CN207818724U - 电流中断装置及其翻转件、电池盖板组件、单体电池、电池模组、动力电池及电动汽车 - Google Patents

Abstract

本公开公开了一种电流中断装置及其翻转件、电池盖板组件、单体电池、电池模组、动力电池及电动汽车。该翻转件用于与刻痕件相互电连接，并且所述翻转件能够在气压作用下动作以通过拉断所述刻痕件上的刻痕而与所述刻痕件断开电连接，其中，所述翻转件上形成有用于与所述刻痕件电连接的第一连接区和用于与电池的电极外端子电连接的第二连接区，所述翻转件上还形成有变形缓冲区，所述变形缓冲区设置在所述第一连接区和所述第二连接区之间，并且围绕所述第一连接区设置。由于翻转件上具有变形缓冲区，在收到外力冲击时能够缓冲对第一连接区的冲击，从而避免第一连接区处以及刻痕件上刻痕的意外断裂，可靠性高。

Description

电流中断装置及其翻转件、电池盖板组件、单体电池、电池模 组、动力电池及电动汽车

技术领域

本公开涉及电池领域，具体地，涉及一种电流中断装置及其翻转件、使用该电流中断装置的电池盖板组件，使用该电池盖板组件的单体电池，使用该单体电池的电池模组，使用该电池模组的动力电池和使用该动力电池的车辆。

背景技术

电池作为储能单元在各行各业均有重要作用，例如动力电池广泛用于新能源汽车等领域，其中动力电池的电池包内可以具有由多个单体电池相互串联或并联成电池模组以实现充放电的工作。其中，动力电池在充放电过程中，通常通过BMS(电池管理系统)监控电压和电流的变化计算荷电态。如果电压采样出现问题，就可能导致电池过充，特别是对于三元体系来说，如过充达到一定程度更会出现电池燃烧爆炸的危险。

现有的技术方案：对电池的电压和电流的监测，通过电流积分法和开路电压法计算电池电量，并以此控制电池的充放管理。但是也存在不足，例如电池电压采样或者电流采样失效，或者软件失效，导致电池长时间充电得不到控制，特别是在充电桩充电的情况下，充电桩与电池管理器通讯失效时，过充无法控制，电池过充到一定程度，会引起电池鼓涨甚至爆炸起火。

因此，提供一种能够自身能够强制断开的电流中断技术具有积极意义。

实用新型内容

本公开的目的是提供一种电流中断装置及其翻转件、使用该电流中断装 置的电池盖板组件，使用该电池盖板组件的单体电池，使用该单体电池的电池模组，使用该电池模组的动力电池和使用该动力电池的车辆。

为了实现上述目的，本公开提供一种电流中断装置的翻转件，该翻转件用于与刻痕件相互电连接，并且所述翻转件能够在气压作用下动作以通过拉断所述刻痕件上的刻痕而与所述刻痕件断开电连接，其中，所述翻转件上形成有用于与所述刻痕件电连接的第一连接区和用于与电池的电极外端子电连接的第二连接区，所述翻转件上还形成有变形缓冲区，所述变形缓冲区设置在所述第一连接区和所述第二连接区之间，并且围绕所述第一连接区设置。

可选地，所述翻转件为形成锥型的片状结构，该锥型的小端形成为所述第一连接区，大端远离所述刻痕件形成为所述第二连接区。

可选地，所述变形缓冲区形成为围绕所述第一连接区的环形槽结构。

可选地，所述环形槽结构的径向截面为弧形或角型。

本公开还提供一种电流中断装置，包括刻痕件和翻转件，所述翻转件为本公开提供的所述的翻转件，所述翻转件通过所述第一连接区与所述刻痕件电连接。

可选地，所述刻痕件包括形成有所述刻痕的刻痕区、用于与翻转件相互电连接的第一焊接区以及用于与电极内端子电连接的第二焊接区，所述第二焊接区、所述刻痕区所述第一焊接区沿径向从外向内依次布置，并且从外向内形成为逐渐接近所述翻转件的台阶结构，所述刻痕围绕所述第一焊接区设置。

可选地，所述刻痕件上形成有从该刻痕区凸出的凸台，所述第一焊接区由所述凸台上表面形成并与所述刻痕区平行，并且该上表面的外周缘设置有环形焊点。

可选地，所述刻痕区的外周缘形成有与所述凸台反向凸出的环壁，所述 第二焊接区形成在所述环壁的外周缘并与所述刻痕区平行，所述第二焊接区的外周缘形成有环形焊点。

本公开还提供一种电池盖板组件，包括盖板、位于该盖板内侧的电极内端子和位于该盖板外侧的电极外端子，所述电极内端子和所述电极外端子通过电流中断装置电连接，所述电流中断装置为本公开提供的电流中断装置，所述电极外端子与所述翻转件电连接，所述刻痕件电连接在所述电极内端子上。

可选地，所述翻转件的外周缘下侧与所述盖板之间密封连接有支撑环，所述电极外端子的外周缘电连接在所述翻转件的外周缘上侧。

可选地，所述支撑环的内壁形成有支撑凸缘，所述翻转件和所述电极外端子的外周缘支撑在所述支撑凸缘的上表面。

本公开还提供一种单体电池，该单体电池包括外壳、容纳在外壳内的电芯、以及封装所述外壳的电池盖板组件，所述电池盖板组件为本公开提供的电池盖板组件，所述电极内端子与所述电芯电连接，并且所述翻转件与所述外壳的内部气体连通。

本公开还提供一种电池模组，该电池模组内设置有本公开提供的单体电池。

本公开还提供一种动力电池，包括包体和设置在该包体内的电池模组，所述电池模组为本公开体的电池模组。

本公开还提供一种电动汽车，该电动汽车设置有本公开提供的动力电池。

通过上述技术方案，由于翻转件上具有变形缓冲区，在收到外力冲击时能够缓冲对第一连接区的冲击，从而避免第一连接区处以及刻痕件上刻痕的意外断裂，可靠性高。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，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公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开示例性实施方式中电池模组的部分分解立体示意图；

图2是本公开第一示例性实施方式中电流中断装置的剖视图；

图3是本公开第二示例性实施方式中电流中断装置的剖视图；

图4是本公开基于第二示例性实施方式提供的一种刻痕件的立体结构示意图；

图5是本公开基于第一示例性实施方式提供的翻转件的立体结构示意图；

图6是基于本公开第一实施方式中电流中断装置的电池盖板组件的剖视示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是以相应附图的图面方向为基准定义的，“内、外”是指相应部件轮廓的内和外。

如图1至图6所示，本公开提供了一种电流中断装置及其刻痕件、翻转件、使用该电流中断装置的电池盖板组件，使用该电池盖板组件的单体电池，使用该单体电池的电池模组，使用该电池模组的动力电池和使用该动力电池 的车辆的技术方案。其中如图1所示，电流中断装置设置在电极外端子112和对应的电极内端子之间以用于切断电池内外的电路。其中，在单体电池中，多个单体电池通过串联或并联成电池模组，并可以置入电池包内而形成动力电池。此外，除动力电池领域外，本公开中提供的各种技术方案还可以广泛应用于其他的电池领域中。具体地，本公开通过两个实施方式介绍所涉及的电流中断装置。下面将结合附图对各个实施方式进行详细描述。

首先，如图1所示，本公开各实施方式中均提供一种电池模组，包括多个单体电池，其中，单体电池可以包括外壳111、容纳在外壳内的电芯、与该电芯电连接的电极内端子109以及封装外壳的盖板110，其中电极外端子112设置在盖板上，以用于通过各种电极引出件119完成电流的输入和输出。电流中断装置设置在电极外端子与电极内端子之间以可以控制电极端子的电流的输入和输出。即电流中断装置在单体电池中常规状态下为电芯导通的状态，此时电极端子可以正常进行电流的输入和输出，以完成单体电池的充放电工作，而在危险状态下，例如电池出现过充时，电流中断装置可以中断电极端子的电流输入和电流输出，从而避免电池出现过充等问题。因此，作为重要的安全措施，电流中断装置的可靠性至关重要，即需要电流中断装置可以快速响应。

在本公开中，各实施方式中的电流中断装置均为感应气压的机械结构，具体地，电流中断装置与单体电池的外壳内部气体连通并能够在气压下作用断开流经的电流。具体地可以通过断开内部的部件连接来中断电流的传递，从而及时切断电池的充放电。其中所利用的气压来源为：当例如电池出现过充等危险状态时，电池内部会产生气体继而使得外壳内部的气压升高，或者当电池在使用过程中出现异常导致电池温度升高而使得电池内部气压升高，从而产生驱动电流中断装置的气压动力。

以如图2至图3的所述的实施方式为例，该电流中断装置具有刻痕件101 和与该刻痕件101相连以相互电连接的翻转件102，并且翻转件102与刻痕件101能够在气压作用下断开电连接。在本公开的实施方式中，可以为将二者中至少一个的本身断开，例如通过在相应部件上加工出薄弱的刻痕来实现本身结构的断开，从而实现电连接的断开，具体地在刻痕件101上形成有刻痕104。即，在内部的气压作用下，通过翻转件102的翻转动作可以拉断刻痕104而实现二者电连接的断开，从而实现切断电流的传递的目的。

之所以采用这种方式，是考虑由于在例如动力电池的领域中，需要通过的电流较大，因此需要保证刻痕件201和翻转件202的焊接结构稳定，避免大电流熔断焊接结构。这样通过刻痕件101的刻痕104的设置，即在相应部分加工出强度小于其他区域的薄弱部，就可以完成刻痕件101和翻转件102的完全断开，刻痕通常为围绕刻痕件和翻转件的焊接区设置，以保证二者的完全断开。

下面结合图2和图3介绍本公开两种实施方式中的刻痕件101和翻转件102。

如图2和图3所示，本公开提供一种电流中断装置的刻痕件，该刻痕件101上包括形成有刻痕104的刻痕区105，用于与翻转件102相互电连接的第一焊接区103，以及用于与电极内端子电连接的第二焊接区107，翻转件102能够在气压作用下动作以通过拉断刻痕104而与刻痕件101断开电连接，其中，在本公开中，刻痕104围绕第一焊接区103并且与该第一焊接区103和/或第二焊接区107异面设置。即，刻痕104所在的平面和第一焊接区103和第二焊接区107中的至少一者不在一个平面，这样能够有效消除由翻转件101传递来的外力对刻痕件101上的刻痕104的机械冲击，并且还能够消除焊接区的焊接应力对刻痕104所在区域的热影响。从而提升本公开提供的电流中断装置的可靠性。而围绕第一焊接区103的刻痕104在电池内部气压的作用下可以断开，此时将整体断开翻转件102和刻痕件101的电连接而起到 电流中断的作用。

进一步地，如图3和图4所示，在第二实施方式中，刻痕104同时与第一焊接区103和第二焊接区107均异面设置，具体地，第二焊接区107、刻痕区105，第一焊接区103沿径向从外向内依次布置，并且从外向内形成为逐渐接近翻转件102的台阶结构，第二焊接区107也与刻痕区105异面，并且三者构成的台阶结构具有缓冲作用，能够避免两个焊接区的焊接应力对刻痕104的热影响，也能够缓冲从电极内端子方向传递来的外力，使得电流中断装置更加可靠。

具体地，在本公开的两个实施方式中，如图2或图3所示，刻痕件101包括从该刻痕区105凸出的凸台106，第一焊接区103形成在凸台106上，形成在刻痕区105上的刻痕104围绕凸台106设置。从而实现二者的所在区域的异面，更具体地，第一焊接区103由凸台106的上表面形成并与刻痕区105平行，并且该上表面的外周缘设置有环形焊点。对应地，翻转件102上的第一连接区115可以形成为容纳该凸台106的连接孔。从而通过环形焊点将凸台的外周缘和连接孔的内壁牢固焊接。其中凸台可以为圆柱状结构，也可以在圆柱状结构的轴向方向具有通孔结构；在其他实施方式中，还可以通过各种凸起或凹入的结构实现二者区域的异面设置。

进一步地，如图2所示，在第一实施方式中，为了和电池的电极内端子109电连接，通常电极内端子109的顶端设置容纳槽，为此，刻痕区105的外周缘形成有与凸台同向凸出的环壁108，环壁108的上边缘与凸台106的上边缘在高度方向上对齐，其中第二焊接区107形成在环壁108的外周缘并与凸台的上边缘在高度方向上对齐，即该环壁的外壁的上边缘用于与电池的电极内端子109电连接以形成第二焊接区，与电极内端子109的容纳槽的槽壁形状配合并且通过环形焊点进行焊接，并且在这种实施方式中，刻痕件101可以完全容纳进入电极内端子109的容纳槽中，结构稳固。即，第一实施方 式中，第一焊接区105和第二焊接区107共面，并同时和刻痕区105异面。

如图3所示，在第二实施方式中，电极内端子109上仍然设置容纳槽，而刻痕件101的凸台106则伸出该容纳槽，具体地，刻痕区105的外周缘形成有与凸台106反向凸出的环壁108，第二焊接区107形成在环壁108的外周缘并与刻痕区105平行，以使得刻痕件101形成为上述的台阶结构，其中第二焊接区107的外周缘形成有用于与电池的电极内端子109电连接的环形焊点，具体地，第二焊接区107的下表面可以放置于容纳槽的底壁上，而外周缘与容纳槽的侧壁通过环形焊点焊接，同样结构稳固。即，第二实施方式中，第一焊接区103，刻痕区105和第二焊接区107均异面设置。

其中在第二实施方式中，如图3所示，凸台的侧壁和环壁108分别与刻痕区105垂直，在其他实施方式还可以具有一定角度，例如形成Z字型台阶。此外，第一焊接区103、刻痕区105和第二焊接区107可以分别为环状结构，即第一焊接区103具有中心孔，在其他实施方式中，第一焊接区103也可以不具有中心孔。

上述介绍了两种实施方式中的刻痕件101，下面介绍两种实施方式中的翻转件102。

其中，如图2至图5所示，翻转件102上形成有用于与刻痕件101电连接的第一连接区115和用于与电池的电极外端子112电连接的第二连接区116，如图2和图5所示，此外翻转件102上还形成有变形缓冲区117，变形缓冲区117设置在第一连接区115和第二连接区116之间，并且围绕第一连接区115设置。其中变形缓冲区是指在外力作用下该区域可以先于翻转件102本身、第一连接区115、第二连接区116以及刻痕件101本身进行变形，从而缓冲该外力。继而减缓外力对于第一连接区115、以及刻痕件101上刻痕104的冲击，提升电流中断装置的可靠性。

其中，在本公开的两种实施方式中，翻转件102为形成锥型的片状结构， 该锥型的小端形成为第一连接区115，大端远离刻痕件101并形成为第二连接区116。该锥型结构可以将两个连接区异面设置，并且能够提供翻转件102受力向上翻转的空间，以拉断刻痕104。在其他可能的实施方式中，翻转件还可以为具有弹性的平面件等。

如图2和图5所示，本公开中的变形缓冲区117形成为围绕第一连接区115的环形槽结构。这样在外力作用下，通过环形槽的槽壁之间的相对运动能够实现变形缓冲的作用。在其他可能的实施方式中，变形缓冲区117还可以通过变形腔室等结构或弹性材料实现。

如图2和图5所示，在第一实施方式中，环形槽结构的径向截面为弧形，例如朝向电极外端子112凸出的半圆形。这样，从第二连接区116传动来的外力可以通过弧形的槽壁的变形来吸收，继而减少对第一连接区115和刻痕件101的冲击。在其他可能的实施方式中，环形槽的截面还可以角型，即截面具有两个呈角度的边，同样可以起到缓冲作用。

如图3所示，在第二实施方式中，在第二实施方式中刻痕件101的凸台106凸出于电极内端子的容纳槽。

如图2和图3所示，在本公开的两个实施方式中，为了保证能够被电池内部的气体作用，翻转件102的外周缘下侧与盖板110之间密封连接有支撑环113，电极外端子112的外周缘电连接在翻转件102的外周缘上侧，这样从电池内部产生的气体可以作用在翻转件102上而不会外泄。而为了能够使得翻转件102正常动作，电极外端子112形成为盖帽结构并且可以形成有通孔118，以用于在翻转件102动作时排出气体，从而避免在气压作用下反正翻转件动作。另外在盖板110带电和绝缘两种实施方式中，支撑环113可以选择绝缘材料或者导电材料支撑。通常地，支撑环113可以为陶瓷环以使得盖板110绝缘而不带电。具体地，支撑环113的内壁形成有支撑凸缘114，翻转件102和电极外端子112的外周缘支撑在支撑凸缘114的上表面，以保 证电流中断装置的稳定工作。

本公开提供的电流中断装置，包括上述的刻痕件101和上述的翻转件102，刻痕件101通过第一焊接区103与翻转件102相互电连接。

本公开提供的电池盖板组件，如图6所示，包括盖板110、位于该盖板110内侧的电极内端子109和位于该盖板110外侧的电极外端子112，电极内端子109和电极外端子112通过上述的电流中断装置电连接，电极外端子112与翻转件102电连接，刻痕件101电连接在电极内端子109上。

其中电极内端子和与电芯电连接的内引出件120焊接，具体地内引出件120上可以形成焊孔，电极内端子109形成为柱状结构并嵌入该焊孔中以与内引出件120焊接。其中为了避免盖板110带电，盖板110和内引出件120之间设置有盖板绝缘件122，电极内端子可以有间隙地穿过该盖板绝缘件以与刻痕件101焊接，另外为了保证密封性，支撑环113的下端焊接在盖板上，其中可以选用陶瓷作为材料，以保证电流中断装置和盖板110的绝缘，盖板上则形成有孔道，以便于电流中断装置的安装。另外为了保证电池内部的气体能够作用到翻转件102上，内引出件120上形成有气孔121，从而使得气体能够通过该气孔121作用到翻转件102上。

本公开提供的单体电池，包括外壳111、容纳在外壳内的电芯、以及封装外壳的上述的电池盖板组件，电极内端子109与电芯电连接，并且翻转件102与外壳的内部气体连通。

本公开提供的电池模组，该电池模组内设置有上述的单体电池。

本公开提供的动力电池，包括包体和设置在该包体内的上述的电池模组。

本公开提供的电动汽车，该电动汽车设置有上述的动力电池。

以上结合附图详细描述了本公开的五种实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开 的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (15)

1.一种电流中断装置的翻转件，该翻转件(102)用于与刻痕件(101)相互电连接，并且所述翻转件(102)能够在气压作用下动作以通过拉断所述刻痕件(101)上的刻痕(104)而与所述刻痕件(101)断开电连接，其中，所述翻转件(102)上形成有用于与所述刻痕件(101)电连接的第一连接区(115)和用于与电池的电极外端子(112)电连接的第二连接区(116)，其特征在于，所述翻转件(102)上还形成有变形缓冲区(117)，所述变形缓冲区(117)设置在所述第一连接区(115)和所述第二连接区(116)之间，并且围绕所述第一连接区(115)设置。

2.根据权利要求1所述的翻转件，其特征在于，所述翻转件(102)为形成锥型的片状结构，该锥型的小端形成为所述第一连接区(115)，大端远离所述刻痕件形成为所述第二连接区(116)。

3.根据权利要求1或2所述的翻转件，其特征在于，所述变形缓冲区(117)形成为围绕所述第一连接区(115)的环形槽结构。

4.根据权利要求3所述的翻转件，其特征在于，所述环形槽结构的径向截面为弧形或角型。

5.一种电流中断装置，包括刻痕件(101)和翻转件(102)，其特征在于，所述翻转件(102)为根据权利要求1-4中任意一项所述的翻转件(102)，所述翻转件(102)通过所述第一连接区(115)与所述刻痕件(101)电连接。

6.根据权利要求5所述的电流中断装置，其特征在于，所述刻痕件(101) 包括形成有所述刻痕(104)的刻痕区(105)、用于与翻转件(102)相互电连接的第一焊接区(103)以及用于与电极内端子(109)电连接的第二焊接区(107)，所述第二焊接区(107)、所述刻痕区(105)、所述第一焊接区(103)沿径向从外向内依次布置，并且从外向内形成为逐渐接近所述翻转件(102)的台阶结构，所述刻痕(104)围绕所述第一焊接区(103)设置。

7.根据权利要求6所述的电流中断装置，其特征在于，所述刻痕件(101)上形成有从该刻痕区(105)凸出的凸台(106)，所述第一焊接区(103)由所述凸台(106)上表面形成并与所述刻痕区平行，并且该上表面的外周缘设置有环形焊点。

8.根据权利要求7所述的电流中断装置，其特征在于，所述刻痕区(105)的外周缘形成有与所述凸台反向凸出的环壁(108)，所述第二焊接区(107)形成在所述环壁(108)的外周缘并与所述刻痕区(105)平行，所述第二焊接区(107)的外周缘形成有环形焊点。

9.一种电池盖板组件，包括盖板(110)、位于该盖板(110)内侧的电极内端子(109)和位于该盖板(110)外侧的电极外端子(112)，所述电极内端子(109)和所述电极外端子(112)通过电流中断装置电连接，其特征在于，所述电流中断装置为根据权利要求5-8中任意一项所述的电流中断装置，所述电极外端子(112)与所述翻转件(102)电连接，所述刻痕件(101)电连接在所述电极内端子(109)上。

10.根据权利要求9所述的电池盖板组件，其特征在于，所述翻转件(102)的外周缘下侧与所述盖板(110)之间密封连接有支撑环(113)，所述电极 外端子(112)的外周缘电连接在所述翻转件(102)的外周缘上侧。

11.根据权利要求10所述的电池盖板组件，其特征在于，所述支撑环(113)的内壁形成有支撑凸缘(114)，所述翻转件(102)和所述电极外端子(112)的外周缘支撑在所述支撑凸缘(114)的上表面。

12.一种单体电池，该单体电池包括外壳(111)、容纳在外壳内的电芯、以及封装所述外壳的电池盖板组件，其特征在于，所述电池盖板组件为根据权利要求9-11中任意一项所述的电池盖板组件，所述电极内端子(109)与所述电芯电连接，并且所述翻转件(102)与所述外壳的内部气体连通。

13.一种电池模组，其特征在于，该电池模组内设置有根据权利要求12所述的单体电池。

14.一种动力电池，包括包体和设置在该包体内的电池模组，其特征在于，所述电池模组为根据权利要求13所述的电池模组。

15.一种电动汽车，其特征在于，该电动汽车设置有根据权利要求14所述的动力电池。