CN201323216Y

CN201323216Y - 电池组

Info

Publication number: CN201323216Y
Application number: CNU2008201834000U
Authority: CN
Inventors: 郑卫鑫; 朱建华; 潘丽英
Original assignee: BYD Co Ltd
Current assignee: BYD Co Ltd
Priority date: 2008-12-12
Filing date: 2008-12-12
Publication date: 2009-10-07
Anticipated expiration: 2018-12-12

Abstract

一种具有过热保护功能的电池组，该电池组包括多个单体电池(10)，所述多个单体电池(10)通过电极端子(20)相互连接，其中，连接的两个所述电极端子(20)的周围不导电地固定连接有金属件(30)，该金属件(30)与所述电极端子(20)的结合强度大于所述电极端子(20)之间的结合强度，所述金属件(30)在所述电极端子(20)过热时发生变形，使得所述电极端子(20)随所述金属件(30)一起变形，从而断开所述电极端子(20)之间的连接，从而有效地保护所述电池组，避免因过热引起的损坏。

Description

电池组

技术领域

本实用新型涉及电池组，尤其涉及具有过热保护功能的电池组。

背景技术

安全性能一直是电池组特别是动力电池组的重要指标。通常，电池组的各个单体电池之间是通过电极端子而连接在一起。电极端子之间可以通过螺固、焊接等方式连接在一起。例如，CN201051525Y公开了一种电池组，该电池组包括多个单体电池，单体电池之间通过贴合连接片状的电极端子而连接在一起，从而形成电池组。但是，当电池组过载时会产生大量的热量，且该热量不能及时释放，积聚的热量可能使单体电池和电池组发生爆炸等危险。因此，该电池组的安全性较差，过热时容易损坏电池组。

实用新型内容

本实用新型提供一种具过载保护功能的电池组，以克服现有技术中存在的问题。

本实用新型的电池组包括多个单体电池，所述多个单体电池通过电极端子相互连接，其中，连接的两个所述电极端子的周围不导电地固定连接有金属件，该金属件与所述电极端子的结合强度大于所述电极端子之间的结合强度，所述金属件在所述电极端子过热时发生变形，使得所述电极端子随所述金属件一起变形，从而断开所述电极端子之间的连接。

使用本实用新型的电池组，当所述电池组在内部短路、过充过放以及外界着火等条件下而产生大量的热量时，致使所述电极端子过热，所述金属件能够产生变形，并迫使与其固定连接的所述电极端子也产生变形，使得所述变形能够克服所述电极端子之间的连接强度而断开所述电极端子之间的连接，从而有效地保护所述电池组，避免因过热引起的损坏。

附图说明

图1是显示根据本实用新型的第一实施方式的电池组的局部透视图；

图2是显示根据本实用新型的第一实施方式的电池组的电极端子连接的局部剖视图；

图3是显示根据本实用新型的第一实施方式的电池组的电极端子断开连接的局部剖视图；

图4是显示根据本实用新型的第一实施方式的一个实施例的电极端子连接的局部剖视图；

图5是显示根据本实用新型的第二实施方式的电池组的电极端子连接的局部剖视图；

图6是显示根据本实用新型的第二实施方式的电池组的电极端子断开连接的局部剖视图；

图7是显示根据本实用新型的第二实施方式的一个实施例的电池组的局部透视图。

具体实施方式

图1至图7显示了根据本实用新型的电池组的实施方式，如图所示，该电池组包括多个单体电池10，单体电池10通过电极端子20相互连接，连接的两个电极端子20的周围不导电地固定连接有金属件30，该金属件30与电极端子20的结合强度大于电极端子20之间的结合强度，金属件30在所述电极端子20过热时发生变形，使得所述电极端子20随所述金属件30一起变形，并断开电极端子20之间的连接。

其中，图1至图3显示了根据本实用新型的第一实施方式的电池组。具体地，电极端子20从单体电池引出，并经过一次90°弯折而在电极端子20上形成具有相对的表面。电极端子20之间可以通过各种公知的焊接方式例如冷压焊、超声波焊、激光焊或钎焊在相对的表面上形成连接，优选形成线连接或点连接。例如，可以在相对的表面上沿电极端子20的宽度方向涂敷一条或多条线型焊料，或涂敷一个或多个点状焊料。然后，通过加热熔化焊料而形成焊块40，将电极端子20连接在一起，形成电池组。其中，焊料可以选择低熔点的金属，如含有锡的焊料，在本实施方式中，使用锡作为焊料，从而可以在过热时焊块40能够软化，并使电极端子20克服焊块40的连接力而产生变形并断开焊块40，即断开电极端子20之间的连接。此外，也可以用导电胶连接电极端子20，形成线连接或点连接，以降低电极端子20之间的结合强度。

连接好电极端子20后，在电极端子20的外侧固定连接金属件30。其中，该固定连接为不导电连接，即确保电极端子20与金属件30之间导电。此外，电极端子20与金属件30之间的结合强度大于电极端子20之间的结合强度。例如，可以使用电绝缘、耐高温、可与金属牢固结合的陶瓷材料如Al₂O₃、ZrO₂、MgO、TiO₂等无机氧化物，并在其中掺入粘合剂形成陶瓷粘结材料。在电极端子20和金属件30相对的表面上涂敷该粘结材料，从而可以将电极端子20与金属件30不导电地牢固地粘结在一起，并可以保证该电极端子20和金属件30之间的结合强度大于电极端子20之间的点连接或线连接。此外，粘结材料形成的薄的粘结层具有良好的导热性，可以保证电极端子20的热量可以快速传递给金属件30。可选择地，还可以使用硅酸盐型胶粘剂来粘结固定电极端子20和金属件30，公知地，硅酸盐型胶粘剂具有导热率高、结合强度大、耐高温等特点，同样可以提供所需的不导电的牢固连接。

电池过载时，电极端子20产生的大量热量将通过粘结层快速向金属件30传递，使得金属件30受热迅速产生变形，如图3所示，由于金属件30与电极端子20之间耐高温的粘结层的结合强度大于电极端子20之间线连接或点连接的结合强度，电极端子20将随着金属件30一起变形，从而克服焊块40的结合力使焊块40断裂，使得电极端子20之间的连接断开，又由于在电极端子20和金属件30之间为不导电材料构成的固定连接，所以当电极端子20之间的连接断开后，两个单体电池10之间就形成了电流断路，从而防止电池组进一步过热而导致热失控的发生。

金属件30可以是任何能够在过热时产生使电极端子20发生断开连接的部件。例如可以使用依次连接的多个具有不同热膨胀系数的金属层或形状记忆合金作为金属件30。

使用具有不同热膨胀系数的金属层时，最内层的金属层与电极端子20固定连接，各金属层之间依次固定连接，并保证最内层金属层与电极端子20的结合强度以及各金属层之间的结合强度大于电极端子20之间的结合强度。从最内层至最外层，各金属层的热膨胀系数依次递减，使得在过热时，位于内侧的金属层的热膨胀受到外侧的金属层的限制，从而使金属件30带动电极端子20朝最外层金属层弯曲而产生变形。由于金属件30与电极端子20之间的结合强度较电极端子20之间的结合强度大，这种变形会使得焊块40断裂，从而断开电极端子20之间的连接。

在本实施方式中，如图所示，金属件30包括第一金属层31和第二金属层32。其中，第一金属层31和第二金属层32可以选择各种金属和合金，但要确保第一金属层31的热膨胀系数大于第二金属层32的热膨胀系数。例如，可以使用包括第一金属层31和第二金属层32的双金属片，如Fe-Ni或Fe-Cu双金属片。即可以使用铁(热膨胀系数为15×10^-7/℃)作为第一金属层31，用铜(热膨胀系数为170×10^-7/℃)作为第二金属层32，使用时，将第一金属层31和第二金属层32的通过面焊接固定。电池过热时，金属件30受热，第一金属层31的热膨胀受到第二金属层32的限制，使得整个金属件30连同与其连接的电极端子20一起朝向第二金属层32弯曲，产生如图3所示的变形，并使焊块40的连接断开。

此外，还可以使用形状记忆合金如Cu基或Fe基形状记忆合金作为金属件30。也就是使由形状记忆合金制成的金属件30具有发生上述变形后的形状记忆，即在正常工作温度下金属件30具有图1和图2所示的金属件30的形状，电池过载使形状记忆合金受热时，使该形状记忆合金回复到图3所示的金属件30的记忆形状，该回复过程使得与形状记忆合金连接的电极端子20随之一起产生变形，并使焊块40断开连接。

为了保证金属件30与电极端子20之间的结合强度大于电极端子20之间的结合强度，在本实用新型的一个实施例中，如图4所示，电池组还包括绝缘螺母50和螺钉60，以保持电极端子20和绝缘件30之间紧固的不导电连接。具体地，绝缘螺母50可以由各种耐热树脂制成，使螺钉60绝缘于金属件30而螺固在电极端子20和绝缘螺母50内。电极端子20和金属件30的相应位置上形成有容纳绝缘螺母50和螺钉60的槽和孔，电机端子20的槽内形成有与螺钉60配合的螺纹。如图所示，螺钉60螺固在绝缘螺母50和电极端子20中并使绝缘螺母50压配合在金属件30上，绝缘螺母50使得螺钉60和电极端子20绝缘于金属件30。因此，螺钉60紧固了金属件30与电极端子20之间的连接，从而加强该连接的结合强度，同时绝缘螺母50保证了金属件30与电极端子20之间的不导电连接。优选地，可以在相互连接的两个电极端子20以及金属件30上分别设置两套绝缘螺母50和螺钉60，以更好地加强金属件30与相应的电极端子20之间的结合强度。

图5至图7显示了根据本实用新型的第二实施方式的电池组，其中，电极端子20的连接处附近形成有凹部，并将电极端子20相向的凹部作为焊接部分与焊块连接。例如，如图5至图7所示，在每个电极端子20上形成一个朝向另一个电极端子20的凹部，并使该相对的凹部通过一个线型或点状的焊块40连接在一起。这种结构可以更好地保证电极端子20之间的线连接或点连接，并确保电极端子20之间的连接强度更容易克服。

此外，与电极端子20连接的金属件30形成有与电极端子20的凹部对应的凸部，以配合电极端子20的凹部。金属件30可以由与第一实施方式相同的多层金属件或形状记忆合金制成。与第一实施方式相似，金属件30可以通过各种连接方式，以大于电极端子20之间的结合强度的连接方式固定在电极端子20的外侧。如上所述，由于电极端子20通过凹部而保证了线连接或点连接，电池过热时，金属件30的变形会更容易使电极端子20之间的连接断开。其断开过程与第一实施方式基本相同，在此不做重复描述。

此外，在第二实施方式中，也可以在除电极端子20的凹部和相应的金属件30的凸部之外的位置上设置类似图4所示的绝缘螺母50和螺钉60，以加强电极端子20与金属件30之间的结合强度。

除了采用与第一实施方式相同的装配关系(即图1所示的经过一次90。弯折而在电极端子20上形成具有相对的表面并连接电极端子20)之外，还可以采用其它的装配关系。如图7所示，在本实施方式的一个实施例中，使用塑性良好的材料制作电极端子20(良好的塑性将有助于过热时电极端子20随金属件30变形而顺利断开连接)，将单体电池10的每个电池的电极端子20分别经过两次90°弯折而在电极端子20上形成具有相对的表面，并形成线连接或点连接。与第一实施方式相同，在本实施方式中，采用锡焊连接的方式，使电极端子20通过线型或点状的锡块40连接在一起。

Claims

1.一种电池组，该电池组包括多个单体电池(10)，所述多个单体电池(10)通过电极端子(20)相互连接，其特征在于，连接的两个所述电极端子(20)的周围不导电地固定连接有金属件(30)，该金属件(30)与所述电极端子(20)的结合强度大于所述电极端子(20)之间的结合强度，所述金属件(30)在所述电极端子(20)过热时发生变形，使得所述电极端子(20)随所述金属件(30)一起变形，从而断开所述电极端子(20)之间的连接。

2.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述电极端子(20)之间通过焊接形成线连接或点连接。

3.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述金属件(30)与所述电极端子(20)之间通过耐高温、结合强度高的绝缘材料形成固定连接。

4.根据权利要求3所述的电池组，其特征在于，所述绝缘材料为陶瓷粘结材料或硅酸盐型胶粘剂。

5.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述金属件(30)包括依次固定连接的多个具有不同热膨胀系数的金属层，从与所述电极端子(20)固定连接的最内层金属层至所述金属件的最外层金属层，所述金属层的热膨胀系数依次递减，所述金属层之间的结合强度大于所述电极端子(20)之间的结合强度。

6.根据权利要求5所述的电池组，其特征在于，所述金属件(30)为包括两个金属层的双金属片。

7.根据权利要求6所述的电池组，其特征在于，所述双金属片为Fe-Ni或Fe-Cu双金属片。

8.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述金属件(30)为形状记忆合金。

9.根据权利要求8所述的电池组，其特征在于，所述金属件(30)为Cu基或Fe基形状记忆合金。

10.根据权利要求1至9中任意一项所述的电池组，其特征在于，所述电池组还包括绝缘螺母(50)和螺钉(60)，所述电极端子(20)和所述金属件(30)通过所述绝缘螺母(50)和螺钉(60)保持紧固的不导电连接。

11.根据权利要求1至9中任意一项所述的电池组，其特征在于，所述电极端子(20)形成为具有凹部，所述电极端子(20)在该凹部连接，所述金属件(30)形成有与所述电极端子(20)的凹部对应的凸部。