔断保护结构。
所述弧形豁口为半圆形结构。
在所述连接片宽度方向的两侧分别开设一弧形缺口，从而形成所述熔断保护结构。
所述弧形缺口为半圆形结构，且这两个弧形缺口在所述连接片长度方向错开布置。
本发明所公布的这种大容量电池，包括电池夹具、制于所述电池夹具上的电芯安装孔、置于所述电芯安装孔中的弹片、插设在所述电芯安装孔中的电芯，还包括上述所述的并联网，所述电池夹具上、于任意相邻两电芯安装孔之间均开设有一条连接片布置槽，所述并联网的电芯连接垫布置在所述电芯安装孔中并与所述电芯相连，所述并联网的连接片布置在所述连接片布置槽中。
本发明的优点是：本发明在并联网的每一个连接片上均设置有能够被高温熔断的熔断保护结构。当处于同一并联组中的某一只电芯发生短路时，在电压差的推动下，巨大的反充电流向此电芯涌来，流向该电芯的大电流使该电芯附近的某个连接片温度急剧升高，从而迅速烧断该连接片上的熔断保护结构，断路，从此阻断此路电流。这路的断开更加大了周围其他路的负担，电流进一步加大，促成周围另外连接片上的熔断保护结构熔断断开。如此反复动作，终于将短路电池周围的熔断保护结构全部断开，将短路电芯孤立起来，从而达到保护周围电芯的效果，避免电池安全事故发生。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一中大容量电池的分解图；
图2为本发明实施例一中大容量电池的装配图；
图3为本发明实施例一中并联网的装配图；
图4为图3的A部放大图；
图5为本发明实施例二中并联网的局部结构示意图；
图6为本发明实施例三中并联网的局部结构示意图；
图7为本发明实施例四中并联网的局部结构示意图；
其中：1-电池夹具，2-弹片，3-并联网，4-电芯，5-圆孔，6-弧形豁口，7-弧形缺口，9-保险丝，10-电芯安装孔，10a-连接片布置槽。
具体实施方式
以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
实施例一：
图1和图2示出了本发明这种大容量电池的一个具体实施例，与传统大容量电池相同的是，它也包括电池夹具1、制于所述电池夹具上的众多电芯安装孔10、分别置于所述各电芯安装孔中的众多弹片2、分别插设在所述电芯安装孔中的众多电芯4、以及并联网3。其中，并联网3包括布置在同一平面上且相互间隔分布的众多电芯连接垫、以及连接在各电芯连接垫之间的众多连接片，所述的各个电芯连接垫对应布置在各个电芯安装孔中并与相应的电芯相连，从而将图1中这些处于同一层上的各个电芯并联起来，所述电芯为圆柱形的锂离子电芯。
本实施例的关键改进在于：每一个连接片3b上均设置有能够被高温熔断的熔断保护结构。
当处于同一并联组中的某一只电芯发生短路时，在电压差的推动下，巨大的反充电流向此电芯涌来，流向该电芯的大电流使该电芯附近的某个连接片3b温度急剧升高，从而迅速烧断该连接片3b上的熔断保护结构，断路，从此阻断此路电流。这路的断开更加大了周围其他路的负担，电流进一步加大，促成周围另外连接片3b上的熔断保护结构熔断断开。如此反复动作，终于将短路电池周围的熔断保护结构全部断开，将短路电芯孤立起来，从而达到保护周围电芯的效果，避免电池安全事故。
为了方便所述并联网3的布置，本例在所述电池夹具1上、于任意相邻两电芯安装孔10之间均开设有一条连接片布置槽10a，所述并联网上的各个连接片3b分别布置在这些连接片布置槽10a中。
本例中，是通过对所述连接片3b的宽度进行削减处理，从而形成所述熔断保护结构的。
参照图3和图4所示，具体来说，本例在所述连接片3b的中部开设圆孔5，从而导致所述连接片3b在该圆孔5处的宽度大大削减而且电阻增大，当大电流流过该圆孔5处的连接片3b时，由于该处连接片3b的电阻较大，从而使得该圆孔5处连接片3b的温度大大升高，进而将圆孔5处连接片3b迅速烧毁熔断。
实施例二：
参照图5所示，本实施例这种大容量电池的结构和工作原理与实施例一相似，唯一区别在于本例中熔断保护结构的具体结构形式与实施例一不同。本例中，是在所述连接片3b宽度方向的一侧开设一弧形豁口6，从而形成所述熔断保护结构的。
该弧形豁口6为半圆形结构。
实施例三：
参照图6所示，本实施例这种大容量电池的结构和工作原理与实施例一相似，唯一区别也在于本例中熔断保护结构的具体结构形式与实施例一不同。本例中，是在所述连接片3b宽度方向的两侧分别开设一弧形缺口7(共两个)，从而形成所述熔断保护结构的。
本例中，所述的两个弧形弧形缺口7也为半圆形结构，其尺寸小于实施例二中弧形豁口6的尺寸。
实施例四：
参照图7所示，本实施例这种大容量电池的结构和工作原理与实施例一相似，唯一区别也在于本例中熔断保护结构的具体结构形式与实施例一不同。本例中，所述连接片3b整体为保险丝9，即采用普通的保险丝来制作所述连接片3b，由该保险丝9自身形成所述熔断保护结构。
由上不难看出，实施例一、二和三均是通过对连接片3b的宽度进行削减处理，而导致宽度削减处的电阻增大(电流通过时，连接片3b在该处的发热量大于其他部位的发热量，而且该处的尺寸也更小，更容易被熔断)，从而形成所述熔断保护结构的。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让人们能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种具有安全保护功能的并联网(3)，包括布置在同一平面上且相互间隔分布的若干个电芯连接垫(3a)、以及连接在所述电芯连接垫(3a)之间的若干个连接片(3b)，其特征在于：每一个连接片(3b)上均设置有能够被高温熔断的熔断保护结构。
2.根据权利要求1所述的具有安全保护功能的并联网，其特征在于：所述连接片(3b)为保险丝(9)，所述保险丝(9)形成所述熔断保护结构。
3.根据权利要求1所述的具有安全保护功能的并联网，其特征在于：通过对所述连接片(3b)的宽度进行削减处理，而形成所述熔断保护结构。
4.根据权利要求3所述的具有安全保护功能的并联网，其特征在于：在所述连接片(3b)的中部开设圆孔(5)，从而形成所述熔断保护结构。
5.根据权利要求1所述的具有安全保护功能的并联网，其特征在于：在所述连接片(3b)宽度方向的一侧开设一弧形豁口(6)，从而形成所述熔断保护结构。
6.根据权利要求1所述的具有安全保护功能的并联网，其特征在于：所述弧形豁口(6)为半圆形结构。
7.根据权利要求1所述的具有安全保护功能的并联网，其特征在于：在所述连接片(3b)宽度方向的两侧分别开设一弧形缺口(7)，从而形成所述熔断保护结构。
8.根据权利要求1所述的具有安全保护功能的并联网，其特征在于：所述弧形缺口(7)为半圆形结构，且这两个弧形缺口(7)在所述连接片(3b)长度方向错开布置。
9.一种大容量电池，包括电池夹具(1)、制于所述电池夹具上的电芯安装孔(10)、置于所述电芯安装孔中的弹片(2)、插设在所述电芯安装孔中的电芯(4)，其特征在于：还包括如权利要求1～8中任一所述的并联网，所述电池夹具(1)上、于任意相邻两电芯安装孔(10)之间均开设有一条连接片布置槽(10a)，所述并联网的电芯连接垫(3a)布置在所述电芯安装孔(10)中并与所述电芯(4)相连，所述并联网的连接片(3b)布置在所述连接片布置槽(10a)中。
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