CN105870518A - 电池模块及电池模块用过充电防止装置 - Google Patents

电池模块及电池模块用过充电防止装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种安装有过充电防止装置的电池模块及电池模块用过充电防止装置，尤其涉及安装有电池出现过充电时切断供应给电池的电源的过充电防止装置的电池模块及电池模块用过充电防止装置。本发明的安装有过充电防止装置的电池模块包括：电池单元，其由彼此相隔的第一电池单元与第二电池单元构成；以及过充电防止装置，其插入配置在所述第一电池单元与第二电池单元之间，当过充电引起所述电池单元膨胀时切断供应给所述电池单元的电源，所述过充电防止装置是与所述电池单元独立的一个模块，以可更换的方式配置在彼此相隔的所述第一电池单元与第二电池单元之间。本发明的装置能够在发生过充电时确保不破坏电池单元的同时切断电源，容易安装及更换。

Description

电池模块及电池模块用过充电防止装置
技术领域
本发明涉及一种安装有过充电防止装置的电池模块及电池模块用过充电防止装置，尤其涉及安装有电池出现过充电时切断供应给电池的电源的过充电防止装置的电池模块及电池模块用过充电防止装置。
背景技术
通常，广义上的混合动力车是通过有效组合两种以上不同种类的动力源来驱动车辆。但大部分情况下表示通过燃料驱动的引擎及通过电池电力驱动的电动机获得驱动力的车辆，将此称为混合动力电动车即HEV(HybridEleetric Vehicle)。
这种混合动力电动车等都必须安装有为电动机提供驱动电力的高压电池，高压电池在车辆运行中不断地充/放电并提供所需电力。
混合动力电动车所采用的高压电池中最为普遍的是大功率锂离子((聚合物)电池(LiPB)，而锂离子电池具有如下问题。
具体来讲，当发生过充电时会通过电解液分解这种放热反应产生可燃性气体，这种情况下电池内压上升且伴随厚度膨胀，引起温度上升及短路，可燃性气体被点火并起火，对驾驶员及车辆安全造成致命性后果。
尤其，由于混合动力车或燃料电池车的电池是多个电池以模块化形式安装在车辆上提供高电压的，因此当发生过充电及起火时极有可能引起安全问题。
为防止这种电池的过充电而开发出了多种结构的稳定及防止装置。
但是，由于现有的电池过充电防止装置在构成电池模块的电池单元膨胀时破坏电池单元，因此有害气体向外泄漏引发环境污染等问题。
并且，现有的电池过充电防止装置还具有安装到电池模块的结构复杂且不易更换等问题。
现有技术文献
韩国公开专利第10-2009-0013867号
发明内容
技术问题
为解决上述问题，本发明提供一种安装有过充电防止装置的电池模块及电池模块用过充电防止装置，所述过充电防止装置能够在发生过充电时确保不破坏电池单元的情况下切断电源，并且容易安装或更换到电池模块中。
技术方案
为达成上述目的，本发明的安装有过充电防止装置的电池模块，其特征在于，包括：电池单元，其由彼此相隔的第一电池单元与第二电池单元构成；以及过充电防止装置，其插入配置在所述第一电池单元与第二电池单元之间，当过充电引起所述电池单元膨胀时切断供应给所述电池单元的电源，所述过充电防止装置是与所述电池单元独立的一个模块，并且以可更换的方式配置在彼此相隔的所述第一电池单元与第二电池单元之间。
所述过充电防止装置包括：框架，其配置在所述第一电池单元与第二电池单元之间；以及汇流条，其配置在所述框架的内侧，一端连接在所述第一电池单元上，另一端连接在所述第二电池单元上，以使所述第一电池单元与第二电池单元通电，所述汇流条通过所述电池单元的膨胀而被切断。
所述过充电防止装置包括：第一板，其一面与所述第一电池单元相接触，另一面安装有所述汇流条；以及第二板，其一面与所述第二电池单元相接触，另一面与所述第一板的另一面相对且彼此之间配置有所述汇流条，所述第二板的另一面形成有当所述电池单元膨胀时向所述汇流条方向移动并切断所述汇流条的切刀。
所述第一板的另一面具有凸出形成的用于安装所述汇流条的多个安装凸起，所述安装凸起使得所述汇流条与所述第一板的另一面相隔，所述切刀配置在所述安装凸起之间。
所述汇流条上形成有用于被所述切刀切断的脆弱部，所述脆弱部中所述切刀的移动方向的垂直方向的宽度变窄。
所述汇流条固定结合在所述第一板上。
所述框架的内侧具有贯通形成的插入孔，所述插入孔用于插入配置所述第一板与第二板，所述第一板与第二板在所述插入孔的内部彼此相隔配置，所述电池单元膨胀时所述第一板与第二板向彼此邻接的方向变形。
形成有所述插入孔的所述框架的内侧形成有相隔凸起，所述相隔凸起使所述第一板的另一面与所述第二板的另一面安装得彼此相隔。
所述第一板及第二板上分别形成有加强筋，所述第二板的中心部具有没有形成所述加强筋的变形部，所述切刀形成于所述变形部。
安装有过充电防止装置的电池模块还包括：第一外壳，其配置在所述第一电池单元的外侧；以及第二外壳，其配置在所述第二电池单元的外侧，所述电池单元膨胀时所述第一电池单元的膨胀受到所述第一外壳的抑制而向所述过充电防止装置方向膨胀，所述第二电池单元的膨胀受到所述第二外壳的抑制而向所述过充电防止装置方向膨胀。
所述第一板、第二板及切刀由绝缘材料构成。
并且为达成上述目的，本发明的电池模块用过充电防止装置，是在多个电池单元构成的电池模块中配置在构成所述电池单元的第一电池单元与第二电池单元之间，当过充电引起所述电池单元膨胀时切断供应给所述电池单元的电源的电池模块用过充电防止装置，其特征在于，包括：框架，其配置在所述第一电池单元与第二电池单元之间；以及汇流条，其配置在所述框架的内侧，一端连接在所述第一电池单元上，另一端连接在所述第二电池单元上，以使所述第一电池单元与第二电池单元通电，所述汇流条通过所述电池单元的膨胀而被切断。
所述过充电防止装置还包括：第一板，其一面与所述第一电池单元相接触，另一面安装有所述汇流条；以及第二板，其一面与所述第二电池单元相接触，另一面与所述第一板的另一面相对且彼此之间配置有所述汇流条，所述第二板的另一面形成有当所述电池单元膨胀时向所述汇流条方向移动并切断所述汇流条的切刀。
所述第一板的另一面具有凸出形成的用于安装所述汇流条的多个安装凸起，所述安装凸起使得所述汇流条与所述第一板的另一面相隔，所述切刀配置在所述安装凸起之间。
所述汇流条上形成有用于被所述切刀切断的脆弱部，所述脆弱部中所述切刀的移动方向的垂直方向的宽度变窄。
所述汇流条固定结合在所述第一板上。
所述框架的内侧具有贯通形成的插入孔，所述插入孔用于插入配置所述第一板与第二板，所述第一板与第二板在所述插入孔的内部彼此相隔配置，所述电池单元膨胀时所述第一板与第二板向彼此邻接的方向变形。
形成有所述插入孔的所述框架的内侧形成有相隔凸起，所述相隔凸起使所述第一板的另一面与所述第二板的另一面安装得彼此相隔。
所述第一板及第二板上分别形成有加强筋，所述第二板的中心部具有没有形成所述加强筋的变形部，所述切刀形成于所述变形部。
所述第一板、第二板及切刀由绝缘材料构成。
技术效果
上述说明的本发明安装有过充电防止装置的电池模块及电池模块用过充电防止装置具有如下效果：
本发明的过充电防止装置能够在发生过充电时确保不破坏电池单元的情况下切断电源。
并且，过充电防止装置是与电池单元独立的一个模块，因此容易安装及更换过充电防止装置。
附图说明
图1为根据本发明实施例的安装有过充电防止装置的电池模块的立体图；
图2为根据本发明实施例的安装有过充电防止装置的电池模块的分解立体图；
图3为根据本发明实施例的过充电防止装置的立体图；
图4为根据本发明实施例的过充电防止装置的一方向分解立体图；
图5为根据本发明实施例的过充电防止装置的另一方向分解立体图；
图6为图3的A-A’线的剖面图；
图7为显示根据本发明实施例的安装有过充电防止装置的电池模块中的电池单元膨胀时膨胀压力的作用方向的侧面结构图；
图8为显示根据本发明实施例的安装有过充电防止装置的电池模块中电池单元膨胀时切刀与汇流条的关系的工作过程图。
附图标记说明
10：电池单元 11：第一电池单元
12：第二电池单元 20：第一外壳
30：第二外壳 40：过充电防止装置
41：框架 41a：插入孔
41b：相隔凸起 42：第一板
42a：安装凸起 42b：加强筋
43：第二板 43a：切刀(cutter)
43b：加强筋 43c：变形部
44：汇流条 44a：脆弱部
具体实施方式
参照附图及结合附图详细说明的下述实施例，本发明的优点及特征、以及达成其的方法将会明确。但是，本发明并非限定于以下公开的实施例，而是以互不相同的多种形态实现，本实施例仅使本发明的公开更加完整，是为了使本发明所属技术领域的普通技术人员能够容易理解本发明的范畴而提供的，本发明由技术方案的范畴所定义。另外，本说明书中使用的术语用于说明实施例，并非要限定本发明。若本说明书的句子中未特别言及，单数型也包括复数型。说明书中使用的“包括(comprises)”及/或“包括的(comprising)”，是指言及的构成要素、步骤、动作及/或元件不排除存在或追加一个以上的其他构成要素、步骤、动作及/或元件。
图1为根据本发明实施例的安装有过充电防止装置的电池模块的立体图，图2为根据本发明实施例的安装有过充电防止装置的电池模块的分解立体图，图3为根据本发明实施例的过充电防止装置的立体图，图4为根据本发明实施例的过充电防止装置的一方向分解立体图，图5为根据本发明实施例的过充电防止装置的另一方向分解立体图，图6为图3的A-A’线的剖面图，图7为显示根据本发明实施例的安装有过充电防止装置的电池模块中的电池单元膨胀时膨胀压力的作用方向的侧面结构图，图8为显示根据本发明实施例的安装有过充电防止装置的电池模块中电池单元膨胀时切刀与汇流条的关系的工作过程图。
如图1至图8所示，安装有过充电防止装置的电池模块包括电池单元10、第一外壳20、第二外壳30及过充电防止装置40。
电池单元10由多个相互层积而成，本实施例中将电池单元10区分为彼此相隔的第一电池单元11与第二电池单元12。
第一电池单元11与第二电池单元12的结构及功能相同，分离成两个的目的是为了方便进行说明，实际上并不限定于其个数。
本实施例的示意图中第一电池单元11配置在下部，第二电池单元12配置在上部。
第一外壳20配置在第一电池单元11的外侧，第二外壳30配置在第二电池单元12的外侧。
即，第一外壳20及第二外壳30配置在由第一电池单元11及第二电池单元12构成的电池单元10的外侧。
第一外壳20与第一电池单元11的外侧相接处，当第一电池单元11膨胀时抑制体积向外侧膨胀。
第二外壳30与第二电池单元12的外侧相接触，当第二电池单元12膨胀时抑制体积向外侧膨胀。
过充电防止装置40插入配置在第一电池单元11与第二电池单元12之间，当过充电引起电池单元10膨胀时切断供应给电池单元10的电源。
这种过充电防止装置40是与电池单元10独立的一个模块，以可更换的方式配置在第一电池单元11与第二电池单元12之间。
即，过充电防止装置40是独立的一个模块，不与电池单元10结合而是独立配置，与电池单元10只是面接触而已。
这种过充电防止装置40如图4及图5所示，包括框架41、第一板42、第二板43、汇流条44。
框架41由绝缘性塑料等构成，配置在第一电池单元11与第二电池单元12之间。
这种框架41是大致为四角形的板，内侧具有贯通形成的插入孔41a。
第一板42是板形状，其一面与第一电池单元11相接触。
第二板43是板形状，其一面与第二电池单元12相接触。
这种第一板42及第二板43插入配置在形成于框架41的内侧的插入孔41a。
当然根据情况，第一板42与第二板43可以不配置在框架41的内侧，而是配置在外侧。
插入配置在插入孔41a的第一板42的另一面与第二板43的另一面彼此相隔。
因此，电池单元10膨胀时第一板42与第二板43向彼此邻接的方向变形。
并且，形成有插入孔41a的框架41的内侧形成有相隔凸起41b，该相隔凸起41b使第一板42的另一面与第二板43的另一面安装得彼此相隔。
本实施例中相隔凸起41b形成于框架41的顶点部分，使第一板42与第二板43安装在其两侧。
汇流条44配置在框架41的内侧，一端连接在第一电池单元11上，另一端连接在第二电池单元12上，使第一电池单元11与第二电池单元12通电。
这种汇流条44平时使第一电池单元11与第二电池单元12之间通电，而在电池单元10膨胀时被切断，第一电池单元11与第二电池单元12之间通电被切断。
汇流条44配置在第一板42的另一面。
这种汇流条44通过螺丝等固定结合在第一板42的另一面上。
此时，第一板42的另一面具有凸出形成的用于安装汇流条44的多个安装凸起42a。
安装凸起42a使得汇流条44与第一板42的另一面彼此相隔。
并且，第二板43的另一面与第一板42的另一面相对且彼此之间配置有汇流条44。
这种第二板43的另一面上形成有当电池单元10膨胀时向汇流条44方向移动并切断汇流条44的切刀43a。
切刀43a配置在对应于多个安装凸起42a之间的位置，以使通过安装凸起42a与第一板42保持间隔的汇流条44在切刀43a移动时更容易被切断。
本实施例中切刀43a为三角形，尖锐的角部朝向汇流条44。
为确保汇流条44能够容易被切断，汇流条44上形成有用于被切刀43a切断的脆弱部44a。
在本实施例中，脆弱部44a中切刀43a的移动方向的垂直方向的宽度变窄，但其形状还可以是其他多种形状。
并且，脆弱部44a还可以以可拆卸方式结合在汇流条44的其他部位，当脆弱部44a被切断时只需更换脆弱部44a即可继续使用。
第一板42与第二板43上分别形成有加强筋42b、43b。
在电池单元10膨胀时第一板42与第二板43中形成有加强筋42b、43b的部位不易变形。
并且，第二板43的中心部具有没有形成加强筋43b的变形部43c，切刀43a形成于变形部43c。
因此，当电池单元10的中心部位以外的其他部位膨胀时，第一板42与第二板43中形成有加强筋42b、43b的部位不变形，其膨胀力向变形部43c侧移动并对变形部43c施力，从而可以移动切刀43a。
当切刀43a向汇流条44方向移动时，汇流条44的脆弱部44a被切刀43a切断，因此电源被切断。
此时，第一板42、第二板43及切刀43a由绝缘材料构成。
另外，电池单元10膨胀时第一电池单元11由于第一外壳20抑制其向第一外壳20方向膨胀而向过充电防止装置40方向膨胀，第二电池单元12由于第二外壳30抑制其向第二外壳30方向膨胀而向过充电防止装置40方向膨胀。
因此，能够使电池单元10的膨胀力向过充电防止装置40集中，能够防止电池模块的外形变形等。
以下说明由上述结构构成的本发明的工作过程。
正常状态时如图6及图8中(A)所示，由于切刀43a与汇流条44彼此相隔，因此汇流条44使第一电池单元11与第二电池单元12通电。
当电池模块发生过充电时电池单元10膨胀。
此时，由于电池单元10的两侧安装有第一外壳20及第二外壳30，因此电池单元10无法向两侧膨胀，电池单元10的膨胀压力如图7中箭头所示，加压方向朝向配置有过充电防止装置40的内侧。
因此，电池单元10的膨胀压力能够更为迅速、准确地传递到过充电防止装置40。
随着电池单元10膨胀，其膨胀压力向与第一板42及/或第二板43彼此邻接的方向施压。
因此如图8中(B)所示，切刀43a能够向汇流条44方向移动并切断汇流条44的脆弱部44a。
由于上述原因，原本使第一电池单元11与第二电池单元12彼此电连接的汇流条44被切断，使得供应给电池单元10的电源被切断，能够防止电池过充电程度进一步加剧。
另外，当汇流条44被切断时作业人员能够把独立于电池单元10的一个模块的过充电防止装置40更换成新的。或者，作业人员可以只更换汇流条44的脆弱部44a。
如上所述，本发明的过充电防止装置40没有暴露在电池模块的外观上而是配置在内侧，从而能够预先防范启动过充电防止装置40时由火花引起二次问题。
本发明的安装有过充电防止装置的电池模块及电池模块用过充电防止装置不限于上述实施例，在不超出本发明的技术方案的范围内可进行多种变形和实施。

Claims (20)

1.一种安装有过充电防止装置的电池模块，其特征在于，包括：
电池单元，其由彼此相隔的第一电池单元与第二电池单元构成；以及
过充电防止装置，其插入配置在所述第一电池单元与第二电池单元之间，当过充电引起所述电池单元膨胀时切断供应给所述电池单元的电源，
所述过充电防止装置是与所述电池单元独立的一个模块，并且以可更换的方式配置在彼此相隔的所述第一电池单元与第二电池单元之间。
2.根据权利要求1所述的安装有过充电防止装置的电池模块，其特征在于，所述过充电防止装置包括：
框架，其配置在所述第一电池单元与第二电池单元之间；以及
汇流条，其配置在所述框架的内侧，一端连接在所述第一电池单元上，另一端连接在所述第二电池单元上，以使所述第一电池单元与第二电池单元通电，
所述汇流条通过所述电池单元的膨胀而被切断。
3.根据权利要求2所述的安装有过充电防止装置的电池模块，其特征在于，所述过充电防止装置还包括：
第一板，其一面与所述第一电池单元相接触，另一面安装有所述汇流条；以及
第二板，其一面与所述第二电池单元相接触，另一面与所述第一板的另一面相对且彼此之间配置有所述汇流条，
所述第二板的另一面形成有当所述电池单元膨胀时向所述汇流条方向移动并切断所述汇流条的切刀。
4.根据权利要求3所述的安装有过充电防止装置的电池模块，其特征在于：
所述第一板的另一面具有凸出形成的用于安装所述汇流条的多个安装凸起，
所述安装凸起使得所述汇流条与所述第一板的另一面相隔，
所述切刀配置在所述安装凸起之间。
5.根据权利要求3所述的安装有过充电防止装置的电池模块，其特征在于：
所述汇流条上形成有用于被所述切刀切断的脆弱部，
所述脆弱部中所述切刀的移动方向的垂直方向的宽度变窄。
6.根据权利要求3所述的安装有过充电防止装置的电池模块，其特征在于：
所述汇流条固定结合在所述第一板上。
7.根据权利要求3所述的安装有过充电防止装置的电池模块，其特征在于：
所述框架的内侧具有贯通形成的插入孔，所述插入孔用于插入配置所述第一板与第二板，
所述第一板与第二板在所述插入孔的内部彼此相隔配置，
所述电池单元膨胀时所述第一板与第二板向彼此邻接的方向变形。
8.根据权利要求7所述的安装有过充电防止装置的电池模块，其特征在于：
形成有所述插入孔的所述框架的内侧形成有相隔凸起，所述相隔凸起使所述第一板的另一面与所述第二板的另一面安装得彼此相隔。
9.根据权利要求3所述的安装有过充电防止装置的电池模块，其特征在于：
所述第一板及第二板上分别形成有加强筋，
所述第二板的中心部具有没有形成所述加强筋的变形部，
所述切刀形成于所述变形部。
10.根据权利要求2所述的安装有过充电防止装置的电池模块，其特征在于，还包括：
第一外壳，其配置在所述第一电池单元的外侧；以及
第二外壳，其配置在所述第二电池单元的外侧，
所述电池单元膨胀时所述第一电池单元的膨胀受到所述第一外壳的抑制而向所述过充电防止装置方向膨胀，所述第二电池单元的膨胀受到所述第二外壳的抑制而向所述过充电防止装置方向膨胀。
11.根据权利要求3所述的安装有过充电防止装置的电池模块，其特征在于：
所述第一板、第二板及切刀由绝缘材料构成。
12.一种电池模块用过充电防止装置，是在多个电池单元构成的电池模块中配置在构成所述电池单元的第一电池单元与第二电池单元之间，当过充电引起所述电池单元膨胀时切断供应给所述电池单元的电源的电池模块用过充电防止装置，其特征在于，包括：
框架，其配置在所述第一电池单元与第二电池单元之间；以及
汇流条，其配置在所述框架的内侧，一端连接在所述第一电池单元上，另一端连接在所述第二电池单元上，以使所述第一电池单元与第二电池单元通电，
所述汇流条通过所述电池单元的膨胀而被切断。
13.根据权利要求12所述的电池模块用过充电防止装置，其特征在于，还包括：
第一板，其一面与所述第一电池单元相接触，另一面安装有所述汇流条；以及
第二板，其一面与所述第二电池单元相接触，另一面与所述第一板的另一面相对且彼此之间配置有所述汇流条，
所述第二板的另一面形成有当所述电池单元膨胀时向所述汇流条方向移动并切断所述汇流条的切刀。
14.根据权利要求13所述的电池模块用过充电防止装置，其特征在于：
所述第一板的另一面具有凸出形成的用于安装所述汇流条的多个安装凸起，
所述安装凸起使得所述汇流条与所述第一板的另一面相隔，
所述切刀配置在所述安装凸起之间。
15.根据权利要求13所述的电池模块用过充电防止装置，其特征在于：
所述汇流条上形成有用于被所述切刀切断的脆弱部，
所述脆弱部中所述切刀的移动方向的垂直方向的宽度变窄。
16.根据权利要求13所述的电池模块用过充电防止装置，其特征在于：
所述汇流条固定结合在所述第一板上。
17.根据权利要求13所述的电池模块用过充电防止装置，其特征在于：
所述框架的内侧具有贯通形成的插入孔，所述插入孔用于插入配置所述第一板与第二板，
所述第一板与第二板在所述插入孔的内部彼此相隔配置，
所述电池单元膨胀时所述第一板与第二板向彼此邻接的方向变形。
18.根据权利要求17所述的电池模块用过充电防止装置，其特征在于：
形成有所述插入孔的所述框架的内侧形成有相隔凸起，所述相隔凸起使所述第一板的另一面与所述第二板的另一面配置得彼此相隔。
19.根据权利要求13所述的电池模块用过充电防止装置，其特征在于：
所述第一板及第二板上分别形成有加强筋，
所述第二板的中心部具有没有形成所述加强筋的变形部，
所述切刀形成于所述变形部。
20.根据权利要求13所述的电池模块用过充电防止装置，其特征在于：
所述第一板、第二板及切刀由绝缘材料构成。
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