RU2592600C1

RU2592600C1 - Вторичная батарея с устройством защиты от перегрузки

Info

Publication number: RU2592600C1
Application number: RU2015100557/07A
Authority: RU
Inventors: Доналд П.Х. У.
Original assignee: Энерджи Контрол Лимитед
Priority date: 2014-04-21
Filing date: 2015-01-15
Publication date: 2016-07-27
Also published as: TW201541683A; JP6002787B2; FR3020180B1; DE102015100365A1; CA2875282A1; FR3020180A1; US20150303528A1; AU2014280883B1; JP2015207552A; TWI493770B; CA2875282C; DE102015100365B4; RU2592600C9

Abstract

Изобретение относится к вторичной батарее и, в частности, к вторичной батарее с устройством защиты от перегрузки. Техническим результатом изобретения является обеспечение хороших характеристик теплорассеяния и эффективность зарядки во время процесса зарядки, что существенно уменьшает возможность высокотемпературного взрыва. Согласно изобретению, вторичная батарея с устройством защиты от перегрузки содержит: корпус батареи с камерой для удержания множества элементов вторичной батареи; пластину теплорассеяния, прикрепленную к корпусу батареи; и устройство снятия перегрузки, расположенное в корпусе батареи и содержащее множество модулей снятия перегрузки, электрически соединенных с элементами вторичной батареи. Каждый модуль снятия перегрузки содержит балансный резистор, прикрепленный к пластине теплорассеяния. Корпус батареи и пластина теплорассеяния выполнены из металла, причем балансные резисторы представляют собой цементные резисторы, при этом с модулями снятия перегрузки электрически соединено множество первых соединителей, а с цементными резисторами электрически соединено множество вторых соединителей, съемно прикрепленных к соответствующему одному из первых соединителей. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Данное изобретение относится к вторичной батарее и, в частности, к вторичной батарее с устройством защиты от перегрузки.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Существующие вторичные батареи обычно содержат систему управления аккумуляторной батареей (BMS), которая используется для мониторинга и контроля процесса зарядки каждого элемента батареи с предотвращением перегрузки и повреждения батареи. Однако BMS является довольно дорогостоящей и ненадежной в отношении качества. Поэтому BMS заменяют цепью защиты от перегрузки.

При помощи цепи защиты от перегрузки избыточная энергия направляется к балансному резистору и поглощается им так, чтобы предотвратить непрерывное возрастание напряжения вторичной батареи и ее повреждение. Однако балансный резистор представляет собой маломощный резистор, что может привести к образованию слишком большого количества тепловой энергии. Кроме того, сама батарея также может производить тепловую энергию. Когда одновременно заряжается слишком большое количество элементов заряжаемой батареи и при этом энергия разгружается, тепло, образуемое вторичной батареей, может оказаться достаточно большим и оказать негативное воздействие на процесс зарядки.

Таким образом, для решения этой проблемы разработана система теплорассеяния, при этом наиболее распространенная система теплорассеяния содержит канал теплорассеяния, конструкцию теплорассеяния и вентилятор. Однако большинство существующих систем теплорассеяния представляет собой независимые конструкции, что приводит к усложнению вторичной батареи, при этом эффективность теплорассеяния является ограниченной.

Данное изобретение возникло с целью минимизации или устранения вышеописанных недостатков.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Основная задача данного изобретения заключается в создании вторичной батареи с устройством защиты от перегрузки. Благодаря изготовленному из металла корпусу батареи, пластине теплорассеяния и высоковольтным цементным резисторам, установленным на указанной пластине теплорассеяния, вторичная батарея согласно данному изобретению, не обладая сложной конструкцией, может обеспечить хорошие характеристики теплорассеяния и эффективность зарядки во время процесса зарядки, что существенно уменьшает возможность высокотемпературного взрыва.

Для достижения вышеуказанной задачи вторичная батарея с устройством защиты от перегрузки согласно данному изобретению содержит: корпус батареи с камерой для удержания множества элементов вторичной батареи; пластину теплорассеяния, прикрепленную к корпусу батареи; и устройство снятия перегрузки, расположенное в корпусе батареи и содержащее множество модулей снятия перегрузки, электрически соединенных с элементами вторичной батареи, при этом количество модулей снятия перегрузки равно количеству элементов вторичной батареи, а каждый из модулей снятия перегрузки содержит балансный резистор, прикрепленный к пластине теплорассеяния и используемый для потребления электроэнергии.

Вторичная батарея с устройством защиты от перегрузки отличается тем, что корпус батареи и пластина теплорассеяния выполнены из металла, причем балансные резисторы представляют собой цементные резисторы, при этом с модулями снятия перегрузки электрически соединено множество первых соединителей, а с цементными резисторами электрически соединено множество вторых соединителей, съемно прикрепленных к соответствующему одному из первых соединителей.

Предпочтительно корпус батареи дополнительно содержит наружную поверхность и две первые соединительные части, расположенные на расстоянии друг от друга и выступающие от внешней поверхности, при этом пластина теплорассеяния содержит часть теплорассеяния, расположенную на расстоянии от внешней поверхности корпуса батареи, и две вторые соединительные части, образованные на части теплорассеяния и прикрепленные к первым соединительным частям так, чтобы пластина теплорассеяния и корпус батареи образовали пространство теплорассеяния для прохождения жидкости.

Предпочтительно устройство снятия перегрузки дополнительно содержит печатную плату, расположенную на входе камеры корпуса батареи и предназначенную для электрического соединения модулей снятия перегрузки и элементов вторичной батареи.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг. 1 показан покомпонентный вид вторичной батареи с устройством защиты от перегрузки согласно данному изобретению;

на фиг. 2 показан вид в сборке вторичной батареи с устройством защиты от перегрузки согласно данному изобретению;

на фиг. 3 показан вид сверху вторичной батареи с устройством защиты от перегрузки согласно данному изобретению и

на фиг. 4 показан вид в разрезе вторичной батареи с устройством защиты от перегрузки согласно данному изобретению.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение будет понятно из нижеследующего описания со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых, исключительно с целью иллюстрации, показан предпочтительный вариант осуществления изобретения.

Как показано на фиг. 1-3, вторичная батарея с устройством защиты от перегрузки согласно данному изобретению содержит: корпус 20 батареи, пластину 30 теплорассеяния, устройство 400 снятия перегрузки, множество первых соединителей 50 и множество вторых соединителей 60.

Корпус 20 батареи выполнен из металла с хорошими характеристиками теплорассеяния и содержит камеру 21 для удержания множества элементов 10 вторичной батареи. В данном варианте осуществления имеется четыре элемента 10 вторичной батареи, при этом корпус 20 батареи дополнительно содержит внешнюю поверхность 22 и две первые соединительные части 23, расположенные на расстоянии друг от друга и проходящие от внешней поверхности 22.

Пластина 30 теплорассеяния выполнена из металла с хорошими характеристиками теплорассеяния и прикреплена к корпусу батареи. В данном варианте осуществления пластина 30 рассеяния содержит часть 31 теплорассеяния, расположенную на расстоянии от внешней поверхности 22 корпуса 20 батареи, и две вторые соединительные части 32, образованные на части 31 теплорассеяния и прикрепленные к первым соединительным частям 23 так, чтобы пластина 30 теплорассеяния и корпус 20 батареи образовывали пространство 33 теплорассеяния для прохождения жидкости. Указанные первые и вторые соединительные части 23, 32 прикреплены друг к другу посредством винтов 34.

Устройство 400 снятия перегрузки расположено в корпусе 20 батареи и содержит множество модулей 40 снятия перегрузки, электрически соединенных с элементами 10 вторичной батареи. Количество модулей 40 снятия перегрузки равно количеству элементов 10 вторичной батареи, при этом каждый из модулей 40 снятия перегрузки содержит балансный резистор, прикрепленный к пластине 30 теплорассеяния и используемый для потребления электроэнергии. В этом варианте осуществления каждый из балансных резисторов представляет собой цементный резистор 41. Цементный резистор 41 прикреплен к части 31 теплорассеяния пластины 30 теплорассеяния, расположенной в пространстве 33 теплорассеяния, и включает в себя теплопроводящую поверхность 411, упирающуюся в пластину 30 теплорассеяния, две фиксирующие части 12, прикрепленные к пластине 30 теплорассеяния посредством винтов 42, и множество канавок 413 теплорассеяния.

Каждый из первых соединителей 50 электрически соединен с соответствующим модулем 40 снятия перегрузки.

Каждый из вторых соединителей 60 электрически соединен с соответствующим цементным резистором 41 и съемно прикреплен к соответствующему первому соединителю 50.

Так как корпус 20 батареи и пластины 30 теплорассеяния выполнены из металла с хорошими характеристиками теплорассеяния, когда каждый из элементов 10 вторичной батареи перегружен, тепловая энергия, производимая элементами 10 вторичной батареи, будет поглощаться корпусом 20 батареи и рассеиваться в окружающем воздухе через наружную поверхность с тем, чтобы быстро уменьшить температуру соответствующих элементов 10 вторичной батареи во время процесса зарядки. Когда каждый из элементов 10 вторичной батареи перегружен во время процесса зарядки, цементные резисторы 41 модулей 40 снятия перегрузки будут потреблять электроэнергию. В этот момент канавки 413 теплорассеяния будут рассеивать тепловую энергию, преобразованную из электроэнергии, в окружающий воздух, при этом теплопроводящая поверхность 411 также будет обеспечивать перенос тепловой энергии в пластину 30 теплорассеяния так, чтобы тепловая энергия могла быстро рассеяться в окружающий воздух посредством пластины 30 теплорассеяния, а температура цементных резисторов 41 эффективно снизилась. Благодаря выполненному из металла корпусу 20 батареи, а также пластине 30 теплорассеяния и высоковольтным цементным резисторам 41, установленным на пластине 30 теплорассеяния 30, вторичная батарея согласно данному изобретению, не обладая сложной конструкцией, может обеспечивать хорошую эффективность теплорассеяния и эффективность зарядки во время процесса зарядки, что существенно уменьшает возможность взрыва при высокой температуре.

Следует отметить, благодаря выполненному из металла корпусу 20 батареи, пластине 30 теплорассеяния и высоковольтным цементным резисторам 41, установленным на пластине 30 теплорассеяния, вторичная батарея согласно данному изобретению не требует дополнительной системы теплорассеяния, вследствие чего она имеет простую конструкцию и легка в изготовлении.

Кроме того, цементные резисторы 41 на пластине 30 теплорассеяния электрически соединены с первыми соединителями 50 модулей 40 снятия перегрузки через вторые соединители 60, при этом первые и вторые соединители 50, 60 соединены съемным образом, что обеспечивает значительное удобство обслуживания и сборки вторичной батареи согласно данному изобретению.

Следует отметить, что устройство 400 снятия перегрузки дополнительно содержит печатную плату 401, которая расположена на входе камеры 21 корпуса 20 батареи и предназначена для электрического соединения модулей 40 снятия перегрузки и элементов 10 вторичной батареи. Каждый из модулей 40 снятия перегрузки содержит полупроводниковый переключатель 43 в качестве элементного коммутатора и блок 44 детектирования напряжение для детектирования напряжения элементов 10 вторичной батареи. Так как блок 44 детектирования напряжения и полупроводниковый переключатель 43 выполнены по стандартной технологии, дополнительные пояснения опущены. Печатная плата 401 дополнительно содержит положительный электрод 402 и отрицательный электрод 403 в качестве клемм выходной мощности вторичной батареи.

Хотя были показаны и описаны различные варианты осуществления в соответствии с данным изобретением, специалисту в данной области техники понятно, что могут быть выполнены другие варианты без отступления от объема данного изобретения.

Claims

1. Вторичная батарея с устройством защиты от перегрузки, содержащая:
корпус батареи с камерой для удержания множества элементов вторичной батареи;
пластину теплорассеяния, прикрепленную к корпусу батареи;
устройство снятия перегрузки, расположенное в корпусе батареи и содержащее множество модулей снятия перегрузки, электрически соединенных с элементами вторичной батареи, при этом количество модулей снятия перегрузки равно количеству элементов вторичной батареи, а каждый из модулей снятия перегрузки содержит балансный резистор, прикрепленный к пластине теплорассеяния и используемый для потребления электроэнергии;
отличающаяся тем, что:
корпус батареи и пластина теплорассеяния выполнены из металла, причем балансные резисторы представляют собой цементные резисторы, при этом с модулями снятия перегрузки электрически соединено множество первых соединителей, а с цементными резисторами электрически соединено множество вторых соединителей, съемно прикрепленных к соответствующему одному из первых соединителей.

2. Вторичная батарея с устройством защиты от перегрузки по п. 1, в которой корпус батареи дополнительно содержит наружную поверхность и две первые соединительные части, расположенные на расстоянии друг от друга и выступающие от внешней поверхности, при этом пластина теплорассеяния содержит часть теплорассеяния, расположенную на расстоянии от внешней поверхности корпуса батареи, и две вторые соединительные части, образованные на части теплорассеяния и прикрепленные к первым соединительным частям так, чтобы пластина теплорассеяния и корпус батареи образовали пространство теплорассеяния для прохождения жидкости.

3. Вторичная батарея с устройством защиты от перегрузки по п. 1, в которой устройство снятия перегрузки дополнительно содержит печатную плату, расположенную на входе камеры корпуса батареи и предназначенную для электрического соединения модулей снятия перегрузки и элементов вторичной батареи.