CN220873516U - 一种受控热断保护器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种受控热断保护器，包括壳体、可熔合金、加热片、助熔断剂、两个主回路电极和一个控制回路电极；两主回路电极在壳体内腔内相对间隔设置，并和可熔合金、加热片层叠设置并焊接在一起，形成主回路；当可熔合金熔断时，主回路断开；加热片包括第一电极和第二电极，第一电极和控制回路电极电连接；第二电极通过可熔合金和主回路电连接；本实用新型可在主回路过流时，同步断开主回路和控制回路，提升保护效果；采用可熔合金、加热片、电极片三者叠加组装，使热传递路径减少的同时，可提高加热片的加热效率。

Description

一种受控热断保护器

技术领域

本实用新型涉及锂电子电池热保护技术领域，尤其涉及一种受控热断保护器。

背景技术

受控热断保护器通常用于锂离子电池组作为二次保护，使其在遭受过流与过充风险时能够及时动作，有效减少锂离子电池因为过充、过放以及短路等故障导致的起火爆炸等情况，让电路与器件损坏控制在尽量小的区域。

受控热断保护器一般由可熔合金、加热片、电极片、外壳、助熔断剂、环氧树脂组成。在过流时，可熔合金会自行熔断，断开回路进行保护；在过压时，则需要通过加热片进行加热，将可熔合金熔断，断开回路进行保护。

现有的受控热断保护器主要规格都以60A规格以下为主，无法满足现有电动低速车的80A及以上载流需求。为满足载流需求，需要加大电极片和可熔合金的载流截面积；这同时也增加了对加热片加热功率和效率的要求及熔断空间要求，以保证可熔合金的可靠熔断。

因此，如何提升载流能力，并在不增加加热功率的前提下保证可熔合金的可靠熔断，是本产品持续演进的重要问题。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供了一种受控热断保护器，通过优化电极片、可熔合金和加热片的结构和装配来满足加热效率和熔断空间要求，提升产品的载流能力和分断能力。

技术方案如下：

一种受控热断保护器，包括壳体、可熔合金、加热片、助熔断剂、两个主回路电极和一个控制回路电极；

所述可熔合金紧贴于所述加热片的表面；

所述主回路电极包括保护端和引出端；两所述主回路电极的保护端为片状电极，在所述壳体内腔内相对间隔设置，分别和可熔合金的两端连接；

所述加热片包括第一加热电极和第二加热电极，所述第一加热电极和所述第二加热电极分设于所述加热片的两端，所述第一加热电极和所述可熔合金焊接在一起，形成电气连接；所述第二加热电极和所述控制回路电极连接，形成电气连接；

所述主回路电极和第一加热电极错开设置，当可熔合金熔断时，两主回路电极和第一加热电极三者之间的电气连接断开。

进一步的，所述可熔合金呈U型结构，所述U型结构的两翼和所述加热片的上下两面紧贴；其中一翼的部分和所述加热片的第一加热电极焊接连接；所述可熔合金与加热片贴合的部分涂覆有助熔断剂；所述主回路电极的保护端分别位于所述加热片的上下两侧，和所述U型结构的两翼紧贴并焊接连接。

进一步的，所述可熔合金呈U型结构，所述U型结构的两翼的端部紧贴在所述主回路电极的保护端上，其中一翼的部分紧贴于所述加热片上，和所述第一加热电极焊接连接，所述可熔合金与加热片贴合的部分涂覆有助熔断剂。

进一步的，所述加热片的第一加热电极和所述第二加热电极分设于所述加热片的上下两面。

进一步的，所述加热片的加热体贴近所述第一加热电极设置。

进一步的，所述加热片还设置有多个辅助电极，所述辅助电极和所述第一加热电极、所述第二加热电极无电气连接，所述辅助电极之间无电气连接；每个辅助电极最多和一个主回路电极焊接连接。

进一步的，所述壳体包括上盖和下盖，所述主回路电极被固定在所述上盖和下盖之间；所述上盖和下盖之间的固定方式包括：超声波焊接、环氧树脂、胶水粘接和卡口装配。

进一步的，所述上盖和所述下盖设置有定位所述主回路电极的销孔结构，所述主回路电极的中部设置有通孔，所述通孔用于和所述销孔结构配合，用于将所述主回路电极固定在所述壳体上。

进一步的，所述主回路电极的引出端为平板型或平板带孔型结构，从所述壳体的两侧引出。

进一步的，所述控制回路电极为电极片方式，所述上盖和所述下盖设置有定位所述控制回路电极的第二销孔结构，所述控制回路电极的中部设置有第二通孔，所述第二通孔和所述第二销孔结构配合，用于将所述控制回路电极固定在所述壳体上。

本实用新型实现了如下技术效果：

(1)可在过流或过压时，同步断开主回路和控制回路，提升保护效果。

(2)可熔合金、加热片、电极片三者叠加组装，使热传递路径减少的同时，可提高加热片的加热效率。

(3)可熔合金的U型结构设计为可熔合金熔断后提供收缩空间，提高了可熔合金熔断后的耐压能力(即分断能力)。

附图说明

图1是本实用新型的第一实施例的爆炸图；

图2是本实用新型的第一实施例的局部剖视图；

图3是主回路电极、可熔合金和加热片的层叠示意图。

图4是本实用新型的第二实施例的爆炸图；

图5是本实用新型的第二实施例的局部剖视图；

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图。这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

实施例1：

如图1到图3所示，本实施例给出了一种受控热断保护器，由壳体1、主回路电极2、3、控制回路电极7、可熔合金4、助熔断剂6、加热片5等组成。

在本实施例中，壳体1分为上盖11和下盖12两部分，主回路电极2、3和控制回路电极7是均采用电极片方式。

在本实施例中，可熔合金4紧贴于加热片5的表面(可熔合金4和加热片5之间还涂有锡膏等助焊剂，以方便焊接)。

在本实施例中，为方便说明，主回路电极2、3的两端分别定义为在壳体1外部的引出端22、32和在壳体1内部的保护端21、31。两主回路电极2、3的保护端21、31为片状电极，在壳体1的内腔中相对间隔设置，分别和可熔合金4的两端连接，形成主回路(在具体实施中，可熔合金4和保护端21、31之间还涂有锡膏等助焊剂，以方便焊接)。

在本实施例中，加热片5的表面设置有第一加热电极51和第二加热电极52，第一加热电极51、第二加热电极52设置于加热片5的两侧，辅助电极53设置于加热片5的中部。第一加热电极51和可熔合金4的接近中部的位置焊接在一起，形成电气连接；第二加热电极52则和控制回路电极7焊接连接，形成电气连接，控制回路电极7和外部的加热控制电路连接，形成控制回路。在具体操作中，可通过回流焊将主回路电极2、3、控制回路电极7、可熔合金4和加热片5焊接在一起。

在本实施例中，第一加热电极51和第二加热电极52分设于加热片5的上下两面。从而更利于放置主回路电极2、3，保证主回路电极2、3和第二加热电极52之间的电气绝缘强度。

在本实施例中，加热片5的表面还设置有辅助电极53。辅助电极53和第一加热电极51、第二加热电极52均无连接，各辅助电极53之间无电气连接，每个辅助电极53最多和主回路电极2、3中的一个焊接连接，从而可以将主回路电极2、3、可熔合金4和加热片5牢固地焊接在一起，形成一体结构，可极大增强产品结构强度。

在本实施例中，加热片5使用陶瓷作为基板材料，可作为主回路两电极片的绝缘材料，提高电气绝缘强度。

可熔合金4起到连接主回路/控制回路的作用。在本实施例中，可熔合金4弯折为U型结构，所述U型结构的两翼41、42的端部紧贴在所述主回路电极的保护端21、31上，其中一翼部分紧贴于加热片5上，和第一加热电极51焊接连接，可熔合金4与加热片5贴合的部分涂覆有助熔断剂6，以加速熔断。

在具体实施时，主回路电极2、3和第一加热电极51是错开设置的，当可熔合金4熔断时，会将主回路电极2、3和第一加热电极51三者之间的电气连接断开。在主回路过流时，可熔合金4熔断，可同时断开主回路和控制回路。在过压时，控制回路控制加热片5加热，作用于可熔合金4，使可熔合金4熔断。由于可熔合金紧贴于加热片5的上下两面，从而在回路出现异常时可以更好地熔断。

为更好的进行熔断控制，加热片5的加热体贴近第一加热电极51设置。

在具体实施时，受控热断保护器可设置成多种安装形式。

在本实施例中，主回路电极2、3的引出端设计成为平板型或平板带孔型等形状，可承受较大的拉拔力。上盖11与下盖12的固定可以采用超声波焊接进行固定、密封，也可使用环氧树脂、粘接胶水或卡口装配等进行固定。

对应的，在本实施例中，给出了一种电极固定结构，主回路电极2、3的中部和控制回路电极7的中部分别设置有定位孔23、33、71，通过这些定位孔和上盖11、下盖12的销孔结构(如下盖12上的销柱121)配合，将主回路电极2、3和控制回路电极7固定在壳体1上。

实施例2

如图4和图5所示，在本实施例中，与实施例1不同的是，可熔合金4、主回路电极2、3和加热片5的层叠顺序略有不同。可熔合金4可同样呈U型结构，U型结构的两翼和加热片5的上下两面紧贴；其中的一翼部分紧贴加热片5的第一加热电极51和所述可熔合金紧贴，可熔合金4与加热片5贴合的部分涂覆有助熔断剂6。主回路电极的保护端21、31分别位于加热片5的上下两侧，和U型结构的两翼紧贴。

综上所述，上述实施例中的受控热断保护器主要具有如下优点：

(1)可在过流或过压时，同步断开主回路和控制回路，提升保护效果。

(2)可熔合金、加热片、电极片三者叠加组装，使热传递路径减少的同时，可提高加热片的加热效率。

(3)可熔合金的U型结构设计为可熔合金熔断后提供收缩空间，提高了可熔合金熔断后的耐压能力(即分断能力)。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种受控热断保护器，其特征在于：包括壳体、可熔合金、加热片、助熔断剂、两个主回路电极和一个控制回路电极；

所述可熔合金紧贴于所述加热片的表面；

所述主回路电极包括保护端和引出端；两所述主回路电极的保护端为片状电极，在所述壳体内腔内相对间隔设置，分别和可熔合金的两端连接；

所述加热片包括第一加热电极和第二加热电极，所述第一加热电极和所述第二加热电极分设于所述加热片的两端，所述第一加热电极和所述可熔合金焊接在一起，形成电气连接；所述第二加热电极和所述控制回路电极连接，形成电气连接；

所述主回路电极和第一加热电极错开设置，当可熔合金熔断时，两主回路电极和第一加热电极三者之间的电气连接断开。

2.如权利要求1所述的受控热断保护器，其特征在于：所述可熔合金呈U型结构，所述U型结构的两翼和所述加热片的上下两面紧贴；其中一翼的部分和所述加热片的第一加热电极焊接连接；所述可熔合金与加热片贴合的部分涂覆有助熔断剂；所述主回路电极的保护端分别位于所述加热片的上下两侧，和所述U型结构的两翼紧贴并焊接连接。

3.如权利要求1所述的受控热断保护器，其特征在于：所述可熔合金呈U型结构，所述U型结构的两翼的端部紧贴在所述主回路电极的保护端上，其中一翼的部分紧贴于所述加热片上，和所述第一加热电极焊接连接，所述可熔合金与加热片贴合的部分涂覆有助熔断剂。

4.如权利要求1所述的受控热断保护器，其特征在于：所述加热片的第一加热电极和所述第二加热电极分设于所述加热片的上下两面。

5.如权利要求1所述的受控热断保护器，其特征在于：所述加热片的加热体贴近所述第一加热电极设置。

6.如权利要求1所述的受控热断保护器，其特征在于：所述加热片还设置有多个辅助电极，所述辅助电极和所述第一加热电极、所述第二加热电极无电气连接，所述辅助电极之间无电气连接；每个辅助电极最多和一个主回路电极焊接连接。

7.如权利要求1至6任一项所述的受控热断保护器，其特征在于：所述壳体包括上盖和下盖，所述主回路电极被固定在所述上盖和下盖之间；所述上盖和下盖之间的固定方式包括：超声波焊接、环氧树脂、胶水粘接和卡口装配。

8.如权利要求7所述的受控热断保护器，其特征在于：所述上盖和所述下盖设置有定位所述主回路电极的销孔结构，所述主回路电极的中部设置有通孔，所述通孔用于和所述销孔结构配合，用于将所述主回路电极固定在所述壳体上。

9.如权利要求7所述的受控热断保护器，其特征在于：所述主回路电极的引出端为平板型或平板带孔型结构，从所述壳体的两侧引出。

10.如权利要求7所述的受控热断保护器，其特征在于：所述控制回路电极为电极片方式，所述上盖和所述下盖设置有定位所述控制回路电极的第二销孔结构，所述控制回路电极的中部设置有第二通孔，所述第二通孔和所述第二销孔结构配合，用于将所述控制回路电极固定在所述壳体上。