CN107170951A - 一种自保护电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种自保护电池，属于电池技术领域，该电池包括电池本体，电池本体的正极柱和负极柱至少存在一个采用两分柱构成，两分柱之一连接电池主体，余一用于连接外设设备，两分柱之间存在极间空隙，且通过极柱连接体连通；极柱连接体为导体材料制作，并插入分柱的内部，且与分柱滑动连接；还包括均安装在电池本体上的控制芯片、升降机构和温度检测部件，控制芯片分别连接升降机构和温度检测部件；升降机构位于极柱连接体一侧，并与极柱连接体连接；温度检测部件的温度检测端伸入电池本体的内部。本发明能够检测电池内部的温度，并在电池内部温度过高时自动断路。

Description

一种自保护电池
技术领域
本发明涉及电池技术领域，特别涉及一种自保护电池。
背景技术
现有的电池在使用过程，其工作温度波动的范围均很大，且在不同的温度环境下，电池的性能差异也有所不同，其中，当电池处于高温状态下时，电池能够储存和释放的能量密度很大，但发热量也很大。众所周知，电池的温度越高，电池的寿命越短，且当其内部温度过高时还将伴有电池爆炸或者着火的危险，因此，如何保证电池在正常温度范围下运转是电池行业内急需解决的问题。
目前，有通过检测电池外部的温度来监测电池温度，并通过加装在外侧的降温装置实现电池的降温，该方式虽然在一定程度上降低了电池高温爆炸的可能，但是，由于电池外部温度和内部温度存在一定差异性，往往在电池外部温度还是正常的情况下电池内部的温度已经高于其工作温度范围的上限值，这将使得电池得不到及时的降温，且在继续使用的情况下，电池很可能发生爆炸，因此现有的外部温度检测的方法仍存在一定的检测误差和局限性。
发明内容
鉴于上述内容，有必要提供一种自保护电池，该电池能够检测电池内部的温度，并在电池内部温度过高时自动断路，从而实现了电池的自保护，提高了电池的使用安全性和寿命。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种自保护电池，包括具有正极和负极的电池本体，所述电池本体的正极柱和负极柱至少存在一个采用两分柱构成，两分柱之一连接所述电池主体，余一用于连接外设设备，两分柱之间存在极间空隙，且通过极柱连接体连通；所述极柱连接体为导体材料制作，并插入所述分柱的内部，且与所述分柱滑动连接；
还包括均安装在所述电池本体上的控制芯片、升降机构和温度检测部件，所述控制芯片分别连接所述升降机构和温度检测部件；所述升降机构位于极柱连接体一侧，并与所述极柱连接体连接；所述温度检测部件的温度检测端伸入电池本体的内部，用于检测电池本体内部的温度，并生成相应的温度信号发于所述控制芯片，所述控制芯片再根据所接收的温度信号控制升降机构的运行，从而促使所述极柱连接体相对电池本体滑动以连通两分柱或者断开两分柱。
进一步地，两分柱之间通过极柱框架固连，所述极柱框架采用非导体材料制作。
进一步地，所述升降机构位于正极柱或者负极柱一侧，其通过推动件连接所述极柱连接体；所述推动件一端伸入极间空隙内以连接极柱连接体，另一端位于极间空隙外以连接升降机构。
进一步地，所述温度检测部件的传输端位于电池本体的外侧，并与所述控制芯片连接。
进一步地，所述电池还包括无线传输模块和终端设备，所述无线传输模块分别连接终端设备和控制芯片。
进一步地，所述终端设备为手机或者电脑。
进一步地，所述电池还包括均与所述控制芯片连接的定时模块和警报模块，所述定时模块由温度检测部件和控制芯片共同驱动运行，所述警报模块由定时模块和控制芯片共同驱动，其能够发出警报。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明通过在电池本体上设置温度检测部件来实时检测电池本体内部的温度，并在电池本体温度过高时自动切断与外界的连接，从而实现电池的自保护，降低电池高温爆炸的可能性，在一定程度上提高了电池的使用寿命和使用安全性。
2、本发明所设计的电池的通断主要是通过电极端的设置来实现的，在本发明中，电池本体的电极端为分体式的，其分体之间的连接是通过导体材料制作的极柱连接体连通的，该极柱连接体可滑动，以通过滑动的方式促使分体-两分柱之间相连接或者相断开，从而实现电池的通断，而极柱连接体的滑动则由升降机构驱动，升降机构又由控制芯片根据温度检测部件的检测情况驱动运行，进而实现了电池的自保护，即自动断路或者自动连通。
3、本发明所设计的电池结构简单，使用安全性高，具有较好的实用性。
附图说明
图1是本发明一种自保护电池的结构示意简图。
图2是图1的系统结构框图。
主要元件符号说明
图中，电池本体1、正极柱2、负极柱3、分柱4、极柱框架5、极柱连接体6、推动件7、升降机构8、温度检测部件9。
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1和图2，在本发明的一种较佳实施方式中，一种自保护电池，包括具有正极和负极的一电池本体1、均安装在该电池本体1上的一控制芯片、一升降机构8和一温度检测部件9。电池本体1的正极柱2和负极柱3至少存在一个采用两分柱4构成，两分柱4之一连接电池主体，余一用于连接外设设备，两分柱4之间存在极间空隙，且通过极柱连接体6连通；极柱连接体6为导体材料制作，并插入分柱4的内部，且与分柱4滑动连接。升降机构8位于极柱连接体6一侧，并与极柱连接体6连接；温度检测部件9的温度检测端伸入电池本体1的内部，用于检测电池本体1内部的温度，并生成相应的温度信号发于与之相连的控制芯片，控制芯片再根据所接收的温度信号控制与之相连的升降机构8的运行，从而促使极柱连接体6相对电池本体1滑动以连通两分柱4或者断开两分柱4。
本发明通过在电池本体1上设置温度检测部件9来实时检测电池本体1内部的温度，并在电池本体1温度过高时自动切断与外界的连接；其中，电池的通断主要是通过电极端的设置来实现的，在本发明中，电池本体1的电极端为分体式的，其分体之间的连接是通过导体材料制作的极柱连接体6连通的，该极柱连接体6可滑动，以通过滑动的方式促使分体-两分柱4之间相连接或者相断开，从而实现电池的通断，而极柱连接体6的滑动则由升降机构8驱动，升降机构8又由控制芯片根据温度检测部件9的检测情况驱动运行，进而实现了电池的自保护，即自动断路或者自动连通；优选地，温度检测部件9的传输端位于电池本体1的外侧，并与控制芯片连接，优选采用无线连接方式。
在本实施例中，电池本体1的正极柱2采用两分柱4组成，优选地，两分柱4之间通过极柱框架5固连，以使两分柱4之间无相对运动趋势；其中，极柱框架5采用非导体材料制作，即为绝缘体，以使得两分柱4之间仅通过极柱连接体6导通。
进一步，本发明的升降机构8为液压缸升降装置或者丝杆-电机装置，该升降机构8优选设置在正极柱2或者负极柱3一侧，且其通过一推动件7连接极柱连接体6；其中，该推动件7为绝缘体，其一端伸入极间空隙内以连接极柱连接体6，另一端位于极间空隙外以连接升降机构8。此外，推动件7和极柱框架5之间互不干涉。
进一步地，所述电池还包括无线传输模块和终端设备，其中，无线传输模块分别连接终端设备和控制芯片，用于将所述电池与终端设备连接，使得远程的用户能够实时查看电池的情况及控制电池的运行。终端设备可为手机亦可为电脑，用于远程用户通过该终端设备实时监控电池的运行、电池内部温度情况、升降机构8运行情况等，并在电池异常或者想要断开电池时向控制芯片发出控制指令，控制芯片再根据所接收的控制指令控制升降机构8相应的运行；此外，终端设备还能够预先设置电池的温度上限值和温度下限值，以通过设定温度上限值来促使电池内部温度高于该温度上限值时自动断路，而当温度下降至温度下限值后再重新接通，从而实现了所述电池的自保护。
另外，所述电池还包括均与控制芯片连接的一定时模块和一警报模块，其中，定时模块由温度检测部件9和控制芯片共同驱动运行，警报模块由定时模块和控制芯片共同驱动，其能够发出警报。定时模块用于计算所述电池处于高温的时间，例如，电池本体1内部温度达到预先设定的温度上限值后由控制芯片驱动并开始计时，当计时时间达到预先设定的时间上限值时，定时模块向控制芯片传输计时信息，控制芯片再根据该计时信息驱动警报模块发出警报信号，同时，控制芯片还将该警报信号通过无线传输模块发至终端设备上，从而通过终端设备向远程用户及时发出警报。定时模块和警报模块的设置旨在电池温度过高并持续走高时及时向远程用户发出电池温度过高的警报信息，用户接收信息后可及时查看电池的运行信息，并在所述电池没有按照预先设定的指令运行时获知且采取相应的措施应对，以防止所述电池因运行失控或者误差而导致温度持续上升，从而在一定程度上降低了所述电池爆炸的可能性，提高了所述电池的使用安全性。
本发明所述电池在正常使用情况下，极柱连接体6同时连接两分柱4，所述电池呈导通状态，在使用过程中，所述电池的温度检测部件9实时检测电池本体1内部的温度，其自保护的控制原理如下：
(1)控制芯片预先设定电池的温度上限值和温度下限值，定时模块预先设定时间上限值；
(2)温度检测部件9实时检测电池本体1内部的温度，并生成相应的温度信号发于控制芯片；
(3)控制芯片将温度信号通过无线传输模块发于终端设备，同时将该温度信号和温度上限值及温度下限值进行对比分析；
当对比分析结果显示，温度信号不小于温度上限值时，控制芯片驱动升级机构运行直至极柱连接体6与两分柱4之一分离，同时，控制芯片驱动定时模块运行，并进入步骤(4)；
当对比分析结果显示，温度信号小于温度上限值且不小于温度下限值时，控制芯片驱动定时模块清零，然后返回步骤(2)；
当对比分析结果显示，温度信号小于温度下限值时，控制芯片驱动升级机构运行直至极柱连接体6与两分柱4均连通，并返回步骤(2)；
(4)定时模块开始计时，
当定时模块的计时时间不小于时间上限值时，定时模块向控制芯片发出时间信号，控制芯片驱动警报模块发出警报信号、驱动无线传输模块传输该警报信号于终端设备，然后返回步骤(2)；
当定时模块的计时时间小于时间上限值时，返回步骤(2)。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。

Claims (7)

1.一种自保护电池，包括具有正极和负极的电池本体，其特征在于：所述电池本体的正极柱和负极柱至少存在一个采用两分柱构成，两分柱之一连接所述电池主体，余一用于连接外设设备，两分柱之间存在极间空隙，且通过极柱连接体连通；所述极柱连接体为导体材料制作，并插入所述分柱的内部，且与所述分柱滑动连接；
还包括均安装在所述电池本体上的控制芯片、升降机构和温度检测部件，所述控制芯片分别连接所述升降机构和温度检测部件；所述升降机构位于极柱连接体一侧，并与所述极柱连接体连接；所述温度检测部件的温度检测端伸入电池本体的内部，用于检测电池本体内部的温度，并生成相应的温度信号发于所述控制芯片，所述控制芯片再根据所接收的温度信号控制升降机构的运行，从而促使所述极柱连接体相对电池本体滑动以连通两分柱或者断开两分柱。
2.如权利要求1所述的电池，其特征在于：两分柱之间通过极柱框架固连，所述极柱框架采用非导体材料制作。
3.如权利要求1所述的电池，其特征在于：所述升降机构位于正极柱或者负极柱一侧，其通过推动件连接所述极柱连接体；所述推动件一端伸入极间空隙内以连接极柱连接体，另一端位于极间空隙外以连接升降机构。
4.如权利要求1所述的电池，其特征在于：所述温度检测部件的传输端位于电池本体的外侧，并与所述控制芯片连接。
5.如权利要求1-4所述的电池，其特征在于：还包括无线传输模块和终端设备，所述无线传输模块分别连接终端设备和控制芯片。
6.如权利要求5所述的电池，其特征在于：所述终端设备为手机或者电脑。
7.如权利要求5所述的电池，其特征在于：还包括均与所述控制芯片连接的定时模块和警报模块，所述定时模块由温度检测部件和控制芯片共同驱动运行，所述警报模块由定时模块和控制芯片共同驱动，其能够发出警报。
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