電池的防過充裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種電池的防過充裝置，其包括連接于電池的保險絲以及安全電路，該安全電路與電池和保險絲并聯(lián)連接，且包括短路開關(guān)，該短路開關(guān)與電池膨脹的一側(cè)相鄰布置。該短路開關(guān)在正常狀態(tài)中斷開，并且在因電池的膨脹而擠壓開關(guān)時短路，從而與電池和保險絲形成閉合電路。
【專利說明】電池的防過充裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電池的防過充裝置，其切斷電動機驅(qū)動車輛的高壓電池的異常操作或者防止對電池過充電持續(xù)較長時間。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來，在諸如混合動力車、電動汽車或燃料電池車等的電動機驅(qū)動車輛中，已經(jīng)開發(fā)出與安全裝置相關(guān)的各種技術(shù)。在安全裝置中，在電池過充電時高壓電池會膨脹的部分設(shè)置了物理開關(guān)，該開關(guān)防止電池的進一步充電并切斷電池與其它電路元件之間的連接。
[0003]然而，根據(jù)各相關(guān)技術(shù)的安全裝置的結(jié)構(gòu)，由于電池膨脹時電路中斷，因此不能確保安全性且有可能發(fā)生誤操作。此外，在安全裝置上安裝單獨的膨脹傳感器或壓力傳感器，也會增加傳感器的成本且會發(fā)生穩(wěn)定性問題。
[0004]在【背景技術(shù)】部分中公開的上述信息僅僅用于增強對本發(fā)明背景的理解，因此可能包含不構(gòu)成在本國中本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的一個目的在于提供電池的防過充裝置，其切斷電動機驅(qū)動車輛的高壓電池的異常操作或過充電較長時間。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一方面，電池的防過充裝置可包括:連接于電池的保險絲；以及安全電路，其與電池和保險絲并聯(lián)連接，且包括短路開關(guān)，該短路開關(guān)與電池膨脹(swell)的一側(cè)相鄰布置，其中短路開關(guān)在正常狀態(tài)下(例如，在電池不膨脹時)斷開，并且在因電池的膨脹而擠壓開關(guān)時短路，從而與電池和保險絲形成閉合電路。
[0007]在電池的防過充裝置中，保險絲可以介于串聯(lián)連接的電池組之間，并且安全電路可以與電池的兩端并聯(lián)連接。此外，在電池的防過充裝置中，在電池的最外側(cè)表面上形成有安裝空間，并且短路開關(guān)可被布置成在安裝空間內(nèi)與電池的最外側(cè)表面相鄰。此外，在電池的防過充裝置中，功率繼電器可以與電池的兩端并聯(lián)連接。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，電池的防過充裝置可以包括:連接于電池的保險絲和功率繼電器；安全電路，與電池和保險絲并聯(lián)連接，且包括短路開關(guān)，該短路開關(guān)與電池膨脹的一側(cè)相鄰布置；次級開關(guān)(secondary switch),比短路開關(guān)更靠近電池布置；以及控制部，其被配置成檢測次級開關(guān)的短路并關(guān)閉功率繼電器的關(guān)斷開關(guān)。
[0009]在電池的防過充裝置中，次級開關(guān)可被布置成比短路開關(guān)更靠近電池，次級開關(guān)可以首先在電池膨脹時通過電池的擠壓而短路，并且在電池持續(xù)膨脹時，短路開關(guān)短路。
[0010]在電池的防過充裝置中，功率繼電器的關(guān)斷開關(guān)可以設(shè)置在功率繼電器的接地線上。此外，在電池的防過充裝置中，在電池的最外側(cè)表面上可以形成有安裝空間，次級開關(guān)可以布置在安裝空間的大致中心部分，短路開關(guān)可被布置在安裝空間的側(cè)端，并且在電池膨脹時次級開關(guān)可以在短路開關(guān)之前短路。
[0011]此外，保險絲可以介于串聯(lián)連接的電池組之間，并且安全電路可以與電池的兩端并聯(lián)連接。功率繼電器可以與電池的兩端并聯(lián)連接。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]現(xiàn)在參考在附圖中示出的某些示范性實施方式來詳細描述本發(fā)明的上述和其它的特征，僅僅以示例性的方式給出下文中的附圖，因此其不構(gòu)成對本發(fā)明的限制，并且其中:
[0013]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個示例性實施例的電池的防過充裝置的示例圖；以及
[0014]圖2是根據(jù)本發(fā)明另一個示例性實施例的電池的防過充裝置的示例圖。
[0015]應(yīng)當理解的是，附圖不必按比例繪制，而是呈現(xiàn)出說明本發(fā)明基本原理的各種優(yōu)選特征的簡化表示。本文中所公開的本發(fā)明的特定設(shè)計特征，包括例如特定尺寸、方向、位置和形狀，這些特征將部分地由預(yù)期的特定應(yīng)用和使用環(huán)境來確定。在附圖中，在全部的幾張圖中，附圖標記始終指代本發(fā)明的相同或等同部件。

【具體實施方式】
[0016]可以理解的是，本文中所使用的術(shù)語“車輛”或“車輛的”或其它類似的術(shù)語包括一般而言的機動車輛，比如包含運動型多用途車輛(SUV)、公共汽車、貨車，各種商用車輛的客車、包含各種輪船和艦船的船只、飛行器等等，并且包括混合動力車輛、電動汽車、混合動力電動汽車、氫動力汽車和其它替代燃料汽車(例如，從除了石油以外的資源中取得的燃料)。如在本文中所引用的，混合動力車輛是具有兩種或多種動力來源的車輛，例如汽油動力車輛和電動動力車輛二者。
[0017]本文所用的術(shù)語僅用于描述特定實施例的目的，而并非旨在限制本發(fā)明。除非上下文明確指出，否則如本文中所使用的單數(shù)形式“一”、“一個”和“該”等意圖也包括復(fù)數(shù)形式。還應(yīng)該理解的是，在本說明書中使用“包括”和/或“包含”等術(shù)語時，是意圖說明存在該特征、整數(shù)、步驟、操作、元素和/或組件，而不排除一個或多個其它特征、整數(shù)、步驟、操作、元素、組件、和/或其組合的存在或增加。如本文中所使用的，術(shù)語“和/或”包括一個或多個相關(guān)列出項目的任何和所有組合。
[0018]在下文中，將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明一個示例性實施例的電池的防過充裝置。
[0019]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個示例性實施例的電池的防過充裝置的示例圖。如圖1所示，用于電池的防過充裝置可包括:連接于電池100的保險絲400 ;以及安全電路L，其與電池100和保險絲400并聯(lián)連接，且包括短路開關(guān)300，短路開關(guān)300鄰接電池100膨脹的一側(cè)布置。具體地，短路開關(guān)300在正常狀態(tài)下可以斷開(例如在電池不膨脹時)，在由于電池100的膨脹而擠壓開關(guān)時可短路，從而形成具有電池100和保險絲400的閉合電路。
[0020]電池100可連接于用于充電的功率繼電器(PRA)200，單獨的安全電路L可并聯(lián)連接于電池100。此外，短路開關(guān)300可設(shè)置于安全電路L，當電池100膨脹時短路開關(guān)300短路，從而形成閉合電路并且切斷保險絲400，因此斷開電池100從而保護電池100免于過充電。
[0021 ] 出于此目的，保險絲400可介于串聯(lián)連接的電池組之間，且安全電路L可與電池100的兩端并聯(lián)連接。此外，短路開關(guān)300可布置在靠近電池100膨脹的一側(cè)，因此短路開關(guān)300可根據(jù)電池的膨脹而物理地連接。
[0022]另一方面，安裝空間30可形成在電池100的最外側(cè)表面上，并且短路開關(guān)300可被布置在安裝空間30內(nèi)與電池100的最外側(cè)表面相鄰。因此，根據(jù)上述配置，盡管電池100的容量可能會增大，但是即使電池一側(cè)的相當小空間中的物理膨脹，也可被感測到。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，保持安全的方法可包括形成孔，該孔被設(shè)置在當電池過充電時高壓電池膨脹的部分；膨脹檢測開關(guān)，也就是能夠相繼檢測功率繼電器關(guān)斷開關(guān)功能和電源短路(短接)開關(guān)功能的開關(guān)，可被安裝在該孔中。
[0024]作為具體的操作原理，當電池膨脹時，功率繼電器關(guān)斷開關(guān)可被操作以防止電池的過充電。然而，當在車輛中發(fā)生異常的功率繼電器熔融時，過充電可導(dǎo)致電池繼續(xù)膨脹。接著電源短路開關(guān)可被操作從而切斷S/插頭保險絲，以防止電池過充電。此外，功率繼電器200可并聯(lián)連接到電池100的兩端。
[0025]圖2是根據(jù)本發(fā)明另一示例性實施例的電池的防過充裝置的示例圖。電池的防過充裝置可包括:連接于電池100的保險絲400和功率繼電器200 ;安全電路L，其并聯(lián)連接于電池100和保險絲400，且包括短路開關(guān)300，該短路開關(guān)300鄰接電池100膨脹的一側(cè)布置；次級開關(guān)700，比短路開關(guān)300更靠近電池布置；以及控制單元500，其被配置成檢測次級開關(guān)700的短路并關(guān)閉功率繼電器200的關(guān)斷開關(guān)。
[0026]此外，由于次級開關(guān)700可被布置成比短路開關(guān)300更靠近電池，因此在電池發(fā)生膨脹時次級開關(guān)可因電池100擠壓而首先短路，當電池持續(xù)膨脹時，短路開關(guān)300可短路。另一方面，功率繼電器200的關(guān)斷開關(guān)600可布置在功率繼電器200的接地線上。
[0027]此外，安裝空間30可形成在電池100的最外側(cè)表面上，次級開關(guān)700可布置在安裝空間30的大致中心部分，短路開關(guān)300可布置在安裝空間30的一側(cè)端上。因此，在電池100膨脹時，次級開關(guān)700可在短路開關(guān)300之前發(fā)生短路。
[0028]此外，保險絲400可介于串聯(lián)連接的電池組之間，并且安全電路L可并聯(lián)連接于電池100的兩端。此外，功率繼電器200可并聯(lián)連接于電池100的兩端。也就是說，安裝空間30可形成在電池100的最外側(cè)表面上，次級開關(guān)700可布置在安裝空間30的大致中心部分，且短路開關(guān)300可布置在安裝空間30的側(cè)端上。因此，當電池100膨脹時，首先，由于電池100的膨脹部分S進入到安裝空間30中，次級開關(guān)700可短路，隨后，短路開關(guān)300可根據(jù)膨脹的增加而短路。
[0029]因此，當電池膨脹時，首先，控制單元500可基于次級開關(guān)700的短路而接收短路信號，并且功率繼電器200的關(guān)斷開關(guān)600可斷開，因此功率繼電器200本身可被關(guān)閉。因此，可以防止電流流動，從而防止電池100的過充電。
[0030]當電池100持續(xù)過充電且發(fā)生膨脹時，根據(jù)本發(fā)明的雙重安全裝置，短路開關(guān)300同樣可短路，因而，電池100的電流可流到經(jīng)由短路開關(guān)300連接的閉合電路中，而不通過功率繼電器200。因此，保險絲400可被切斷，連接電池100的安全電路L可不被斷開，從而對電池進行充電。
[0031]圖1中詳細示出上述處理。換句話說，如圖1所示，電池100組成安全電路L，該安全電路L在短路開關(guān)300短路時連接保險絲400和短路開關(guān)300，因而在保險絲400短路時，電池100的充電也不再可能了。
[0032]根據(jù)具有上述配置的電池的防過充裝置，膨脹檢測開關(guān)可安裝在利用電池模塊膨脹的孔部，基于膨脹程度，通過PRA關(guān)斷開關(guān)和電源短路開關(guān)相繼斷開，可以切斷保險絲，從而確保與過充電有關(guān)的安全性。電極中斷技術(shù)因其電池單元的容量增大而產(chǎn)生的設(shè)計，可能很難被應(yīng)用到相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)中，然而，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，可以利用最小的空間要求來維護安全功能。
[0033]上面已經(jīng)參考本發(fā)明的示例性實施方式對其進行了詳細描述。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，在不偏離本發(fā)明的原理和精神的情況下，還可以對這些實施方式進行修改，本發(fā)明的范圍被限定在所附的權(quán)利要求及其等價形式中。
【權(quán)利要求】
1.一種電池的防過充裝置，包括: 連接于電池的保險絲；以及 安全電路，與所述電池和所述保險絲并聯(lián)連接，且包括短路開關(guān)，所述短路開關(guān)與所述電池膨脹的一側(cè)相鄰布置， 其中所述短路開關(guān)在正常狀態(tài)下斷開，并且在因所述電池的膨脹而擠壓所述開關(guān)時短路，從而與所述電池和所述保險絲形成閉合電路。
2.如權(quán)利要求1所述的電池的防過充裝置，其中所述保險絲介于串聯(lián)連接的電池組之間，并且所述安全電路與所述電池的兩端并聯(lián)連接。
3.如權(quán)利要求2所述的電池的防過充裝置，其中在所述電池的最外側(cè)表面上形成有安裝空間，并且所述短路開關(guān)被布置成在所述安裝空間內(nèi)與所述電池的最外側(cè)表面相鄰。
4.如權(quán)利要求2所述的電池的防過充裝置，其中功率繼電器與所述電池的兩端并聯(lián)連接。
5.一種電池的防過充裝置，包括: 連接于電池的保險絲和功率繼電器； 安全電路，與所述電池和所述保險絲并聯(lián)連接，且包括短路開關(guān)，所述短路開關(guān)與所述電池膨脹的一側(cè)相鄰布置； 次級開關(guān)，比所述短路開關(guān)更靠近所述電池布置；以及 控制單元，被配置成檢測所述次級開關(guān)的短路并關(guān)閉所述功率繼電器的關(guān)斷開關(guān)。
6.如權(quán)利要求5所述的電池的防過充裝置，其中所述次級開關(guān)比所述短路開關(guān)更靠近所述電池布置，所述次級開關(guān)在所述電池膨脹時通過所述電池的擠壓而短路，并且在所述電池持續(xù)膨脹時，所述短路開關(guān)短路。
7.如權(quán)利要求5所述的電池的防過充裝置，其中所述功率繼電器的關(guān)斷開關(guān)布置在所述功率繼電器的接地線上。
8.如權(quán)利要求5所述的電池的防過充裝置，其中在所述電池的最外側(cè)表面上形成有安裝空間，所述次級開關(guān)布置在所述安裝空間的大致中心部分，所述短路開關(guān)布置在所述安裝空間的側(cè)端，并且在所述電池膨脹時所述次級開關(guān)在所述短路開關(guān)之前短路。
9.如權(quán)利要求5所述的電池的防過充裝置，其中所述保險絲介于串聯(lián)連接的電池組之間，并且所述安全電路與所述電池的兩端并聯(lián)連接。
10.如權(quán)利要求9所述的電池的防過充裝置，其中所述功率繼電器與所述電池的兩端并聯(lián)連接。
11.一種至少在HEV (混合動力電動車)模式和EV (電動車)模式下可運行的車輛，包括: 電動機，其被配置成至少在EV模式和HEV模式下向變速器提供動力； 發(fā)動機，其被配置成在HEV模式下向變速器提供動力；以及 電池，其具有防過充裝置，所述防過充裝置包括: 連接于電池的保險絲；以及 安全電路，與所述電池和所述保險絲并聯(lián)連接，且包括短路開關(guān)，所述短路開關(guān)與所述電池膨脹的一側(cè)相鄰布置， 其中所述短路開關(guān)在正常狀態(tài)下斷開，并且在因所述電池的膨脹而擠壓所述開關(guān)時短路，從而與所述電池和所述保險絲形成閉合電路。
12.如權(quán)利要求11所述的車輛，其中所述保險絲介于串聯(lián)連接的電池組之間，并且所述安全電路與所述電池的兩端并聯(lián)連接。
13.如權(quán)利要求12所述的車輛，其中在所述電池的最外側(cè)表面上形成有安裝空間，并且所述短路開關(guān)被布置成在所述安裝空間內(nèi)與所述電池的最外側(cè)表面相鄰。
14.如權(quán)利要求12所述的車輛，其中功率繼電器與所述電池的兩端并聯(lián)連接。
【文檔編號】H01M10/42GK104253258SQ201310454796
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2013年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月28日
【發(fā)明者】林海圭, 徐正勛, 金錫亨, 全倫哲, 崔埈碩, 金垠京 申請人:現(xiàn)代自動車株式會社, 起亞自動車株式會社