電池的防過充裝置製造方法
2023-05-15 16:46:11 2
電池的防過充裝置製造方法
【專利摘要】本發明提供一種電池的防過充裝置，其包括連接於電池的保險絲以及安全電路，該安全電路與電池和保險絲並聯連接，且包括短路開關，該短路開關與電池膨脹的一側相鄰布置。該短路開關在正常狀態中斷開，並且在因電池的膨脹而擠壓開關時短路，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
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電池的防過充裝置，其切斷電動機驅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較長時間。
【背景技術】
[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動車輛中，已經開發出與安全裝置相關的各種技術。在安全裝置中，在電池過充電時高壓電池會膨脹的部分設置了物理開關，該開關防止電池的進一步充電並切斷電池與其它電路元件之間的連接。
[0003]然而，根據各相關技術的安全裝置的結構，由於電池膨脹時電路中斷，因此不能確保安全性且有可能發生誤操作。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生穩定性問題。
[0004]在【背景技術】部分中公開的上述信息僅僅用於增強對本發明背景的理解，因此可能包含不構成在本國中本領域普通技術人員公知的現有技術的信息。
【發明內容】
[0005]本發明的一個目的在於提供電池的防過充裝置，其切斷電動機驅動車輛的高壓電池的異常操作或過充電較長時間。
[0006]根據本發明的一方面，電池的防過充裝置可包括:連接於電池的保險絲；以及安全電路，其與電池和保險絲並聯連接，且包括短路開關，該短路開關與電池膨脹(swell)的一側相鄰布置，其中短路開關在正常狀態下(例如，在電池不膨脹時)斷開，並且在因電池的膨脹而擠壓開關時短路，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，保險絲可以介於串聯連接的電池組之間，並且安全電路可以與電池的兩端並聯連接。此外，在電池的防過充裝置中，在電池的最外側表面上形成有安裝空間，並且短路開關可被布置成在安裝空間內與電池的最外側表面相鄰。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並聯連接。
[0008]根據本發明的另一方面，電池的防過充裝置可以包括:連接於電池的保險絲和功率繼電器；安全電路，與電池和保險絲並聯連接，且包括短路開關，該短路開關與電池膨脹的一側相鄰布置；次級開關(secondary switch),比短路開關更靠近電池布置；以及控制部，其被配置成檢測次級開關的短路並關閉功率繼電器的關斷開關。
[0009]在電池的防過充裝置中，次級開關可被布置成比短路開關更靠近電池，次級開關可以首先在電池膨脹時通過電池的擠壓而短路，並且在電池持續膨脹時，短路開關短路。
[0010]在電池的防過充裝置中，功率繼電器的關斷開關可以設置在功率繼電器的接地線上。此外，在電池的防過充裝置中，在電池的最外側表面上可以形成有安裝空間，次級開關可以布置在安裝空間的大致中心部分，短路開關可被布置在安裝空間的側端，並且在電池膨脹時次級開關可以在短路開關之前短路。
[0011]此外，保險絲可以介於串聯連接的電池組之間，並且安全電路可以與電池的兩端並聯連接。功率繼電器可以與電池的兩端並聯連接。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]現在參考在附圖中示出的某些示範性實施方式來詳細描述本發明的上述和其它的特徵，僅僅以示例性的方式給出下文中的附圖，因此其不構成對本發明的限制，並且其中:
[0013]圖1是根據本發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是根據本發明另一個示例性實施例的電池的防過充裝置的示例圖。
[0015]應當理解的是，附圖不必按比例繪製，而是呈現出說明本發明基本原理的各種優選特徵的簡化表示。本文中所公開的本發明的特定設計特徵，包括例如特定尺寸、方向、位置和形狀，這些特徵將部分地由預期的特定應用和使用環境來確定。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，本文中所使用的術語「車輛」或「車輛的」或其它類似的術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隻、飛行器等等，並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]本文所用的術語僅用於描述特定實施例的目的，而並非旨在限制本發明。除非上下文明確指出，否則如本文中所使用的單數形式「一」、「一個」和「該」等意圖也包括複數形式。還應該理解的是，在本說明書中使用「包括」和/或「包含」等術語時，是意圖說明存在該特徵、整數、步驟、操作、元素和/或組件，而不排除一個或多個其它特徵、整數、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，術語「和/或」包括一個或多個相關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本發明一個示例性實施例的電池的防過充裝置。
[0019]圖1是根據本發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，用於電池的防過充裝置可包括:連接於電池100的保險絲400 ;以及安全電路L，其與電池100和保險絲400並聯連接，且包括短路開關300，短路開關300鄰接電池100膨脹的一側布置。具體地，短路開關300在正常狀態下可以斷開(例如在電池不膨脹時)，在由於電池100的膨脹而擠壓開關時可短路，從而形成具有電池100和保險絲400的閉合電路。
[0020]電池100可連接於用於充電的功率繼電器(PRA)200，單獨的安全電路L可並聯連接於電池100。此外，短路開關300可設置於安全電路L，當電池100膨脹時短路開關300短路，從而形成閉合電路並且切斷保險絲400，因此斷開電池100從而保護電池100免於過充電。
[0021 ] 出於此目的，保險絲400可介於串聯連接的電池組之間，且安全電路L可與電池100的兩端並聯連接。此外，短路開關300可布置在靠近電池100膨脹的一側，因此短路開關300可根據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的最外側表面上，並且短路開關300可被布置在安裝空間30內與電池100的最外側表面相鄰。因此，根據上述配置，儘管電池100的容量可能會增大，但是即使電池一側的相當小空間中的物理膨脹，也可被感測到。
[0023]根據本發明的示例性實施例，保持安全的方法可包括形成孔，該孔被設置在當電池過充電時高壓電池膨脹的部分；膨脹檢測開關，也就是能夠相繼檢測功率繼電器關斷開關功能和電源短路(短接)開關功能的開關，可被安裝在該孔中。
[0024]作為具體的操作原理，當電池膨脹時，功率繼電器關斷開關可被操作以防止電池的過充電。然而，當在車輛中發生異常的功率繼電器熔融時，過充電可導致電池繼續膨脹。接著電源短路開關可被操作從而切斷S/插頭保險絲，以防止電池過充電。此外，功率繼電器200可並聯連接到電池100的兩端。
[0025]圖2是根據本發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:連接於電池100的保險絲400和功率繼電器200 ;安全電路L，其並聯連接於電池100和保險絲400，且包括短路開關300，該短路開關300鄰接電池100膨脹的一側布置；次級開關700，比短路開關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700的短路並關閉功率繼電器200的關斷開關。
[0026]此外，由於次級開關700可被布置成比短路開關300更靠近電池，因此在電池發生膨脹時次級開關可因電池100擠壓而首先短路，當電池持續膨脹時，短路開關300可短路。另一方面，功率繼電器200的關斷開關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的最外側表面上，次級開關700可布置在安裝空間30的大致中心部分，短路開關300可布置在安裝空間30的一側端上。因此，在電池100膨脹時，次級開關700可在短路開關300之前發生短路。
[0028]此外，保險絲400可介於串聯連接的電池組之間，並且安全電路L可並聯連接於電池100的兩端。此外，功率繼電器200可並聯連接於電池100的兩端。也就是說，安裝空間30可形成在電池100的最外側表面上，次級開關700可布置在安裝空間30的大致中心部分，且短路開關300可布置在安裝空間30的側端上。因此，當電池100膨脹時，首先，由於電池100的膨脹部分S進入到安裝空間30中，次級開關700可短路，隨後，短路開關300可根據膨脹的增加而短路。
[0029]因此，當電池膨脹時，首先，控制單元500可基於次級開關700的短路而接收短路信號，並且功率繼電器200的關斷開關600可斷開，因此功率繼電器200本身可被關閉。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持續過充電且發生膨脹時，根據本發明的雙重安全裝置，短路開關300同樣可短路，因而，電池100的電流可流到經由短路開關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300短路時連接保險絲400和短路開關300，因而在保險絲400短路時，電池100的充電也不再可能了。
[0032]根據具有上述配置的電池的防過充裝置，膨脹檢測開關可安裝在利用電池模塊膨脹的孔部，基於膨脹程度，通過PRA關斷開關和電源短路開關相繼斷開，可以切斷保險絲，從而確保與過充電有關的安全性。電極中斷技術因其電池單元的容量增大而產生的設計，可能很難被應用到相關現有技術中，然而，根據本發明的示例性實施例，可以利用最小的空間要求來維護安全功能。
[0033]上面已經參考本發明的示例性實施方式對其進行了詳細描述。然而，本領域技術人員應該理解的是，在不偏離本發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，本發明的範圍被限定在所附的權利要求及其等價形式中。
【權利要求】
1.一種電池的防過充裝置，包括: 連接於電池的保險絲；以及 安全電路，與所述電池和所述保險絲並聯連接，且包括短路開關，所述短路開關與所述電池膨脹的一側相鄰布置， 其中所述短路開關在正常狀態下斷開，並且在因所述電池的膨脹而擠壓所述開關時短路，從而與所述電池和所述保險絲形成閉合電路。
2.如權利要求1所述的電池的防過充裝置，其中所述保險絲介於串聯連接的電池組之間，並且所述安全電路與所述電池的兩端並聯連接。
3.如權利要求2所述的電池的防過充裝置，其中在所述電池的最外側表面上形成有安裝空間，並且所述短路開關被布置成在所述安裝空間內與所述電池的最外側表面相鄰。
4.如權利要求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並聯連接。
5.一種電池的防過充裝置，包括: 連接於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並聯連接，且包括短路開關，所述短路開關與所述電池膨脹的一側相鄰布置； 次級開關，比所述短路開關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的短路並關閉所述功率繼電器的關斷開關。
6.如權利要求5所述的電池的防過充裝置，其中所述次級開關比所述短路開關更靠近所述電池布置，所述次級開關在所述電池膨脹時通過所述電池的擠壓而短路，並且在所述電池持續膨脹時，所述短路開關短路。
7.如權利要求5所述的電池的防過充裝置，其中所述功率繼電器的關斷開關布置在所述功率繼電器的接地線上。
8.如權利要求5所述的電池的防過充裝置，其中在所述電池的最外側表面上形成有安裝空間，所述次級開關布置在所述安裝空間的大致中心部分，所述短路開關布置在所述安裝空間的側端，並且在所述電池膨脹時所述次級開關在所述短路開關之前短路。
9.如權利要求5所述的電池的防過充裝置，其中所述保險絲介於串聯連接的電池組之間，並且所述安全電路與所述電池的兩端並聯連接。
10.如權利要求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並聯連接。
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: 連接於電池的保險絲；以及 安全電路，與所述電池和所述保險絲並聯連接，且包括短路開關，所述短路開關與所述電池膨脹的一側相鄰布置， 其中所述短路開關在正常狀態下斷開，並且在因所述電池的膨脹而擠壓所述開關時短路，從而與所述電池和所述保險絲形成閉合電路。
12.如權利要求11所述的車輛，其中所述保險絲介於串聯連接的電池組之間，並且所述安全電路與所述電池的兩端並聯連接。
13.如權利要求12所述的車輛，其中在所述電池的最外側表面上形成有安裝空間，並且所述短路開關被布置成在所述安裝空間內與所述電池的最外側表面相鄰。
14.如權利要求12所述的車輛，其中功率繼電器與所述電池的兩端並聯連接。
【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 優先權日:2013年6月28日
【發明者】林海圭, 徐正勳, 金錫亨, 全倫哲, 崔埈碩, 金垠京 申請人:現代自動車株式會社, 起亞自動車株式會社