本發(fā)明涉及一種過熱保護(hù)裝置，尤其涉及一種用于新能源汽車的輔助過熱保護(hù)裝置。

背景技術(shù)：

溫度失控將造成火災(zāi)、爆炸等嚴(yán)重后果，過熱保護(hù)，指溫度超過某一閥值時(shí)就啟動(dòng)相應(yīng)的保護(hù)功能。目前過熱保護(hù)一般使用熱敏感的電子元件或者雙金屬片來組建過熱保護(hù)電路，實(shí)現(xiàn)過熱保護(hù)的功能，具有智能化、可重復(fù)使用的優(yōu)點(diǎn)，是目前的主流技術(shù)。但是電子元器件及雙金屬片存在可靠性問題，一旦失效將會(huì)造成嚴(yán)重后果。

新能源汽車是指采用非常規(guī)車用燃料作為動(dòng)力來源，采用新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的汽車。目前電動(dòng)汽車是主流，它的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約燃油能源、減少廢氣排放、效率高、噪聲低。新能源汽車的安全性一直是大家關(guān)注的熱點(diǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2016年國內(nèi)外共發(fā)生新能源汽車起火事故35起，涉事車輛共計(jì)46輛，行業(yè)安全問題十分突出，從起火原因來看，由自燃引發(fā)的事故為9起，占31％，可見由動(dòng)力電池原因?qū)е碌淖匀既允切履茉雌嚻鸹鹗鹿实氖滓?。?dòng)力電池起火的具體案例有電池過充電造成動(dòng)力電池?zé)崾Э?、電解液泄漏，引起短路，?dǎo)致火災(zāi)；有電芯電極連接處松動(dòng)，繼而熱控片不起作用，導(dǎo)致電池發(fā)熱，從而發(fā)生火災(zāi)的。如果能夠有一個(gè)輔助的可靠過熱報(bào)警系統(tǒng)，在常規(guī)控制系統(tǒng)失效時(shí)向安全管理系統(tǒng)提供過熱信息，將會(huì)提高電池系統(tǒng)整體安全性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種成本低、適用性廣、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、布局合理、占用空間小、常溫可靠性及報(bào)警可靠性高、響應(yīng)速度快、誤觸率低的過熱保護(hù)裝置。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種過熱保護(hù)裝置，包括塑料元件和彈性輔助組件，所述的彈性輔助組件包括支座和一端連接在支座上的彈簧，所述的塑料元件連接在支座與彈簧之間使彈簧處于蓄能狀態(tài)，并在過熱時(shí)受拉斷裂，使彈簧釋放能量，所述的彈簧及支座上均設(shè)有用于與報(bào)警器連接的電極，兩個(gè)電極在彈簧釋放能量時(shí)接觸，接通報(bào)警器。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的支座包括一呈“匚”字型的支座本體，所述的支座本體由連接板及設(shè)置在連接板兩端的第一翼板和第二翼板組成，所述的彈簧和塑料元件設(shè)置在支座圍成的半包圍狀空間內(nèi)。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的彈簧包括板彈簧或螺旋彈簧；

當(dāng)所述的彈簧為板彈簧時(shí)，板彈簧的一端固定在連接板和第一翼板的連接處，兩個(gè)電極分別設(shè)置在板彈簧及第一翼板上，塑料元件設(shè)置在板彈簧和第二翼板之間，使板彈簧處于朝向第二翼板彎曲的蓄能狀態(tài)；

當(dāng)所述的彈簧為螺旋彈簧時(shí)，螺旋彈簧的一端連接在第一翼板的內(nèi)側(cè)面上，兩個(gè)電極分別設(shè)置在螺旋彈簧的另一端和第二翼板的內(nèi)側(cè)面上，塑料元件穿設(shè)在螺旋彈簧中，塑料元件的一端固定在第一翼板上，塑料元件的另一端與螺旋彈簧上設(shè)有電極的一端連接，使螺旋彈簧處于壓縮的蓄能狀態(tài)。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案：

當(dāng)所述的彈簧為板彈簧時(shí)，所述的板彈簧及第一翼板均采用金屬材質(zhì)，并且分別作為一個(gè)電極，并且板彈簧的自由端和第一翼板的自由端均設(shè)有凸起部；

當(dāng)所述的彈簧為螺旋彈簧時(shí)，所述的第二翼板采用金屬材質(zhì)，并作為一個(gè)電極。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的塑料元件的兩端均設(shè)有連接部，所述的連接部與支座和彈簧可拆卸連接。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的塑料元件呈長(zhǎng)柱狀、啞鈴狀、多層薄膜狀或絲束狀。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的塑料元件呈長(zhǎng)柱狀或啞鈴狀，當(dāng)塑料元件呈長(zhǎng)柱狀時(shí)，側(cè)面有至少一個(gè)缺口，作為過熱熔化時(shí)的易斷點(diǎn)。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的塑料元件呈多層薄膜狀或絲束狀；

當(dāng)塑料元件呈多層薄膜狀時(shí)，所述的塑料元件包括多片平行設(shè)置的塑料薄膜，相鄰兩片塑料薄膜間隔有間隙；

當(dāng)塑料元件呈絲束狀時(shí)，所述的塑料元件包括多根塑料纖維絲，各塑料纖維絲之間隔有間隙。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，相鄰塑料纖維絲之間的間隙的寬度大于塑料纖維絲的直徑。有利于空氣與各塑料纖維絲的接觸。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的塑料元件采用熔化溫度與設(shè)定的過熱溫度相匹配的塑料材料，所述的塑料材料包括聚己內(nèi)酯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、尼龍或聚甲醛。

本發(fā)明的塑料元件的材料根據(jù)其所應(yīng)用的工況溫度要求選擇不同熔化溫度的塑料材料，如聚己內(nèi)酯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、尼龍或聚甲醛等，也可以通過共混、填充、交聯(lián)、增強(qiáng)、共聚等工藝，得到所需熔化溫度的塑料材料。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的塑料材料中還含有增強(qiáng)纖維，所述的增強(qiáng)纖維包括玻璃纖維或碳纖維。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，增強(qiáng)纖維一般采用短切纖維的形式。避免對(duì)裝置的報(bào)警可靠性造成影響。

本發(fā)明的工作原理為：彈簧預(yù)先固定一定的變形量，利用塑料元件為彈簧的蓄能提供支撐，當(dāng)周邊溫度上升到塑料元件的熔化溫度時(shí)，塑料元件熔化，失去支撐作用，彈簧釋放能量，彈性輔助裝置產(chǎn)生動(dòng)作，使兩個(gè)電極接觸連接，從而接通報(bào)警器電路，從而能夠輸出報(bào)警信號(hào)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

(1)本發(fā)明零部件少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，成本低。

(2)支座采用呈“匚”字型的半包圍的結(jié)構(gòu)，不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且能對(duì)其中的彈簧和塑料元件進(jìn)行有效的保護(hù)(特別是采用螺旋彈簧，并將塑料元件穿設(shè)在螺旋彈簧內(nèi)時(shí))。彈簧和塑料元件布局合理，有效利用了“匚”字型支座內(nèi)的空間，結(jié)構(gòu)緊湊，能夠有效減小裝置的占用空間。

進(jìn)一步地，通過將彈簧或支座的某部分本身作為一個(gè)電極，能夠進(jìn)一步減少零部件數(shù)量，提高結(jié)構(gòu)的緊湊性。

(3)本發(fā)明采用開放式的結(jié)構(gòu)，有利于空氣與塑料元件的接觸，過熱時(shí)熱量能夠有效傳遞至塑料元件，提高了裝置的報(bào)警可靠性。

(4)本發(fā)明的塑料元件平時(shí)處于受拉狀態(tài)，過熱時(shí)，受拉斷裂，彈簧釋放能量，可靠性高。

進(jìn)一步地：

當(dāng)塑料元件呈多層薄膜狀或絲束狀的形式時(shí)，能夠有效增大塑料元件與空氣的接觸面積，提高塑料元件對(duì)溫度的敏感性，進(jìn)而有利于提高裝置的響應(yīng)速度和報(bào)警可靠性。而且這種情況下，在不影響裝置的響應(yīng)速度和報(bào)警可靠性的同時(shí)，塑料元件可以通過采用較多的薄膜層數(shù)或塑料纖維絲數(shù)，具備較大的強(qiáng)度冗余，增強(qiáng)常溫下塑料元件的強(qiáng)度，防止誤觸發(fā)，提高裝置的常溫可靠性。

當(dāng)塑料元件采用啞鈴狀或帶缺口的長(zhǎng)柱狀時(shí)，具有易斷點(diǎn)，能夠提高響應(yīng)速度和報(bào)警可靠性。

(5)通過將連接部與支座和彈簧可拆卸連接(例如通過卡接連接或螺釘連接)，設(shè)計(jì)成易更換的結(jié)構(gòu)形式，使塑料元件可以作為耗材更換，實(shí)現(xiàn)多次重復(fù)使用，同時(shí)，一個(gè)彈性輔助組件也可以通過更換不同的塑料元件，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同工況溫度的匹配，能夠有效降低成本和提高裝置的適用性。

(6)塑料元件通過增強(qiáng)纖維增強(qiáng)后，不影響材料的熔點(diǎn)，但是可以提高材料在低溫時(shí)的強(qiáng)度，克服塑料元件的長(zhǎng)期蠕變現(xiàn)象，在塑料元件直徑較小的情況下，便可以保證在常溫下具有較強(qiáng)的強(qiáng)度，不會(huì)意外斷裂誤觸發(fā)，提高了裝置的可靠性，減少了塑料元件的使用量，降低了成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例3中的塑料元件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例4中的塑料元件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1為彈簧，2為塑料元件，21為塑料薄膜，22為塑料纖維絲，31為連接板，32為第一翼板，33為第二翼板，4為連接部，5為電極。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

實(shí)施例1

一種過熱保護(hù)裝置，包括塑料元件2和彈性輔助組件，彈性輔助組件包括支座和一端連接在支座上的彈簧1，塑料元件2連接在支座與彈簧1之間使彈簧1處于蓄能狀態(tài)，并在過熱時(shí)受拉斷裂，使彈簧1釋放能量，彈簧1及支座上均設(shè)有用于與報(bào)警器連接的電極5，兩個(gè)電極5在彈簧1釋放能量時(shí)接觸，接通報(bào)警器。

塑料元件2的材料根據(jù)其所應(yīng)用的工況溫度要求選擇不同熔化溫度的塑料材料，如聚己內(nèi)酯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、尼龍或聚甲醛等，也可以通過共混、填充、交聯(lián)、增強(qiáng)、共聚等工藝，得到所需熔化溫度的塑料材料。

本實(shí)施例中的支座包括一呈“匚”字型的支座本體，支座本體由連接板31及設(shè)置在連接板31兩端的第一翼板32和第二翼板33組成，彈簧1和塑料元件2設(shè)置在支座圍成的半包圍狀空間內(nèi)。其中，彈簧1為板彈簧，板彈簧的一端固定在連接板31和第一翼板32的連接處，兩個(gè)電極5分別設(shè)置在板彈簧及第一翼板32上，塑料元件2設(shè)置在板彈簧和第二翼板33之間，使板彈簧處于朝向第二翼板33彎曲的蓄能狀態(tài)。

本實(shí)施例的過熱保護(hù)裝置用于最高控制溫度為50℃的倉庫，作為輔助的過熱信號(hào)源。倉庫主要溫度控制系統(tǒng)為使用熱敏傳感器采集熱溫度信號(hào)的通風(fēng)設(shè)備，系統(tǒng)溫度低于50℃時(shí)，說明主控的溫度控制系統(tǒng)正常運(yùn)行；當(dāng)溫度超過50℃時(shí)，說明原有的溫度控制系統(tǒng)失效。本過熱保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示，設(shè)定裝置觸發(fā)溫度為60℃左右，使用聚己內(nèi)酯材料的塑料元件2，當(dāng)溫度到達(dá)60℃時(shí)，塑料元件2熔斷，過熱保護(hù)裝置工作，兩個(gè)電極5接觸，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒系統(tǒng)采取必要措施。

本實(shí)施例的板彈簧及第一翼板32均采用金屬材質(zhì)，并且分別作為電極b和電極a，板彈簧的自由端和第一翼板32的自由端均設(shè)有凸起部，方便兩個(gè)電極的接觸。電極a和電極b通過導(dǎo)線與報(bào)警器連接?？紤]到60℃左右的使用工況溫度，使用聚己內(nèi)酯材料的塑料元件2，并加工成啞鈴狀。塑料元件2兩端設(shè)置有螺紋孔。通過螺釘將塑料元件2與電極b及支座的第二翼板33連接固定，板彈簧(即電極b)被彎曲，電極a和電極b狀態(tài)為分離。

使用過程如下：

(1)電極a(板彈簧)和電極b(第一翼板32)初始狀態(tài)為接觸。

(2)通過螺釘將塑料元件2的兩端與電極b及第二翼板33連接固定，板彈簧被彎曲，電極a和電極b狀態(tài)為分離。

(3)當(dāng)溫度到達(dá)60℃，塑料元件2熔斷，板彈簧釋放能量，形狀復(fù)原，電極a和電極b狀態(tài)為接觸。報(bào)警器發(fā)出信號(hào)，提醒采取必要措施。

(4)重復(fù)步驟(2)，實(shí)現(xiàn)裝置的復(fù)用。

實(shí)施例2

一種過熱保護(hù)裝置，包括塑料元件2和彈性輔助組件，彈性輔助組件包括支座和一端連接在支座上的彈簧1，塑料元件2連接在支座與彈簧1之間使彈簧1處于蓄能狀態(tài)，并在過熱時(shí)受拉斷裂，使彈簧1釋放能量，彈簧1及支座上均設(shè)有用于與報(bào)警器連接的電極5，兩個(gè)電極5在彈簧1釋放能量時(shí)接觸，接通報(bào)警器。

本實(shí)施例中的支座包括一呈“匚”字型的支座本體，支座本體由連接板31及設(shè)置在連接板31兩端的第一翼板32和第二翼板33組成，彈簧1和塑料元件2設(shè)置在支座圍成的半包圍狀空間內(nèi)。其中，彈簧1為螺旋彈簧，螺旋彈簧的一端連接在第一翼板32的內(nèi)側(cè)面上，兩個(gè)電極5分別設(shè)置在螺旋彈簧的另一端和第二翼板33的內(nèi)側(cè)面上，塑料元件2穿設(shè)在螺旋彈簧中，塑料元件2的一端固定在第一翼板32上，塑料元件2的另一端與螺旋彈簧上設(shè)有電極5的一端連接，使螺旋彈簧處于壓縮的蓄能狀態(tài)。

本實(shí)施例用于電動(dòng)汽車動(dòng)力電池，作為輔助的過熱信號(hào)源。電池系統(tǒng)正常工作時(shí)由熱敏傳感器采集熱溫度信號(hào)反饋給溫度控制系統(tǒng)來實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫度，控制電池溫度不超過80℃。本實(shí)施例過熱保護(hù)裝置使用改性的聚氯乙烯作為塑料元件，材料的熔點(diǎn)為90℃，本實(shí)施例的過熱保護(hù)裝置平時(shí)處于待工作狀態(tài)，當(dāng)動(dòng)力電池系統(tǒng)由于傳感器損壞、接頭松動(dòng)等因素造成溫度控制失效時(shí)，電池溫度失控，超過80℃，當(dāng)溫度到達(dá)90℃時(shí)，塑料元件熔斷，過熱保護(hù)裝置工作，電極的兩部分接觸，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒系統(tǒng)采取必要措施。增加本實(shí)施例的過熱保護(hù)裝置可以提高電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的系統(tǒng)安全性。

本實(shí)施例過熱保護(hù)裝置如圖2所示，本實(shí)施例的螺旋彈簧的一端連接一個(gè)電極b，另一端連接第一翼板32。第二翼板33采用金屬材質(zhì)，并作為電極b。電極a和電極b通過導(dǎo)線與報(bào)警器連接?？紤]到某電池系統(tǒng)最高控制溫度為80℃，本過熱保護(hù)裝置使用改性聚氯乙烯材料的塑料元件，并加工成長(zhǎng)柱狀，裝置觸發(fā)溫度為90℃左右。塑料元件2兩端設(shè)置有卡口。通過卡口將塑料元件2的兩端分別與電極b及第二翼板33連接固定。

使用過程如下：

(1)電極a和電極b(第二翼板33)初始狀態(tài)為接觸。

(2)通過卡口將塑料元件2的兩端與電極b及支座一端連接固定，螺旋彈簧被壓縮，電極a和電極b狀態(tài)為分離。

(3)電池系統(tǒng)溫度低于80℃時(shí)，說明主控的溫度控制系統(tǒng)正常運(yùn)行；當(dāng)溫度超過80℃時(shí)，說明原有的溫度控制系統(tǒng)失效，當(dāng)溫度繼續(xù)上升達(dá)到90℃時(shí)，塑料元件2熔斷，螺旋彈簧釋放能量，變形回復(fù)，電極a和電極b狀態(tài)為接觸。報(bào)警器發(fā)出信號(hào)，提醒系統(tǒng)采取必要措施。

(4)重復(fù)步驟(2)，實(shí)現(xiàn)裝置的復(fù)用。

實(shí)施例3

本實(shí)施例與實(shí)施例2基本相同，不同之處在于，本實(shí)施例中的塑料元件2呈多層薄膜狀，包括多片平行設(shè)置的塑料薄膜21，相鄰兩個(gè)塑料薄膜21間隔有間隙，如圖3所示。

實(shí)施例4

本實(shí)施例與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于，本實(shí)施例中的塑料元件2呈絲束狀，包括多根塑料纖維絲22，各塑料纖維絲22之間隔有間隙，如圖4所示，本實(shí)施中的相鄰塑料纖維絲22之間的間隙的寬度大于塑料纖維絲22的直徑。有利于空氣與各塑料纖維絲的接觸。

實(shí)施例5

本實(shí)施例與實(shí)施例2基本相同，不同之處在于，本實(shí)施例的長(zhǎng)柱狀塑料元件2的側(cè)面有至少一個(gè)缺口，作為過熱熔化時(shí)的易斷點(diǎn)。

實(shí)施例6

本實(shí)施例與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于，本實(shí)施例中的塑料材料中還含有增強(qiáng)纖維，該增強(qiáng)纖維一般采用短切纖維，可以采用玻璃纖維或碳纖維等。