CN109417155B - 电池监视系统中的短路保护装置 - Google Patents

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Abstract

确实地防止短路导致的不良情况。具备：电池(1)，其是由多个电池单元构成的电池组；电池监视装置(2)，其用于检测电池(1)的电压；以及多条电线(4)，其在电池(1)与电池监视装置(2)之间进行连接，在长度方向的中途被剥掉绝缘包覆层(4B)而露出芯线(4A)的预定溶出部(6)，当预定溶出部(6)浸泡于电解液中时，预定溶出部(6)在电解液中溶出并达到熔断。

Description

电池监视系统中的短路保护装置
技术领域
本发明涉及电池监视系统中的短路保护装置。
背景技术
一直以来，一般是在混合动力车、电动汽车上搭载有用于对电池的充电状况等进行监视的电池监视装置。对那样的技术能够列举下述专利文献1。在此，公开了将排列有多个电池单元的电池组作为电池的装置。各电池单元电串联连接而得到较高的输出电压。相邻的电池单元的电极间通过汇流条连接。在各汇流条从其上方开始重叠电压检测端子，并与各电池单元的正极或者负极的任一方侧连接。在电压检测端子分别连接有检测用电线的一端侧。在检测用电线的另一端侧也分别连接有端子零件，各端子零件插通于连接器内，与电池监视装置(ECU)通过连接器进行连接。与各检测用电线连接的电池监视装置侧的连接器一般设置于ECU内的电路板上，从该连接器引出的端子零件向形成于印制电路板的通孔贯穿并焊接，从而与形成于印制电路板上的电路电连接。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-199007号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，在假设电池监视装置包括上述的连接器在内浸泡于电解液(以下，所谓电解液定义为离子性物质溶解于水等极性溶剂中的具有导电性的溶液，例如盐水、电池内部的溶液等)的情况下，有可能在印制电路板上端子零件间彼此通过电解液而发生短路。在那样的情况下，过电流在端子零件间流动，从而很有可能连接器发热直至异常。另外，也考虑到如下情况：根据部位，铜离子从端子零件(一般由铜合金制造)溶出，其结果是，产生所谓的端子变细，由于电流通过的截面积减少导致的阻力增大是原因，使发热状况进一步恶化。
本发明是基于如上述情况完成的，目的是提供能够有效地应对短路情况的电池监视系统中的短路保护装置。
用于解决课题的方案
本发明的电池监视系统中的短路保护装置的特征在于具备：电池，其是由多个电池单元构成的电池组；电池监视装置，其用于检测电池的电压；以及多条电线，其在电池与电池监视装置之间进行连接，在长度方向的中途形成有被剥掉绝缘包覆层而露出芯线的预定溶出部。
发明效果
根据本发明，电池与电池监视装置之间始终成为通电状态。在该情况下，当预定溶出部浸泡于例如盐水等电解液时，电线的芯线在预定溶出部露出，因此预定溶出部在电解液中溶出，最终达到熔断。这样，能够将短路导致的情况避免于未然。
附图说明
图1是示出电池与电池监视装置之间的连接状况的图。
图2是示出壳体和电线的收纳状况的分解立体图。
图3是盖体的后视图。
图4是示出在壳体内收纳有电线的状态的立体图。
图5是图4的A-A线剖视图。
图6是示出预定溶出部熔断的状态的放大图。
图7是示出在实施例2中电线收纳于壳体的内部的状态的剖视图。
图8是示出实施例3中电线被保护构件保护的状态的剖视图。
具体实施方式
说明本发明中的优选实施方式。
(1)本发明的电池监视装置中的短路保护装置优选设为如下构成，所述电线的所述预定溶出部收纳于壳体内，并且在所述壳体的外表面形成有导入部，该导入部能够使电解液通过而进入到所述壳体内。
根据上述的结构，因为预定溶出部被壳体一并保护，所以可避免由于导电性的异物使相邻的预定溶出部间发生短路。另外，因为不是每根电线的单独保护，所以作业性也优良。另外，壳体能够通过导入部将盐水等电解液导入到内部，从而能够确实地进行预定溶出部的溶出。
(2)另外，也可以为，在所述壳体形成有电线保持槽，该电线保持槽保持相邻的所述电线彼此的间隔并且保持所述电线。
根据上述的结构，电线保持在形成于壳体的电线保持槽内，可保持电线彼此的间隔。因此，能够避免相邻的预定溶出部彼此意外地接近而达到短路的情况。
(3)也可以为，所述电线以所述预定溶出部从所述壳体的内壁离开的状态被保持。
假设预定溶出部以与内壁接触的状态被保持时，则有可能由于从预定溶出部落下的溶出物使相邻的电线彼此发生短路。但是，当如上述结构那样以使预定溶出部从壳体的内壁浮起的方式保持预定溶出部时，则可在溶出物与电线之间确保适当的高度，所以能够避免短路的情况。
(4)所述壳体形成为能够将从所述导入部进入的电解液贮留在内部。
根据这样的结构，即使壳体周围的电解液的液位下降，但是一旦从导入部进入到壳体内的电解液会继续留在壳体内，因此能够使预定溶出部达到确实地熔断。
(5)也可以为，所述电线包括所述预定溶出部被具有透液性的保护构件保护的部分。
根据上述的结构，因为预定溶出部被保护构件保护，所以能够避免由于导电性异物使预定溶出部间发生短路的情况。另外，因为保护构件具有透液性，所以丝毫不妨碍预定溶出部浸泡于电解液。
(6)期望所述电线为铝或者铝合金制。
根据上述的结构，铝电线与一般使用的铜电线比较容易溶出，能够使其以短时间达到熔断。
接着，一边参照附图一边对将本发明的电池监视系统中的短路保护装置具体化的实施例1至实施例3进行说明。
<实施例1>
图1至图6示出本发明的实施例1。其中，图1示出电池监视系统的概要，该电池监视系统通过在电池1与电池监视装置2之间利用线束W/H进行连接而构成，电池监视装置2用于监视电池1(各电池单元)的充电状况。
电池1是由多个电池单元构成的电池组，搭载于混合动力车或者电动汽车。各电池单元详细未图示，在上表面具有一对电极(正极及负极)。各电池单元以紧贴状态排列整齐，在整体上构成电池1。另外，此时使得正极和负极沿着排列方向交替地配置。另外，在排列方向相邻的电极间通过汇流条连接，由此所有电池单元串联连接。
另一方面，电池监视装置(ECU)2具有箱体，在内部装入有控制单元(未图示)，该控制单元具有对电池单元的电压进行测定的功能。该控制单元具有连接到印制电路板的连接器3，从该连接器壳体向外部导出多根铜制端子零件并将其连接到印制电路板。
在电池监视装置2与电池1之间进行连接的线束W/H由多条电线4构成。如图1所示，在本实施例1中，线束W/H划分成多个组。在各电线4的两端部连接有未图示的铜制的端子零件，与一方端部连接的端子零件连接到各电池单元的电极，与另一方端部连接的端子零件按各组汇集于连接器5并收纳到其内部。并且，各连接器5与电池监视装置2的连接器3连接。
如图2、图5所示，各电线4包括芯线4A和绝缘包覆层4B。在本实施例1中，芯线4A包括由铝或者铝合金制成的多根线材，成为将这些线材绞合得到的结构。如该图等所示，各电线4在中间部(长度方向的中途部)遍及预定长度范围被剥掉绝缘包覆层4B而成为预定溶出部6。包括该预定溶出部6在内，各电线4的预定长度范围按组单位分别收纳于壳体C的内部。
如图2所示，壳体C包括壳体主体7和盖体8，分别由合成树脂材料一体形成。
壳体主体7整体形成为在电线的延伸方向长的长方形的板状。在壳体主体7的内表面侧凹设有多条电线保持槽9，电线保持槽9用于将电线4沿着长度方向收纳。各电线保持槽9遍及壳体主体7的全长而设置，并且沿宽度方向以一定间隔配置。
各电线保持槽9大体包括以下三个部分。即，各电线保持槽9是具备如下的结构：深槽部9A，其配置于长度方向的中央部；防脱部9B，其以在前后夹着该深槽部9A的方式配置，卡止于各电线4而起到防止向上方脱离的作用；以及一般部9C，其分别配置于两个防脱部9B的前方和后方。
在一般部9C中，各电线保持槽9的底面部形成为大致半圆形截面，能够与电线4的大致下半周的外形相符地对其进行收纳。另外，各电线保持槽9的槽宽形成为与电线4的直径相等或稍狭窄，且各电线保持槽9的深度以比电线直径充分深的深度形成。
如图2所示，在两个一般部9C与在其前后对应的防脱部9B之间沿着壳体C的宽度方向并且遍及整个宽度范围夹着横槽10，横槽10在所有电线保持槽9的上部横穿。该横槽10的底面的高度位置设定在比一般部9C处的电线保持槽9的底面稍微高的位置。
如图2所示，在防脱部9B以在宽度方向夹着电线保持槽9的方式配置有多个防脱块11。在宽度方向相邻的防脱块11的对置面、且长度方向的中央部突出形成有防脱突起12。对置的防脱突起12彼此的间隔设定成为比电线4的外径稍窄。另外，在各防脱块11沿着壳体主体7的厚度方向贯穿有狭缝13。由此，防脱块11中的形成有防脱突起12的面能够朝向狭缝13侧挠曲变形。因此，当电线4被压入到在宽度方向相邻的防脱块11之间(电线保持槽9)时，则使防脱突起12的形成面挠曲变形。并且，当电线4在对抗的防脱突起12之间通过时，防脱突起12的形成面弹性复原。其结果是，电线4与对置的防脱突起12卡止而被防止向上方脱离(参照图5)。
另外，在宽度方向对置的防脱突起12卡止于电线4的高度位置是比电线4的顶部稍微靠下方位置的侧面，因此，防脱突起12以稍微啮入到电线4的绝缘包覆层4B同时将电线4向下方按压的方式卡止。
深槽部9A在壳体C的内表面的长度方向的大致中央部、且前后的防脱部9B之间沿着宽度方向并且遍及整个宽度范围而凹设。如图4所示，即使在盖体8将壳体主体7封闭的状态下，深槽部9A的宽度方向两端也向外部开放，成为对海水等电解液的导入口14(导入部)。该导入口14与所有电线4中的预定溶出部6连通。因此，当电解液从导入口14导入时，所有电线4中的预定溶出部6浸泡于电解液。
深槽部9A的深度设定为比一般部9C、防脱部9B处的电线保持槽9的深度深。因此，如图5所示，在电线保持于电线保持槽9的状态下，预定溶出部6保持在从深槽部9A的底面9A-1离开预定高度的高度位置。也就是说，预定溶出部6保持为从深槽部9A的底面9A-1浮起的状态，且相邻的预定溶出部6彼此保持为与电线保持槽9的间距相应地在宽度方向分开而不会意外地相互接触。
如图4所示，盖体8为与壳体主体7大致相同的长度，但是宽度形成得比壳体主体7稍微宽，以将壳体主体7的内表面侧遮盖的方式封闭。
如图3所示，在盖体8的背面侧、且长度方向的两端缘突出形成有多个按压突起15。各按压突起15与一般部9C处的各电线保持槽9对应地配置。各按压突起15从盖体8的前后两个端缘沿着长度方向以预定长度形成。形成得比电线保持槽9的槽宽狭窄。如图4所示，各按压突起15在盖体8对壳体主体7封闭时，稍微压缩地按压电线4的顶部，由此以各电线4不向长度方向偏移的方式进行保持。
另外，在盖体8的背面侧、且与壳体主体7的两个横槽10对应的位置突出设置有前后一对交叉杆16。各交叉杆16沿着壳体主体7的宽度方向遍及整个宽度范围而延伸。交叉杆16的前后宽度形成为与横槽10的前后宽度大致相同。交叉杆16的突出高度与横槽10的深度大致相同，且比各按压突起15的突出高度高。因此，当盖体8对壳体主体7封闭时，交叉杆16相对于横槽10稍微压入地嵌合，交叉杆16的宽度方向的两端部从壳体主体7向外方突出。
在交叉杆16中与各电线保持槽9对应的位置以与电线4相等的间隔配置有截面为半圆形的退避凹部17，当盖体8将壳体主体7封闭时，电线4的上半周与退避凹部17紧贴，且电线4的下半周与电线保持槽9紧贴。
接着，说明如上所述构成的本实施例1的作用效果。在电池1和电池监视装置2利用线束W/H连接的状态下，当壳体C浸泡到电解液时，则电解液从导入口14进入到壳体C内部，因此所有电线4的预定溶出部6、即铝电线露出的部位浸泡于电解液。此时，因为壳体C内的所有电线4始终处于通电状态，所以当预定溶出部6开始溶出并经过预定时间时，从高电位的部分开始依次达到熔断(参照图6)。
另一方面，在电池监视装置2的控制单元暂时设置于非防水空间内的情况下，因为印制电路板、连接器3也浸泡于电解液，所以从连接器壳体导出并与印制电路板连接的铜制的端子零件也溶出。因此，有可能由于溶出物使相邻的端子零件间发生短路。但是，在本实施例1中，直至作为铝芯线的预定溶出部6达到熔断的时间比直至铜制的端子零件达到熔断的时间早。这通过申请人进行的实验也得到确认。这样，因为预定溶出部6的熔断提前实现，所以在出现如电池监视装置2内的端子零件间发生短路的情况前，对电池监视装置2的通电状况被切断，因此可确实地避免连接器3异常发热的情况。
另外，在本实施例1中使得利用壳体C覆盖各预定溶出部6，因此相邻的预定溶出部6彼此也不会由于导电性的异物而短路。另外，利用形成于壳体主体7的电线保持槽9保持各电线4的间隔也有助于避免短路。
另外，在本实施例1的情况下，通过由各按压突起15按压电线4，从而可进行各电线4的前后方向的定位。因此，各电线4在深槽部9A不会松弛，能够将各预定溶出部6确实地定位于深槽部9A的形成范围内。另外，因为以在前后夹着预定溶出部6的方式形成防脱部9B，在接近各预定溶出部6的部位按压各电线4并且防止各电线4脱离，因此在上下、左右、前后中的哪个方向都可确实地将各预定溶出部6定位。
如上所述，预定溶出部6在上下方向定位的结果是，能够使预定溶出部6从深槽部9A的底面9A-1浮起到预定高度位置，因此能够避免由于从预定溶出部6落下的溶出物而在相邻的预定溶出部6间发生短路。
另外，在本实施例1中使用铝电线。也就是说，在作为预定溶出部6露出的芯线部分形成有氧化铝的覆膜。因此，有时根据所形成的覆膜的厚度而示出绝缘性。在该意义上，使用铝电线进一步有助于避免短路。
<实施例2>
图7示出本发明的实施例2。实施例1的壳体C1容许电解液通过导入口14向内外进出，但是在本实施例2中设为将电解液贮留在壳体C内的形式。
具体地讲，在壳体C的盖体8的上表面形成导入口14，在壳体C的侧面及底面不形成开口，以使得一旦进入到壳体C内的电解液不向外部流出。
其他结构与实施例1同样，因此说明省略。
根据如上所述构成的本实施例2，能够发挥如下作用效果。即，当壳体C沉没于电解液中时，电解液从导入口14进入到壳体C的内部。然后，即使电解液的液位以较短时间下降，电解液也贮留在壳体C内，因此各预定溶出部6维持为浸泡于电解液的原样状态。因此，即使壳体C周围从电解液脱离，也可确实地达成各预定溶出部6的熔断。
即使在采用使电解液贮留在壳体C内的结构的情况下，也能产生如下情况：在电解液的液位下降后，虽然壳体C从电解液脱离，但是电池监视装置内的连接器浸泡在电解液中。那样的话，由于预定溶出部6永远不熔断，所以也有可能在连接器的铜端子零件间发生短路，从而达到异常的发热状态。实施例2的结构可有效避免这样的情况。
<实施例3>
图8示出本发明的实施例3。实施例1及实施例2示出将多条电线4(预定溶出部6)一并收纳于壳体C内的方式，而在本实施例3中使得利用保护构件18单独地覆盖各电线4的预定溶出部6。
保护构件18由具有透液性的材质(海绵状的材质)形成为管状，在内部收纳预定溶出部6，两端部在位于预定溶出部6的前后的电线包覆层的4B的外周面上封闭。
根据如上所述构成的本实施例3，因为预定溶出部6被保护构件1覆盖，所以能够避免相邻的预定溶出部6由于导电性异物而发生短路。其另一方面，保护构件18由海绵状材质形成，可发挥良好的透液性，因此不会给通过电解液的导入而使预定溶出部6熔断的作用带来障碍。
<其他实施例>
本发明并不限定于通过上述记述及附图说明的实施例，例如下面的实施例也包含于本发明的技术范围。
(1)在上述实施例中，将预定溶出部6设定在对电池1和电池监视装置2进行连接的线束W/H的中间部位，但是也可以设定在与电池监视装置2连接的连接器5的紧后面。那样的话，因为电线4刚从连接器壳体的各腔导出之后的长度区域可保持电线4彼此的间隔，所以可得到如下效果：不需要壳体C这样的用于保持电线彼此的间隔的专用构件。
(2)在上述实施例中，将电线4设为铝电线，但是也可以是铜电线。另外，电线4也可以不必是双绞线，而是单芯线。
(3)在上述实施例1、2中，使得将连接电池1和电池监视装置2的线束W/H按每个组收纳于壳体C内，但是也可以不分组，而使得将所有的线束一并收纳于单一的壳体C。
(4)在上述实施例1、2中，将壳体C的导入口14设为向外部开放的开口，但是也可以使得用电解液等能通过但是能够限制垃圾等异物的侵入的覆盖构件封闭。
附图标记说明
1…电池
2…电池监视装置
4…电线
6…预定溶出部
9…电线保持槽
14…导入口(导入部)
18…保护构件
C、C1…壳体
W/H…线束

Claims (7)

1.一种电池监视系统中的短路保护装置，其特征在于，具备：
电池，其是由多个电池单元构成的电池组；
电池监视装置，其用于检测所述电池的电压；以及
多条电线，其在所述电池与所述电池监视装置之间进行连接，在长度方向的中途形成有被剥掉绝缘包覆层而露出芯线的预定溶出部。
2.根据权利要求1所述的电池监视系统中的短路保护装置，其特征在于，所述电线的所述预定溶出部收纳于壳体内，并且在所述壳体的外表面形成有导入部，该导入部能够使电解液通过而进入到所述壳体内。
3.根据权利要求2所述的电池监视系统中的短路保护装置，其特征在于，在所述壳体形成有电线保持槽，该电线保持槽保持相邻的所述电线彼此的间隔并且保持所述电线。
4.根据权利要求2所述的电池监视系统中的短路保护装置，其特征在于，所述电线以所述预定溶出部从所述壳体的内壁离开的状态被保持。
5.根据权利要求2所述的电池监视系统中的短路保护装置，其特征在于，所述壳体形成为能够将从所述导入部进入的电解液贮留在内部。
6.根据权利要求1所述的电池监视系统中的短路保护装置，其特征在于，所述电线包括所述预定溶出部被具有透液性的保护构件保护的部分。
7.根据权利要求1至权利要求6中的任一项所述的电池监视系统中的短路保护装置，其特征在于，所述电线为铝或者铝合金制。
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