CN220189545U - 一种大电流保护元件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种大电流保护元件，包括基板、导电组件、低熔点合金、定位部件和发热体，所述基板上设置有三个或三个以上的电极，其中含有：至少一对电极和一对电极间的导电组件，电极间的导电组件连接所述的一对电极；所述一对电极的任一边电极为单一电极或中间有间隔的两个或两个以上电极；控制端电极，控制端电极不与所述一对电极直接电连接，控制电极与所述一对电极间串联一个发热体。本实用新型的一种大电流保护元件，既能满足回流焊接的要求，也能满足大电流的要求，并且可以安全可靠地熔断，尺寸较市面上现有产品小，而且制作及使用方便，产品成本较低，有较强的市场竞争力。
Description
技术领域
本实用新型涉及保护元件技术领域，特别涉及一种大电流保护元件。
背景技术
锂离子电池的防过充一直是锂电池安全问题的重要一环，目前有PPTC、温度开关、过充保护器等多种保护方式，但缺少一种大电流并能安全保护的元件。目前市面上有一种保护元件是采用发热体加合金的方式，合金用于主回路的充电和放电，发热体用于当电芯发生过充时过压检测IC测得电芯过电压后，电压加在发热体上使发热体发热并使主回路的合金熔断的功能。但合金因为需要有效熔断，厚度受到限制，从而不能承载过大的额定电流。并且发热体的发热量过大或过小都有很大概率因为发热体受损，从而使主回路的合金不能有效熔断的风险。目前另一种保护元件，采用机械结构使得当电芯过充时，过压监测IC监测到电芯过充时，电压加在发热体上使发热体发热从而使主回路的电连接断开，但这种结构不能通过回流焊焊接，并且体积很大，制造成本较高。
实用新型内容
针对现有技术中的上述不足，本实用新型提供一种安全可靠的保护元件，既能满足回流焊接的要求，也能满足大电流的要求，并且可以安全可靠地熔断，尺寸较市面上现有产品小，而且制作及使用方便，产品成本较低，有较强的市场竞争力。
为了达到上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案为：
一种大电流保护元件，包括基板、导电组件、低熔点合金、定位部件和发热体，所述基板上设置有三个或三个以上的电极，其中含有：
至少一对电极和一对电极间的导电组件，电极间的导电组件连接所述的一对电极；
所述一对电极的任一边电极为单一电极或中间有间隔的两个或两个以上电极；
控制端电极，控制端电极不与所述一对电极直接电连接，控制电极与所述一对电极间串联一个发热体；
一对电极间的导电组件分别与一对电极之间以低熔点合金形成电连接；
一对电极间的导电组件设置于发热体之上，并与发热体间绝缘设置；
导电组件内部设置有弹力部件。
进一步的，发热体置于基板的正面或反面，发热体的两个引出电极，一侧作为侧边电极，另一侧与一对电极的两个电极形成电连接。
进一步的，一对电极，导通基板的正面与背面，正面与电极间的导电组件形成电连接，一对电极的任一边电极，可以为单一电极或中间有间隔的两个或两个以上电极。
进一步的，一对电极与导电组件间的连接是低熔点合金，优选为含锡的低熔点合金。
进一步的，发热体置于基板的正面或背面，发热体是发热体浆料烧结而成或发热体浆料烘干固化形成。
进一步的，发热体的表面设置有绝缘层。
本实用新型的有益效果为：
本实用新型的一种大电流保护元件，既能满足回流焊接的要求，也能满足大电流的要求，并且可以安全可靠地熔断，尺寸较市面上现有产品小，而且制作及使用方便，产品成本较低，有较强的市场竞争力。
附图说明
图1为本实用新型的大电流保护元件结构示意图；
附图标记：
1、基板；2、导电材料；3、一对电极；4、一对以上电极；5、低熔点合金；6、弹力部件；7、导电部件；8、定位部件；9、发热体；10、控制端电极。
具体实施方式
下面结合附图来进一步说明本实用新型的具体实施方式。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。
需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1所示，一种大电流保护元件，在带有通孔的陶瓷基板1上填充和涂覆导电材料2，使基板1上下电极通过通孔中的电极导通。
多个导电通孔中填充导电材料2，可以降低保护元件的总内阻，从而可以使产品流通更大的电流。
在基板1上涂覆发热体9层，发热体9层上也再涂覆绝缘层，起到保护发热体9层的目的。
一对电极3分为左右各一个或多个，其中左右至少其中一个电极与发热体9的一个引出端相连，除此以外的部分与底部电极通过前述填充和涂覆的导电材料2相连。
发热体9的另一个引出端与基板1的控制端电极10通过前述填充和涂覆的导电材料2相连。
带有导电部件7及弹力部件6的导电组件通过低熔点合金5材料与上述已设置左右一对电极3和控制端电极10的陶瓷基板1形成导电连接，并导通上层电极的左右各两个或以上电极部分，即可得大电流保护元件。
其中的导电组件，起始状态为定位部件8限制弹力，即在此状态下，导电组件经过高温环境，如回流焊接或烙铁焊接，也不会导致弹力部件6弹力能使导电部件7与基板1上的电极分离，产品始终是导通状态。
但导电组件可以通过弹力部件6弹力释放来使弹力施加在导电部件7上，这时，如果在环境温度较高，接近或超过低熔点合金5材料的熔点时，弹力部件6弹力即可使导电部件7与陶瓷基板1的左右各两对或多对电极间分离，形成开路并断开电路。
当发热体9的两端通过合适的电压，发热量合适时，也会使得基板1上的低熔点合金5软化或熔化，并在弹力的作用下，弹力即可使导电部件7与陶瓷基板1的两对或多对电极间分离，形成开路并断开电路，而且一旦导电部件7与陶瓷基板1分离，并且低熔点合金5在两对电极或多对电极上熔融团聚，即可断开外部的电压在发热体上的施加，并停止发热。
在如图1所示的电路保护回路中，当锂离子电池或电池组的某一串电芯检测到过充异常，即会触发MOS导通，并使发热体9开始发热，并使得低熔点合金5开始软化或熔融，并在导电组件内的弹力部件6的作用下，断开回路，起到锂离子安全保护的目的，此时，当低熔点合金5在两对以上电极的多个部分间依然导通时，发热体9继续发热，直至低熔点合金5在两对或以上电极的多个部分也形成开路的情况下，发热体9才不再发热，这时整个电路已处于安全状态。
测试实施案例产品的电性能：
产品通过回流焊接在回路中后，测试案例产品的导通情况，均为导通状态。再把弹力作用启动。并测试案例产品的保持性能、电流动作性能、电压动作性能，结果如表1所示：
表1
从表1中可以看到产品的保持电流可以达到90A，比常规的市面上产品保持电流均较大一些。同时电流动作和电压动作时间一致性较高，满足在实际应用上的需求。
以上实施案例仅为说明本专利的一种实施方式，其他多种变通的实施案例不再一一描述，在本行业有经验的研究人员和制造人员或相关行业人员，很容易通过变更产品的外形、变更材料的组成、弹力限制和解除限制的方式、发热体设置在背面或瓷体中间等多种方式来实现同样目的的、能通过回流焊接的、能过电流和过电压同时保护的大电流保护产品，均在本专利保护范围内。
Claims (6)
1.一种大电流保护元件，其特征在于，包括基板、导电组件、低熔点合金、定位部件和发热体，所述基板上设置有三个或三个以上的电极，其中含有：
至少一对电极和一对电极间的导电组件，电极间的导电组件连接所述的一对电极；
所述一对电极的任一边电极为单一电极或中间有间隔的两个或两个以上电极；
控制端电极，控制端电极不与所述一对电极直接电连接，控制电极与所述一对电极间串联一个发热体；
一对电极间的导电组件分别与一对电极之间以低熔点合金形成电连接；
一对电极间的导电组件设置于发热体之上，并与发热体间绝缘设置；
导电组件内部设置有弹力部件。
2.如权利要求1所述的一种大电流保护元件，其特征在于，发热体置于基板的正面或反面，发热体的两个引出电极，一侧作为侧边电极，另一侧与一对电极的两个电极形成电连接。
3.如权利要求1所述的一种大电流保护元件，其特征在于，一对电极，导通基板的正面与背面，正面与电极间的导电组件形成电连接，一对电极的任一边电极，可以为单一电极或中间有间隔的两个或两个以上电极。
4.如权利要求1所述的一种大电流保护元件，其特征在于，一对电极与导电组件间的连接是低熔点合金，优选为含锡的低熔点合金。
5.如权利要求1所述的一种大电流保护元件，其特征在于，发热体置于基板的正面或背面，发热体是发热体浆料烧结而成或发热体浆料烘干固化形成。
6.如权利要求1所述的一种大电流保护元件，其特征在于，发热体的表面设置有绝缘层。
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