具有过流保护的自动脱离式动力线和电池包的制作方法

本申请涉及一种具有过流保护的自动脱离式动力线和电池包。

背景技术：

新能源汽车的高速发展带动了动力电池行业及一大批副产业的快速发展，如用于过流的动力线束。

在新能源行业迅猛发展的同时也带来了一系列亟待解决的问题，如动力电池领域的安全问题，复杂的电池系统集成带来的安全隐患。尤其是近几年，动力电池短路失火事件频发。但值得庆幸的是，随着科学技术革新和人们安全意识逐步提高，政府及各新能源行业正逐渐加强安全管理力度。在电池包上的具体体现有在电池包内加入熔断器和接触器，可在电池短路时迅速切断电路；在电池包箱体上安装防爆阀，预防及降低爆破时电池箱内高压造成的进一步损害。

但整个电池系统仍存在一些普遍性问题，如复杂的系统构成，电池短路的隐患；电池包内布置过多的防范措施，熔断器、接触器等占据电池包内过多空间且存在误判的风险；防爆阀等元器件在实际应用中并不能有效的抑制电池的爆炸失火；电池热失控后热量从动力线导出引发临近电池模组甚至相邻电池包的进一步失控。

技术实现要素：

本申请目的是：针对现有技术的不足，提出一种具有过流保护的自动脱离式动力线和电池包，该动力线在不影响自身导流能力的基础上增加了短路过流后的自动切断功能。

本申请的技术方案是：

一种具有过流保护的自动脱离式动力线，包括：

左线段，

右线段，

固定且导电连接于所述左线段一端部的左导电套，

固定且导电连接于所述右线段一端部、并通过卡扣组件与所述左导电套固定连接的的右导电套，

连接所述左导电套和所述右导电套的至少一根易熔金属丝，以及

夹设于所述左导电套和所述右导电套之间的压簧；

在所述压簧的轴线方向上：所述卡扣组件对所述左导电套和所述右导电套的锁紧力小于所述压簧对所述左导电套和所述右导电套的弹力，所述卡扣组件对所述左导电套和所述右导电套的锁紧力与所有所述易熔金属丝的总拉断力之和大于所述压簧对所述左导电套和所述右导电套的弹力。

本申请在上述技术方案的基础上，还包括以下优选方案：

所述易熔金属丝共设有n根，在所述压簧的轴线方向上，所述卡扣组件对所述左导电套和所述右导电套的锁紧力与n-n根所述易熔金属丝的总拉断力之和小于所述压簧对所述左导电套和所述右导电套的弹力，所述卡扣组件对所述左导电套和所述右导电套的锁紧力与n-n+1根所述易熔金属丝的总拉断力之和大于所述压簧对所述左导电套和所述右导电套的弹力，n和n均为自然数，且n＞n。

所述n＝1。

所述n＝6。

所述n＝3。

所述左导电套包括：

左导电套本体，

一体连接于所述左导电套本体轴向左端、且与所述左线段端部压接固定的第一压接头，以及

一体连接于所述左导电套本体轴向右端的外套筒；

所述右导电套包括：

右导电套本体，

一体连接于所述右导电套本体轴向右端、且与所述右线段端部压接固定的第二压接头，以及

一体连接于所述右导电套本体轴向左端的内套筒；

所述外套筒套于所述内套筒外，所述卡扣组件设于所述外套筒和所述内套筒上。

所述卡扣组件由：

径向开设于所述外套筒筒壁上的卡孔，以及

固定于所述内套筒外筒壁上的凸点构成；

所述凸点卡入所述卡孔中。

所述卡扣组件由：

径向开设于所述外套筒筒壁上的卡孔，

连接于所述内套筒外筒壁上、且能够径向向内活动的弹性卡舌构成，所述弹性卡舌卡入所述卡孔中。

所述易熔金属丝连接于所述左导电套本体和所述右导电套本体之间，所述压簧套在所述内套筒和所述外套筒外部，且所述压簧的轴向两端分别与所述左导电套本体和所述右导电套本体抵接。

所述易熔金属丝共设置有至少3根，并且这些易熔金属丝在所述压簧外围沿圆周方向均匀间隔布置。

所述卡孔和所述凸点均分别设有至少三个，各个所述卡孔沿着所述外套筒的圆周方向均匀间隔布置，各个所述凸点沿着所述内套筒的圆周方向均匀间隔布置。

所述卡孔和所述弹性卡舌均分别设有至少三个，各个所述卡孔沿着所述外套筒的圆周方向均匀间隔布置，各个所述弹性卡舌沿着所述内套筒的圆周方向均匀间隔布置。

所述易熔金属丝是熔点为110-130℃的合金丝。

所述左导电套和所述右导电套外均分别固定套设有一个绝缘防护套。

一种电池包，包括电池包本体以及与所述电池包本体相连的动力线，所述动力采用上述自动脱离式动力线结构。

本申请的这种动力线，在正常工作时，一部分电流依次经过左线段、左导电套、右导电套和右线段流向用电设备，同时还有一部分电流经易熔金属丝由左导电套向右导电套传输，如此为用电设备提供工作电流。当该供电线路上出现短路或其他过流问题时，易熔金属丝上有过大的电流流过而发热，易熔金属丝温度急速升高至熔点而熔断。当所有或者一部分易熔金属丝熔点后，在压簧弹力作用下，卡扣组件脱开，还未熔断的易熔金属丝被扯断，左导电套和右导电套相互分离，动力线迅速弹开而分成互不相连的两条线段，整个供电回路完全断开。具备如下优点：

1.安全性高：该动力线在过流的基础上加入了自熔断功能，使动力线自身具备了高温熔断的能力，可在短路时直接切断电路，且具备弹断能力，可以直接切断热扩散途径，降低热失控的危害。

2.空间局限性小：首先，该动力线相对于普通的动力线，整体体积的增加微乎其微，空间受限程度相对较小。其次，在动力线上设计了熔断结构，可以减少熔断器等电路保险元件的使用，既降低成本也节约电池包内部空间。

3.方便安装：该动力线结构整体性高，不影响动力线在使用过程中的正常安装。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例中自动脱离式动力线的整体外观图；

图2为本申请实施例中自动脱离式动力线内部结构示意图；

图3为本申请实施例中左、右线段连接结构的分解图；

其中：1-左线段，2-右线段，3-左导电套，4-右导电套，5-易熔金属丝，6-压簧，7-绝缘防护套，301-左导电套本体，302-第一压接头，303-外套筒，303a-卡孔，401-右导电套本体，402-第二压接头，403-内套筒，403a-弹性卡舌。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。本申请可以以多种不同的形式来实现，并不限于本实施例所描述的实施方式。提供以下具体实施方式的目的是便于对本申请公开内容更清楚透彻的理解，其中上、下、左、右等指示方位的字词仅是针对所示结构在对应附图中位置而言。

然而，本领域的技术人员可能会意识到其中的一个或多个的具体细节描述可以被省略，或者还可以采用其他的方法、组件或材料。在一些例子中，一些实施方式并没有描述或没有详细的描述。

此外，本文中记载的技术特征、技术方案还可以在一个或多个实施例中以任意合适的方式组合。对于本领域的技术人员来说，易于理解与本文提供的实施例有关的方法的步骤或操作顺序还可以改变。因此，附图和实施例中的任何顺序仅仅用于说明用途，并不暗示要求按照一定的顺序，除非明确说明要求按照某一顺序。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

图1至图3示出了本申请这种自动脱离式动力线的一个具体实施例，其包括相互分离的左线段1和右线段2，左线段1和右线段2均由多股细金属线组成。左线段1的一端(图2中右端)固定有一个与之导电连接的左导电套3，右线段2的一端(图2中左端)固定有一个与之导电连接的右导电套4。前述右导电套4和左导电套3通过卡扣组件相互固定连接，并且前所卡扣组件对左右导电套的锁紧力有限，当外界对右导电套4和左导电套3施加足够大的拉扯力时，前述卡扣组件会受该力作用而脱开，进而使得右导电套4和左导电套3相互分离。左导电套3和右导电套4之间连有多根易熔金属丝5——即低熔点金属丝，同时在左导电套3和右导电套4之间夹设有处于压缩状态的压簧6。

在上述压簧6的轴线方向上(即后面所说的各种力均为沿着压簧6轴线方向上的力)：压簧6对左导电套3和右导电套4施加的弹力，大于卡扣组件对左导电套3和右导电套4的锁紧力，而小于卡扣组件对左导电套3和右导电套4锁紧力与所有易熔金属丝5的总拉断力之和。也就是说，若定义压簧6对左导电套3和右导电套4的(在压簧轴线方向上的)弹力为f1，定义卡扣组件对左导电套3和右导电套4在压簧轴线方向上的锁紧力为f2，定义所有易熔金属丝5在压簧轴线方向上的总拉断力为f3(即沿着压簧轴线方向施加f3大小的拉力拉扯这些易熔金属丝5，这些易熔金属丝5将会断开)，存在f2＜f1＜(f2+f3)这一大小关系。

在实际应用时，将图1中左线段1与右线段2的远离端分别连接电源(如电池包)和用电设备，一部分电流依次经过左线段1、左导电套3、右导电套4和右线段2流向用电设备，同时还有一部分电流经易熔金属丝5由左导电套3向右导电套4传输，如此为用电设备提供工作电流。当该供电线路上发生短路或其他过流(即电流过大)问题时，易熔金属丝5上有过大的电流流过，从而使得易熔金属丝5发热温度急速升高至熔点后熔断。这时，熔断的易熔金属丝5对左导电套3和右导电套4的拉紧力为零，而压簧6对左导电套3和右导电套4的弹力f1大于卡扣组件对左导电套3和右导电套4的锁紧力f2，故在压簧6弹力作用下，卡扣组件脱开，左导电套3和右导电套4相互分离，左线段1与右线段2完全脱离，电路断开。

显然，只要我们合适配置易熔金属丝5的数量以及单根易熔金属丝5的拉断力，就可以在其中一部分易熔金属丝5被熔断之后，通过压簧6的弹力顶开卡扣组件和剩余未熔断的易熔金属丝5，保证用电安全。具体可以这样设置：

假设左导电套3和右导电套4之间连接的易熔金属丝5共有n根，单根易熔金属丝5在压簧6轴线方向上的拉断力为f0(显然f0×n＝f3)，n＜n，n和n均为自然数，只需保证【f2+(n-n)×f0】＜f1＜【f2+(n-n+1)×f0】即可，即：当所有的n根易熔金属丝5中有n根被熔断后(剩n-n根未熔断)，因剩余n-n根易熔金属丝5的总熔断力(n-n)×f0与卡扣组件的锁紧力f2之和小于压簧6的弹簧f1，故卡扣组件受力而脱开，剩余n-n根未熔断的易熔金属丝5受力被拉断，左导电套3和右导电套4相互分离，左线段1与右线段2完全脱离，电路断开。

上述的n可以设为1，即：当其中任意一根易熔金属丝5熔断后，该动力线立即断开，如此设计的动力线安全系数非常高，不过发生误断开的可能性也高。

再参照图1至图3所示，具体在本实施例中，n＝6，n＝3，即：一共设置有6根易熔金属丝5，当其中2根易熔金属丝5因过高电流而熔断后，压簧的弹力不足以顶开卡扣组件和剩余4根易熔金属丝；而若其中3根熔金属丝5因过高电流而熔断，还剩下3根易熔金属丝5时，在压簧弹力作用下，卡扣组件脱开，剩余3根熔金属丝5被拉断，该动力线断开。

参照图3所示，上述左导电套3为一整体结构，其包括：左导电套本体301，一体连接于左导电套本体301轴向左端、且与左线段1端部压接固定的第一压接头302，一体连接于左导电套本体301轴向右端的外套筒303。

上述右导电套4也为一整体结构，其包括：右导电套本体401，一体连接于右导电套本体401轴向右端、且与右线段2端部压接固定的第二压接头402，一体连接于右导电套本体401轴向左端的内套筒403。

外套筒303的内径略大于内套筒403的外径，外套筒303套于内套筒403外部，且上述的卡扣组件设置于该外套筒303和内套筒403上。

具体地，上述卡扣组件由：径向开设于外套筒303筒壁上的卡孔303a，连接于内套筒403外筒壁上的弹性卡舌403a构成，弹性卡舌卡入卡孔303a中。在本实施例中，当各根易熔金属丝5均熔断后，压簧6向外顶压左导电套3和右导电套4，而使得弹性卡舌403a和卡孔303a受到沿着内外套筒轴向方向上相互远离而力，该力大于弹性卡舌403a与卡孔303a在内外套筒轴向方向上的卡紧力，而使得弹性卡舌403a发生弹性形变而径向向内移动，从而使得弹性卡舌403a脱离卡孔303a，左右导电套分离。

上述的易熔金属丝5连接于左导电套本体301和右导电套401之间(左导电套本体301和右导电套401上制有连接易熔金属丝5的连接孔，如图3，未标注)，压簧6套在内套筒403和外套筒303外部，且压簧6的轴向两端分别与左导电套本体301和右导电套401抵接。

为提升上述卡扣组件对左、右导电套轴向锁紧力的平衡性，最好设置多个上述的卡孔303a和对应的多个上弹性卡舌403a，并将各个卡孔303a沿着外套筒303的圆周方向均匀间隔布置，将各个弹性卡舌403a沿着内套筒403的圆周方向均匀间隔布置。具体在本实施例中，一共设置有4个卡孔303a和4个弹性卡舌403a。

同理，上述的6根易熔金属丝5在压簧6外围沿圆周方向均匀间隔布置。

当然，上述卡扣组件也可以采用机械领域常用的其他结构形式，比如这种：其由径向开设于外套筒303筒壁上的卡孔303a以及固定于内套筒403外筒壁上的凸点构成，凸点卡入卡孔303a中。

上述易熔金属丝5最好选用熔点为110-130℃的合金丝。

此外，在上述左导电套3和右导电套4外均分别固定套设有一个绝缘防护套7，以避免左线段1与右线段2连接处的带电导体直接裸露在外存在安全隐患。

上述实施例只为说明本申请的技术构思及特点，其目的在于让人们能够了解本申请的内容并据以实施，并不能以此限制本申请的保护范围。凡根据本申请主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本申请的保护范围之内。