專利名稱：環(huán)境友好型車輛的單元電池保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于諸如電動(dòng)車或者混合動(dòng)カ車的環(huán)境友好型車輛的單元電池保護(hù)裝置(battery cell protection device),并且更具體地涉及這樣ー種環(huán)境友好型車輛的單元電池保護(hù)裝置，其能夠通過(guò)切斷單元電池的非正常高壓來(lái)防止損壞單元電池。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，配備有電池的環(huán)境友好型車輛(即，混合動(dòng)カ車和電動(dòng)車等)已經(jīng)成為大多數(shù)汽車制造商的重要市場(chǎng)。在這些環(huán)境友好型車輛中，電池的容量已經(jīng)逐漸增加，從而總體上提高汽車燃料效率和行駛性能。隨著電池容量的増加，用于確保防高壓的安全性的技
術(shù)已得到發(fā)展。汽車制造商和電池制造商已加強(qiáng)車輛的規(guī)格(specification)和這些車輛中的項(xiàng)目，以防止由于碰撞和/或電短路弓I起的爆炸。用于保護(hù)單元電池免受高壓的一種技術(shù)是采用被固定到多個(gè)單元包電極(cellpouch electrodes)中的姆一個(gè)上以檢測(cè)電壓的插座(receptacle)和能夠檢測(cè)電壓的連接器。電壓檢測(cè)連接器布置在與電池電極連接的線束(wiring harness)上。在該技術(shù)中，在単元模塊中的電壓檢測(cè)線因車輛碰撞或震動(dòng)而使覆層破壞而斷開(kāi)吋，BMS(電池管理系統(tǒng))診斷斷開(kāi)。然而，目前不可能完全防止單元電池爆炸。此外，在電動(dòng)車或者插入式電池中，因?yàn)殡姵厝萘看笥诂F(xiàn)有的混合動(dòng)カ車(HEV)，因此存在與爆炸相關(guān)的更大危險(xiǎn)。本發(fā)明背景技術(shù)中公開(kāi)的信息只是用于增強(qiáng)對(duì)本發(fā)明一般背景的理解，不應(yīng)被視為是該信息構(gòu)成本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的承認(rèn)或者任何形式的暗示。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明努力提供ー種用于環(huán)境友好型車輛的單元電池保護(hù)裝置，其能夠通過(guò)預(yù)防由于在電池組件(cell module)受到外部沖擊或者震動(dòng)時(shí)連接于單元電池的電線中發(fā)生短路而引燃爆炸，來(lái)確保人身安全。具體地，本發(fā)明ー個(gè)示例性實(shí)施方式提供一種環(huán)境友好型車輛的單元電池保護(hù)裝置，位于裝備由單元電池構(gòu)成的電池組和管理電池組的電カ的電池管理系統(tǒng)的車輛用的電池中。單元電池保護(hù)裝置包括線束，容納多條連接單元電池與電池管理系統(tǒng)的電線；和熔斷器，布置在線束的電線上并且通過(guò)非正常高壓切斷，其中該熔斷器的相反兩端被結(jié)合到電線。更具體地，線束可以包括多條分開(kāi)布置的高壓線；通過(guò)熔斷器與高壓線連接的導(dǎo)線(lead wire);和覆蓋并固定高壓線、導(dǎo)線和熔斷器的伸縮管。線束可以布置在電池組的下側(cè)以便能夠被更換。熔斷器的厚度可以為大約2. 3_ 2. 5_?？梢栽谌蹟嗥髦g布置有絕緣體。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)通過(guò)預(yù)防由于在電池組件受到外部沖擊或震動(dòng)時(shí)與單元電池連接的電線中發(fā)生短路而引燃的爆炸，從而確保人身安全。通過(guò)在此并入的附圖及后面具體實(shí)施方式
的詳細(xì)說(shuō)明，二者共同用于說(shuō)明本發(fā)明原理，本發(fā)明的方法和裝置的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)更加顯而易見(jiàn)。


圖I是根據(jù)本發(fā)明ー個(gè)示例性實(shí)施方式的環(huán)境友好型車輛的單元電池保護(hù)裝置的示意性放大圖；圖2是示意地示出圖I的線束的結(jié)構(gòu)的視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明ー個(gè)示例性實(shí)施方式的環(huán)境友好型車輛的單元電池保護(hù)裝置的電路圖；圖4是示出在圖3中發(fā)生短路時(shí)的視圖；圖5是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示例性實(shí)施方式的管式熔斷器的視圖；圖6是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示例性實(shí)施方式的片式熔斷器的視圖； 圖7是示出可以施加根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施方式的管式熔斷器和片式熔斷器的電池組的電壓檢測(cè)線路的立體圖；圖8是示出其中額外提供有PCB的根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施方式的單元電池保護(hù)裝置的變形實(shí)施例的視圖；圖9是圖8所示的A部的放大圖。應(yīng)當(dāng)理解的是，附圖不必按比例繪制，而是呈現(xiàn)出說(shuō)明本發(fā)明基本原理的各種優(yōu)選特征的簡(jiǎn)化表示。本文中所公開(kāi)的本發(fā)明的特定設(shè)計(jì)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(lái)確定。在附圖中，在全部的幾張圖中，附圖標(biāo)記始終指代本發(fā)明的相同或等同部件。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將詳細(xì)參考本發(fā)明的各種實(shí)施方式，其實(shí)施例在附圖中示出并且下面會(huì)進(jìn)行描述。當(dāng)結(jié)合示例性實(shí)施例描述本發(fā)明時(shí)，應(yīng)當(dāng)理解的是，本說(shuō)明書(shū)并不是意圖將本發(fā)明限制在這些示例性實(shí)施方式中。相反地，本發(fā)明意圖不僅覆蓋示例性實(shí)施方式，而且覆蓋各種替換例、變型例、等價(jià)物及其他實(shí)施例，這些可以包括在如權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的精神和范疇內(nèi)。應(yīng)該理解的是，本文中使用的術(shù)語(yǔ)“車輛”或“車輛的”或其它類似術(shù)語(yǔ)包括一般的機(jī)動(dòng)車輛，諸如包括運(yùn)動(dòng)型多功能車(SUV)、公共汽車、卡車、各種商用車輛在內(nèi)的客車，包括各種艇和船在內(nèi)的水運(yùn)工具、飛行器等，并且包括混合動(dòng)カ車、電動(dòng)車、插電式混合電動(dòng)車、氫動(dòng)カ車以及其它代用燃料車(例如從除石油以外的資源中取得的燃料)。如本文中所述，混合動(dòng)カ車是具有兩個(gè)或更多個(gè)動(dòng)カ源的車輛，例如既有汽油動(dòng)カ又有電動(dòng)カ的車輛。參考圖1-3，根據(jù)ー個(gè)示例性實(shí)施方式的環(huán)境友好型車輛的單元電池保護(hù)裝置可以包括熔斷器120，其通過(guò)斷開(kāi)或者切斷包含單元電池102的電池組100與用來(lái)管理電池組100的電カ的電池管理系統(tǒng)105之間帶有高壓的電流，從而保護(hù)單元電池。熔斷器120可被布置在置于連接單元電池102與電池管理系統(tǒng)105的線束110中的多條電線115中。與圖中所示不同，大約九條電線115可被放置在線束110中。熔斷器120為垂直設(shè)置的電線115提供電連接結(jié)構(gòu)，并且可以在產(chǎn)生并接收到非正常高壓時(shí)，通過(guò)“切斷”來(lái)斷開(kāi)流到単元電池102的電流。熔斷器120可以由能夠在非正常高壓下熔化并斷路的導(dǎo)線制成，并且在線束110的電線115中，可以通過(guò)在與電線115連接的相反兩端結(jié)合熔斷器120，將熔斷器120布置在裝置內(nèi)部。每條電線115可以布置一個(gè)或多個(gè)熔斷器120，并且可以在熔斷器之間布置絕緣體(未示出)?？商鎿Q地，熔斷器120可以由絕緣體(未示出)包覆，以便可以防止熔斷器120之間短路。在車輛電池的正常工作期間，在連接電池組100和電池管理系統(tǒng)105的線束110的任何部分發(fā)生短路時(shí)，都可產(chǎn)生能夠中斷或切斷每個(gè)熔斷器120的高壓。在因事故引起的沖擊或震動(dòng)時(shí)、在由于過(guò)載產(chǎn)生的熱量使電線115上的覆層略微剝落時(shí)、或者在過(guò)電壓迅速應(yīng)用到電池管理系統(tǒng)105上時(shí)，在電池組110與電池管理系統(tǒng)105之間可產(chǎn)生短路。圖2是示意地示出圖I的線束110的構(gòu)造的視圖。參考圖2，線束110可包括多條分開(kāi)布置的高壓線130 ；由熔斷器120連接到高壓線130的導(dǎo)線131 ;和覆蓋并固定高壓線 130、導(dǎo)線131和熔斷器120的伸縮管135。線束110的高壓線130可以具有可以從電池組100充分傳送電力的尺寸，而導(dǎo)線131和熔斷器120可以具有能夠耐受常用電壓的直徑和厚度。例如，熔斷器120可以為2. 3mm至2. 5mm厚。伸縮管135由這樣的材料構(gòu)成，該材料能夠因熱量而伸縮并且能夠固定并保護(hù)線束110中的高壓線130、導(dǎo)線131和熔斷器120，并且還能夠提供絕緣。參考圖1，線束110可以布置在電池組100的下側(cè)以便易于被更換，使得在由于連接器(未示出)作為插入模塊(module)放置在兩側(cè)而使熔斷器120中斷或者切斷的任何時(shí)候，線束110都可以被替換。圖3是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施方式的環(huán)境友好型車輛的單元電池保護(hù)裝置的電路圖。圖4是示出在圖3中發(fā)生短路時(shí)的視圖。參考圖1、3和4，電池組110與電池管理系統(tǒng)105之間的線束110中的任何電線115中都可能短路，并且高壓可施加到連接電線115的熔斷器120。一個(gè)或多個(gè)熔斷器120可以經(jīng)由高壓切斷/中斷，并且可以通過(guò)使電路圖中的電池100與電池管理系統(tǒng)105斷開(kāi)，來(lái)保護(hù)單元電池102的內(nèi)電路和電池管理系統(tǒng)105免受高壓。由于到線束110的電流斷開(kāi)了，因此能夠防止可能從線束110的電線115起火。圖5是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施方式的管式熔斷器的視圖。管式熔斷器120a可被布置并保護(hù)在與電池組連接的插座(receptacle)中。該管式熔斷器120a的兩側(cè)都設(shè)有電線121，其與插座(未示出)連接。圖6是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示例性實(shí)施方式的片式熔斷器120b的視圖。該片式熔斷器120b的兩側(cè)上都設(shè)有電極122，其與電池組連接，并且該熔斷器120b能夠內(nèi)部切斷或斷路。圖7是示出可以應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示例性實(shí)施方式的管式熔斷器和片式熔斷器的電池組的電壓檢測(cè)線路的立體圖?！癮”是電池組的電壓檢測(cè)端子，“b”是單元電池端子分接頭(tap)，“c”是電壓檢測(cè)連接器?！癲”是連接電池組的電源線，可以應(yīng)用管式熔斷器或者片式熔斷器?？商鎿Q地，如圖8所示，根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施方式的ー個(gè)變形實(shí)施例，具有熔斷器的PCB (印刷電路板)可以連接電池組100的ー側(cè)。如圖9所示，該P(yáng)CB 140可以包括母線144和用于連接襯底142與電池組100的電極的電壓檢測(cè)連接器146。上面已出于解釋和說(shuō)明的目的對(duì)本發(fā)明的具體的示例性實(shí)施方式進(jìn)行了描述。上述描述并不是意圖放大或者限定本發(fā)明于所公開(kāi)的精確形式，顯而易見(jiàn)地，根據(jù)以上教導(dǎo)還可以進(jìn)行多種改進(jìn)和變形。為了說(shuō)明本發(fā)明的某些原理及其實(shí)際應(yīng)用，而選出并描述了示例性實(shí)施方式，從而使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠做出并利用本發(fā)明的各個(gè)示例性實(shí)施方式，及其各種替換和變型。本 發(fā)明的保護(hù)范圍意圖由所附權(quán)利要求及其等價(jià)形式來(lái)限定。
權(quán)利要求
1.一種環(huán)境友好型車輛的單元電池保護(hù)裝置，位于裝備有由單元電池構(gòu)成的電池組和管理所述電池組的電力的電池管理系統(tǒng)的車輛用的電池中，所述單元電池保護(hù)裝置包含 線束，容納多條連接所述單元電池與所述電池管理系統(tǒng)的電線；和 多個(gè)熔斷器，布置在所述線束的所述電線內(nèi)，并且被配置成通過(guò)非正常高壓切斷， 其中每個(gè)熔斷器的相反兩端被結(jié)合到所述線束中的電線。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單元電池保護(hù)裝置，其中所述線束包括多條分開(kāi)布置的高壓線；通過(guò)所述熔斷器與所述高壓線連接的導(dǎo)線；和覆蓋并固定所述高壓線、所述導(dǎo)線和所述多個(gè)熔斷器的伸縮管。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單元電池保護(hù)裝置，其中所述線束布置在所述電池組的下側(cè)面板上以便能夠被更換。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單元電池保護(hù)裝置，其中所述熔斷器的厚度為2.3mm 2.5mmο
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單元電池保護(hù)裝置，其中在所述熔斷器之間布置有絕緣體。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單元電池保護(hù)裝置，其中所述熔斷器是管式熔斷器。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單元電池保護(hù)裝置，其中所述熔斷器是片式熔斷器。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單元電池保護(hù)裝置，還包括在所述電池組的一側(cè)與電池組相連接并且裝備有所述熔斷器的印刷電路板。
9.一種至少部分地利用電池電力運(yùn)行的車輛，包括 安裝在所述車輛的電池中的單元電池保護(hù)裝置，其中所述車輛裝備有由單元電池構(gòu)成的電池組和管理所述電池組的電力的電池管理系統(tǒng)，其中所述單元電池保護(hù)裝置包括線束，容納多條連接所述單元電池與所述電池管理系統(tǒng)的電線；和多個(gè)熔斷器，布置在所述線束的多條電線內(nèi)，其中每個(gè)熔斷器被配置成通過(guò)非正常高壓切斷，并且在所述熔斷器的兩端上被結(jié)合到所述線束中的多條電線中的一條電線。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的車輛，其中所述線束包括多條分開(kāi)布置的高壓線；通過(guò)所述熔斷器與所述高壓線連接的導(dǎo)線；和覆蓋并固定所述高壓線、所述導(dǎo)線和所述多個(gè)熔斷器的伸縮管。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的車輛，其中所述線束布置在所述電池組的下側(cè)面板上以便能夠被更換。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的車輛，其中所述熔斷器的厚度為2.3mm 2. 5mm。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的車輛，其中在所述熔斷器之間布置有絕緣體。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的車輛，其中所述熔斷器是管式熔斷器。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的車輛，其中所述熔斷器是片式熔斷器。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的車輛，還包括在所述電池組的一側(cè)與電池組相連接并且裝備有所述熔斷器的印刷電路板。
全文摘要
本發(fā)明提供一種環(huán)境友好型車輛的單元電池保護(hù)裝置，其具有由單元電池構(gòu)成的電池組和管理電池組的電力的電池管理系統(tǒng)。具體地，該單元電池保護(hù)裝置包括容納連接單元電池與電池管理系統(tǒng)的多條電線的線束；和布置在線束的電線上的熔斷器。這些熔斷器被配置成由非正常高壓切斷以便在外部沖擊或震動(dòng)施加到該單元模塊時(shí)，防止由于與單元電池連接的電線發(fā)生短路而引起爆炸，由此確保駕駛者和乘客的安全。
文檔編號(hào)H01M2/34GK102856525SQ20111034945
公開(kāi)日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2011年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月30日
發(fā)明者林海圭, 方俊鎬, 全倫哲, 樸辰豪, 金錫亨 申請(qǐng)人:現(xiàn)代自動(dòng)車株式會(huì)社, 起亞自動(dòng)車株式會(huì)社