本發(fā)明涉及電池安全技術(shù)，特別是涉及一種電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車中使用的可控?cái)嚅_的保險(xiǎn)裝置。

背景技術(shù)：

電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車都需要電池組作為儲(chǔ)能系統(tǒng)。隨著電池能量密度越來越大，電池自燃或爆炸的危險(xiǎn)性也逐漸升高，尤其是車輛發(fā)生碰撞或電池受到擠壓的時(shí)候。目前電池組大多采用電池單體先并聯(lián)、后串聯(lián)的成組方式。當(dāng)一個(gè)電池單體發(fā)生短路時(shí)，其并聯(lián)的其它電池單體也會(huì)發(fā)生連鎖短路。為了避免這種情況發(fā)生，有的廠家在每個(gè)電池單體的正負(fù)極都加裝了保險(xiǎn)絲，當(dāng)電池單體電流過大，則保險(xiǎn)絲發(fā)熱熔斷，從而切斷與其它電池的連接。

這種設(shè)計(jì)存在一定的弊端：

1.保險(xiǎn)絲發(fā)熱熔斷需要一定的時(shí)間，例如幾秒鐘，或者十幾秒鐘。這期間電池可能已經(jīng)發(fā)熱燃燒，為時(shí)已晚。

2.當(dāng)預(yù)判到危險(xiǎn)情況時(shí)，無法主動(dòng)切斷保險(xiǎn)絲。例如當(dāng)監(jiān)測(cè)到電池組溫度異常上升，或者監(jiān)測(cè)到煙霧或電池組進(jìn)水，以及車輛發(fā)生猛烈碰撞等情況時(shí)，電池可能面臨危險(xiǎn)。此時(shí)希望在電池未發(fā)生短路之前，就主動(dòng)切斷電池單體之間的連接，防患于未然，提高系統(tǒng)安全性。普通保險(xiǎn)絲無法達(dá)到這種目的。

3.保險(xiǎn)絲通常依靠電阻發(fā)熱熔斷，所以它的電阻比較大，正常工作時(shí)也會(huì)發(fā)熱消耗電能。當(dāng)幾十節(jié)甚至上百節(jié)電池單體串聯(lián)以后，這些保險(xiǎn)絲會(huì)導(dǎo)致電池組的電阻增加，降低電池組的工作效率，并發(fā)熱。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本發(fā)明提出一種可控?cái)嚅_保險(xiǎn)裝置，這種保險(xiǎn)裝置可以主動(dòng)控制斷開電池單體之間的連接。

所述可控?cái)嚅_保險(xiǎn)包括：殼體、可斷開導(dǎo)體、斷開執(zhí)行機(jī)構(gòu)、斷開觸發(fā)機(jī)構(gòu)。

優(yōu)選的，所述系統(tǒng)包括：殼體、可斷開導(dǎo)體、斷開執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

優(yōu)選的，還包括斷開觸發(fā)機(jī)構(gòu)，由斷開觸發(fā)機(jī)構(gòu)觸發(fā)斷開執(zhí)行機(jī)構(gòu)使可斷開導(dǎo)體斷開。

優(yōu)選的，可斷開導(dǎo)體與每個(gè)電池單體的連接導(dǎo)線串聯(lián)連接；或者可斷開導(dǎo)體屬于該連接導(dǎo)線的一部分。

優(yōu)選的，所述斷開執(zhí)行機(jī)構(gòu)為爆炸性氣體發(fā)生器，或化學(xué)腐蝕系統(tǒng)。

優(yōu)選的，該斷開執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有反應(yīng)室、泄壓室，以及導(dǎo)線切斷機(jī)構(gòu)。

導(dǎo)線切斷機(jī)構(gòu)可采用兩種方式，一是具備卸壓窗，卸壓窗與可斷開導(dǎo)體臨近，在卸壓窗打開始切斷可斷開導(dǎo)體；二是具有活塞和汽缸，可斷開導(dǎo)體穿過活塞和氣缸，在活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)將可斷開導(dǎo)體切斷

優(yōu)選的，化學(xué)腐蝕系統(tǒng)具有化學(xué)試劑室和反應(yīng)室。

優(yōu)選的，所述斷開觸發(fā)機(jī)構(gòu)可以是發(fā)熱電阻系統(tǒng)或者高壓電火花發(fā)生器。

優(yōu)選的，所述可斷開導(dǎo)體本身也可以是保險(xiǎn)絲。

一種可主動(dòng)斷開車輛中電池單體連接的方法，采用上述中的裝置主動(dòng)斷開可斷開導(dǎo)體與其它部件的連接。

利用所述可控?cái)嚅_保險(xiǎn)，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1.在必要的情況下，可以主動(dòng)控制切斷電池單體與電池組電路的連接，增加系統(tǒng)安全性，防患于未然。

2.可控?cái)嚅_保險(xiǎn)的導(dǎo)電材料可以選用電阻很低的導(dǎo)體，從而減少電池組的內(nèi)阻，增加電池的使用效率，節(jié)省電能，減少發(fā)熱。

附圖說明

上述僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，以下結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

圖1為現(xiàn)有的電池保險(xiǎn)絲連接示意圖；

圖2為本發(fā)明的可控?cái)嚅_保險(xiǎn)連接示意圖；

圖3為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例；

圖4為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例；

圖5為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例；

圖6為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例；

具體實(shí)施方式

在上述裝置中，殼體起到保護(hù)作用，防止斷開過程的結(jié)構(gòu)、液體或氣體發(fā)生泄露；可斷開導(dǎo)體與每個(gè)電池單體的連接導(dǎo)線串聯(lián)連接，導(dǎo)線用于可控?cái)嚅_保險(xiǎn)的線路連接；可斷開導(dǎo)體在電路正常工作時(shí)，起導(dǎo)電作用，當(dāng)斷開操作進(jìn)行時(shí)，可斷開導(dǎo)體發(fā)生斷裂，切斷電路連接；主動(dòng)斷開執(zhí)行機(jī)構(gòu)是迫使斷開導(dǎo)體切斷的機(jī)構(gòu)，可由斷開觸發(fā)機(jī)構(gòu)觸發(fā)。

優(yōu)選地，所述斷開執(zhí)行機(jī)構(gòu)為爆炸性氣體發(fā)生器，可控?cái)嚅_保險(xiǎn)具有反應(yīng)室、泄壓室，以及反應(yīng)室與泄壓室之間的泄壓窗。氣體發(fā)生材料放置于反應(yīng)室中，受到斷開觸發(fā)機(jī)構(gòu)觸發(fā)，發(fā)生爆炸性化學(xué)反應(yīng)，并瞬間產(chǎn)生大量氣體，沖破泄壓窗進(jìn)入泄壓室，泄壓窗打開的同時(shí)，利用爆炸力切斷斷開導(dǎo)體，實(shí)現(xiàn)電路切斷。

優(yōu)選地，所述斷開執(zhí)行機(jī)構(gòu)為爆炸性氣體發(fā)生器，可控?cái)嚅_保險(xiǎn)具有反應(yīng)室、泄壓室，氣缸以及活塞。氣體發(fā)生材料放置于反應(yīng)室中，受到斷開觸發(fā)機(jī)構(gòu)觸發(fā)，發(fā)生爆炸性化學(xué)反應(yīng)，并瞬間產(chǎn)生大量氣體，推動(dòng)活塞沿氣缸運(yùn)動(dòng)，同時(shí)切斷斷開導(dǎo)體，實(shí)現(xiàn)電路切斷。

優(yōu)選地，所述斷開執(zhí)行機(jī)構(gòu)為化學(xué)腐蝕系統(tǒng)?？煽?cái)嚅_保險(xiǎn)具有化學(xué)試劑室和反應(yīng)室?；瘜W(xué)試劑室中有腐蝕性材料，可以快速腐蝕掉斷開導(dǎo)體。在斷開觸發(fā)機(jī)構(gòu)的作用下，化學(xué)試劑室的腐蝕性材料進(jìn)入反應(yīng)室，并與暴露于反應(yīng)室中的斷開導(dǎo)體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而切斷導(dǎo)體。優(yōu)選反應(yīng)室外部包含一保護(hù)室，其中包含中和腐蝕性材料的物質(zhì)，以免溢出的腐蝕性材料腐蝕其他部件。

優(yōu)選地，一個(gè)可斷開保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)可切斷一根或多根導(dǎo)線。

優(yōu)選地，所述斷開觸發(fā)機(jī)構(gòu)可以是高壓電火花發(fā)生器，可產(chǎn)生電火花，觸發(fā)斷開執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作。

優(yōu)選地，所述斷開觸發(fā)機(jī)構(gòu)可以是發(fā)熱電阻系統(tǒng)，通過大電流可瞬間產(chǎn)生高溫，觸發(fā)斷開執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作。

圖1為電池組現(xiàn)有的連接方式，通常電池單體101先并聯(lián)，然后串聯(lián)，組成電池組。電池單體的正極和負(fù)極，與連接導(dǎo)線102之間都各有一段保險(xiǎn)絲103連接，當(dāng)一個(gè)電池單體發(fā)生短路時(shí)，電極上的保險(xiǎn)絲發(fā)熱斷開，防止殃及其它電池。

圖2為本發(fā)明的可控?cái)嚅_保險(xiǎn)裝置的連接示意圖。每個(gè)電池單體101的電極與導(dǎo)線102之間，串聯(lián)了一個(gè)可控?cái)嚅_保險(xiǎn)裝置201，并增加了控制線202?？刂凭€202可以控制觸發(fā)可控?cái)嚅_保險(xiǎn)裝置201的斷開。

圖3為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，可控?cái)嚅_保險(xiǎn)裝置包括導(dǎo)線301，用于與外部線路連接；可斷開導(dǎo)體302，連接了保險(xiǎn)兩端的導(dǎo)線301，電路正常工作時(shí)，起導(dǎo)電作用，在斷開操作時(shí)，被切斷；斷開觸發(fā)機(jī)構(gòu)303，用于觸發(fā)氣體發(fā)生材料爆炸；反應(yīng)室304，用于存儲(chǔ)氣體發(fā)生材料，觸發(fā)化學(xué)反應(yīng)后，氣體發(fā)生材料在此處發(fā)生反應(yīng)，并產(chǎn)生大量氣體；高壓氣體會(huì)沖破泄壓窗306這個(gè)薄弱結(jié)構(gòu)進(jìn)入泄壓室305，泄壓窗306打開的過程中，由沖擊力切斷可斷開導(dǎo)體302，從而切斷電路連接。殼體307起保護(hù)和防止泄露的作用。

圖4為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，可控?cái)嚅_保險(xiǎn)裝置包括導(dǎo)線301，用于與外部線路連接；可斷開導(dǎo)體302，連接了保險(xiǎn)兩端的導(dǎo)線301，并穿過氣缸308和活塞309。電路正常工作時(shí)，可斷開導(dǎo)體起導(dǎo)電作用，在斷開操作時(shí)，被切斷；斷開觸發(fā)機(jī)構(gòu)303，用于觸發(fā)氣體發(fā)生材料爆炸；反應(yīng)室304，用于存儲(chǔ)氣體發(fā)生材料，觸發(fā)化學(xué)反應(yīng)后，氣體發(fā)生材料在此處發(fā)生反應(yīng)，并產(chǎn)生大量氣體；高壓氣體推動(dòng)活塞309沿氣缸308運(yùn)動(dòng)，在這個(gè)過程中，活塞切斷可斷開導(dǎo)體302，從而切斷電路連接。殼體307起保護(hù)和防止泄露的作用。

圖5圖6為本發(fā)明的實(shí)施例，可控?cái)嚅_保險(xiǎn)包括導(dǎo)線401、可斷開導(dǎo)體402、斷開觸發(fā)機(jī)構(gòu)403、化學(xué)試劑室404、反應(yīng)室405和殼體406。當(dāng)斷開觸發(fā)機(jī)構(gòu)403產(chǎn)生斷開觸發(fā)操作時(shí)，化學(xué)試劑室404中的腐蝕性材料進(jìn)入反應(yīng)室405，并與暴露于反應(yīng)室405中的可斷開導(dǎo)體402發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并產(chǎn)生斷開，從而切斷電路連接。

雖然已參照示例性實(shí)施例說明了本發(fā)明，但應(yīng)理解，本發(fā)明不限于公開的示例性實(shí)施例。所附權(quán)利要求的范圍應(yīng)被賦予最寬的解釋以包含所有的修改以及等同的結(jié)構(gòu)和功能。