用于防止电池的过度充电的装置和包括该装置的电池的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及用于防止电池的过度充电的装置以及包括即使在很少的气体产生量下也通过感应溶胀(swelling)来断开充电电路的装置的电池。
【背景技术】
[0002]通常，在高压电池系统内安装过度充电安全装置。过度充电安全装置被设计成通过在电池系统中出现过度充电时切断电流的流动并且阻碍通过其的热失控来防止火灾的发生。传统被动类型的过度充电安全结构的机制利用电池的溶胀过程中产生的膨胀力。当产生足够的电池溶胀时，电池抽头通过由端板的开口诱导的电池膨胀而破裂(rupture)，从而切断电流以确保高压电池系统的安全性。
[0003]然而，在该结构中，在热失控出现之前必须产生足够的电池溶胀，并且当在热失控出现之前未产生足够的电池溶胀时，电池溶胀将与热失控同时出现，并且因此，即使当切断电流时，仍可能由于热失控而导致起火。此外，当电池的规格改变时，当未充分保持产生气体的量时，由于电池膨胀力的变化需要电池系统的设计更改。就是说，难以动态地确保对电池的规格敏感的安全结构。此外，即使对于主动阻断继电器的主动类型的安全结构，由于当继电器熔断(fuse)而出故障时难以确保安全性，因此仍需要被动类型的过度充电安全结构。
[0004]根据本发明示例性实施方式的技术涉及被动类型的过度充电安全结构，并且其使用很少的气体产生量。换言之，该技术涉及通过利用很少的气体产生量的电池膨胀力在初期阶段切断电流的过度充电安全结构。传统被动类型的过度充电安全结构利用在电池溶胀时产生的电池表面方向上的膨胀力。当产生足够的电池溶胀的溶胀时，电池在端板开口和电池抽头部分的焊接点处变形并且汇流条(bus bar)通过电池的变形而破裂，从而通过焊接点/电池抽头部分的破裂切断电流来确保安全性。
[0005]然而，在该结构下，在热失控出现之前必须产生足够的电池溶胀，由于在热失控出现之前在电池表面方向上未产生充足的电池溶胀时，电池溶胀可能与热失控同时出现。因此，即使当切断电流时，仍可能由于热失控而导致起火。此外，当电池的规格改变时，由于电池膨胀力的变化需要电池系统的设计更改。
[0006]被配置为感应电池膨胀的传感器或开关布置在传统主动类型的安全结构上并且当感应到电池膨胀时将会切断继电器的电力，从而切断电池系统的电流。然而，用于切断继电器的电力的技术不能应用于继电器熔断而出故障的情况。因此，根据主动类型的过度充电安全结构，当紧急情况(诸如事故、超出传感器或开关的操作、电子部件的故障等)与溶胀膨胀一起同时出现时难以确保安全性。
[0007]此外，根据现有技术，必须制备用于允许电池表面膨胀的空间，并且因此增加了封装件的空间，这造成了不利的每单位体积的能量密度。作为本发明的现有技术而提供的以上描述仅仅是为了帮助理解本发明的背景并且不应当被解释为包括在本领域技术人员已知的现有技术中。
【发明内容】
[0008]本发明提供了被配置为防止电池的过度充电的装置以及包括该装置从而可更加准确地感应溶胀并且即使在很少的气体产生量下也可断开充电电路的电池。
[0009]根据本发明的用于防止电池的过度充电的装置可包括:安插在堆叠的电池单元之间的各个间隙中的多个支架(holder);形成在相邻支架的边界之间的安装空间；以及插入到安装空间中的切割模块，其中，切割模块的插入端布置在邻近于安装空间的内侧的单元之间以便被固定到支架，并且切割模块的暴露端形成切割刀片，切割刀片导向被结合在一起的引线抽头与汇流条(bus bar)之间的间隙，其中，插入端和暴露端之间的间隙与多个铰链连接，以便当电池向侧面方向(side direct1n)膨胀时压缩被展开的铰链，并且因此暴露端可向外展开(例如，推出)，以使切割用刀片将引线抽头和汇流条的结合分开。
[0010]支架可成形为围绕单元的框架，其中，相邻的单元通过支架来彼此面对面接触(例如，彼此面对)。当装配支架时，安装空间可分别形成在相邻支架的侧端部(Side end)上，以彼此面对并且形成一个空间。铰链轴可设置在切割模块的一端上以被连接至安装空间的内端。当电池溶胀并进入安装空间时，电池可向侧面方向膨胀以压缩铰链。切割模块的多个铰链可布置在安装空间上同时它们被折叠。可在切割模块的一端形成朝向单元的凹口并且凹口可安装在相邻单元之间。可在切割模块处形成孔，并且可在支架处形成突出至穿过孔并随后与面对的支架接触的突出部，以确保安装空间的宽度。切割模块的多个铰链可以是与多个铰链轴连续连接的一系列铰链并且可布置在安装空间中同时被折叠成锯齿状。切割模块的多个铰链可形成为其中铰链轴布置在切割模块的端部之间的每个顶点处的菱形。
【附图说明】
[0011]现在将参照附图中所示的本发明的示例性实施方式来详细描述本发明的上述及其他特征，在下文中，附图仅通过图示的方式给出，并且因此并不限制本发明，并且其中:
[0012]图1是根据本发明的示例性实施方式的电池的示例性详细视图；
[0013]图2是根据本发明的示例性实施方式的电池的示例性截面图；
[0014]图3是根据本发明的示例性实施方式的防止电池的过度充电的装置的示例性截面图；
[0015]图4是根据本发明的示例性实施方式的电池的示例性视图；
[0016]图5是根据本发明的示例性实施方式的电池的示例性侧视图；
[0017]图6是根据本发明的示例性实施方式的防止电池的过度充电的装置的示例性截面图；以及
[0018]图7是根据本发明的另一示例性实施方式的防止电池的过度充电的装置的示例性截面图。
[0019]应理解，附图不一定按比例绘制，并且呈现示出本发明的基本原理的各种示例性特征的一定程度的简化表示。如本文公开的本发明的特定设计特征(包括例如，特定尺寸、方位、位置和形状)将部分地由具体预期的应用方式以及使用环境来确定。在附图中，遍及附图的多个图，相同的参考标号表示是本发明的相同或等同的部件。
【具体实施方式】
[0020]应理解，本文中所使用的术语“车辆”或“用车辆运载的”或其他类似术语包括一般的机动车辆，诸如包括运动型多用途车辆(SUV)的客运汽车、公共汽车、卡车、各种商用车辆、包括各种船只和舰船的船舶、飞机等；并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合电动车辆、氢动力车辆以及其他替代燃料车辆(例如源自除石油以外的资源的燃料)。如本文中提及的，混合车辆是具有两种或更多种动力源的车辆，例如，汽油动力和电动式车辆。
[0021]本文中所使用的术语仅是为了描述【具体实施方式】的目的而并不旨在限制本发明。除非上下文另有明确指示，否则，如本文所用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式。将进一步理解，当在该说明书中使用术语“包括”和/或“包含”时，规定指定的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，而并不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件及/或其组合的存在或添加。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关列出项的任意和全部组合。
[0022]在下文中，将参考附图详细地说明根据本发明示例性实施方式的用于防止电池的过度充电的装置以及包括该装置的电池。图1是根据本发明的示例性实施方式的电池的示例性详