RU2488932C2 - Аккумуляторная батарея и содержащий ее электрический прибор - Google Patents
Аккумуляторная батарея и содержащий ее электрический прибор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2488932C2 RU2488932C2 RU2008129298/07A RU2008129298A RU2488932C2 RU 2488932 C2 RU2488932 C2 RU 2488932C2 RU 2008129298/07 A RU2008129298/07 A RU 2008129298/07A RU 2008129298 A RU2008129298 A RU 2008129298A RU 2488932 C2 RU2488932 C2 RU 2488932C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- battery
- electric
- current
- irreversible
- housing
- Prior art date
Links
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 claims abstract description 42
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 40
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims abstract description 35
- 238000013021 overheating Methods 0.000 claims abstract description 11
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910001386 lithium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- TWQULNDIKKJZPH-UHFFFAOYSA-K trilithium;phosphate Chemical compound [Li+].[Li+].[Li+].[O-]P([O-])([O-])=O TWQULNDIKKJZPH-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 2
- 229910000398 iron phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- WBJZTOZJJYAKHQ-UHFFFAOYSA-K iron(3+) phosphate Chemical compound [Fe+3].[O-]P([O-])([O-])=O WBJZTOZJJYAKHQ-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000010450 olivine Substances 0.000 description 1
- 229910052609 olivine Inorganic materials 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/4235—Safety or regulating additives or arrangements in electrodes, separators or electrolyte
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
- H01M50/574—Devices or arrangements for the interruption of current
- H01M50/581—Devices or arrangements for the interruption of current in response to temperature
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/202—Casings or frames around the primary casing of a single cell or a single battery
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/298—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the wiring of battery packs
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
- H01M50/574—Devices or arrangements for the interruption of current
- H01M50/583—Devices or arrangements for the interruption of current in response to current, e.g. fuses
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
- H02J7/00304—Overcurrent protection
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
- H02J7/00309—Overheat or overtemperature protection
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
- H01M2200/10—Temperature sensitive devices
- H01M2200/103—Fuse
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
- H01M2200/10—Temperature sensitive devices
- H01M2200/106—PTC
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
- H01M4/5825—Oxygenated metallic salts or polyanionic structures, e.g. borates, phosphates, silicates, olivines
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
Abstract
Изобретение касается аккумуляторной батареи с корпусом (1), в котором установлен по меньшей мере один электрический аккумулятор (3), имеющий два электрических вывода (4, 5), и с двумя токопроводящими линиями (8, 9), каждая из которых соединена с одним из электрических выводов (4, 5) аккумулятора (3) и которые подведены к двум электрическим контактам (13, 14). По меньшей мере в одной из двух токопроводящих линий (8, 9) предусмотрено защитное устройство (10), расположенное вне аккумулятора (3), которое защищает аккумулятор (3) от перегрева и/или сверхтока. Защитное устройство (10) имеет размыкающий элемент (11) обратимого действия, ограничивающий прохождение электрического тока по достижении заданной предельной температуры, и размыкающий элемент (12) необратимого действия, необратимо прерывающий прохождение через себя электрического тока по достижении заданной предельной температуры либо ограничивающий или прерывающий прохождение через себя электрического тока по достижении заданной предельной силы тока. Размыкающие элементы (11, 12) обратимого и необратимого действия соединены последовательно. Технический результат - повышение надежности защиты аккумуляторной батареи и электрического прибора с такой батареей от перегрева или сверхтока. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Настоящее изобретение относится к аккумуляторной батарее согласно п.1 формулы изобретения и электрическому прибору согласно п.6 формулы изобретения.
Аккумуляторные батареи широко используются, например, в современных ручных машинах для их автономного, не зависимого от сети электроснабжения и обеспечения возможности их нестационарного применения. Подобные аккумуляторные батареи состоят из одного или нескольких электрически соединенных между собой аккумуляторов (вторичных химических источников тока), которые способны накапливать электрическую энергию и которые при их разряде в процессе работы в нормальном режиме, а также при их заряде могут нагреваться до достаточно высокой температуры, что в крайнем случае может привести к повреждению аккумуляторной батареи. Поэтому для предотвращения подобных тепловых перегрузок принято измерять температуру аккумуляторной батареи. В этих целях используют датчик температуры, например, терморезистор с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления (ТКС), который крепится к отдельному электрическому аккумулятору теплопроводящей клейкой лентой. При превышении заданной максимальной температуры в простейшем случае для предотвращения перегрева аккумуляторной батареи может прерываться работа от нее, соответственно процесс ее заряда.
В основу настоящего изобретения была положена задача разработать аккумуляторную батарею и электрический прибор, которые обеспечивали бы более надежную и индивидуальную защиту аккумулятора от перегрева или сверхтока.
Указанная задача решается в аккумуляторной батарее с корпусом, с по меньшей мере одним установленным в корпусе электрическим аккумулятором, имеющим два электрических вывода, с двумя токопроводящими линиями, каждая из которых соединена с одним из электрических выводов электрического аккумулятора и которые подведены к двум электрическим контактам, и с защитным устройством, которое предусмотрено в по меньшей мере одной из двух токопроводящих линий и расположено вне электрического аккумулятора в корпусе и которое защищает электрический аккумулятор от перегрева и/или сверхтока. Защитное устройство имеет размыкающий элемент обратимого действия, ограничивающий прохождение электрического тока по достижении заданной температуры, и размыкающий элемент необратимого действия, необратимо прерывающий прохождение через себя электрического тока по достижении заданной предельной температуры либо ограничивающий или прерывающий прохождение через себя электрического тока по достижении заданной предельной силы тока. Размыкающие элементы обратимого и необратимого действия соединены последовательно.
Одно из преимуществ предлагаемой в изобретении аккумуляторной батареи состоит в размещении защитного устройства в корпусе вне электрического аккумулятора. Тем самым создается возможность использования защитного устройства с индивидуально подбираемыми параметрами и возможность его замены на другое защитное устройство с иными параметрами.
Объектом изобретения является также электрический прибор, имеющий аккумуляторную батарею с корпусом, с по меньшей мере одним установленным в корпусе электрическим аккумулятором, имеющим два электрических вывода, и с двумя токопроводящими линиями, каждая из которых соединена с одним из электрических выводов электрического аккумулятора и которые подведены к двум электрическим контактам, при этом указанный корпус соединен со вторым корпусом, который представляет собой корпус электрического прибора и имеет еще одни электрические контакты, электрически соединенные с указанными выше электрическими контактами и с двумя вторыми токопроводящими линиями, соединенными с потребителем электроэнергии, и в котором расположено защитное устройство, которое предусмотрено в по меньшей мере одной из двух вторых токопроводящих линий и которое защищает электрический аккумулятор от перегрева и/или сверхтока. Защитное устройство имеет размыкающий элемент обратимого действия, ограничивающий прохождение электрического тока по достижении заданной температуры, и размыкающий элемент необратимого действия, необратимо прерывающий прохождение через себя электрического тока по достижении заданной предельной температуры либо ограничивающий или прерывающий прохождение через себя электрического тока по достижении заданной предельной силы тока. Размыкающие элементы обратимого и необратимого действия соединены последовательно.
Вышеупомянутое защитное устройство обеспечивает двойную функцию защиты аккумулятора. С одной стороны, применение размыкающего элемента обратимого действия позволяет ограничить прохождение тока по достижении заданной предельной температуры. С другой стороны, применение в защитном устройстве размыкающего элемента необратимого действия позволяет в зависимости от заданной предельной температуры или предельной силы тока необратимо прерывать или по меньшей мере ограничивать прохождение тока.
Преимущество заявленного электрического прибора состоит в размещении защитного устройства в корпусе электроприбора и тем самым в возможности использования защитного устройства с параметрами, индивидуально подбираемыми под конкретный электроприбор.
Как в случае аккумуляторной батареи, так и в случае электрического прибора, защитное устройство может использоваться, например, для кратковременного прерывания работы аккумуляторной батареи при незначительном повышении ее температуры с последующим включением батареи после нормализации температуры. Использование размыкающего элемента необратимого действия позволяет на более длительный срок прерывать работу предлагаемого в изобретении устройства, для восстановления готовности которого к работе можно предусмотреть возможность замены сработавшего размыкающего элемента необратимого действия. Поэтому в случае сильного перегрева аккумуляторной батареи изобретение позволяет прерывать ее работу на длительный срок. Такой перегрев аккумуляторной батареи может указывать на ее неисправность, требующую проверки аккумуляторной батареи специалистом до замены сработавшего размыкающего элемента необратимого действия.
В одном из вариантов осуществления изобретения защитное устройство может быть выполнено в виде терморезистора с положительным ТКС. Использование подобного размыкающего элемента обратимого действия позволяет реализовать функцию защиты электрического аккумулятора без повреждения или разрушения защитного устройства.
Защитное устройство предпочтительно использовать для защиты электрического аккумулятора на ионах лития, при этом применяемые электрические аккумуляторы подобного типа относительно невосприимчивы к перегреву и к сверхтоку. Так, например, возможно использование электрических аккумуляторов на основе фосфата лития и железа.
Ниже изобретение более подробно рассмотрено со ссылкой на прилагаемые к описанию чертежи, на которых показано:
на фиг.1 - устройство с корпусом, представляющее собой аккумуляторную батарею,
на фиг.2 - электрический прибор с аккумуляторной батареей,
на фиг.3 - другие варианты размещения защитного устройства и
на фиг.4 - дополнительные варианты размещения защитного устройства.
На фиг.1 схематично показан корпус 1, во внутреннем пространстве 2 которого расположен электрический аккумулятор 3. Такой электрический аккумулятор 3 на своих взаимно противоположных концах имеет первый вывод 4 и второй вывод 5. В показанном на чертеже примере первый вывод 4 представляет собой положительный вывод, а второй вывод 5 - отрицательный вывод. В предпочтительном варианте электрический аккумулятор выполнен в виде литий-ионного аккумулятора, например, с анодом (отрицательным электродом) из углерода и катодом (положительным электродом) из фосфата лития и другого металла, прежде всего из фосфата лития и железа. При заряде такого электрического аккумулятора ионы лития связываются материалом анода (отрицательного электрода), а при разряде связанные ионы лития выделяются в электролит электрического аккумулятора. Затем ионы лития связываются материалом катода (положительного электрода). Катод может содержать один из материалов с общим химическим составом LixMPO4, где М обозначает материал из группы, включающей Mn, Fe, Ni, Со и их комбинации, а х принимает значения между 0 и 1. В предпочтительном варианте такое соединение имеет упорядоченную структуру оливина. Первый вывод 4 непосредственно контактирует с первым внутренним контактом 6, который закреплен в корпусе 1. Второй вывод 5 непосредственно контактирует со вторым внутренним контактом 7, который также закреплен в корпусе 1. Первый внутренний контакт 6 соединен с первой токопроводящей линией 8, которая электрически соединяет первый внутренний контакт 6 с первым внешним контактом 13. Первый внешний контакт 13 расположен на боковой стенке корпуса 1. В первой токопроводящей линии 8 предусмотрено защитное устройство 10, через которое проходит электрический ток, протекающий через эту первую токопроводящую линию 8. Второй внутренний контакт 7 еще одной первой токопроводящей линией 9 электрически соединен со вторым внешним контактом 14. Второй внешний контакт 14 расположен на той же боковой стенке корпуса 1, на которой расположен и первый внешний контакт 13.
В показанном на чертеже варианте защитное устройство 10 имеет размыкающий элемент 11 обратимого действия и размыкающий элемент 12 необратимого действия. Размыкающий элемент 11 обратимого действия и размыкающий элемент 12 необратимого действия соединены последовательно. В зависимости от выбранного исполнения защитное устройство 10 может также иметь либо только размыкающий элемент 11 обратимого действия, либо только размыкающий элемент 12 необратимого действия. Функция размыкающего элемента 12 необратимого действия заключается в необратимом прерывании прохождения электрического тока по токопроводящей линии 8, когда температура в зоне этого размыкающего элемента 12 необратимого действия становится выше некоторой заданной предельной температуры или когда сила проходящего через него тока становится больше некоторой заданной предельной силы тока. По достижении этой заданной предельной температуры или по достижении этой заданной предельной силы тока размыкающий элемент 12 необратимого действия прерывает прохождение электрического тока через защитное устройство 10. Таким путем первый вывод 4 электрического аккумулятора 3 необратимо отсоединяется от первого внешнего контакта 13. Восстановить электрическое соединение между первым выводом 4 электрического аккумулятора и первым внешним контактом 13 можно, заменив размыкающий элемент 12 необратимого действия на новый. Размыкающий элемент 12 необратимого действия может быть выполнен, например, в виде плавкого предохранителя. В зависимости от выбранного исполнения плавкий предохранитель вставлен в соответствующее контактное гнездо и при необходимости может быть заменен на плавкий предохранитель, срабатывающий при другой предельной силе тока или при другой предельной температуре. Помимо этого перегоревший плавкий предохранитель можно заменить на новый электропроводящий плавкий предохранитель.
Функция размыкающего элемента 11 обратимого действия состоит в обратимой потере своей электропроводности начиная с некоторой заданной предельной температуры и/или некоторой заданной силы тока. При опускании температуры вновь ниже такой предельной температуры и/или при падении силы тока вновь ниже такой предельной силы тока электропроводность размыкающего элемента 11 обратимого действия восстанавливается. Таким путем первый вывод 4 электрического аккумулятора 3 в зависимости от температуры размыкающего элемента 11 обратимого действия и/или силы проходящего через него электрического тока обратимо отсоединяется этим размыкающим элементом от первого внешнего контакта 13.
В качестве размыкающего элемента обратимого действия можно использовать, например, терморезистор с положительным ТКС. Терморезистор с положительным ТКС представляет собой терморезистор, сопротивление которого возрастает с увеличением температуры и скачкообразно увеличивается по достижении некоторой заданной предельной температуры, выше которой тем самым прохождение через него электрического тока в системе электроснабжения более невозможно. Так, например, предельная температура может составлять около 80°С. В зависимости же от выбранного исполнения предельная температура, по достижении которой размыкающий элемент 11 обратимого действия обратимо прерывает прохождение электрического тока, может также лежать в пределах от 80 до 110°С. Для включения размыкающего элемента 11 обратимого действия и/или размыкающего элемента 12 необратимого действия в первую токопроводящую линию 8 можно использовать штепсельные контакты в защитном устройстве 10. Благодаря этому размыкающий элемент 11 обратимого действия и/или размыкающий элемент 12 необратимого действия можно при необходимости легко заменить. В зависимости от выбранного исполнения размыкающий элемент 11 обратимого действия и/или размыкающий элемент 12 необратимого действия можно также включать в первую токопроводящую линию 8 припаиванием в соответствующих точках.
В одном из предпочтительных вариантов размыкающий элемент 12 необратимого действия характеризуется более высокой предельной температурой, при которой происходит его срабатывание, чем размыкающий элемент 11 обратимого действия. Помимо этого в еще одном варианте размыкающий элемент 12 необратимого действия характеризуется более высокой предельной силой тока, при которой происходит его срабатывание, чем размыкающий элемент 11 обратимого действия.
В зависимости от выбранного исполнения размыкающий элемент 11 обратимого действия и/или размыкающий элемент 12 необратимого действия термически связаны/связан с аккумуляторным элементом 3 и не размещены/размещен непосредственно на нем, а расположены/расположен в корпусе 1. Для реализации такой термической связи можно использовать теплопроводящую пластинку или теплопроводящую пасту. Помимо этого в зависимости от выбранного исполнения в корпусе может быть предусмотрено более одного электрического аккумулятора, которые соединены параллельно или последовательно. Функция защитного устройства 10 состоит в защите электрического аккумулятора от перехода в нежелательные рабочие режимы, в которых существует опасность повреждения электрического аккумулятора и/или травмирования его пользователя. Показанное на фиг.1 устройство представляет собой аккумуляторную батарею. Применительно к такой аккумуляторной батарее нежелательным рабочим режимом может являться перезаряд электрического аккумулятора, а также его разряд со слишком высокой силой тока. Помимо этого нежелательный рабочий режим может заключаться в перегрузке электрического аккумулятора и в связанным с ней быстром его старении. Защитное устройство 10 может также выполнять функцию по предотвращению работы электрического аккумулятора при слишком высокой температуре. Электрический аккумулятор может быть выполнен прежде всего в виде литий-ионного аккумулятора, катод (положительный электрод) которого содержит фосфат. В рассматриваемом варианте защитное устройство 10 не встроено в электрический аккумулятор, а размещено в корпусе. В зависимости от выбранного исполнения размыкающий элемент 11 обратимого действия и/или размыкающий элемент 12 необратимого действия можно выполнить сменными/сменным при их/его размещении в корпусе 1, что позволяет подбирать для применения размыкающий элемент 11 обратимого действия и/или размыкающий элемент 12 необратимого действия с параметрами, оптимально согласованными с конкретными рабочими режимами электрического аккумулятора и с его соответствующим назначением. Дополнительно к описанному выше защитному устройству 10 на электрическом аккумуляторе можно также предусмотреть схему защиты от перегрева в виде терморезистора с положительным ТКС.
Защитное устройство может дополнительно служить, например, для защиты электрического аккумулятора от неправильного заряда, например, при приложении к нему слишком высокого напряжения или при неспособности зарядного устройства распознать момент окончания заряда электрического аккумулятора. Помимо этого при отказе размыкающего элемента 11 обратимого действия размыкающий элемент 12 необратимого действия дополнительно может служить для надежной защиты электрического аккумулятора от сверхтока и/или от нагрева до слишком высокой температуры.
На фиг.2 показан вариант осуществления изобретения, в котором первый 13 и второй 14 внешние контакты на корпусе 1 электрически контактируют соответственно с третьим 16 и четвертым 17 внешними контактами на втором корпусе 15. В показанном на чертеже варианте в первой токопроводящей линии 8, проходящей в корпусе 1, не предусмотрено защитное устройство 10, а вместо этого первый внутренний контакт 6 через первую токопроводящую линию 8 напрямую электрически соединен с первым внешним контактом 13. Второй корпус 15 представляет собой корпус электроприбора, например, аккумуляторного винтоверта или аккумуляторной дрели. Для этого предусмотрен электродвигатель 18, который своим первым электрическим присоединительным зажимом соединен через вторую токопроводящую линию 19 с третьим внешним контактом 16. Во второй токопроводящей линии 19 предусмотрено защитное устройство 10. Кроме того, электродвигатель 18 своим вторым электрическим присоединительным зажимом через еще одну вторую токопроводящую линию 20 соединен с четвертым внешним контактом 17. Помимо этого электродвигатель 18 через передаточный механизм 21 кинематически связан с приводимым во вращение исполнительным органом 22. В приводимом во вращение исполнительном органе 22 установлено сверло 23 или вставная отвертка.
Электродвигатель 18 соединен с блоком 24 управления, который электрически соединен с органом 25 управления. Орган 25 управления может быть выполнен в виде нажимной кнопки. В зависимости от степени нажатия на орган 25 управления блок 24 управления регулирует мощность электродвигателя 18, а тем самым и скорость вращения исполнительного органа 22 и установленного в нем сверла 23.
В показанном на фиг.2 варианте защитное устройство 10 имеет размыкающий элемент 11 обратимого действия и/или размыкающий элемент 12 необратимого действия. Размыкающий элемент 11 обратимого действия и размыкающий элемент 12 необратимого действия соединены по такой же схеме и выполнены таким же образом, что и в показанном на фиг.1 варианте.
В зависимости от выбранного исполнения предельная температура и/или предельная сила тока, при которых/которой происходит срабатывание размыкающего элемента 11 обратимого действия и/или размыкающего элемента 12 необратимого действия, могут по причине их/его установки во втором корпусе 15 иметь иные значения, чем в варианте с их/его установкой в корпусе 1.
В зависимости от выбранного исполнения второй корпус 15 может также представлять собой не корпус электроприбора, а корпус зарядного устройства.
Защитное устройство 10 может быть расположено либо в первой токопроводящей линии, как в показанном на фиг.1 варианте, либо в другой второй токопроводящей линии 9. Помимо этого в зависимости от конкретного варианта осуществления изобретения размыкающий элемент 11 обратимого действия можно предусматривать в токопроводящей первой линии 8, а размыкающий элемент 12 необратимого действия - во второй токопроводящей линии 9. В еще одном варианте размыкающий элемент 12 необратимого действия можно также предусматривать в первой токопроводящей линии 8, а размыкающий элемент 11 обратимого действия - во второй токопроводящей линии 9.
В показанном на фиг.2 варианте с размещением защитного устройства 10 во втором корпусе 15 защитное устройство 10 можно предусмотреть и в другой второй токопроводящей линии 20. При этом в зависимости от выбранного исполнения размыкающий элемент 11 обратимого действия можно предусмотреть во второй токопроводящей линии 19, а размыкающий элемент 12 необратимого действия - в другой второй токопроводящей линии 20. Помимо этого размыкающий элемент 12 необратимого действия можно также предусмотреть во второй токопроводящей линии 19, а размыкающий элемент 11 обратимого действия - в другой второй токопроводящей линии 20.
На фиг.3а, 3б и 3в показаны различные возможные варианты размещения размыкающего элемента 11 обратимого действия и размыкающего элемента 12 необратимого действия в корпусе 1.
На фиг.4а, 4б и 4в схематично показаны различные возможные варианты размещения размыкающего элемента 11 обратимого действия и размыкающего элемента 12 необратимого действия во втором корпусе 15.
Следует также отметить, что в зависимости от выбранного исполнения защитное устройство может частично располагаться в корпусе 1, а частично - во втором корпусе 15.
Claims (10)
1. Аккумуляторная батарея с корпусом (1) с по меньшей мере одним установленным в нем электрическим аккумулятором (3), имеющим два электрических вывода (4, 5), с двумя токопроводящими линиями (8, 9), каждая из которых соединена с одним из электрических выводов (4, 5) электрического аккумулятора и которые подведены к двум электрическим контактам (13, 14), и с защитным устройством (10), которое предусмотрено в по меньшей мере одной из двух токопроводящих линий (8, 9) и расположено вне электрического аккумулятора (3) в корпусе (1) и которое защищает электрический аккумулятор от перегрева и/или сверхтока, причем защитное устройство (10) имеет размыкающий элемент (11) обратимого действия, ограничивающий прохождение электрического тока по достижении заданной предельной температуры, и размыкающий элемент (12) необратимого действия, необратимо прерывающий прохождение через себя электрического тока по достижении заданной предельной температуры либо ограничивающий или прерывающий прохождение через себя электрического тока по достижении заданной предельной силы тока, причем размыкающие элементы (11, 12) обратимого и необратимого действия соединены последовательно.
2. Аккумуляторная батарея по п.1, в которой размыкающий элемент (11) обратимого действия выполнен в виде терморезистора с положительным температурным коэффициентом сопротивления (ТКС), которое по достижении заданной предельной температуры существенно возрастает до величины, при которой практически полностью прекращается прохождение электрического тока через терморезистор с положительным ТКС.
3. Аккумуляторная батарея по п.1, в которой размыкающий элемент необратимого действия выполнен в виде плавкого предохранителя.
4. Аккумуляторная батарея по одному из п.п.1-3, в которой электрический аккумулятор (3) имеет катод из материала состава LixMPO4, где М выбран из группы, включающей Mn, Fe, Ni и Со, а х принимает значения между 0 и 1.
5. Аккумуляторная батарея по п.4, в которой катод электрического аккумулятора по меньшей мере частично содержит фосфат лития и железа.
6. Электрический прибор, имеющий аккумуляторную батарею с корпусом (1), с по меньшей мере одним установленным в корпусе (1) электрическим аккумулятором (3), имеющим два электрических вывода (4, 5), и с двумя токопроводящими линиями (8, 9), каждая из которых соединена с одним из электрических выводов (4, 5) электрического аккумулятора и которые подведены к двум электрическим контактам (13, 14), при этом указанный корпус (1) соединен со вторым корпусом (15), который представляет собой корпус электрического прибора и имеет еще одни электрические контакты (16, 17), электрически соединенные с указанными выше электрическими контактами (13, 14) и с двумя вторыми токопроводящими линиями (19, 20), соединенными с потребителем (18) электроэнергии, и в котором расположено защитное устройство (10), которое предусмотрено в по меньшей мере одной из двух вторых токопроводящих линий (19, 20) и которое защищает электрический аккумулятор (3) от перегрева и/или сверхтока, причем защитное устройство (10) имеет размыкающий элемент (11) обратимого действия, ограничивающий прохождение электрического тока по достижении заданной предельной температуры, и размыкающий элемент (12) необратимого действия, необратимо прерывающий прохождение через себя электрического тока по достижении заданной предельной температуры, либо ограничивающий или прерывающий прохождение через себя электрического тока по достижении заданной предельной силы тока, причем размыкающие элементы (11, 12) обратимого и необратимого действия соединены последовательно.
7. Электрический прибор по п.6, котором размыкающий элемент (11) обратимого действия выполнен в виде терморезистора с положительным температурным коэффициентом сопротивления (ТКС), которое по достижении заданной предельной температуры существенно возрастает до величины, при которой практически полностью прекращается прохождение электрического тока через терморезистор с положительным ТКС.
8. Электрический прибор по п.6, в котором размыкающий элемент необратимого действия выполнен в виде плавкого предохранителя.
9. Электрический прибор по одному из пп.6-8, в котором электрический аккумулятор (3) имеет катод из материала состава LixMPO4, где М выбран из группы, включающей Mn, Fe, Ni и Со, а х принимает значения между 0 и 1.
10. Электрический прибор по п.9, в котором катод электрического аккумулятора по меньшей мере частично содержит фосфат лития и железа.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102007033427.5 | 2007-07-18 | ||
| DE102007033427A DE102007033427A1 (de) | 2007-07-18 | 2007-07-18 | Anordnung mit einem Gehäuse |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2008129298A RU2008129298A (ru) | 2010-01-27 |
| RU2488932C2 true RU2488932C2 (ru) | 2013-07-27 |
Family
ID=39722294
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008129298/07A RU2488932C2 (ru) | 2007-07-18 | 2008-07-17 | Аккумуляторная батарея и содержащий ее электрический прибор |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20090021897A1 (ru) |
| CN (1) | CN101350517A (ru) |
| DE (1) | DE102007033427A1 (ru) |
| GB (1) | GB2451173B (ru) |
| RU (1) | RU2488932C2 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2667014C2 (ru) * | 2013-10-27 | 2018-09-13 | Комиссариат А Л'Энержи Атомик Э О Энержи Альтернатив | Защита источника питания, содержащего ряд батарей, соединенных параллельно, от внешнего короткого замыкания |
| RU207973U1 (ru) * | 2021-05-28 | 2021-11-29 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭвоКарго" | Тяговая аккумуляторная батарея для беспилотных высокоавтоматизированных транспортных средств |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102009046490A1 (de) * | 2009-11-06 | 2011-05-12 | Robert Bosch Gmbh | Schutzeinrichtung für ein elektrisches Gerät |
| US8605414B2 (en) * | 2010-09-13 | 2013-12-10 | Robby Jay Moore | Disaster resistant server enclosure with cold thermal storage device and server cooling device |
| RU2451370C1 (ru) * | 2010-12-13 | 2012-05-20 | Открытое акционерное общество "Завод автономных источников тока" | Способ обеспечения работоспособности литий-ионных аккумуляторов и батарей на их основе при отрицательных температурах |
| DE102011005425A1 (de) * | 2011-03-11 | 2012-09-13 | Robert Bosch Gmbh | Speichervorrichtung zum Speichern von elektrischer Energie und Verfahren zum Betreiben einer Speichervorrichtung |
| US9484756B2 (en) * | 2011-08-24 | 2016-11-01 | Getac Technology Corporation | Battery having multi-orientation conductions, battery holder having multi-orientation conductions, and battery assembling method |
| FR2979859B1 (fr) * | 2011-09-13 | 2014-01-31 | Delphi Tech Inc | Module de controle integrant un dispositif d'aide a l'assemblage. |
| CN103887461B (zh) * | 2014-04-15 | 2016-04-20 | 吴江市赛纳电子科技有限公司 | 一种备用充电式电瓶箱 |
| US10185372B1 (en) * | 2018-03-01 | 2019-01-22 | Patrick Scott Heller | Protective enclosure for data storage |
| US11089704B2 (en) * | 2018-10-22 | 2021-08-10 | Patrick Scott Heller | Protective enclosure for data storage |
| CN111106295B (zh) * | 2018-10-25 | 2022-09-09 | 东莞新能德科技有限公司 | 电路转接板以及电池包 |
| CN209766544U (zh) * | 2019-03-05 | 2019-12-10 | 宁德新能源科技有限公司 | 保护器、电芯以及电池 |
| EP3709393A1 (de) * | 2019-03-11 | 2020-09-16 | Hilti Aktiengesellschaft | Batteriesicherung |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5480734A (en) * | 1992-10-10 | 1996-01-02 | Adolf Wurth Gmbh & Co. Kg | Rechargeable accumulator |
| US5710501A (en) * | 1994-11-10 | 1998-01-20 | Duracell, Inc. | Battery pack having a processor controlled battery operating system |
| RU98120486A (ru) * | 1996-04-10 | 2000-09-20 | Дьюраселл Инк. | Прерыватель тока для гальванических элементов |
| RU2226976C1 (ru) * | 2003-01-17 | 2004-04-20 | Балакирев Владимир Александрович | Стакан для одноразового использования |
| WO2005101547A1 (en) * | 2004-04-13 | 2005-10-27 | Lg Chem, Ltd. | Electrochemical cell comprising electrode lead with protector element |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5750277A (en) * | 1996-04-10 | 1998-05-12 | Texas Instruments Incorporated | Current interrupter for electrochemical cells |
| DE10250857A1 (de) * | 2002-10-25 | 2004-05-13 | Varta Microbattery Gmbh | Wiederaufladbares galvanisches Element mit mindestens einer lithiuminterkalierenden Elektrode |
| KR100515354B1 (ko) * | 2003-06-19 | 2005-09-15 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차 전지 |
| KR100561310B1 (ko) * | 2004-05-31 | 2006-03-15 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 폴리머 전지팩 및 코어팩과 케이스의 분리 방법 |
| DE102004031601A1 (de) * | 2004-06-30 | 2006-02-09 | Hilti Ag | Akkupack für Elektrohandwerkzeugmaschine |
| JP4693373B2 (ja) * | 2004-07-21 | 2011-06-01 | 三洋電機株式会社 | 非水電解質電池 |
-
2007
- 2007-07-18 DE DE102007033427A patent/DE102007033427A1/de not_active Withdrawn
-
2008
- 2008-07-15 GB GB0812910A patent/GB2451173B/en not_active Expired - Fee Related
- 2008-07-17 CN CNA2008101379819A patent/CN101350517A/zh active Pending
- 2008-07-17 RU RU2008129298/07A patent/RU2488932C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2008-07-18 US US12/175,535 patent/US20090021897A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5480734A (en) * | 1992-10-10 | 1996-01-02 | Adolf Wurth Gmbh & Co. Kg | Rechargeable accumulator |
| US5710501A (en) * | 1994-11-10 | 1998-01-20 | Duracell, Inc. | Battery pack having a processor controlled battery operating system |
| RU98120486A (ru) * | 1996-04-10 | 2000-09-20 | Дьюраселл Инк. | Прерыватель тока для гальванических элементов |
| RU2226976C1 (ru) * | 2003-01-17 | 2004-04-20 | Балакирев Владимир Александрович | Стакан для одноразового использования |
| WO2005101547A1 (en) * | 2004-04-13 | 2005-10-27 | Lg Chem, Ltd. | Electrochemical cell comprising electrode lead with protector element |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2667014C2 (ru) * | 2013-10-27 | 2018-09-13 | Комиссариат А Л'Энержи Атомик Э О Энержи Альтернатив | Защита источника питания, содержащего ряд батарей, соединенных параллельно, от внешнего короткого замыкания |
| RU207973U1 (ru) * | 2021-05-28 | 2021-11-29 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭвоКарго" | Тяговая аккумуляторная батарея для беспилотных высокоавтоматизированных транспортных средств |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2008129298A (ru) | 2010-01-27 |
| GB2451173A (en) | 2009-01-21 |
| CN101350517A (zh) | 2009-01-21 |
| US20090021897A1 (en) | 2009-01-22 |
| GB2451173B (en) | 2009-09-09 |
| GB0812910D0 (en) | 2008-08-20 |
| DE102007033427A1 (de) | 2009-01-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2488932C2 (ru) | Аккумуляторная батарея и содержащий ее электрический прибор | |
| JP6060997B2 (ja) | 電池パック | |
| JP5025160B2 (ja) | 二次電池装置 | |
| TW391068B (en) | Battery protective device having positive temperature component | |
| US8049469B2 (en) | Safety circuit and battery pack using the same | |
| US9034507B2 (en) | Arrangement having at least one battery | |
| JP3248851B2 (ja) | 二次電池の保護装置 | |
| TWI303897B (en) | Safety device for preventing overcharge and secondary battery therewith | |
| US20130241498A1 (en) | Lithium starter battery and solid state switch therefor | |
| JP2006020497A (ja) | バッテリパック | |
| JP4821691B2 (ja) | 二次電池パック | |
| JP2009095162A (ja) | 電池パックおよび電池パックを用いた電動工具 | |
| WO2011122696A1 (en) | Battery pack and power tool using the same | |
| JPH1141823A (ja) | 過充電防止装置 | |
| KR20140027965A (ko) | 전류 차단 장치를 포함하는 전기 화학적 에너지 저장 전지 | |
| CN101504943B (zh) | 半导体集成电路 | |
| JP5177842B2 (ja) | 保護回路および電池パック | |
| JP2002033134A (ja) | 簡易保護式電池パック | |
| KR20080099469A (ko) | 배터리 팩 및 이를 구비하는 전자기기 | |
| KR102038727B1 (ko) | 배터리 셀 보호 회로 | |
| KR100923449B1 (ko) | 온도감지장치를 가지는 축전지팩 | |
| JP2000040503A (ja) | 非水電解質二次電池パック | |
| JP2007259656A (ja) | 保護装置および充電装置 | |
| JP2003153435A (ja) | 二次電池保護回路 | |
| JP5758222B2 (ja) | 蓄電体の過放電警報回路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130718 |