本實(shí)用新型屬于動(dòng)力電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種動(dòng)力電池頂蓋的安全保護(hù)結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

電動(dòng)汽車(chē)和儲(chǔ)能電站等一般需要使用具有大容量的動(dòng)力電池作為電源。這些動(dòng)力電池除了具有高容量，還應(yīng)當(dāng)具有良好的安全性及較長(zhǎng)的循環(huán)壽命等，才能達(dá)到使用的標(biāo)準(zhǔn)和滿足人們的需求。

現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)動(dòng)力電池過(guò)充時(shí)，動(dòng)力電池中的電解液的分解會(huì)使動(dòng)力電池內(nèi)部產(chǎn)生過(guò)量的熱造成電池起火；或者會(huì)使動(dòng)力電池內(nèi)部壓力增大導(dǎo)致電池爆炸。因此在動(dòng)力電池失控之前，需要借助于一個(gè)外短路結(jié)構(gòu)來(lái)切斷動(dòng)力電池的主回路中的保險(xiǎn)絲(Fuse)結(jié)構(gòu)，阻止動(dòng)力電池繼續(xù)充電。例如，在動(dòng)力電池過(guò)充的時(shí)候，當(dāng)動(dòng)力電池內(nèi)部產(chǎn)生一定氣壓，外短路結(jié)構(gòu)起作用，使動(dòng)力電池本身形成一個(gè)回路，使得Fuse熔斷，從而切斷主回路。該外短路結(jié)構(gòu)需要在一定氣壓下起作用，且過(guò)流能力比Fuse強(qiáng)，不能在大電流下先于Fuse熔斷。如圖1～2所示，現(xiàn)有技術(shù)中采用翻轉(zhuǎn)片1’來(lái)實(shí)現(xiàn)該外短路結(jié)構(gòu)的功能，該翻轉(zhuǎn)片1’采用一塊圓盤(pán)，并在該圓盤(pán)中央設(shè)置一個(gè)端面為平面的柱狀凸臺(tái)。正常使用的時(shí)候，翻轉(zhuǎn)片1’與動(dòng)力電池頂蓋上的負(fù)極柱2’是斷開(kāi)絕緣的。當(dāng)動(dòng)力電池過(guò)充并產(chǎn)生一定氣壓時(shí)，氣壓會(huì)推動(dòng)翻轉(zhuǎn)片1’動(dòng)作，使得翻轉(zhuǎn)片1中的柱狀凸臺(tái)與導(dǎo)電片3’連接，而導(dǎo)電片3’又與負(fù)極柱2’電連接，從而在動(dòng)力電池內(nèi)形成回路，使得Fuse熔斷，切斷主回路，保護(hù)了動(dòng)力電池。

但是，在動(dòng)力電池生產(chǎn)和使用過(guò)程中，由于柱狀凸臺(tái)本身的自重或加工等原因，容易使柱狀凸臺(tái)的水平端面發(fā)生形變，變成如圖2所示的周邊翹起中間凹陷的曲面，而翹起的周邊很容易與導(dǎo)電片發(fā)生接觸；這樣大大增加了在正常狀態(tài)下凸臺(tái)與導(dǎo)電片3’短接的風(fēng)險(xiǎn)，影響動(dòng)力電池的正常使用，使得動(dòng)力電池的安全品質(zhì)得不到有效保證。

有鑒于此，確有必要對(duì)現(xiàn)有的動(dòng)力電池頂蓋的安全保護(hù)結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步的改進(jìn)，有效提高動(dòng)力電池頂蓋的安全性能，保證動(dòng)力電池的安全品質(zhì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種動(dòng)力電池頂蓋的安全保護(hù)結(jié)構(gòu)，用于克服現(xiàn)有技術(shù)中由于翻轉(zhuǎn)片的周邊易翹起而影響電池安全性能，降低電池安全品質(zhì)的缺陷。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下解決方案：

一種動(dòng)力電池頂蓋的安全保護(hù)結(jié)構(gòu)，包括頂蓋片、負(fù)極柱、導(dǎo)電塊和安全翻轉(zhuǎn)片，所述導(dǎo)電塊設(shè)置于所述頂蓋片的上方并與所述負(fù)極柱電連接，所述負(fù)極柱與所述頂蓋片絕緣裝配，所述頂蓋片上設(shè)置有連接孔，所述安全翻轉(zhuǎn)片密封所述連接孔，所述安全翻轉(zhuǎn)片包括焊接部、凸臺(tái)以及設(shè)置于所述焊接部與所述凸臺(tái)之間的翻轉(zhuǎn)部，所述凸臺(tái)的端面為中部高周緣低的弧面結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)電塊設(shè)置有與所述凸臺(tái)的弧面結(jié)構(gòu)相配合的弧面凹槽；所述焊接部與所述頂蓋片電連接，所述凸臺(tái)與所述導(dǎo)電塊不接觸；當(dāng)動(dòng)力電池內(nèi)部壓力超過(guò)基準(zhǔn)壓力時(shí)，所述安全翻轉(zhuǎn)片向上翻轉(zhuǎn)，使得所述凸臺(tái)與所述導(dǎo)電塊電連接。

作為本實(shí)用新型動(dòng)力電池頂蓋的安全保護(hù)結(jié)構(gòu)的一種改進(jìn)，所述凸臺(tái)設(shè)置在所述翻轉(zhuǎn)部的中央位置，所述焊接部設(shè)置在所述翻轉(zhuǎn)部的外邊緣。

作為本實(shí)用新型動(dòng)力電池頂蓋的安全保護(hù)結(jié)構(gòu)的一種改進(jìn)，所述翻轉(zhuǎn)部為片狀環(huán)面結(jié)構(gòu)，其厚度為0.1～2mm，優(yōu)選為0.2～0.8mm。若厚度過(guò)薄，會(huì)大大降低安全翻轉(zhuǎn)片向上動(dòng)作的基準(zhǔn)壓力；反之，若厚度過(guò)厚，會(huì)明顯增加安全翻轉(zhuǎn)片向上動(dòng)作的基準(zhǔn)壓力。

作為本實(shí)用新型動(dòng)力電池頂蓋的安全保護(hù)結(jié)構(gòu)的一種改進(jìn)，所述安全翻轉(zhuǎn)片向上翻轉(zhuǎn)的基準(zhǔn)壓力為0.01～1.2Mpa，優(yōu)選為0.1～0.8Mpa?；鶞?zhǔn)壓力過(guò)大，起不到安全防護(hù)作用；基準(zhǔn)壓力過(guò)小，影響動(dòng)力電池的正常使用。

作為本實(shí)用新型動(dòng)力電池頂蓋的安全保護(hù)結(jié)構(gòu)的一種改進(jìn)，所述安全翻轉(zhuǎn)片的翻轉(zhuǎn)部與水平面形成的夾角α為6～60°，優(yōu)選為10～30°。其中α的具體取值可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)置，而不同的設(shè)置角度會(huì)影響安全翻轉(zhuǎn)片向上翻轉(zhuǎn)的基準(zhǔn)壓力。當(dāng)α值過(guò)小時(shí)，導(dǎo)致凸臺(tái)與導(dǎo)電塊的距離過(guò)近，這樣正常情況下安全翻轉(zhuǎn)片極易與導(dǎo)電塊發(fā)生誤接而使電池失效；當(dāng)α值過(guò)大時(shí)，使得安全翻轉(zhuǎn)片的重心降低，一定程度上增加了安全翻轉(zhuǎn)片向上動(dòng)作的阻力，這樣可能導(dǎo)致安全翻轉(zhuǎn)片向上動(dòng)作發(fā)生滯后，從而影響電池的安全防護(hù)性能。

作為本實(shí)用新型動(dòng)力電池頂蓋的安全保護(hù)結(jié)構(gòu)的一種改進(jìn)，所述翻轉(zhuǎn)部的厚度在從凸臺(tái)向焊接部的方向上逐漸減小。其中，電流流過(guò)安全翻轉(zhuǎn)片每圈的截面積＝周長(zhǎng)L*厚度T＝3.14*直徑D*厚度T，翻轉(zhuǎn)部由于內(nèi)圈厚，可以減小內(nèi)圈直徑小帶來(lái)的影響；當(dāng)過(guò)流電流向外圈擴(kuò)散時(shí)，雖然外圈厚度變薄，但是外圈的直徑D變大，仍然可以承受過(guò)流電流帶來(lái)的沖擊，避免翻轉(zhuǎn)部直接被熔斷。這樣，可以使得整個(gè)翻轉(zhuǎn)部的截面積由內(nèi)而外都滿足電流過(guò)流要求，同時(shí)由于安全翻轉(zhuǎn)片中翻轉(zhuǎn)部的外圈壁薄，在一定氣壓下能夠使安全翻轉(zhuǎn)片向上翻轉(zhuǎn)。因此，將翻轉(zhuǎn)部設(shè)計(jì)成變截面的結(jié)構(gòu)，不僅能夠確保安全翻轉(zhuǎn)片在特定壓力下向上翻轉(zhuǎn)，還有效地增加了翻轉(zhuǎn)部?jī)?nèi)圈的過(guò)流面積，減少安全翻轉(zhuǎn)片被熔斷的概率，從而能夠有效地降低動(dòng)力電池起火或者爆炸的危險(xiǎn)，進(jìn)一步增強(qiáng)了動(dòng)力電池的安全性能。

作為本實(shí)用新型動(dòng)力電池頂蓋的安全保護(hù)結(jié)構(gòu)的一種改進(jìn)，所述凸臺(tái)為實(shí)心結(jié)構(gòu)，且所述凸臺(tái)的厚度大于所述翻轉(zhuǎn)部的厚度。由于凸臺(tái)與導(dǎo)電塊接觸的位置是過(guò)流的瓶頸區(qū)域，因此在凸臺(tái)與導(dǎo)電塊接觸瞬間電流很大，容易導(dǎo)致接觸位置局部熔化。通過(guò)增加厚度，可以使得實(shí)心結(jié)構(gòu)的凸臺(tái)與導(dǎo)電塊接觸面的過(guò)流面積增大，保證大電流下先不能熔斷凸臺(tái)，從而有效地降低動(dòng)力電池發(fā)生起火或者爆炸的危險(xiǎn)，極大地提高了動(dòng)力電池的安全性能。

作為本實(shí)用新型動(dòng)力電池頂蓋的安全保護(hù)結(jié)構(gòu)的一種改進(jìn)，所述頂蓋片設(shè)置有凸出于上表面的凸包，所述凸包在所述頂蓋片的下表面形成凸包收容部，所述連接孔設(shè)置于所述凸包內(nèi)。安裝時(shí)將極柱上移入頂蓋片的凸包收容部中，在保證動(dòng)力電池基本性能的同時(shí)，減小了極柱在殼體內(nèi)部的高度，給電芯騰出了更大的安裝空間，從而使動(dòng)力電池的能量密度得到提升。

作為本實(shí)用新型動(dòng)力電池頂蓋的安全保護(hù)結(jié)構(gòu)的一種改進(jìn)，所述焊接部、所述凸臺(tái)以及所述翻轉(zhuǎn)部為一體化連接結(jié)構(gòu)。

本實(shí)用新型的有益效果在于：本實(shí)用新型通過(guò)將安全翻轉(zhuǎn)片的凸臺(tái)設(shè)置成中部高周緣低的弧面結(jié)構(gòu)，并在導(dǎo)電塊設(shè)置有與弧面結(jié)構(gòu)相配合的弧面凹槽；有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中水平端面的凸臺(tái)易發(fā)生周緣翹起中間凹陷的曲面形變，而容易導(dǎo)致與導(dǎo)電塊發(fā)生誤接觸的問(wèn)題，同時(shí)弧面凹槽的設(shè)置能夠有效增加導(dǎo)電塊與凸臺(tái)的接觸面積，保證了導(dǎo)電塊和凸臺(tái)良好的接觸效果，從而有效提高了動(dòng)力電池頂蓋的安全性能，保證了動(dòng)力電池的安全品質(zhì)。

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中動(dòng)力電池頂蓋的部分結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為現(xiàn)有技術(shù)中周緣翹起的柱狀凸臺(tái)與導(dǎo)電塊發(fā)生誤接觸的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實(shí)用新型的動(dòng)力電池頂蓋的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為圖3中A的局部放大圖。

圖5為本實(shí)用新型中安全翻轉(zhuǎn)片的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1’-翻轉(zhuǎn)片；2’-負(fù)極柱；3’-導(dǎo)電片；1-安全翻轉(zhuǎn)片；11-凸臺(tái)；12-翻轉(zhuǎn)部；13-焊接部；2-負(fù)極柱；3-導(dǎo)電塊；31-弧面凹槽；4-頂蓋片；5-正極柱。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合具體實(shí)施方式和說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本實(shí)用新型及其有益效果作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但是，本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式并不局限于此。

如圖3～5所示，一種動(dòng)力電池頂蓋的安全保護(hù)結(jié)構(gòu)，包括頂蓋片4、負(fù)極柱2、導(dǎo)電塊3和安全翻轉(zhuǎn)片1，導(dǎo)電塊3設(shè)置于頂蓋片4的上方并與負(fù)極柱2電連接，負(fù)極柱2與頂蓋片4絕緣裝配，頂蓋片4上設(shè)置有連接孔，安全翻轉(zhuǎn)片1密封連接孔，安全翻轉(zhuǎn)片1包括焊接部13、凸臺(tái)11以及設(shè)置于焊接部13與凸臺(tái)11之間的翻轉(zhuǎn)部12，凸臺(tái)11設(shè)置在翻轉(zhuǎn)部12的中央位置，焊接部13設(shè)置在翻轉(zhuǎn)部12的外邊緣，焊接部13、凸臺(tái)11以及翻轉(zhuǎn)部12為一體化結(jié)構(gòu)；其中，凸臺(tái)11為實(shí)心結(jié)構(gòu)，且凸臺(tái)11的厚度大于翻轉(zhuǎn)部12的厚度，凸臺(tái)11的端面為中部高周緣低的弧面結(jié)構(gòu)，而導(dǎo)電塊3設(shè)置有與凸臺(tái)11的弧面結(jié)構(gòu)相配合的弧面凹槽31，以增加導(dǎo)電塊3與凸臺(tái)11的接觸面積，保證導(dǎo)電塊3和凸臺(tái)11良好的接觸效果；焊接部13與頂蓋片4電連接，凸臺(tái)11與導(dǎo)電塊3不接觸；當(dāng)動(dòng)力電池內(nèi)部壓力超過(guò)基準(zhǔn)壓力時(shí)，安全翻轉(zhuǎn)片1向上翻轉(zhuǎn)，使得凸臺(tái)11與導(dǎo)電塊3電連接。

在根據(jù)本實(shí)用新型的動(dòng)力電池頂蓋的安全保護(hù)結(jié)構(gòu)的一實(shí)施例中，翻轉(zhuǎn)部12為片狀環(huán)面結(jié)構(gòu)，其厚度為0.1～2mm，優(yōu)選為0.2～0.8mm。若厚度過(guò)薄，會(huì)大大降低安全翻轉(zhuǎn)片1向上動(dòng)作的基準(zhǔn)壓力；反之，若厚度過(guò)厚，會(huì)明顯增加安全翻轉(zhuǎn)片1向上動(dòng)作的基準(zhǔn)壓力。

在根據(jù)本實(shí)用新型的動(dòng)力電池頂蓋的安全保護(hù)結(jié)構(gòu)的一實(shí)施例中，安全翻轉(zhuǎn)片1向上翻轉(zhuǎn)的基準(zhǔn)壓力為0.01～1.2Mpa，優(yōu)選為0.1～0.8Mpa?；鶞?zhǔn)壓力過(guò)大，起不到安全防護(hù)作用；基準(zhǔn)壓力過(guò)小，影響動(dòng)力電池的正常使用。

在根據(jù)本實(shí)用新型的動(dòng)力電池頂蓋的安全保護(hù)結(jié)構(gòu)的一實(shí)施例中，安全翻轉(zhuǎn)片1的翻轉(zhuǎn)部12與水平面形成的夾角α為6～60°，優(yōu)選為10～30°。其中α的具體取值可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)置，而不同的設(shè)置角度會(huì)影響安全翻轉(zhuǎn)片1向上翻轉(zhuǎn)的基準(zhǔn)壓力。當(dāng)α值過(guò)小時(shí)，導(dǎo)致凸臺(tái)11與導(dǎo)電塊3的距離過(guò)近，這樣正常情況下安全翻轉(zhuǎn)片1極易與導(dǎo)電塊3發(fā)生誤接而使電池失效；當(dāng)α值過(guò)大時(shí)，使得安全翻轉(zhuǎn)片1的重心降低，一定程度上增加了安全翻轉(zhuǎn)片1向上動(dòng)作的阻力，這樣可能導(dǎo)致安全翻轉(zhuǎn)片1向上動(dòng)作發(fā)生滯后，從而影響電池的安全防護(hù)性能。

在根據(jù)本實(shí)用新型的動(dòng)力電池頂蓋的安全保護(hù)結(jié)構(gòu)的一實(shí)施例中，翻轉(zhuǎn)部12的厚度在從凸臺(tái)11向焊接部13的方向上逐漸減小。其中，電流流過(guò)安全翻轉(zhuǎn)片1每圈的截面積＝周長(zhǎng)L*厚度T＝3.14*直徑D*厚度T，翻轉(zhuǎn)部12由于內(nèi)圈厚，可以減小內(nèi)圈直徑小帶來(lái)的影響；當(dāng)過(guò)流電流向外圈擴(kuò)散時(shí)，雖然外圈厚度變薄，但是外圈的直徑D變大，仍然可以承受過(guò)流電流帶來(lái)的沖擊，避免翻轉(zhuǎn)部12直接被熔斷。這樣，可以使得整個(gè)翻轉(zhuǎn)部12的截面積由內(nèi)而外都滿足電流過(guò)流要求，同時(shí)由于安全翻轉(zhuǎn)片1中翻轉(zhuǎn)部12的外圈壁薄，在一定氣壓下能夠使安全翻轉(zhuǎn)片1向上翻轉(zhuǎn)。因此，將翻轉(zhuǎn)部12設(shè)計(jì)成變截面的結(jié)構(gòu)，不僅能夠確保安全翻轉(zhuǎn)片1在特定壓力下向上翻轉(zhuǎn)，還有效地增加了翻轉(zhuǎn)部12內(nèi)圈的過(guò)流面積，減少安全翻轉(zhuǎn)片1被熔斷的概率，從而能夠有效地降低動(dòng)力電池起火或者爆炸的危險(xiǎn)，進(jìn)一步增強(qiáng)了動(dòng)力電池的安全性能。

在根據(jù)本實(shí)用新型的動(dòng)力電池頂蓋的安全保護(hù)結(jié)構(gòu)的一實(shí)施例中，頂蓋片4設(shè)置有凸出于上表面的凸包，凸包在頂蓋片4的下表面形成凸包收容部，連接孔設(shè)置于凸包內(nèi)。安裝時(shí)將負(fù)極柱2和正極柱5上移入頂蓋片4的凸包收容部中，在保證動(dòng)力電池基本性能的同時(shí)，減小了負(fù)極柱2和正極柱5在殼體內(nèi)部的高度，給電芯騰出了更大的安裝空間，從而使動(dòng)力電池的能量密度得到提升。

根據(jù)上述說(shuō)明書(shū)的揭示和教導(dǎo)，本實(shí)用新型所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還能夠?qū)ι鲜鰧?shí)施方式進(jìn)行變更和修改。因此，本實(shí)用新型并不局限于上述的具體實(shí)施方式，凡是本領(lǐng)域技術(shù)人員在本實(shí)用新型的基礎(chǔ)上所作出的任何顯而易見(jiàn)的改進(jìn)、替換或變型均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。此外，盡管本說(shuō)明書(shū)中使用了一些特定的術(shù)語(yǔ)，但這些術(shù)語(yǔ)只是為了方便說(shuō)明，并不對(duì)本實(shí)用新型構(gòu)成任何限制。