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CN108879814A - 保护元件以及电池包 - Google Patents

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CN108879814A
CN108879814A CN201810431660.3A CN201810431660A CN108879814A CN 108879814 A CN108879814 A CN 108879814A CN 201810431660 A CN201810431660 A CN 201810431660A CN 108879814 A CN108879814 A CN 108879814A
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Abstract

本发明提出一种保护元件以及电池包，保护元件包括：绝缘外壳体；多个端电极，包含第一端电极、第二端电极以及第三端电极，该些端电极贯穿该绝缘外壳体且由该绝缘外壳体支撑；第一可熔导体，该第一可熔导体的其中一端配置在该第一端电极上，另一端配置在该第二端电极上，且两端分别电气连接该第一端电极与该第二端电极，以在第一端电极与第二端电极之间形成双向的电流路径；第二可熔导体；以及第一热产生组件，该第二可熔导体与该第一热产生组件二者彼此电气串联于该双向的电流路径与该第三端电极之间。

Description

保护元件以及电池包
技术领域
本发明涉及一种保护元件以及电池包，尤其涉及一种具备过电流、过电压或过温度保护功能以及可承受高充放电电流的保护元件以及电池包。
背景技术
先前使用于电池包内的保护元件，其可熔导体大都配置于基板与端电极的上方，并将可熔导体耦接端电极，未来应用于马达相关的电路的瞬间工作电流都相当的高，甚至高于50A，设置于基板上的端电极与基板都无法承受如此大异常电流的流通，甚至，端电极与基板都会因可熔导体被熔断时所产生的高热以及高压而被熔融或断裂。另，可熔导体若要能承受30A～100A之间的工作电流或额定电流，其截面积(厚度与宽度)都必须加大，该可熔导体熔断后分开成两部分的距离，也必须有足够的空间，以确保断开后可熔导体的绝缘电阻在安全范围内。换句话说，基板与端电极最好不要配置在可熔导体的下方且在同一平面，以避免飞溅的可熔导体造成断开后的可熔导体的绝缘电阻不够高的问题。
发明内容
现有技术的保护元件，几乎都将绝缘基板配置在第一电极与第二电极之间，使得第一电极、第二电极以及绝缘基板三者几乎都在同一平面上，此些电极(即第一电极与第二电极)与绝缘基板之间并无太大的高度差，可熔导体配置在第一电极、第二电极以及绝缘基板的上方，导致可熔导体熔断的瞬间，因被熔融的可熔导体四处飞溅可能落在绝缘基板上，造成可熔导体被熔断后，第一电极与第二电极之间的绝缘电阻无法达到高阻值或高电阻的要求或断路(open circuit)的要求。
为了解决上述的问题，本发明提出一种保护元件以及电池包。保护元件包括：绝缘外壳体；多个端电极，包含第一端电极、第二端电极以及第三端电极，该些端电极贯穿该绝缘外壳体且由该绝缘外壳体支撑；第一可熔导体，该第一可熔导体的其中一端配置在该第一端电极上，另一端配置在该第二端电极上，且该第一可熔导体的两端分别电气连接该第一端电极与该第二端电极，以在第一端电极与第二端电极之间形成双向的电流路径；第二可熔导体；以及第一热产生组件，该第二可熔导体与该第一热产生组件二者彼此电气串联于该双向的电流路径与该第三端电极之间。
本发明提出一种电池包，包括：至少一电池元件；上述的保护元件，其中该保护元件与该至少一电池元件串联连接以形成至少一充放电电流路径，并且具有断开该充放电电流路径的能力；开关电路，用于控制通过该第一热产生组件的电流；以及检测控制电路，用以检测该至少一电池元件的电压或温度，依据所检测到的电压或温度而决定该开关电路的状态。
本发明的保护元件可确保第一可熔导体被熔断后，第一端电极与第二端电极之间的绝缘电阻达到高阻值或高电阻的要求或断路(open circuit)的要求。
附图说明
图1为一种保护元件888，面向图11的19x1正面的剖面示意图。
图2为保护元件888的第一可熔导体被熔断后的剖面示意图。
图3为一种保护元件888，面向图11的19x1正面的剖面示意图。
图4为保护元件888的可熔导体被熔断后的剖面示意图。
图5为一种保护元件888，面向图11的19x1正面的剖面示意图。
图6为一种保护元件888，面向图11的19x1正面的剖面示意图。
图7为一种保护元件888，面向图11的19x1正面的剖面示意图。
图8为一种保护元件888，面向图11的19x1正面的剖面示意图。
图9为一种保护元件888，面向图11的19x1正面的剖面示意图。
图10为一种保护元件888，面向图11的19x1正面的剖面示意图。
图11为一种绝缘外壳体外观示意图。
图12为一种保护元件的等效电路图。
图13为一种保护元件的等效电路图。
图14为一种保护元件的等效电路图。
图15为一种保护元件的等效电路图。
图16为一种保护元件888，面向图11的19x1正面的剖面示意图。
图17为一种保护元件的等效电路图。
图18为一种保护元件的等效电路图。
图19为一种保护元件的等效电路图。
图20为一种电池包588的电路构成的例图。
附图标记说明
888：保护元件
1：充电装置或电子装置
2：充放电控制电路
4：电池元件组
5：检测控制电路
6：多孔洞的陶瓷结构
7(1)：第一热产生组件
7a、7b：发热体电极
7c：第一发热体
7y：吸附电极
7y(1)、31(1)：斜边
8：第一可熔导体
8(2)：第二可熔导体
8x：第一可熔导体的上表面
8y：第一可熔导体的下表面
10：绝缘基板
11、21、31、41：端电极
16：绝缘层
18：开口
19：绝缘外壳体
19x：凹部
19a：绝缘外壳体盖体
19b：绝缘外壳体基体
588：电池包
S：开关电路
R：电阻
G1：第一间隙
G2：间隙或第二间隙
Ic：输入电流的电流路径
Id：输出电流的电流路径
19x1、19x2、19x3、19x4、19x5、19x6：绝缘外壳体的六个面
具体实施方式
为使能更进一步了解本发明的特征和技术内容，请参阅以下相关的实施例的保护元件，并配合附图作详细说明如下。另外，凡可能之处，在附图及实施例中使用相同标号的元件/构件代表相同或类似部分。此外，图示是以示意方式示出，会有各尺寸的比率与实际不同的情形，应参酌以下的说明自行判断，实施例说明如下：
【保护元件888】
图1示出为本发明的一种实施例的保护元件888的剖面示意图。图12示出为保护元件888的等效电路图。请同时参考图1以及图12。本实施例的保护元件888包括：绝缘外壳体19、三个端电极11、21、31、第一可熔导体8、第二可熔导体8(2)以及第一热产生组件7(1)。三个端电极，包含第一端电极11、第二端电极21以及第三端电极31，三个端电极分别贯穿该绝缘外壳体且由该绝缘外壳体支撑。第一可熔导体8的两端分别电气连接第一端电极11与第二端电极21，以在第一端电极11与第二端电极21之间形成双向的电流路径(输入电流的电流路径Ic以及输出电流的电流路径Id)。第二可熔导体8(2)，配置在绝缘外壳体19内。第一热产生组件7(1)，配置在绝缘外壳体19内。第二可熔导体8(2)与第一热产生组件7(1)二者电气串联于双向的电流路径(输入电流的电流路径Ic以及输出电流的电流路径Id)与第三端电极31之间。第二可熔导体8(2)与第一热产生组件7(1)二者电气串联于双向的电流路径与第三端电极31之间的方式有许多种，请参考图1、图5、图6、图7、图12、图15。上述方式都是将第二可熔导体8(2)与第一热产生组件7(1)二者电气串联于第二端电极21与第三端电极31之间，其中，第二端电极21在第一可熔导体8的正投影与第二可熔导体8(2)或第一热产生组件7(1)在第一可熔导体8的正投影，至少部分重叠。当然，也可以将第二可熔导体8(2)与第一热产生组件7(1)修改至二者电气串联于第一端电极11与第三端电极31之间，其等效电路图如图13。另，当然也可以将第二可熔导体8(2)与第一热产生组件7(1)二者电气串联于第一可熔导体8或第一可熔导体8的中央部与第三端电极31之间(请参考图16)，其等效电路图如图17。
【绝缘外壳体19】
绝缘外壳体19具有保护绝缘外壳体19内的元件或物体的功用，如：绝缘外壳体19可保护第一可熔导体8、每个端电极的第二端以及第一热产生组件7(1)。绝缘外壳体19包含绝缘外壳体盖体19a与绝缘外壳体基体19b。绝缘外壳体19的成分包含聚合物(polymer)与陶瓷材料等其中的一者或两者的组合。其中，该陶瓷材料包含碳化硅SiC、氧化铝、氮化铝、氮化硅SiN、石墨等其中任一者或其中的两者以上的组合。其中，聚合物包含耐热性良好的工程塑胶中的任一种或二种以上的组合。本实施例的保护元件888的绝缘外壳体19的主成分为聚合物(polymer)，包含聚苯硫醚(Polyhenylenesulfide)。绝缘外壳体19在成形为图1或图11的形状(或其他形状)时，可以分成绝缘外壳体盖体19a与绝缘外壳体基体19b两部分(或多个部分)，分别成型。绝缘外壳体基体19b也可以同时使用嵌入成型的制程，将第一端电极11、第二端电极21、第三端电极31以及绝缘外壳体基体19b一体化成型。绝缘外壳体19具有左面部19x1、右面部19x2、上面部19x3、底面部19x4、前面部19x5以及后面部19x6等六个面部(如图11所示)。
【绝缘外壳体19具有开口或多孔洞的陶瓷结构】
又，请参考图11，示出为本发明的保护元件888的绝缘外壳体19，也可以在上述六个面部中的至少一面部具有至少一开口18或多孔洞的陶瓷结构6。本发明所有的保护元件都可适用。上述至少一开口18或多孔洞的陶瓷结构6的技术特征是：当第一可熔导体8熔断的瞬间会产生气化或气爆或闪光或放电等现象，尤其是保护元件的额定电压与电流都非常高的时候，此时，绝缘外壳体19内的压力增大，上述至少一开口18或多孔洞的陶瓷结构6可以让上述的压力适当或适时地释放，避免绝缘外壳体19的结构被破坏。上述开口18贯通绝缘外壳体19的内外表面。上述多孔洞陶瓷结构6，绝缘外壳体盖体19a或绝缘外壳体19的至少一面部(如19x3)具有多孔洞陶瓷结构6，其主要成份是由陶瓷粉体所组成，通过烧结的制程将的烧结成型，并在陶瓷颗粒之间产生间隙或孔洞，因此本发明多孔洞陶瓷结构6的孔洞最小直径比绝缘外壳体19的开口18的直径小，或者是，本发明的多孔洞陶瓷结构6的孔洞的数量多于绝缘外壳体19的开口18的数量，且多孔洞陶瓷结构6大部分孔洞是互通的。当保护元件888的额定电压值与额定电流值较高时(如：大于30A或50A或100A以上)，第一可熔导体8被熔断的瞬间，气体所产生的高压，可经由至少一开口18或多孔洞陶瓷结构6互通多孔的结构较均匀地排泄出去。本发明的绝缘外壳体19的开口18是由绝缘外壳体19的外表面贯通至内表面，如直径最小为0.05mm以上的大小或单边长最小为0.05mm以上的大小。本发明的多孔洞陶瓷结构6的孔洞并非单一个尺寸或大小，而是由每颗陶瓷颗粒之间不同的间隙(或距离)所组成，本发明的绝缘外壳体19的表面至内部的多孔洞陶瓷结构6，即便用放大镜也无法看到绝缘外壳体的内部，其制程是将不同粒径的高热导率陶瓷粉体(如：碳化硅SiC)，以高压挤出再滚压成型或加压成型或调配成浆料灌注成型的方式结合，再烧结成具有间隙的多孔洞陶瓷结构6。需特别说明的是，本发明的多孔洞陶瓷结构6可以在绝缘外壳体19的左面部19x1、右面部19x2、上面部19x3、底面部19x4、前面部19x5以及后面部19x6等六个面部的其中一者或两者以上实施，且不一定是某个面部的全部结构都是多孔洞陶瓷结构6，也可以是某个面部的部分区域具有多孔洞陶瓷结构6。
【多个端电极】
上述三个端电极(即第一端电极11、第二端电极21、第三端电极31)贯穿绝缘外壳体基体19b且由绝缘外壳体基体19b支撑。每一个端电极(即第一端电极11、第二端电极21、第三端电极31)的其中一端(第一端)配置(外露)于绝缘外壳体19外，另一端(第二端)配置(浮设)于绝缘外壳体19内或延伸至绝缘外壳体19内。更进一步来说，第一端电极11的第二端与绝缘外壳体基体19b之间具有间隙G1(或称第一间隙)，且第二端电极21的第二端与绝缘外壳体基体19b之间也具有间隙G2(或称第二间隙)，第一间隙G1可以大于或等于(≧)第二间隙G2，或者是，第一间隙G1小于(＜)第二间隙G2，并且，第一端电极11的第二端与第二端电极21的第二端之间无任何物体(如：绝缘基板)，如此一来，因第一端电极11与第二端电极21之间无任何平面或物体，所以，在第一可熔导体8被熔断后，可避免第一端电极11与第二端电极21因被熔融或飞溅的第一可熔导体8而电连接，还可确保第一可熔导体8被熔断后，第一端电极11与第二端电极21之间的绝缘电阻可以达到高标的要求。除此之外，由于上述三个端电极并非以印刷制程而是以其他制程(如：压合制程)成型，设计者可根据实际应用或设计需求而调整上述三个端电极的厚度与密度，以降低该些端电极的内阻。本发明所有的端电极的材料包含以金、银、铜、锡、铅、铝、镍、钯、白金等中任一种作为主成份或其部分的组合作为主成分的材料所制成的片状或长条状的金属。另，该些端电极的表面可以镀上一层或多层较不易氧化或较稳定的金属材料如：镍、锡、铅、铝、镍、金等。如此一来，可避免大电流流经第一端电极11与第二端电极21时产生高温而使第一端电极11与第二端电极21表面氧化，且当第一可熔导体8被熔融时，熔融的第一可熔导体8更容易吸附在第一端电极11或第二端电极21上，加速第一可熔导体8被断开。本发明的所有端电极都可采用类似于上述说明的方式来实现。当然，本发明的保护元件888也可以不需要间隙G1或G2，只要依据保护元件888的额定电压来调整第一端电极11与第二端电极21之间的距离，或者是，在第一端电极11与第二端电极21之间的绝缘外壳体基体19b配置一凹部19x(请参考图5、图6、图7、图8)，使飞溅或熔融的第一可熔导体8不易电气连接第一端电极11或第二端电极21。当第一端电极11与第二端电极21之间的电流异常或超过保护元件888的额定电流时，第一可熔导体8会因本身发热而熔断(请参考图2)。
【可熔导体、第二可熔导体】
第一可熔导体8配置在绝缘外壳体19内。第一可熔导体8与第二可熔导体8(2)可以是多层结构，具有低熔点导体层与高熔点导体层，其中低熔点导体层与高熔点导体层的熔点不相同。当然，第一可熔导体8与第二可熔导体8(2)也可是单层结构，只包含单一熔点的金属导体层(低熔点导体层或高熔点导体层)。第一可熔导体8与第二可熔导体8(2)中的低熔点导体层的材料包含以锡为主成分的有铅或无铅金属合金。第一可熔导体8与第二可熔导体8(2)中的高熔点导体层的材料包含以银、铜、锡、铋、铟、锌、铝等部分组成的合金。本发明的所有可熔导体都适用上述的说明。请参考图1第一可熔导体8的两端分别电气连接第一端电极11与第二端电极21，以在第一端电极11与第二端电极21之间形成双向的电流路径(Ic、Id)。需特别说明的是，本实施例中的第一可熔导体8其中一端的下表面是通过焊锡或焊料固定在第一端电极11的上表面，并且电气连接第一端电极11，另外一端的下表面是通过焊锡或焊料固定在第二端电极21的上表面，并且电气连接第二端电极21。第一可熔导体8由第一端电极11与第二端电极21所支撑。第一可熔导体8与绝缘外壳体基体19b之间具有一间隙(请参考图1)，使第一可熔导体8被熔断后，可以确保第一端电极11与第二端电极21之间绝缘。另外，需说明的是，第一可熔导体8的电阻R，如下列公式R＝ρL÷A，ρ：电阻系数，A：第一可熔导体8的截面积，L：第一可熔导体8的长度，所以假设ρ、A为固定值，则L愈长，代表第一可熔导体8的电阻愈大，可通过第一可熔导体8的电流会愈小。所以如果缩短第一可熔导体8的长度L，就可增加可通过第一可熔导体8的电流。本实施例的第一可熔导体8的截面积A等于第一可熔导体8的宽度W乘以第一可熔导体8的高度H，假设ρ、L为固定值，则增加第一可熔导体8的宽度W与第一可熔导体8的高度H，可以增加第一可熔导体8的截面积A，第一可熔导体8的截面积A愈大，代表第一可熔导体8的电阻愈小，可通过第一可熔导体8的电流会愈大。因本发明所有保护元件的第一端电极11与第二端电极21之间没有任何物体(如：基板)，第一可熔导体8与第一端电极11重叠部分的电阻以及第一可熔导体8与第二端电极21重叠部分的电阻都很小，可以忽略不计，所以第一可熔导体8的长度，会比现有技术在第一端电极11与第二端电极21之间具有绝缘基板的长度短，相对的，可通过第一可熔导体8的电流增大，本发明的保护元件的结构，更适合需求大电流的保护元件与电池包的应用。
【第一热产生组件7(1)】
第一热产生组件7(1)包括二个发热体电极7a、7b以及第一发热体7c，且三者(即发热体电极7a、7b以及第一发热体7c)形成所谓三明治的结构，第一发热体7c被夹在二个第一发热体电极7a、7b之间(请参考图1)，第一发热体7c的其中一端电气连接发热体电极7a，另一端电气连接发热体电极7b，第一热产生组件7(1)可配置在第二端电极21或第一端电极11的下方(或上方)。第一发热体7c是电阻值相对较高的元件(相较于第一可熔导体8)，且具有电流通过就会发热的特性，其材料包括二氧化钌(RuO2)、氧化钌、氧化锌、钌、铜、钯、白金、碳化钛、碳化钨、铂、钼、钨、碳黑、有机结合剂或无机结合剂等其中之一为主成分或其中部分组合物为主成分的陶瓷元件。发热体电极7a、7b可以是单层金属或多层金属结构，其各层的材料包括铜、锡、铅、铁、镍、铝、钛、铂、钨、锌、铱、钴、钯、银、金、羰基铁、羰基镍、羰基钴等其中之一或其部分组合成的合金。
【绝缘基板】
又，请参考图9与图10，示出为本发明的一种实施例的保护元件888。图9或图10与图1中的保护元件888相似，惟二者的差异是：图9或图10的保护元件888还包含绝缘基板10，第一热产生组件7(1)(非所谓三明治的结构)可以配置在绝缘基板10上(请参考图10)或配置在绝缘基板10内(请参考图9)。需说明的是，本发明的绝缘基板10没有配置在第一端电极11与第二端电极21之间，且在第一可熔导体8的下方，所以被熔融飞溅的第一可熔导体8不会影响第一可熔导体8被熔断后的绝缘特性。若考虑液态状飞溅的第一可熔导体8，也可以在绝缘外壳体19配置一凹部19x(请参考图7)，使被熔融的第一可熔导体8不易附着在第一端电极11与第二端电极21之间。另，本发明的绝缘基板10也可以配置在第一端电极11与第二端电极21之间，但将该些端电极与绝缘基板10配置在第一可熔导体8上不同的表面。例如：请参考图16或图6，可将第一端电极11与第二端电极21配置在或耦接第一可熔导体8的上表面8x，将第一热产生组件7(1)配置在绝缘基板10上，且耦接或配置在第一可熔导体8的下表面8y。如此，被熔融飞溅的第一可熔导体8就不会影响第一可熔导体8被熔断后的绝缘特性。
【第二可熔导体】
请参考图1、图12，第二可熔导体8(2)与第一热产生组件7(1)电气串联于双向的电流路径(Ic、Id)与第三端电极31之间。详细来说，第二可熔导体8(2)配置在第二端电极21的下方(或上方)，其中一端耦接或电气连接第二端电极21，另一端耦接或电气连接第一热产生组件7(1)的发热体电极7a，第一热产生组件7(1)的发热体电极7b耦接或电气连接第三端电极31。当然，第二可熔导体8(2)也可配置在第一端电极11的下方(或上方)，其中一端耦接或电气连接第一端电极11，另一端耦接或电气连接第一热产生组件7(1)的发热体电极7a，第一热产生组件7(1)的发热体电极7b耦接或电气连接第三端电极31(请参考图13)。请参考图4，示出为第一可熔导体8与第二可熔导体8(2)被熔断后的剖面示意图。当第一热产生组件7(1)发热时，第一可熔导体8会先被熔断，之后，第二可熔导体8(2)才会被熔断。第一可熔导体8与第二可熔导体8(2)先后被熔断的方法有许多种，其中一种是：第二可熔导体8(2)的熔点或液化点高于第一可熔导体8的熔点或液化点。本发明说明书中所述的所有耦接，可以是直接耦接或间接耦接。
【第一热产生组件与第二可熔导体】
第二可熔导体8(2)与第一热产生组件7(1)二者电气串联于双向的电流路径(输入电流的电流路径Ic以及输出电流的电流路径Id)与第三端电极31之间，其不同结构或等效电路图，只需调整第一端电极11、第二端电极21、第二可熔导体8(2)、第一热产生组件7(1)、第三端电极31等的相关位置与电气连接或耦接的方式即可(请参考图1、图5、图6、图7、图12、图13、图14、图15、图16、图17)。另，请参考图16、图17，示出为本发明的一种实施例的保护元件888。第二可熔导体8(2)与第一热产生组件7(1)二者电气串联于双向的电流路径(Ic、Id)与第三端电极31之间。详细来说，第一端电极11与第二端电极21配置在第一可熔导体8的上方，第二可熔导体8(2)配置在第一可熔导体8的下方(当然，第一端电极11与第二端电极21也可配置在第一可熔导体8的下方，第二可熔导体8(2)配置在第一可熔导体8的上方)，第二可熔导体8(2)的其中一端耦接或电气连接第一可熔导体8，另一端耦接或电气连接第一热产生组件7(1)。第一热产生组件7(1)的其中一端经由发热体电极7b耦接或电气连接第三端电极31。其等效电路图如图17。需特别说明的是，第二可熔导体8(2)的其中一端可以耦接或电气连接第一可熔导体8表面的任何位置，例如：第二可熔导体8(2)的其中一端耦接或电气连接第一可熔导体8中央部的表面，或者是，耦接或电气连接偏向第二端电极21的第一可熔导体8的表面(如：图16)，或者是，耦接或电气连接偏向第一端电极11的第一可熔导体8的表面。需特别说明的是，请参考图16，当第二可熔导体8(2)的其中一端耦接或电气连接第一可熔导体8的下表面8y时，第一端电极11与第二端电极21会配置在第一可熔导体8相对的上表面8x(不同于第二可熔导体8(2)耦接第一可熔导体8的下表面8y)，因此，第二可熔导体8(2)与第一端电极11之间被第一可熔导体8隔开，且第二可熔导体8(2)与第二端电极21之间也被第一可熔导体8隔开。如此，可以避免像现有技术的保护元件，几乎都将绝缘基板配置在第一电极与第二电极之间，使得第一电极、第二电极以及绝缘基板三者几乎都在同一平面上，造成可熔导体被熔断后，第一电极与第二电极之间的绝缘电阻无法达到高阻值或高电阻的要求或断路(open circuit)的要求。另，当第二可熔导体8(2)的其中一端耦接或电气连接第一可熔导体8中央部的表面时，图17中第一可熔导体8分成两部分，两部分的第一可熔导体8的阻值或特性是相似的。若耦接或电气连接偏向第二端电极21的第一可熔导体8的表面(如：图16)或耦接或电气连接偏向第一端电极11的第一可熔导体8的表面，两部分的第一可熔导体8的阻值或特性会有差异(对第三端电极而言)。另，因为第一热产生组件7(1)的阻值大于第一可熔导体8，或者是，通过第一热产生组件7(1)的电流会小于通过第一可熔导体8的电流，所以第二可熔导体8(2)的额定电流值小于第一可熔导体8的额定电流值。第二可熔导体8(2)的功用是断开流经第一热产生组件7(1)的电流，使第一热产生组件7(1)停止发热。其中，第二端电极21或第一端电极11在第一可熔导体8的正投影与第二可熔导体8(2)或第一热产生组件7(1)在第一可熔导体8的正投影，不重叠(请参考图16)。当然，也可以设计成第二端电极21与第一端电极11在第一可熔导体8的正投影与第二可熔导体8(2)以及第一热产生组件7(1)在第一可熔导体8的正投影，不重叠(未示出)。另，也可以设计成第二端电极21与第一端电极11在第一可熔导体8的正投影与第二可熔导体8(2)或第一热产生组件7(1)在第一可熔导体8的正投影，不重叠(请参考图16)。
【第四端电极】
请参考图18，示出为本发明的一种实施例的保护元件888。图18的保护元件888与图12的保护元件888相似。惟二者的差异是：图18的保护元件888还包含第四端电极41。第四端电极41耦接或电气连接第一热产生组件7(1)的一端。请参考图19示出为本发明的一种实施例的保护元件888。图19的保护元件888与图15的保护元件888相似。惟二者的差异是：图19的保护元件888还包含第四端电极41。第四端电极41耦接或电气连接第一热产生组件7(1)的一端。上述第四端电极41的功用是：因本发明所有的保护元件888，其中，流经第一热产生组件7(1)电流的大小取决于第二端电极21或第一端电极11与第三端电极31之间的电压大小。若第二端电极21或第一端电极11与第三端电极31之间的电压太大或太高，造成流经第一热产生组件7(1)的电流太大或太高，且超过第一热产生组件7(1)的额定电流值时，第一热产生组件7(1)会过热而损坏。为预防此状况发生，本发明另包含第四端电极41，让使用者可以在第三端电极31与第四端电极41之间外接一电阻R来调整流经第一热产生组件7(1)的电流，进而提升或扩增本发明所有的保护元件888于第二端电极21或第一端电极11与第三端电极31之间的额定电压值的范围(请参考图20)。
【吸附电极、斜边】
又，请参考图3，示出为本发明的一种实施例的保护元件888。图3的保护元件888与图1的保护元件888相似。惟二者的差异是：图3的保护元件888还包含吸附电极7y。吸附电极7y的其中一端电气连接第二可熔导体8(2)，另一端电气连接第一热产生组件7(1)。吸附电极7y可以具有斜边7y(1)，当然，也可以没有斜边7y(1)。吸附电极7y的功效是吸附被熔融的第二可熔导体8(2)(请参考图4)。具有斜边7y(1)的吸附电极7y，可以加快第二可熔导体8(2)被熔断的速度。详细来说，当第一热产生组件7(1)发热时，上述热能传递至吸附电极7y、第二可熔导体8(2)、第二端电极21以及第一可熔导体8，当第一可熔导体8被熔融后，被吸附在第二端电极21上，之后，第二可熔导体8(2)被熔融，被熔融的部分第二可熔导体8(2)被吸附在吸附电极7y，或者是，被吸附在吸附电极7y且顺着斜边7y(1)被吸引或吸附到斜边7y的底部，如此可加速第二可熔导体8(2)被熔断的速度。当然，端电极也可以具有斜边，请参考图5、图6，其中，第三端电极31具有斜边31(1)，其功效与斜边7y(1)相同。
【保护元件的动作说明】
请参阅图1，当低于额定电流值的电流流经第一可熔导体8时，保护元件888不会动作，维持保护元件888的原始状态。请参阅图2，当高于额定电流值的电流流经第一可熔导体8时，第一可熔导体8会因本身发热而被熔断。因此，第一端电极11与第二端电极21之间的电流路径被断开。
请参阅图4，当第一热产生组件7(1)发热时，第一可熔导体8会先被熔断，之后，第二可熔导体8(2)才会被熔断。第一可熔导体8与第二可熔导体8(2)先后被熔断的方法有许多种，其中一种是：第二可熔导体8(2)的熔点或液化点高于第一可熔导体8的熔点或液化点。
图20示出为本发明实施例的一种电池包588的电路图。电池包588包括：电池元件组4、充放电控制电路2、检测控制电路5、开关电路S以及上述的保护元件888。电池元件组4具有四个电池元件4-1、4-2、4-3、4-4(但本发明不限于此)。充放电控制电路2负责控制充放电电流(Ic、Id)的开启与关闭。开关电路S的初始状态为断路，此时，电流无法通过第一热产生组件7(1)，开关电路S可分别依据检测控制电路5的输入信号，使开关电路S导通。检测控制电路5分别检测电池元件组4中每个电池元件4-1、4-2、4-3、4-4的电压值或温度值，并输出信号给充放电控制电路2或开关电路S。保护元件888的端电极11、21串联连接于电池元件组4与充放电控制电路2之间，形成充放电路径(即电流Ic与电流Id的路径)。保护元件888的端电极31连接开关电路S。本实施例的可充放电电池包588中的充放电控制电路2，可依据外接的是充电装置1或电子装置1以及检测控制电路5所输出的信号来开启与关闭充放电的电流。当高于额定电流值的充电电流Ic流经第一可熔导体8或高于额定电流值的放电电流Id流经第一可熔导体8时，第一可熔导体8会熔断，以断开充电电流Ic或放电电流Id的路径，以达到保护电池元件组4或电池包588的过电流保护功能。另，当检测控制电路5检测到电池元件4-1、4-2、4-3、4-4中的任何一个发生异常(如：过充或过温)时，则会送出信号给开关电路S，以将开关电路S切换至导通状态，致使电流可流经第一热产生组件7(1)。第一发热体7c因通电发热而先后熔断第一可熔导体8与第二可熔导体8(2)，以断开充电电流Ic、放电电流Id以及流经第一热产生组件7(1)的电流，达成可充放电电池包588的过充或过电压或过温保护的功能。本电池包588的另一优点是，若想提高电池包588的额定电压值或增加电池元件的数量，可在保护元件888第三端电极31与第四端电极41之间外接一电阻R来调整流经第一热产生组件7(1)的电流，而不必变更保护元件888的规格。
虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更改与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准，凡合于本发明权利要求的精神与其运用本发明说明书及附图内容所为的类似变化，均包含于本发明的权利要求内。

Claims (16)

1.一种保护元件，其特征在于，包括：
绝缘外壳体；
多个端电极，包含第一端电极、第二端电极以及第三端电极，所述多个端电极贯穿所述绝缘外壳体且由所述绝缘外壳体支撑；
第一可熔导体，所述第一可熔导体的其中一端配置在所述第一端电极上，另一端配置在所述第二端电极上，且所述第一可熔导体的两端分别电气连接所述第一端电极与所述第二端电极，以在所述第一端电极与所述第二端电极之间形成双向的电流路径；
第二可熔导体；以及
第一热产生组件，所述第二可熔导体与所述第一热产生组件二者彼此电气串联于所述双向的电流路径与所述第三端电极之间。
2.根据权利要求1所述的保护元件，其中，所述第一端电极与所述第二端电极二者中的至少一者与所述绝缘外壳体之间具有间隙。
3.根据权利要求1所述的保护元件，其中，所述第一热产生组件包含二发热体电极以及第一发热体，且所述二发热体电极与所述第一发热体形成三明治的结构。
4.根据权利要求1所述的保护元件，还包含绝缘基板，其中，所述第一热产生组件配置在所述绝缘基板上或配置在所述绝缘基板内。
5.根据权利要求1所述的保护元件，其中，所述第二可熔导体的其中一端耦接或电气连接所述第一端电极或所述第二端电极或所述第一可熔导体，另一端耦接或电气连接所述第一热产生组件。
6.根据权利要求1所述的保护元件，其中，所述第二可熔导体或所述第一热产生组件的其中一端耦接或电气连接所述第一可熔导体的中央部。
7.根据权利要求1所述的保护元件，其中，所述第一热产生组件的其中一端耦接或电气连接所述第一端电极或所述第二端电极或所述第一可熔导体，另一端耦接或电气连接所述第二可熔导体。
8.根据权利要求1所述的保护元件，其中，所述绝缘外壳体包含至少一开口或多孔洞的陶瓷结构或凹部。
9.根据权利要求1所述的保护元件，还包含吸附电极或具有斜边的吸附电极，所述吸附电极或所述具有斜边的吸附电极的其中一端耦接到所述第二可熔导体。
10.根据权利要求1所述的保护元件，其中，所述第二可熔导体的额定电流值小于所述第一可熔导体的额定电流值，或者是，所述第二可熔导体的熔点或液化点高于所述第一可熔导体的熔点或液化点。
11.根据权利要求1所述的保护元件，其中，所述第一端电极或所述第二端电极在所述第一可熔导体的正投影与所述第二可熔导体或所述第一热产生组件在所述第一可熔导体的正投影，至少部分重叠。
12.根据权利要求1所述的保护元件，其中，所述第一端电极或所述第二端电极在所述第一可熔导体的正投影与所述第二可熔导体或所述第一热产生组件在所述第一可熔导体的正投影，不重叠，或者是，所述第二端电极与所述第一端电极在所述第一可熔导体的正投影与所述第二可熔导体或所述第一热产生组件在所述第一可熔导体的正投影，不重叠，或者是，所述第二端电极与所述第一端电极在所述第一可熔导体的正投影与所述第二可熔导体与所述第一热产生组件在所述第一可熔导体的正投影，不重叠。
13.根据权利要求1或6或12所述的保护元件，其中，所述第二可熔导体或所述第一热产生组件与所述第一端电极之间被所述第一可熔导体隔开，且所述第二可熔导体或所述第一热产生组件与所述第二端电极之间也被所述第一可熔导体隔开。
14.根据权利要求1所述的保护元件，其中，所述多个端电极还包含第四端电极，所述第四端电极电气连接所述第一热产生组件的一端。
15.根据权利要求14所述的保护元件，其中，所述第三端电极与所述第四端电极之间外接电阻来调整流经所述第一热产生组件的电流。
16.一种电池包，其特征在于，包括：
至少一电池元件；
根据权利要求1至15中任一项所述的保护元件，其中所述保护元件与所述至少一电池元件串联连接以形成至少一充放电电流路径，并且具有断开所述充放电电流路径的能力；
开关电路，用于控制通过所述第一热产生组件的电流；以及
检测控制电路，用以检测所述至少一电池元件的电压或温度，依据所检测到的电压或温度而决定所述开关电路的状态。
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