電池組件斷路控制系統(tǒng)及具有其的電池組件和車輛的制作方法
【專利摘要】本實用新型揭示了一種電池組件斷路控制系統(tǒng)及具有其的電池組件和車輛，電池組件包括多個串聯(lián)的電池單元，斷路控制系統(tǒng)包括電路信息傳感器、斷路控制模塊、以及手動斷路器和斷路開關；其中，電路信息傳感器用以檢測電路信息并將電路信息傳輸至斷路控制模塊；斷路控制模塊分別與斷路開關及電路信息傳感器相連接，用以在電路信息滿足預設的故障判斷條件時生成第一斷路控制信號；手動斷路器可拆卸地安裝在串聯(lián)的電池單元之間，包括可被人體安全接觸的絕緣部分；斷路開關設置于串聯(lián)的電池單元之間且集成于手動斷路器中，被配置為在接收到第一斷路控制信號時斷開電路且可被手動斷路器觸發(fā)以斷開電路和/或從串聯(lián)的電池單元之間拆卸。
【專利說明】電池組件斷路控制系統(tǒng)及具有其的電池組件和車輛
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于汽車制造【技術領域】，具體涉及一種應用于電池組件的斷路控制系統(tǒng)、具有該斷路控制系統(tǒng)的電池組件、以及應用該電池組件的車輛。
【背景技術】
[0002]高電壓系統(tǒng)是汽車應用領域的關鍵安全設備，在例如混合動力汽車或電動汽車中，當高電壓設備遭受故障時，如何確保能夠安全可靠地切斷高電壓電源(如逆變器或發(fā)動機的電池)極為重要。
[0003]常用的切斷高壓電路的安全裝置為熔斷裝置，熔斷裝置的基本原理在于利用故障電路過流產(chǎn)生的熱量使裝置中的保險絲熔斷從而斷開電路。這種方式需要較長的反應時間，不利于電路安全，至少存在以下問題:其一，利用過流電流的熱量熔斷保險絲會造成電池能量不必要的損耗；其二，熔斷裝置中的保險絲根據(jù)材質、規(guī)格的不同，其老化程度也不同，因此在選擇時還需根據(jù)不同服務年限選擇不同材質、規(guī)格的保險絲，同時，為了在使用一定期限后性能仍符合技術規(guī)格，往往需要在安裝之初選擇性能超過必要技術規(guī)格的保險絲，導致成本增加。現(xiàn)有技術中也有利用電池控制單元信號連接有多種的感測單元(例如氣囊沖擊傳感器、濕度傳感器、沖擊傳感器等)，這些感測單元可以獲取相應的斷路信號并進而通過電池控制單元控制熔斷器的切斷，在這種方式中，電池組電流通路的斷開被過分地依賴于傳感器的檢測功能，而在一些不可避免的情形中，傳感器可能會失靈或工作于非正常狀態(tài)，此時不能保證電池組斷路控制功能正常運作，進而導致汽車面臨受損的風險。此夕卜，現(xiàn)有技術中用于切斷高壓電路的安全裝置的更換也較為復雜，需耗費較多時間和經(jīng)濟成本。
[0004]有鑒于此，需要提供一種應用于電池組件的斷路控制系統(tǒng)，至少部分解決現(xiàn)有技術中的不足。

【發(fā)明內容】

[0005]本實用新型的目的在于提供一種應用于電池組件的斷路控制系統(tǒng)，其可以給予電池組件增設可靠的斷路控制保障。
[0006]本實用新型的目的還在于提供一種電池組件。
[0007]本實用新型的目的又在于提供一種車輛。
[0008]為實現(xiàn)上述實用新型目的之一，本實用新型提供一種應用于電池組件的斷路控制系統(tǒng)，其中，所述電池組件包括多個串聯(lián)的電池單元，所述斷路控制系統(tǒng)包括電路信息傳感器、斷路控制模塊、以及手動斷路器和斷路開關；其中，所述電路信息傳感器用以檢測電路信息并將所述電路信息傳輸至所述斷路控制模塊；所述斷路控制模塊分別與所述斷路開關及所述電路信息傳感器相連接，用以在所述電路信息滿足預設的故障判斷條件時生成第一斷路控制信號；所述手動斷路器可拆卸地安裝在所述串聯(lián)的電池單元之間；所述斷路開關設置于所述串聯(lián)的電池單元之間且集成于所述手動斷路器中，被配置為在接收到所述第一斷路控制信號時斷開電路且可被所述手動斷路器觸發(fā)以斷開電路和/或從所述串聯(lián)的電池單元之間拆卸。
[0009]作為本實用新型的進一步改進，所述斷路開關為一個，設置于所述串聯(lián)的電池單元兩等分的位置，使得所述串聯(lián)的電池單元分隔為電壓相等的兩部分。
[0010]作為本實用新型的進一步改進，所述斷路開關包括用于在相鄰的電池單元之間傳遞電流的匯流條以及可被所述手動斷路器或所述第一斷路控制信號觸發(fā)以切斷所述匯流條的斷路單元。
[0011]作為本實用新型的進一步改進，所述斷路單元包括爆破部件及切割部件，所述爆破部件用以在被手動斷路器觸發(fā)或接收到所述第一斷路控制信號時產(chǎn)生爆破力，以推動所述切割部件切斷所述匯流條。
[0012]作為本實用新型的進一步改進，所述匯流條為導線。
[0013]作為本實用新型的進一步改進，所述電路信息傳感器為連接在所述電池組件中的電流傳感器，所述電路信息為電流值，所述預設的故障判斷條件是所述電流傳感器測得的電流值超過預設的電流閾值。
[0014]作為本實用新型的進一步改進，所述電路信息傳感器為設置于所述電池組件內部的溫度傳感器，所述電路信息指電池組件的溫度，所述預設的故障判斷條件是所述溫度傳感器測得的電池組件的溫度超過預設的溫度閾值。
[0015]作為本實用新型的進一步改進，所述電路信息傳感器為連接在所述電池組件中的電壓傳感器，所述電路信息為電壓值，所述預設的故障判斷條件是所述電壓傳感器測得的電壓值超過預設的電壓閾值。
[0016]作為本實用新型的進一步改進，所述電路信息傳感器為設置于所述電池組件內部的機械沖擊傳感器，所述電路信息為電路承受的沖擊力，所述預設的故障判斷條件是所述機械沖擊傳感器測得的沖擊力值超過預設的沖擊力閾值。
[0017]作為本實用新型的進一步改進，所述電池組件還包括殼體，所述電池單元和斷路開關布設于所述殼體內，所述手動斷路器包括絕緣部分，所述絕緣部分至少部分地被配置于所述殼體的外部。
[0018]作為本實用新型的進一步改進，所述斷路開關可拆卸地集成于所述手動斷路器中。
[0019]作為本實用新型的進一步改進，所述電池組件內還集成有可控制電路斷開的高壓互鎖回路。
[0020]作為本實用新型的進一步改進，所述斷路開關進一步配置為用以接收所述電池組件外部車輛安全控制系統(tǒng)發(fā)送的第二斷路控制信號，所述斷路開關在接收到所述第二斷路控制信號時斷開。
[0021]作為本實用新型的進一步改進，所述車輛安全控制系統(tǒng)包括安全氣囊控制系統(tǒng)或預緊式安全帶系統(tǒng)。
[0022]為實現(xiàn)上述另一實用新型目的，本實用新型提供一種采用如上所述斷路控制系統(tǒng)的電池組件。
[0023]為實現(xiàn)上述另一實用新型目的，本實用新型還提供一種采用如上所述電池組件的車輛。[0024]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型提供的電池組件斷路控制系統(tǒng)通過設置斷路開關，并將該斷路開關配置為可被手動斷路器及電池組件內部的斷路控制模塊控制斷開，即便在斷路控制模塊這種自動斷路模塊失效時，也可人為地操控手動斷路器切斷電池組件中的高電壓通路，確保了車輛的工作安全，并且，由于斷路開關被集成于手動斷路器中，當斷路開關需要更換時，可以更加安全迅速地將其拆除，減少了維修的時間和經(jīng)濟成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是本實用新型電池組件一實施方式的模塊化示意圖；
[0026]圖2是本實用新型應用于電池組件的斷路控制系統(tǒng)一實施方式中斷路開關未被觸發(fā)時的剖視示意圖；
[0027]圖3是本實用新型應用于電池組件的斷路控制系統(tǒng)一實施方式中斷路開關被觸發(fā)后的剖視示意圖。
【具體實施方式】
[0028]以下將結合附圖所示的【具體實施方式】對本實用新型進行詳細描述。但這些實施方式并不限制本實用新型，本領域的普通技術人員根據(jù)這些實施方式所做出的結構、方法、或功能上的變換均包含在本實用新型的保護范圍內。
[0029]以下實施方式中所提到的“第一”、“第二”并不代表結構或者功能上的絕對區(qū)分關系，而僅僅是為了描述的方便。
[0030]參圖1，介紹本實用新型應用于電池組件100的斷路控制系統(tǒng)的一【具體實施方式】。在本實施方式中，該斷路控制系統(tǒng)包括斷路開關20、電路信息傳感器30、斷路控制模塊40以及手動斷路器50。
[0031]電池組件100包括多個串聯(lián)的電池單元10，在具體的應用中，該多個串聯(lián)的電池單元10可以是被劃分為若干個的電池模塊，每個電池模塊都包括一定數(shù)量的電池單元10，所述的斷路開關20連接在相鄰的電池模塊之間，又或者是被設置在電池模塊中的電池單元10之間。
[0032]斷路開關20可被控制地斷開以切斷電池組件100中的高電壓通路。作為一優(yōu)選的實施方式，在本實施方式中，該斷路開關20設置為一個，并置于串聯(lián)的電池單元10兩等分的位置，使得串聯(lián)的電池單元10分隔為電壓相等的兩部分，如圖1所示，電池組件100的總電壓U被分隔為具有相等電壓AU1、AU2的兩部分。當然，在其它替換的實施方式中，斷路開關20的數(shù)量也可以設置為更多個，并優(yōu)選地將電池單元10分隔為電壓小于預定安全電壓的若干部分，如此，當斷路開關20切斷電池組件100的電力時，電池組件100本身被分隔成了多個低電壓的可被人體安全接觸的部分。
[0033]手動斷路器50可拆卸地安裝在串聯(lián)的電池單元10之間，該手動斷路器50包括可被人體安全接觸的絕緣部分51，操作者可以通過該絕緣部分51對手動斷路器50進行斷路操作。斷路開關20集成于手動斷路器50中，并可被手動斷路器50觸發(fā)以斷開，進一步優(yōu)化地，斷路開關20被可拆卸地集成于手動斷路器50中，手動斷路器50可以觸發(fā)斷路開關20以使其從串聯(lián)的電池單元10之間拆卸以斷開電路，上述的兩種斷路開關20切斷電池組件100高壓電路的模式可以是被擇一地或彼此配合地應用于電池組件100中。具體的結構中，電池組件100包括殼體80，上述的電池單元10和斷路開關20布均設于殼體內，手動斷路器50的絕緣部分51至少部分地被配置于殼體80的外部，以使操作者可于殼體80的外部對手動斷路器50進行斷路操作。
[0034]電路信息傳感器30設置于電池組件100之中，斷路控制模塊40分別與斷路開關20及電路信息傳感器30相連接，該電路信息傳感器30用以檢測電路信息并將檢測到的電路信息傳輸至斷路控制模塊40，斷路控制模塊40用以在電路信息滿足預設的故障判斷條件時生成第一斷路控制信號，斷路開關20還配置為在接收到第一斷路控制信號時斷開。
[0035]電路信息傳感器30為連接在電池組件100中的電流傳感器，其連接至電池組件的高電壓勢能處，所述檢測的電路信息為電流值，預設的故障判斷條件是電流傳感器測得的電流值超過預設的電流閾值。電流傳感器30對電池組件100中的電流實時監(jiān)控，并將獲取到電流值傳輸至斷路控制模塊40，斷路控制模塊40將獲取的電流值與一預設的電流閾值進行比較，如果超過該預設的電流閾值，則判定此時電池組件過流，進而同時生成第一斷路控制信號，斷路開關20接收該第一斷路控制信號并斷開，實現(xiàn)電池組件的過流保護。
[0036]應當理解的是，在本實施方式中，將電路信息傳感器30具體為電流傳感器并非對電路信息傳感器30類型或數(shù)量的限制，在更多的情形下，電流傳感器可以與其它類型的電路信息傳感器配合設置或被替換。
[0037]示范性地，電路信息傳感器30還可以是溫度傳感器，溫度傳感器對電池組件溫度實時監(jiān)控，并將獲取到的電池組件的溫度值傳輸至斷路控制模塊40，斷路控制模塊40將獲取的溫度值與一預設溫度閾值進行比較，如果超過該預設的溫度閾值，則生成第一斷路控制信號，斷路開關20接收該第一斷路控制信號并斷開，實現(xiàn)電池組件的過溫保護。
[0038]又或者，電路信息傳感器30還可以是連接在電池組件100中的電壓傳感器，電路信息為電壓值，預定的故障判斷條件是電壓傳感器測得的電壓值超過預設的電壓閾值，工作中，當電壓傳感器測得的電池組件的電壓值超過預設電壓閾值，則生產(chǎn)第一斷路控制信號，斷路開關20接收該第一斷路控制信號并斷開，實現(xiàn)電池組件的過壓保護。
[0039]又或者，電路信息傳感器30還可以是設置在電池組件100內部的機械沖擊傳感器，電路信息為電路承受的沖擊力，預定的故障判斷條件是機械沖擊傳感器測得的沖擊力值超過預設的沖擊力閾值，工作中，當機械沖擊傳感器測得的電路承受的沖擊力值超過預設電壓閾值，則生產(chǎn)第一斷路控制信號，斷路開關20接收該第一斷路控制信號并斷開，實現(xiàn)電池組件的機械沖擊保護。
[0040]當然，第一斷路控制信號的生成也可以是受上述的電流傳感器、溫度傳感器、電壓傳感器和機械沖擊傳感器中的多個的協(xié)同控制。
[0041]作為優(yōu)選的實施方式，斷路開關20還進一步配置為用以接收電池組件100外部車輛安全控制系統(tǒng)70發(fā)送的第二斷路控制信號，斷路開關20在接收到第二斷路控制信號時斷開。在實際的應用中，就車輛本身而言，已經(jīng)集成了多種的安全控制系統(tǒng)，利用這些安全控制系統(tǒng)對斷路開關20進行額外的斷路控制，可以增加額外的斷路安全保障，而不會過多的增加制造成本。
[0042]車輛安全控制系統(tǒng)70包括安全氣囊控制系統(tǒng)或預緊式安全帶系統(tǒng)，在一些車輛事故中，與安全氣囊控制系統(tǒng)及預緊式安全帶系統(tǒng)連接的傳感器會偵測到車輛加速度的不正常變化，此種情況可被預見地設定為需要切斷電池組件電力的情形，如此，安全氣囊控制系統(tǒng)或預緊式安全帶系統(tǒng)可以進一步向斷路開關20發(fā)送第二斷路控制信號，以直接控制切斷斷路開關20，此種方式觸發(fā)斷路開關20所需的反應時間更短，優(yōu)化了斷路控制系統(tǒng)的功能。
[0043]值得一提的是，電池組件100中還集成有可控制電路斷開的的高壓互鎖回路50。高壓互鎖回路50是常用的可控制高壓電路斷開的安全裝置，包括高壓互鎖回路50的電池組100可以在斷路開關20因修理或其他原因已移除的情況下控制電路斷開，從而能進一步保障電池組100安全。
[0044]配合參照圖2和圖3，特別需要說明的是，本實施方式中所提到的斷路開關20包括用于在相鄰的電池單元10之間傳遞電流的匯流條21以及可被第一斷路控制信號或第二斷路控制信號觸發(fā)以切斷匯流條21的斷路單元22。斷路單元22包括爆破件221及切割部件222，爆破件221用以在接收到第一斷路控制信號或第二斷路控制信號時產(chǎn)生爆破力，用以推動切割部件222切斷匯流條21。匯流條21可以是包括與相鄰電池單元的導線連接的連接部件211的導體；又或者是采用導線，通常導線電阻較低(電阻< 0.ΙπιΩ)，其近乎零電阻的特性可以保證電流通過斷路開關時近乎零損耗，提高電流的傳輸效率，這樣的匯流條21不會因為電阻過大而產(chǎn)生多余的熱損耗，有益于電池組件100的工作穩(wěn)定。
[0045]在優(yōu)選的實施方式中，匯流條21被設置為電池組件100所在電路中使用的預置導線，通過在該預置的導線上配置斷路單元22等斷路開關20的其它部件并構成斷路開關20，從而進一步減小匯流條21的老化對整體電路的影響。另一方面，這種斷路開關20由于是通過爆破件221產(chǎn)生的推動力驅動切割部件222割斷匯流條21，其反應時間較短，通?？梢赃_到IOOus左右。
[0046]本實用新型所提供的電池組件100通過采用上述實施方式所述的斷路控制系統(tǒng)，取代現(xiàn)有技術中的熔斷器，使得斷路反應時間更短，并且，由于斷路開關被配置為可被手動斷路器50及電池組件內部的斷路控制模塊40控制斷開，即便在斷路控制模塊40這種自動斷路模塊失效時，也可人為地操控手動斷路器50切斷電池組件100中的高電壓通路，確保了車輛的工作安全。此外，當斷路開關20使用過后或者發(fā)生故障需要替換時，由于斷路開關20集成于手動斷路器50中，因此可以通過拆卸手動斷路器50將斷路開關20從電路中安全、迅速拆卸下來，減少了維修的時間和經(jīng)濟成本。
[0047]本實用新型提供的一車輛的實施方式中，由于采用了上述的電池組件100，對于車輛的高電壓系統(tǒng)提供了更多的安全保障，并且，由于并不涉及車輛中其它結構或功能的改進，故在此不再加以贅述。
[0048]應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施方式中的技術方案也可以經(jīng)適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。
[0049]上文所列出的一系列的詳細說明僅僅是針對本實用新型的可行性實施方式的具體說明，它們并非用以限制本實用新型的保護范圍，凡未脫離本實用新型技藝精神所作的等效實施方式或變更均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種應用于電池組件的斷路控制系統(tǒng)，其中，所述電池組件包括多個串聯(lián)的電池單元，其特征在于，所述斷路控制系統(tǒng)包括電路信息傳感器、斷路控制模塊、以及手動斷路器和斷路開關；其中， 所述電路信息傳感器用以檢測電路信息并將所述電路信息傳輸至所述斷路控制模塊；所述斷路控制模塊分別與所述斷路開關及所述電路信息傳感器相連接，用以在所述電路信息滿足預設的故障判斷條件時生成第一斷路控制信號；所述手動斷路器可拆卸地安裝在所述串聯(lián)的電池單元之間；所述斷路開關設置于所述串聯(lián)的電池單元之間且集成于所述手動斷路器中，被配置為在接收到所述第一斷路控制信號時斷開電路且可被所述手動斷路器觸發(fā)以斷開電路和/或從所述串聯(lián)的電池單元之間拆卸。
2.根據(jù)權利要求1所述的斷路控制系統(tǒng)，其特征在于，所述斷路開關為一個，設置于所述串聯(lián)的電池單元兩等分的位置，使得所述串聯(lián)的電池單元分隔為電壓相等的兩部分。
3.根據(jù)權利要求1所述的斷路控制系統(tǒng)，其特征在于，所述斷路開關包括用于在相鄰的電池單元之間傳遞電流的匯流條以及可被所述手動斷路器或所述第一斷路控制信號觸發(fā)以切斷所述匯流條的斷路單元。
4.根據(jù)權利要求3所述的斷路控制系統(tǒng)，其特征在于，所述斷路單元包括爆破部件及切割部件，所述爆破部件用以在被手動斷路器觸發(fā)或接收到所述第一斷路控制信號時產(chǎn)生爆破力，以推動所述切割部件切斷所述匯流條。
5.根據(jù)權利要求3所述的斷路控制系統(tǒng)，其特征在于，所述匯流條為導線。
6.根據(jù)權利要求1所述的斷路控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電路信息傳感器為連接在所述電池組件中的 電流傳感器，所述電路信息為電流值，所述預設的故障判斷條件是所述電流傳感器測得的電流值超過預設的電流閾值。
7.根據(jù)權利要求1所述的斷路控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電路信息傳感器為設置于所述電池組件內部的溫度傳感器，所述電路信息指電池組件的溫度，所述預設的故障判斷條件是所述溫度傳感器測得的電池組件的溫度超過預設的溫度閾值。
8.根據(jù)權利要求1所述的斷路控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電路信息傳感器為連接在所述電池組件中的電壓傳感器，所述電路信息為電壓值，所述預設的故障判斷條件是所述電壓傳感器測得的電壓值超過預設的電壓閾值。
9.根據(jù)權利要求1所述的斷路控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電路信息傳感器為設置于所述電池組件內部的機械沖擊傳感器，所述電路信息為電路承受的沖擊力，所述預設的故障判斷條件是所述機械沖擊傳感器測得的沖擊力值超過預設的沖擊力閾值。
10.根據(jù)權利要求1所述的斷路控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電池組件還包括殼體，所述電池單元和斷路開關布設于所述殼體內，所述手動斷路器包括絕緣部分，所述絕緣部分至少部分地被配置于所述殼體的外部。
11.根據(jù)權利要求1所述的斷路控制系統(tǒng)，其特征在于，所述斷路開關可拆卸地集成于所述手動斷路器中。
12.根據(jù)權利要求1所述的斷路控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電池組件內還集成有可控制電路斷開的高壓互鎖回路。
13.根據(jù)權利要求1所述的斷路控制系統(tǒng)，其特征在于，所述斷路開關進一步配置為用以接收所述電池組件外部車輛安全控制系統(tǒng)發(fā)送的第二斷路控制信號，所述斷路開關在接收到所述第二斷路控制信號時斷開。
14.根據(jù)權利要求13所述的斷路控制系統(tǒng)，其特征在于，所述車輛安全控制系統(tǒng)包括安全氣囊控制系統(tǒng)或預緊式安全帶系統(tǒng)。
15.一種電池組件，其特征在于包括如上任一項權利要求所述的斷路控制系統(tǒng)。
16.一種車輛，其特征在于包括如權利要求15的電池組件。
【文檔編號】H02J7/00GK203788009SQ201420113164
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年3月13日 優(yōu)先權日:2014年3月13日
【發(fā)明者】狄彼德, 彥斯·貝肯, 丁力·羅伯特 申請人:觀致汽車有限公司