CN106410762A - 电池充电保护系统及其主动熔断式保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电池充电保护系统，其包含一主电路板、一主动熔断式保护装置以及至少一电池。主电路板上布设有一供电控制单元。主动熔断式保护装置包含基座、固设于基座的第一电极、连接一弹性元件的第二电极、连接于第一电极及第二电极之间的低熔点结构、热连接低熔点结构的加热器以及电性连接加热器以及供电控制单元的熔断控制单元。电池分别电性连接第一电极以及供电控制单元。藉此，供电控制单元能够在发生电流过载时主动驱动熔断控制单元熔断低熔点结构以保护电池。

Description

电池充电保护系统及其主动熔断式保护装置

技术领域

本发明是有关于锂电池的充电保护系统，特别是一种具有主动熔断式保护装置的电池充电保护系统以及其主动熔断式保护装置。

背景技术

一般的电路系统中常使用熔断式的保险丝作为防止电流过载的手段。但是熔断式的保险丝需要持处于在电流过载的状况下达到一定时，才能够产生足够的温度熔断，因此用于锂电池的充电系统反应时间较不足，当保险丝熔断时锂电池可能已受损。

有鉴于此，本创作人遂针对上述现有技术，特潜心研究并配合学理的运用，尽力解决上述的问题点，即成为本创作人改良的目标。

发明内容

本发明提供一种具有主动熔断式保护装置的电池充电保护系统以及其主动熔断式保护装置。

本发明提供一种主动熔断式保护装置，其包含一基座、第一电极、一第二电极、一低熔点结构、一加热器以及一熔断控制单元。第一电极固设于基座，第二电极连接一弹性单元，低熔点结构连接于第一电极及第二电极之间，加热器热连接低熔点结构，且熔断控制单元电性连接加热器。

较佳地，加热器可以设置在基座。熔断控制单元布可以设在基座。主动熔断式保护装置可以更包含一电连接器，电连接器电性连接熔断控制单元。电连接器可以设置在基座。

较佳地，主动熔断式保护装置可以更包含一次电路板，熔断控制单元布设在次电路板。加热器可以设置在基座。加热器可以设置在次电路板。电连接器也可以设置在该次电路板且电性连接熔断控制单元。

较佳地，弹性元件可以连于基座以及第二电极之间。弹性元件也可以连于第一电极以及第二电极之间。

本发明另提供一种电池充电保护系统，包含一主电路板、一主动熔断式保护装置以及至少一电池。主电路板上布设有一供电控制单元。主动熔断式保护装置，包含基座、固设于基座的第一电极、连接一弹性单元的第二电极、连接于第一电极及第二电极之间的低熔点结构、接触低熔点结构的加热器以及电性连接加热器以及供电控制单元的熔断控制单元。电池分别电性连接第一电极以及供电控制单元。

较佳地，加热器可以设置在基座。熔断控制单元布可以设在基座。主动熔断式保护装置可以更包含一电连接器，电连接器电性连接熔断控制单元。电连接器可以设置在基座。

较佳地，主动熔断式保护装置可以更包含一次电路板，熔断控制单元布设在次电路板。加热器可以设置在基座。加热器可以设置在次电路板。电连接器也可以设置在该次电路板且电性连接熔断控制单元。

供电控制单元能够在发生电流过载时立即主动驱动熔断控制单元熔断低熔点结构以保护电池。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1是本发明第一实施例的电池充电保护系统的系统图。

图2是本发明第一实施例中的主动熔断式保护装置的立体示意图。

图3是本发明第二实施例的电池充电保护系统的系统图。

图4是本发明第二实施例中的主动熔断式保护装置的立体示意图。

图5是本发明第三实施例的电池充电保护系统的系统图。

图6是本发明第三实施例中的主动熔断式保护装置的立体示意图。

图7是本发明第三实施例中的主动熔断式保护装置的作动示意图。

其中，附图标记

10 主电路板

11 供电控制单元

20 主动熔断式保护装置

30 电池

100 基座

210 第一电极

220 第二电极

230 低熔点结构

240 弹性元件

300 次电路板

310 加热器

320 熔断控制单元

330 电连接器

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本发明的目的、方案及功效，但并非作为本发明所附权利要求保护范围的限制。

参阅图1及图2，本发明的第一实施例提供一种电池充电保护系统，于锂电池制程中，在对锂电池进行重复充放电时用以保护锂电池免于过度充电。本发明的电池充电保护系统包含一主电路板10、一主动熔断式保护装置20以及至少一电池30。

主电路板10上布设有一供电控制单元11且主电路板10电性连接至一电源，电源可以是直流电源也可以是交流电源，本发明不以此为限。

主动熔断式保护装置20包含一基座100、一次电路板300、一第一电极210、一第二电极220、一低熔点结构230、一加热器310、一电连接器330以及一熔断控制单元320。

于本实施例中，基座100为一绝缘板体，但本发明不以此为限。次电路板300与基座100相互平行间隔配置，且次电路板300与基座100之间较佳地以至少一柱体连接固定，但本发明不限定其固定方式。

第一电极210较佳地为一金属板，例如铜板或是铝板，本发明不限定其材质，第一电极210固定设于基座100的其中一面。第二电极220较佳地为一金属板，例如铜板或是铝板，本发明不限定其材质，第二电极220放置于基座100并且与第一电极210位于基座100的同一面，第二电极220与基座100之间藉由一弹性元件240相连接。于本实施例中，弹性元件240较佳地为一弹簧，且弹性元件240的二端分别锁附在基座100以及第二电极220。低熔点结构230连接于第一电极210及第二电极220之间，于本实施例中，低熔点结构230较佳地可以是焊锡，藉以焊接第一电极210及第二电极220并且使得第一电极210及第二电极220透过低熔点结构230相互电性连接。

加热器310可以由金属片、金属棒或是金属块构成，本发明不限定其型式，于本实施例中，加热器310较佳地设置在次电路板300并且自次电路板300延伸至接触低熔点结构230而热连接低熔点结构230。但加热器310也可以设置在基座100上并且接触低熔点结构230而热连接低熔点结构230，其可以导线电性连接次电路板300。电连接器330设置在次电路板300上且电性连接熔断控制单元320。熔断控制单元320布设在次电路板300上，熔断控制单元320电性连接加热器310以电连接器330，且熔断控制单元320能够透过电连接器330电性连接供电控制单元11。

于本实施例中，电池充电保护系统较佳地包含有多个电池30，且该些电池30的二极以并联的方式分别电性连接至第一电极210以及供电控制单元11。电池30连接第一电极210以及供电控制单元11的极性为可互换，本发明不以此为限。

供电控制单元11能够控制对电池30的供电电压及电流当电池30充电完成时，供电控制单元11能够切断供电以防止电池30过充而导致损坏。主动熔断式保护装置20桥接在电池30与供电控制单元11之间，各电池30的其中一极透过主动熔断式保护装置20电性连接至供电控制单元11。当供电控制单元11侦测到充电电流或是电压高于电池30的负荷上限时，其能够驱动熔断控制单元320对加热器310供电并且藉此将低熔点结构230熔断。当低熔点结构230熔断，第一电极210与第二电极220之间即断开，且第二电极220被弹性元件240拉离第一电极210以确保第一电极210与第二电极220确实分开。藉此使得电池30与供电控制单元11的电性连接中断而能够保护电池30。

因此本发明的电池充电保护系统，其供电控制单元11能够在发生电流过载时立即主动驱动熔断控制单元320熔断低熔点结构230。其相较于习知的熔断式保险丝，熔断反应更快速。

参阅图3及图4，本发明的第二实施例提供一种电池充电保护系统，其包含一主电路板10、一主动熔断式保护装置20以及至少一电池30，且其构造大致如同第一实施例，故相同之处不再赘述。本实施例与第一实施例不同之处在于，主动熔断式保护装置20中的基座100可以是电路板，加热器310及电连接器330皆设置在基座100上，且熔断控制单元320也布设在基座100。因此能够缩小主动熔断式保护装置20的体积。

参阅图5及图7，本发明的第三实施例提供一种电池充电保护系统，于锂电池制程中，在对锂电池进行重复充放电时用以保护锂电池免于过度充电。本发明的电池充电保护系统包含一主电路板10、一主动熔断式保护装置20以及至少一电池30。

主电路板10上布设有一供电控制单元11且主电路板10电性连接至一电源，电源可以是直流电源也可以是交流电源，本发明不以此为限。

主动熔断式保护装置20包含一基座100、一次电路板300、一第一电极210、一第二电极220、一低熔点结构230、一加热器310、一电连接器330以及一熔断控制单元320。于本实施例中，基座100为电路板。

第一电极210较佳地为一金属板，例如铜板或是铝板，本发明不限定其材质，第一电极210固定设于基座100的其中一面。第二电极220极较佳地为一金属板，例如铜板或是铝板，本发明不限定其材质，第二电极220与第一电极210相迭配置于基座100的同一面，第一电极210与第二电极220之间夹设有一弹性元件240。于本实施例中，弹性元件240较佳地为一弹簧，弹性元件240的二端分别抵接第一电极210及第二电极220，而且弹性元件240被压缩夹持在第一电极210与第二电极220之间。低熔点结构230连接于第一电极210及第二电极220之间，于本实施例中，低熔点结构230较佳地可以是焊锡，藉以焊接第一电极210及第二电极220并且使得第一电极210及第二电极220透过低熔点结构230相互电性连接。

于本实施例中，加热器310及电连接器330皆设置在基座100上，且熔断控制单元320也布设在基座100。加热器310以及连接器330分别电性连接熔断控制单元320。

加热器310的一部分被夹持在第一电极210与第二电极220之间，加热器310能够透过第一电极210与第二电极220而热连接低熔点结构230，且熔断控制单元320能够透过电连接器330电性连接供电控制单元11。

于本实施例中，电池充电保护系统较佳地包含有多个电池30，且该些电池30的二极以并联的方式分别电性连接至第一电极210以及供电控制单元11。电池30连接第一电极210以及供电控制单元11的极性为可互换，本发明不以此为限。

供电控制单元11能够控制对电池30的供电电压及电流当电池30充电完成时，供电控制单元11能够切断供电以防止电池30过充而导致损坏。主动熔断式保护装置20桥接在电池30与供电控制单元11之间，各电池30的其中一极透过主动熔断式保护装置20电性连接至供电控制单元11。当供电控制单元11侦测到充电电流或是电压高于电池30的负荷上限时，其能够驱动熔断控制单元320对加热器310供电并且藉此加热第一电极210以及第二电极220，因而将第一电极210以及第二电极220之间的低熔点结构230熔断。当低熔点结构230熔断，第一电极210与第二电极220之间即断开，且第一电极210与第二电极220被弹性元件240推离分开以确保第一电极210与第二电极220确实分开。藉此使得电池30与供电控制单元11的电性连接中断而能够保护电池30。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (20)

1.一种主动熔断式保护装置，其特征在于，包含：

一基座；

一第一电极，固设于该基座；

一第二电极，该第二电极连接一弹性单元；

一低熔点结构，连接于该第一电极及该第二电极之间；

一加热器，热连接该低熔点结构；以及

一熔断控制单元，电性连接该加热器。

2.如权利要求1所述的主动熔断式保护装置，其特征在于，该加热器设置在该基座。

3.如权利要求1所述的主动熔断式保护装置，其特征在于，该熔断控制单元布设在该基座。

4.如权利要求1所述的主动熔断式保护装置，其特征在于，更包含一电连接器，该电连接器电性连接该熔断控制单元。

5.如权利要求4所述的主动熔断式保护装置，其特征在于，该电连接器设置在该基座。

6.如权利要求1所述的主动熔断式保护装置，其特征在于，更包含一次电路板，该熔断控制单元布设在该次电路板。

7.如权利要求6所述的主动熔断式保护装置，其特征在于，该加热器设置在该基座。

8.如权利要求6所述的主动熔断式保护装置，其特征在于，该加热器设置在该次电路板。

9.如权利要求6所述的主动熔断式保护装置，其特征在于，更包含一电连接器，该电连接器设置在该次电路板且电性连接该熔断控制单元。

10.如权利要求1所述的主动熔断式保护装置，其特征在于，该弹性元件连于该基座以及该第二电极之间。

11.如权利要求1所述的主动熔断式保护装置，其特征在于，该弹性元件连于该第一电极以及该第二电极之间。

12.一种电池充电保护系统，其特征在于，包含：

一主电路板，该主电路板上布设有一供电控制单元；

一主动熔断式保护装置，包含一基座、固设于该基座的一第一电极、连接一弹性单元的一第二电极、连接于该第一电极及该第二电极之间的一低熔点结构、热连接该低熔点结构的一加热器以及电性连接该加热器以及该供电控制单元的一熔断控制单元；以及

至少一电池，分别电性连接该第一电极以及该供电控制单元。

13.如权利要求12所述的电池充电保护系统，其特征在于，该加热器设置在该基座。

14.如权利要求12所述的电池充电保护系统，其特征在于，该熔断控制单元布设在该基座。

15.如权利要求12所述的电池充电保护系统，其特征在于，该主动熔断式保护装置包含一电连接器，该电连接器电性连接该熔断控制单元。

16.如权利要求15所述的电池充电保护系统，其特征在于，该电连接器设置在该基座。

17.如权利要求12所述的电池充电保护系统，其特征在于，该主动熔断式保护装置包含一次电路板，该熔断控制单元布设在该次电路板。

18.如权利要求17所述的电池充电保护系统，其特征在于，该加热器设置在该基座。

19.如权利要求17所述的电池充电保护系统，其特征在于，该加热器设置在该次电路板。

20.如权利要求17所述的电池充电保护系统，其特征在于，该主动熔断式保护装置包含一电连接器，该电连接器设置在该次电路板且电性连接该熔断控制单元。