CN114930634B - 具有用于防止短路的熔断器盒支架的电池组 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有用于防止短路的熔断器盒支架的电池组，更具体地，涉及这样一种电池组，该电池组配置为使得两个或更多个电池模块(200)彼此电连接，该电池组包括：插置在从电池模块(200)延伸的连接端子(300)之间的熔断器(400)；和位于熔断器(400)下方的熔断器盒支架(600)，其中熔断器(400)包括由非导体制成的中央部分(411)和由导体制成的边缘部分(412)。

Description

具有用于防止短路的熔断器盒支架的电池组
技术领域
本申请要求于2020年5月13日提交的韩国专利申请第2020-0057206号的优先权的权益，通过引用将上述专利申请的整个公开内容结合在此。
本发明涉及一种具有用于防止短路的熔断器盒支架的电池组，更具体地，涉及这样一种具有用于防止短路的熔断器盒支架的电池组，该电池组配置为使得熔断器和熔断器盒支架设置在两个或更多个电池模块之间，并且配置为使得即使在电池模块中发生事故时也可防止在熔断器与熔断器盒支架之间电导通，从而可防止发生二次事故。
背景技术
随着诸如移动电话、膝上型电脑、便携式摄像机和数字相机之类的移动装置的技术发展及对它们的需求的增加，已对能够充电和放电的二次电池进行了积极研究。此外，作为替代引起空气污染的化石燃料的能源的二次电池已应用于电动车辆(EV)、混合动力电动车辆(HEV)和插电式混合动力电动车辆(P-HEV)，因此越来越需要开发二次电池。
作为目前市售的二次电池，具有镍铬电池、镍氢电池、镍锌电池和锂二次电池。其中，由于与镍基二次电池相比，锂二次电池几乎不具有记忆效应，由此锂二次电池能够自由充电和放电、具有非常低的自放电速率并且具有较高的能量密度，所以锂二次电池受到关注。
这种二次电池可分为具有安装在圆柱形金属罐中的电极组件的圆柱形电池、具有安装在棱柱形金属罐中的电极组件的棱柱形电池、以及具有安装在由铝层压片制成的袋形壳体中的电极组件的袋形电池。
对于小型装置来说，使用在其中容纳有几个电池单元的单个电池模块作为二次电池就足够了。然而，对于车辆来说，通常使用包括彼此串联或并联连接的多个电池模块的电池组。
图1是常规电池组的分解透视图。如图1中所示，常规电池组配置为使得两个电池模块11a、11b并排布置，并且配置为使得外部输入和输出端子12a、12b分别从电池模块11a、11b的前表面突出。
电池模块11a、11b的外部输入和输出端子12a、12b经由熔断器12彼此连接。就是说，熔断器12形成为将电池模块11a、11b的外部输入和输出端子12a、12b彼此串联连接。此外，在熔断器12外侧设置熔断器盖14，熔断器盖14配置为在包裹熔断器12的状态下保护熔断器12。在这种状态下，电池组被固定到诸如车辆之类的结构。
另外，当在电池模块中发生诸如短路之类的事故时，包裹熔断器12的熔断器盖14熔化，从而熔断器12与上述结构直接接触。结果，发生更大事故的可能性较高。
(现有技术文献)
(专利文献1)韩国专利申请公开第2015-0115402号
发明内容
技术问题
鉴于上述问题而做出了本发明，本发明的目的是提供一种具有用于防止短路的熔断器盒支架的电池组，该电池组配置为使得即使在电池模块中发生诸如短路之类的事故时也可防止在熔断器与结构之间电导通，从而可防止发生二次事故。
技术方案
为了实现上述目的，根据本发明的电池组是这样一种电池组，该电池组配置为使得两个或更多个电池模块200彼此电连接，所述电池组包括：插置在从所述电池模块200延伸的连接端子300之间的熔断器400；和位于所述熔断器400下方的熔断器盒支架600，其中所述熔断器400包括由非导体制成的中央部分411和由导体制成的边缘部分412。
此外，根据本发明的电池组可进一步包括设置在所述熔断器400的外表面的熔断器盒500，所述熔断器盒500由非导电材料制成。
此外，在根据本发明的电池组中，所述熔断器盒支架600可包括：一对侧部610，所述一对侧部610配置为支撑所述熔断器盒500的侧表面；和平坦部620，所述平坦部620配置为支撑所述熔断器盒500的底表面并且将所述一对侧部610彼此连接。
此外，在根据本发明的电池组中，在所述平坦部620上可形成有向上凸出预定高度的凸出部621。
此外，在根据本发明的电池组中，所述熔断器盒500可包括配置为覆盖所述熔断器400的一个表面的前熔断器盒510和配置为覆盖所述熔断器的另一个表面的后熔断器盒520，所述前熔断器盒510和所述后熔断器盒520彼此可拆卸地附接。
此外，在根据本发明的电池组中，所述前熔断器盒510可具有在其外表面的第1(a)紧固部511和第1(b)紧固部512，并且所述后熔断器盒520可具有在其外表面的第2(a)紧固部521和第2(b)紧固部522。
此外，在根据本发明的电池组中，所述前熔断器盒510可具有在其内表面彼此分隔开预定距离的多个第一翼部514，所述第一翼部与所述熔断器400的外表面紧密接触，并且所述后熔断器盒520可具有在其内表面彼此分隔开预定距离的多个第二翼部524，所述第二翼部与所述熔断器的外表面紧密接触。
此外，在根据本发明的电池组中，所述熔断器盒支架600的所述一对侧部610可具有一对第一固定部611(a)和一对第二固定部611(b)，所述一对第一固定部611(a)被紧固至所述前熔断器盒510的所述第1(a)紧固部511和所述后熔断器盒520的所述第2(a)紧固部521，所述一对第二固定部611(b)被紧固至所述前熔断器盒510的所述第1(b)紧固部512和所述后熔断器盒520的所述第2(b)紧固部522。
此外，在根据本发明的电池组中，所述熔断器400的所述中央部分411与所述熔断器盒支架600的所述凸出部621可位于同一垂直线上。
此外，在根据本发明的电池组中，所述熔断器400的所述中央部分411的截面积可等于或大于所述熔断器盒支架600的所述凸出部621的截面积。
此外，在根据本发明的电池组中，所述熔断器盒500可具有400℃或更低的熔点。
此外，在根据本发明的电池组中，所述熔断器盒支架600可由具有比所述熔断器盒500的熔点高的熔点的金属材料制成。
此外，在根据本发明的电池组中，所述熔断器400可以是高压(HV)熔断器。
有益效果
根据本发明的具有用于防止短路的熔断器盒支架的电池组的优点在于，使用包括由非导体制成的中央部分和由导体制成的边缘部分的熔断器，并且熔断器的中央部分位于熔断器盒支架的凸出部的上部，从而即使在由于发生事故而导致熔断器盒熔化并向下流动时，结构和熔断器也不会彼此直接接触，因此可防止发生二次事故。
此外，根据本发明的具有用于防止短路的熔断器盒支架的电池组的优点在于，包裹熔断器的熔断器盒具有可拆卸的结构，从而容易进行熔断器盒的组装和拆卸。
此外，根据本发明的具有用于防止短路的熔断器盒支架的电池组的优点在于，熔断器盒和熔断器盒支架具有多个紧固部，从而可牢固地支撑熔断器盒。
附图说明
图1是常规电池组的分解透视图。
图2是图解当从正面观看时，根据本发明优选实施方式的电池组中的电池模块连接结构的透视图。
图3是图解当从一侧观看时，根据本发明优选实施方式的电池组中的电池模块连接结构的透视图。
图4是图解当从另一侧观看时，根据本发明优选实施方式的电池组中的电池模块连接结构的透视图。
图5是根据本发明优选实施方式的电池组中的熔断器和熔断器盒的分解透视图。
图6是根据本发明优选实施方式的电池组中的前熔断器盒的内部透视图(a)和后熔断器盒的外部透视图(b)。
图7是根据本发明优选实施方式的电池组中的电池模块连接单元的分解透视图。
图8是根据本发明优选实施方式的电池组中的沿X轴方向截取图5的熔断器和连接端子的剖面图。
图9是图解在根据本发明优选实施方式的电池组中的熔断器盒支架的上部的熔断器的位置的剖面图。
具体实施方式
在本申请中，应当理解，术语“包括”、“具有”、“包含”等指定存在所阐述的特征、数量、步骤、操作、元件、部件或它们的组合，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、数量、步骤、操作、元件、部件或它们的组合。
此外，在整个附图中，将使用相同的参考标记来指代执行相似功能或操作的部件。在本申请中一个部件被称为连接至另一个部件的情况下，该一个部件不仅可直接连接至该另一个部件，而且该一个部件还可经由另外的部件间接连接至该另一个部件。此外，包括某一元件并不意指排除其他元件，而是指可进一步包括其他元件，除非另有说明。
下文中，将描述根据本发明的具有用于防止短路的熔断器盒支架的电池组。
图2是图解当从正面观看时，根据本发明优选实施方式的电池组中的电池模块连接结构的透视图，图3是图解当从一侧观看时，根据本发明优选实施方式的电池组中的电池模块连接结构的透视图，图4是图解当从另一侧观看时，根据本发明优选实施方式的电池组中的电池模块连接结构的透视图。
如图2至图4中所示，根据本发明的电池组配置为使得两个电池模块200容纳在壳体100限定的空间中，并且配置为使得从这些电池模块200的一侧延伸的连接端子300在它们之间插置有熔断器的状态下彼此电连接，熔断器将在下面进行描述。
更具体地，对应于正极端子的连接端子300从位于一侧的电池模块200延伸，对应于负极端子的连接端子300从位于另一侧的电池模块200延伸，并且熔断器位于这些连接端子300之间。
在熔断器外侧设置有熔断器盒500，熔断器盒500配置为保护熔断器并且防止熔断器和与之相邻的结构之间的电导通，即，熔断器盒500包括前熔断器盒510和后熔断器盒520，在壳体100的上部的预定位置安置有配置为固定和支撑熔断器盒500的熔断器盒支架600，以便包裹熔断器盒500的侧表面的一部分和底表面。
另外，尽管在上面描述了电池模块200彼此串联连接的情况，但很显然，电池模块可彼此并联连接。在电池模块200彼此并联连接的情况下，连接端子300具有相同的极性。
此外，尽管在附图中示出了两个电池模块200，但这仅仅是举例说明，可设置三个或更多个电池模块。在这种情况下，熔断器可分别位于电池模块之间。
图5是根据本发明优选实施方式的电池组中的熔断器和熔断器盒的分解透视图，图6是根据本发明优选实施方式的电池组中的前熔断器盒的内部透视图(a)和后熔断器盒的外部透视图(b)。
参照图5和图6，如前面所述，熔断器400连接在一对连接端子300之间，以便防止如前所述的诸如短路现象之类的电池的事故，熔断器400包括主体部分410和连接部分420。
具有圆柱形状的主体部分410包括由非导体制成的中央部分和由导体制成的边缘部分，这将在下面详细描述。
连接端子300被紧固固定至从主体部分410的相对两端延伸预定长度并且具有平板形状的一对连接部分420。作为示例，连接端子300可使用螺栓和螺母固定至连接部分420，然而这仅仅是举例说明。固定手段没有特别限制，只要能够将连接端子和连接部分彼此固定即可。
包括前熔断器盒510和后熔断器盒520的熔断器盒500定位成包裹与连接端子300连接的熔断器400的外侧。
具体地，前熔断器盒510覆盖熔断器400的主体部分410中的面向前方的大约一半，在前熔断器盒510的外表面的中间部分形成有第1(a)紧固部511，第1(a)紧固部511包括在彼此分隔开预定距离的状态下沿高度方向(Y轴方向)延伸的一对狭缝(未示出)，并且在该一对狭缝之间设置有包括一个或更多个突起的第1(b)紧固部512。第1(a)紧固部511和第1(b)紧固部512连接至熔断器盒支架600的一个表面，这将在下面描述。
此外，在前熔断器盒510的内表面以彼此分隔开预定距离的状态形成有多个第一翼部514，多个第一翼部514配置为与熔断器400的主体部分410的外表面紧密接触。根据本发明的熔断器400是高压(High Voltage，HV)熔断器。就是说，每个电池模块200配置为使得多个电池单元彼此串联或并联连接，并且当电池模块200彼此连接时，施加相当大的高电压。由于插置在电池模块200的连接端子之间的熔断器400被加热至相对较高的温度，所以优选的是，保护熔断器的熔断器盒500具有能够被尽可能冷却的结构。如本发明中，在多个第一翼部514形成为彼此分隔开预定距离的情况下，可快速排放从熔断器400产生的热量并且牢固地固定熔断器400的主体部分410。
后熔断器盒520覆盖熔断器400的主体部分410中的面向后方的另一半，在后熔断器盒520的外表面的中间部分形成有第2(a)紧固部521，第2(a)紧固部521包括在彼此分隔开预定距离的状态下沿高度方向(Y轴方向)延伸的一对狭缝(未示出)，并且在该一对狭缝之间设置有包括一个或多个突起的第2(b)紧固部522。第2(a)紧固部521和第2(b)紧固部522连接至熔断器盒支架600的另一个表面，这将在下面描述。
此外，在后熔断器盒520的内表面以彼此分隔开预定距离的状态也形成有多个第二翼部524，多个第二翼部524配置为与熔断器400的主体部分410的外表面紧密接触。第二翼部524的功能和结构类似于上述的第一翼部514，因此将省略其详细描述。
另外，优选的是，包裹熔断器400的前熔断器盒510和后熔断器盒520具有可拆卸的结构。例如，可在前熔断器盒510的相对两侧的边缘处面向后熔断器盒520设置一对或多对的第1(c)紧固部513，并且可在后熔断器盒520处形成第2(c)紧固部523以扣住第1(c)紧固部513，每个第2(c)紧固部523可以是平坦的或凹陷的。
熔断器盒500可由能够在相对较高的温度下不熔化且防止电导通的表现出高阻燃性、耐热性、绝缘性和/或耐冲击性的树脂材料制成，树脂材料诸如为聚丙烯(Polypropylene，PP)、聚对苯二甲酸丁二酯(Polybutylene terephthalate，PBT)和玻璃纤维(Glass Fiber，GF)的混合物；或者聚对苯二甲酸丁二酯(Polybutylene terephthalate，PBT)和玻璃纤维滤膜(Glass Fiber Filter，GFF)的混合物，并且可使用注射成型方法来制造。
图7是根据本发明优选实施方式的电池组中的电池模块连接单元的分解透视图。如图7中所示，熔断器盒500在将熔断器400容纳于其中限定的空间中的状态下被熔断器盒支架600固定，并且熔断器盒支架600在被壳体100的平坦的安置部分110支撑的状态下经由单独的紧固装置(未示出)，例如是诸如螺栓和螺母之类的已知紧固装置被牢固地固定至壳体100。
熔断器盒支架600包括：一对侧部610，一对侧部610具有预定高度以支撑熔断器盒500的侧表面；和平坦部620，平坦部620配置为支撑熔断器盒500的底表面并且将一对侧部610彼此连接。
更具体地，一对侧部610的每个侧部包括固定部611和侧面紧密接触部612，固定部611包括平坦的第一固定部611(a)和设置有具有预定尺寸的孔的第二固定部611(b)。
在此，设置在一对侧部610的每个侧部处的第一固定部611(a)被紧固至前熔断器盒510的第1(a)紧固部511和后熔断器盒520的第2(a)紧固部521中的对应一个，并且设置在一对侧部610的每个侧部处的第二固定部611(b)被紧固至前熔断器盒510的第1(b)紧固部512和后熔断器盒520的第2(b)紧固部522中的对应一个。
在支撑熔断器盒500的底表面的平坦部620上的预定位置形成有凸出预定高度的凸出部621，这将在下面描述。
熔断器盒支架600可由诸如作为KS碳钢的CR340、590、780或1180之类的金属材料制成，从而牢固地支撑和固定熔断器盒500并且甚至在高温下也可保持形状。
图8是根据本发明优选实施方式的电池组中的沿X轴方向截取的图5的熔断器和连接端子的剖面图，图9是图解在根据本发明优选实施方式的电池组中的熔断器盒支架的上部的熔断器的位置的剖面图。
即使在电池组正常工作时，插置在从电池模块200延伸的连接端子300之间的熔断器400的温度也相对较高，并且当发生诸如短路之类的事故时上升到1000℃或更高。
因此，在包裹熔断器400的熔断器盒500熔化并向下流动的情况下，熔断器400暴露到外部并且与支撑熔断器盒的由金属材料制成的熔断器盒支架600紧密接触，从而会导致诸如火灾之类的更大的问题。
为了解决上述问题，如图8中所示，优选的是，根据本发明的熔断器400，更具体地是熔断器400的主体部分410包括由非导体制成的中央部分411和由导体制成的边缘部分412，边缘部分形成为围绕非导体。
在此，导体可以是铜或者铜/镍，非导体可由陶瓷或塑料构成。
此外，如图9中所示，优选的是，中央部分411与熔断器盒支架600的凸出部621位于同一垂直线上，更优选的是，中央部分411的截面积等于或稍大于凸出部621的截面积。
因此，当电池组正常工作时，由于由导体制成的边缘部分412而执行熔断器的功能。当因发生事故而导致熔断器盒500熔化并向下流动时，由非导体制成的中央部分411被安置熔断器盒支架600的凸出部621上，从而可防止熔断器400与由金属材料制成的熔断器盒支架600之间的电导通。
虽然已经详细描述了本发明的具体细节，但本领域技术人员将理解，其详细描述仅公开了本发明的优选实施方式，因而不限制本发明的范围。因此，本领域技术人员将理解，在不背离本发明的范畴和技术构思的情况下，各种变化和修改是可能的，并且将显而易见的是，这些变化和修改落入所附权利要求的范围内。
(参考标记说明)
100：壳体
110：安置部分
200：电池模块
300：连接端子
400：熔断器
410：主体部分
411：中央部分 412：边缘部分
420：连接部分
500：熔断器盒
510：前熔断器盒
511：第1(a)紧固部 512：第1(b)紧固部
513：第1(c)紧固部 514：第一翼部
520：后熔断器盒
521：第2(a)紧固部 522：第2(b)紧固部
523：第2(c)紧固部 524：第二翼部
600：熔断器盒支架
610：侧部
611：固定部
611(a)：第一固定部 611(b)：第二固定部
612：侧面紧密接触部
620：平坦部
621：凸出部。

Claims (9)

1.一种电池组，所述电池组配置为使得两个或更多个电池模块彼此电连接，所述电池组包括：
插置在从所述电池模块延伸的连接端子之间的熔断器；
设置在所述熔断器的外表面的熔断器盒，所述熔断器盒由非导电材料制成；和
位于所述熔断器下方的熔断器盒支架，
其中所述熔断器包括由非导体制成的中央部分和由导体制成的边缘部分，
其中所述熔断器盒支架包括：一对侧部，所述一对侧部配置为支撑所述熔断器盒的侧表面；和平坦部，所述平坦部配置为支撑所述熔断器盒的底表面并且将所述一对侧部彼此连接，
其中在所述平坦部上形成有向上凸出预定高度的凸出部，并且
其中所述熔断器的所述中央部分与所述熔断器盒支架的所述凸出部位于同一垂直线上。
2.根据权利要求1所述的电池组，其中所述熔断器盒包括配置为覆盖所述熔断器的一个表面的前熔断器盒和配置为覆盖所述熔断器的另一个表面的后熔断器盒，所述前熔断器盒和所述后熔断器盒彼此可拆卸地附接。
3.根据权利要求2所述的电池组，其中所述前熔断器盒具有在其外表面的第1(a)紧固部和第1(b)紧固部，并且
其中所述后熔断器盒具有在其外表面的第2(a)紧固部和第2(b)紧固部。
4.根据权利要求3所述的电池组，其中所述前熔断器盒具有在其内表面彼此分隔开预定距离的多个第一翼部，所述第一翼部与所述熔断器的外表面紧密接触，并且
其中所述后熔断器盒具有在其内表面彼此分隔开预定距离的多个第二翼部，所述第二翼部与所述熔断器的外表面紧密接触。
5.根据权利要求3所述的电池组，其中所述熔断器盒支架的所述一对侧部具有一对第一固定部和一对第二固定部，所述一对第一固定部被紧固至所述前熔断器盒的所述第1(a)紧固部和所述后熔断器盒的所述第2(a)紧固部，所述一对第二固定部被紧固至所述前熔断器盒的所述第1(b)紧固部和所述后熔断器盒的所述第2(b)紧固部。
6.根据权利要求1所述的电池组，其中所述熔断器的所述中央部分的截面积等于或大于所述熔断器盒支架的所述凸出部的截面积。
7.根据权利要求1所述的电池组，其中所述熔断器盒具有400℃或更低的熔点。
8.根据权利要求7所述的电池组，其中所述熔断器盒支架由具有比所述熔断器盒的熔点高的熔点的金属材料制成。
9.根据权利要求8所述的电池组，其中所述熔断器是高压(HV)熔断器。
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