CN207338282U - 一种用于锂离子二次电池过温过流保护的sma保护器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于锂离子二次电池过温过流保护的SMA保护器，包括机械开关部分和过温过电流保护电路部分。机械开关部分包括保护壳体、设于保护壳体内并设有向保护壳外引出部分的支撑部分、活动设于支撑部分构成导电连接的搭接部分、以及用于带动搭接部分的一端部脱离或抵触支撑部分的SMA合金件。本实用新型的结构设计巧妙，工作可靠高效。工作时，通过过温过电流保护电路提供可复位的过电流保护功能，而且能够利用正温度系数热敏电阻PTC的低电阻特性来防止双程记忆合金件在大电流条件下产生电弧，同时还能加热双程记忆合金件，使其保持在打开锁定状态。工作可靠，在强震动工作工况下的耐冲击性能优良。

Description

一种用于锂离子二次电池过温过流保护的SMA保护器

技术领域

本实用新型涉及电路保护器件，具体是一种用于锂离子二次电池过温过流保护的SMA保护器。

背景技术

传统的针对大电流锂离子二次电池应用（譬如：无线电动工具、电动车和后备电源）的电路保护方案倾向于使用大型、复杂或昂贵的保护技术。例如，一般电路保护设计方案采用IC和MOSFET结合使用的方案或者其他类似的复杂方案。

某些设计可能考虑在要求30A以上工作电流的直流电源应用中采用传统的双金属片保护器件，不过，该方案要求双金属片接触点足够大，以承受大电流，这导致保护器件体积过大；此外，这些传统双金属保护器件的动作次数必须受到限制，因为触点之间可能产生的电弧会损坏触点。另外，双金属保护器其主要缺点是不能实现精确的过电流保护，在大的震动或者跌落时双金属片易出现变形，工作不良，导致的可靠性问题。使用寿命有限。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种用于锂离子二次电池过温过流保护的SMA保护器，用于解决以往双金属保护器不能实现精确过电流保护、过温保护，以及耐冲击、抗震动方面不够可靠的存在问题。

为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案是：一种用于锂离子二次电池过温过流保护的SMA保护器，包括:

机械开关部分,机械开关部分包括保护壳体、设于保护壳体内并设有向保护壳外引出部分的支撑部分、活动设于支撑部分构成导电连接的搭接部分、以及用于带动搭接部分的一端部脱离或抵触支撑部分的SMA合金件，所述SMA合金件与搭接部分相连接，所述支撑部分用于与外界电路连接导通；正温度系数热敏电阻（PTC），所述正温度系数热敏电阻（PTC）并接机械开关部分组成过温过电流保护电路，正温度系数热敏电阻（PTC）置于所述保护壳体内。

本实用新型的另一优选方案，所述SMA合金件为长条片状的双程记忆合金件，所述双程记忆合金件为钛镍基形状记忆合金件。

本实用新型的另一优选方案，所述双程记忆合金件为Cu基形状记忆合金或Fe基合金。

本实用新型的另一优选方案，所述双程记忆合金件设有低温相形状呈向下弯曲的一端部，另一端部与所述搭接部分的一端铆接，所述搭接部分包括导电弹簧片与设于所述导电弹簧片另一端的银触点。

本实用新型的另一优选方案，所述支撑部分包括长条片状的正极导电连接片以及负极导电连接片，所述正极导电连接片以及负极导电连接片均一端部贯穿所述保护壳体的相对两侧壁向外伸出，正极导电连接片的一端部位置竖直向上延伸有竖直段，连接所述竖直段设有呈水平延伸的触点段；所述负极导电连接片的中部弯曲向上，另一端为安装部，所述安装部朝向所述触点段方向水平延伸，设有供所述正温度系数热敏电阻（PTC）对应连接的连接面，正温度系数热敏电阻（PTC）设于所述连接面并与所述导电弹簧片和双程记忆合金件构成导电以及导热连接。

本实用新型的有益效果为：相比以往技术，本实用新型的结构设计巧妙，工作可靠高效。设有双程记忆合金件。工作时，通过过温过电流保护电路提供可复位的过电流保护功能，而且能够利用正温度系数热敏电阻PTC的低电阻特性来防止双程记忆合金件在大电流条件下产生电弧，同时还能加热双程记忆合金件，使其保持在打开锁定状态。工作可靠，在强震动工作工况下的耐冲击性能优良。

工作过程中，当电路因故障而出现过电流时，正温度系数热敏电阻PTC由于发热功率增加导致温度上升，当温度超过预设温度时，电阻瞬间会剧增,回路中的电流迅速减小到安全值。正温度系数热敏电阻PTC动作后，电路中电流有了大幅度的降低。同时，由于正温度系数热敏电阻PTC加热双程记忆合金件恢复高温相形状进行抬升银触点，使电路开路，因而可同时起到过温保护和过流保护两种作用，特别适用于锂离子二次电池的过流及过温保护。

下面结合附图与实施例，对本实用新型进一步说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制，在附图中。

图1是本实用新型中机械开关部分的结构示意图。

图2是本实用新型中的过温过电流保护电路。

具体实施方式

以下结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本实用新型，但本实用新型显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本实用新型的保护范围。

本实用新型中所指的SMA合金件为在加热时恢复高温相形状，冷却时恢复低温相形状的双程记忆合金。

具体的，本实用新型提出了具体的以下实施例：

实施例一

参考图1和图2，本实施例提供的一种用于锂离子二次电池过温过流保护的SMA保护器，包括:

机械开关部分,机械开关部分包括保护壳体1、密封于保护壳体1内的支撑部分、活动设于支撑部分构成导电连接的搭接部分、以及用于带动搭接部分的一端部脱离或抵触支撑部分的SMA合金件，所述SMA合金件与搭接部分相连接，所述支撑部分用于与外界电路连接导通；正温度系数热敏电阻PTC7，所述正温度系数热敏电阻PTC7并接机械开关部分组成过温过电流保护电路，正温度系数热敏电阻PTC7置于所述保护壳体1内。

本实用新型的SMA合金件为长条片状的双程记忆合金件2；优选地，所述双程记忆合金件2为钛镍基形状记忆合金件。由于钛镍基形状记忆合金具备优良的可回复变形量以及可塑性特性，具有优良的可逆恢复应变和提供足够大的恢复力。

工作状态时，所述过温过电流保护电路提供可复位的过电流保护功能，而且能够利用正温度系数热敏电阻PTC7的低电阻特性来防止双程记忆合金件2在大电流条件下产生电弧，同时还能加热双程记忆合金件2，使其保持在打开锁定状态。同时，由于钛镍基形状记忆合金能够提供足够大的恢复力，在强震动工作工况下的耐冲击性能优良。

本实施例的双程记忆合金件2设有低温相形状呈向下弯曲的一端部，另一端部与所述搭接部分的一端铆接，所述搭接部分包括导电弹簧片与设于所述导电弹簧片另一端的银触点。在正常工作条件下时，双程记忆合金件2的一端部为低温相形状，呈向下弯曲；在电路中出现瞬间大电流状况时，正温度系数热敏电阻PTC7加热双程记忆合金件2恢复高温相形状进行抬升银触点，使电路开路。动作灵敏。

本实施例的支撑部分包括长条片状的正极导电连接片4以及负极导电连接片5组成，所述正极导电连接片4以及负极导电连接片5均一端部贯穿所述保护壳体1的相对两侧壁向外伸出，正极导电连接片4的一端部位置竖直向上延伸有竖直段，连接所述竖直段设有呈水平延伸的触点段41；所述负极导电连接片5的中部51弯曲向上，另一端为安装部52，所述安装部52朝向所述触点段41方向水平延伸，设有供所述正温度系数热敏电阻PTC7对应连接的连接面，正温度系数热敏电阻PTC7设于所述连接面并与所述导电弹簧片和双程记忆合金件构成导电以及导热连接。

工作过程中，当电路因故障而出现过电流时，正温度系数热敏电阻PTC7由于发热功率增加导致温度上升，当温度超过预设温度时，电阻瞬间会剧增,回路中的电流迅速减小到安全值。正温度系数热敏电阻PTC7动作后，电路中电流有了大幅度的降低。同时，由于正温度系数热敏电阻PTC7加热双程记忆合金件2恢复高温相形状进行抬升银触点，使电路开路，因而可同时起到过温保护和过流保护两种作用，特别适用于锂离子二次电池的过流及过温保护。

实施例二

本实用新型的实施例二提出了一种用于锂离子二次电池过温过流保护的SMA保护器，包括实施例一中所示的用于锂离子二次电池过温过流保护的SMA保护器。

区别点在于，所述双程记忆合金件2为Cu基形状记忆合金或Fe基合金。Cu基形状记忆合金和Fe基合金均具备加工较为容易以及低成本优势。当双程记忆合金件2为Fe基合金时，除了加工容易之外，还具备优良的耐腐蚀特性，并且较Cu基形状记忆合金还低廉的总体拥有成本。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列应用，其完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限定特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (5)

1.一种用于锂离子二次电池过温过流保护的SMA保护器，其特征在于，包括:

机械开关部分,机械开关部分包括保护壳体、设于保护壳体内并设有向保护壳外引出部分的支撑部分、活动设于支撑部分构成导电连接的搭接部分、以及用于带动搭接部分的一端部脱离或抵触支撑部分的SMA合金件，所述SMA合金件与搭接部分相连接，所述支撑部分用于与外界电路连接导通；

正温度系数热敏电阻（PTC），所述正温度系数热敏电阻（PTC）并接机械开关部分组成过温过电流保护电路，正温度系数热敏电阻（PTC）置于所述保护壳体内。

2.根据权利要求1所述的用于锂离子二次电池过温过流保护的SMA保护器，其特征在于，所述SMA合金件为长条片状的双程记忆合金件，所述双程记忆合金件为钛镍基形状记忆合金件。

3.根据权利要求2所述的用于锂离子二次电池过温过流保护的SMA保护器，其特征在于，所述双程记忆合金件为Cu基形状记忆合金或Fe基合金。

4.根据权利要求3所述的用于锂离子二次电池过温过流保护的SMA保护器，其特征在于，所述双程记忆合金件设有低温相形状呈向下弯曲的一端部，另一端部与所述搭接部分的一端铆接，所述搭接部分包括导电弹簧片与设于所述导电弹簧片另一端的银触点。

5.根据权利要求4所述的用于锂离子二次电池过温过流保护的SMA保护器，其特征在于，所述支撑部分包括长条片状的正极导电连接片以及负极导电连接片，所述正极导电连接片以及负极导电连接片均一端部贯穿所述保护壳体的相对两侧壁向外伸出，正极导电连接片的一端部位置竖直向上延伸有竖直段，连接所述竖直段设有呈水平延伸的触点段；

所述负极导电连接片的中部弯曲向上，另一端为安装部，所述安装部朝向所述触点段方向水平延伸，设有供所述正温度系数热敏电阻（PTC）对应连接的连接面，正温度系数热敏电阻（PTC）设于所述连接面并与所述导电弹簧片和双程记忆合金件构成导电以及导热连接。