具有短路保护功能的线路板以及带有该线路板的电池包的制作方法

本实用新型涉及电动工具供电装置，特别涉及具有短路保护功能的线路板以及带有该线路板的电池包。

背景技术：

现有的电池组件，尤其是应用于电动工具的电池组在工作时电流较大，电池在输出电能的过程中经常会出现电流过载甚至短路的现象，从而使电路的温度过高，出现烫伤使用人员以及烧毁电池组的现象，这样也缩短了电池的使用寿命，并使电池的功能和效率下降，而为了解决这一问题，就必须改进连接片。

公告号为CN202026079U的实用新型专利公开了一种电池包短路保护结构，包括电池组、连接片，电池组的电极通过连接片和限流连接片串接在一起；限流连接片呈几字形，且几字形的凸起部分中间开孔。上述的电池包短路保护结构，当电池组在短路或者过载时，能有效保护电池组及电路安全，以及电路过载，从而避免电路温度过高而烫伤使用人员，并避免烧毁电池组。

但上述电池包短路保护结构在实际应用过程中，特别在与电动工具配合使用的情况下，当电动工具在运行过程中，内部的电池包会随着进行较为强烈的震动；由于限流连接片的凸起部分呈悬空状态，且中间开孔，因此该部分的机械强度较弱，长期处于震动状态，容易产生疲劳，最终导致限流连接片断裂，进而造成电池组的输出回路断开，影响电池包的正常供电，因此还有待改进。

技术实现要素：

本实用新型的第一目的是提供一种具有短路保护功能的线路板，既能保证限流区块的短路保护功能，又能有效提高限流区块的结构强度，避免限流区块因为外界震动而断裂。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种具有短路保护功能的线路板，包括基板以及贴合于基板上的线路层，所述线路层包括限流区块，所述限流区块包括熔断部以及一体连接于熔断部两端的连接部，所述熔断部的有效宽度小于连接部的有效宽度。

采用上述方案，将限流区块直接集成于线路板的线路层内，能够使基板有效支撑起限流区块，从而提高限流区块的整体强度，避免其因为震动而发生断裂，从而延长限流区块的使用寿命；利用两个连接部能够将熔断部的两端通过焊接方式串联于电池组的供电回路，当电池组发生短路或者过载现象时，由于熔断部的有效宽度小于连接部的有效宽度，使得熔断部会因为热应力集中而被熔断，从而有效保护电池组及电路的安全，进而避免电路的温度过高对人体造成伤害，同时避免烧毁电池组；另外，由于限流区块集成于线路层内，其可同线路层上的其它线路模块一起蚀刻出来，而无需单独的限流连接片，使得在设计线路板时无需预留专门供限流连接片固定的焊接点，也省去了后期焊接限流连接片的工序，即节约了元器件成本，增加了线路板的可用空间，又能提高生产效率。

作为优选，所述线路层远离基板的一面涂覆有保温绝缘层。

采用上述方案，线路层通常由铜制成，保温绝缘层能够将线路层与外界隔离开来，从而避免线路层发生氧化或者受潮的现象，同时还能起绝缘作用，避免线路层与外界其他金属导体接触而发生短路现象；另外，当发生短路或者过载现象时，保温绝缘层能够锁住熔断部产生的热量，以使熔断部的温度能够更快到达其熔断时的临界温度，使得熔断部能够更快熔断，同时熔断更加充分，进而提升了限流区块的短路保护性能。

作为优选，所述熔断部的侧边向内凹陷以形成缺口。

采用上述方案，通过在熔断部的侧边设置内凹的缺口，能够有效使熔断部的有效宽度小于连接部的有效宽度，同时结构简单，便于加工。

作为优选，所述缺口的边沿呈直角设置并且两直角边的衔接处通过圆弧过渡。

采用上述方案，通过将缺口的边沿设置成直角，能够有效增加缺口的面积，从而增加线路板上基板的可用空间，进而能够在缺口位置布局更多的线路模块；通过将两直角边的衔接处设置成圆弧状，能够减小缺口的应力集中，进一步提升限流区块的机械强度。

作为优选，所述缺口设有两个，两个缺口分别位于熔断部的两侧。

采用上述方案，通过两个缺口的设置，能够根据需要进一步减小熔断部的有效宽度，同时能够为基板腾出更多的可用空间，更加人性化。

作为优选，所述熔断部的中间位置设置有开孔。

采用上述方案，通过在熔断部的中间设置开孔，也能够使熔断部的有效宽度小于连接部的有效宽度，此时熔断部的有效宽度即为熔断部的总宽度减去开孔的直径；当发生短路或者过载现象时，熔断部上开孔两侧的部分会因热应力集中而熔断，进而起到保护作用。

作为优选，所述熔断部的侧边开设有呈条状的切割槽，所述切割槽的端部与熔断部的另一侧边保持有间隔。

采用上述方案，通过设置切割槽，熔断部的有效宽度即为熔断部的总宽度减去切割槽的长度后留下的部分，当发生短路或者过载现象时，该部分会因热应力集中而熔断，进而对人身和电池起到保护作用。

本实用新型的第二目的是提供一种电池包，能有效避免限流区块因为外界震动而断裂，进而保证电池组能够长期正常运行。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种电池包，包括电池组，还包括所述的具有短路保护功能的线路板，所述限流区块通过两个连接部串联于电池组的主输出回路中。

采用上述方案，将限流区块直接集成于线路板的线路层内，能够使基板有效支撑起限流区块，从而提高限流区块的整体强度，避免其因为电池组震动而发生断裂，从而延长限流区块的使用寿命；利用两个连接部能够将熔断部的两端通过焊接方式串联于电池组的供电回路，当电池组发生短路或者过载现象时，由于熔断部的有效宽度小于连接部的有效宽度，使得熔断部会因为热应力集中而被熔断，从而有效保护电池组及电路的安全，进而避免电路的温度过高对人体造成伤害，同时避免烧毁电池组；另外，通过基板能够将限流区块与电池组的电极隔离开来，相较于直接将限流连接片连接于电池组的电极之间，能够有效避免限流连接片熔断时高温对电池电极带来的伤害，进一步延长电池组的使用寿命。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1、将限流区块直接集成于线路板的线路层内，能够使基板有效支撑起限流区块，从而提高限流区块的整体强度，避免其因为震动而发生断裂，从而延长限流区块的使用寿命；

2、利用两个连接部能够将熔断部的两端通过焊接方式串联于电池组的供电回路，当电池组发生短路或者过载现象时，由于熔断部的有效宽度小于连接部的有效宽度，使得熔断部会因为热应力集中而被熔断，从而有效保护电池组及电路的安全，进而避免电路的温度过高对人体造成伤害，同时避免烧毁电池组；

3、由于限流区块集成于线路层内，其可同线路层上的其它线路模块一起蚀刻出来，而无需单独的限流连接片，使得在设计线路板时无需预留专门供限流连接片固定的焊接点，也省去了后期焊接限流连接片的工序，即节约了元器件成本，增加了线路板的可用空间，又能提高生产效率。

附图说明

图1为本实施例一的结构示意图一；

图2为本实施例一的结构示意图二；

图3为本实施例一中限流区块的结构示意图；

图4为本实施例二中限流区块的结构示意图；

图5为本实施例三中限流区块的结构示意图。

图中：1、基板；2、线路层；3、限流区块；4、熔断部；5、连接部；6、保温绝缘层；7、缺口；8、圆弧；9、开孔；10、切割槽。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例一

本实施例公开的一种具有短路保护功能的线路板，如图1所示，包括基板1以及贴合于基板1上的线路层2，线路层2为铜箔，其是一种阴质性电解材料，沉淀于线路板基板1上的一层薄的、连续的金属箔，它可作为线路板的导电体。它容易接受印刷保护层，腐蚀后能够形成所需的电路图样。

如图2和图3所示，线路层2包括限流区块3，限流区块3包括熔断部4以及一体连接于熔断部4两端的连接部5，熔断部4与连接部5为线路层2的其中一部分，因此也由铜箔制成，熔断部4的有效宽度小于连接部5的有效宽度。其中线路层2以及限流区块3中熔断部4的具体形状可根据设计需要并通过化学蚀刻的方式得到。如图1所示，线路层2远离基板1的一面涂覆有保温绝缘层6，该保温绝缘层6优选为线路板保护漆，将其涂覆于线路层2向外裸露的一面，能够起到很好的绝缘、防水作用。

本实施例中，如图3所示，熔断部4的侧边向内凹陷以形成缺口7。缺口7设有两个，两个缺口7分别位于熔断部4的两侧。缺口7的边沿呈直角设置并且两直角边的衔接处通过圆弧8过渡。此时熔断部4的有效宽度即为两缺口7之间相距最短的距离。

具体工作原理如下：

将熔断部4两端的连接部5分别焊接于电池组输出口的两端，即可将熔断部4串联于电池组的输出回路中。正常情况下，熔断部4只起到导线作用，使得电池组能够正常输出电流。

当电池组的主回路出现短路或者过载现象时，熔断部4会因为热应力集中而熔断。更具体地，当出现短路或者过载现象时，熔断部4最窄处的温度会高于连接部5以及线路层2上的其它线路模块，同时由于保温绝缘层6的保温作用，使得熔断部4的温度能够更快上升；当熔断部4的温度超过其所能承受的最高允许温度时，保温绝缘层6先融化蒸发，以使熔断部4裸露出来，然后熔断部4最窄处的铜箔发生熔融，无法保持原来的形状；熔融后的铜箔成为液态，相互间的分子应力减小，进而使熔断部4断开；当熔断部4断开后，电池组的输出回路被切断，此时流经熔断部4的电流消失，进而使熔断部4的温度降低，并由液态重新凝固成固态，从而使熔断部4保持于断开状态，进而对电池组起到保护作用。

实施例二

如图4所示，与实施例一的不同之处在于，熔断部4的中间位置设置有开孔9，其工作原理与实施例一类似，在此不作累述。

实施例三

如图5所示，与实施例一的不同之处在于，熔断部4的侧边开设有呈条状的切割槽10，切割槽10的端部与熔断部4的另一侧边保持有间隔。其工作原理与实施例一类似，在此不作累述。

实施例四

一种电池包，包括电池组，还包括如实施例一、实施例二或者实施例三所述的具有短路保护功能的线路板，限流区块3通过两个连接部5串联于电池组的主输出回路中。

将限流区块3直接集成于线路板的线路层2内，能够使基板1有效支撑起限流区块3，从而提高限流区块3的整体强度，避免其因为电池组震动而发生断裂，从而延长限流区块3的使用寿命；利用两个连接部5能够将熔断部4的两端通过焊接方式串联于电池组的供电回路，当电池组发生短路或者过载现象时，由于熔断部4的有效宽度小于连接部5的有效宽度，使得熔断部4会因为热应力集中而被熔断，从而有效保护电池组及电路的安全，进而避免电路的温度过高对人体造成伤害，同时避免烧毁电池组；另外，通过基板1能够将限流区块3与电池组的电极隔离开来，相较于直接将限流连接片连接于电池组的电极之间，能够有效避免限流连接片熔断时高温对电池电极带来的伤害，进一步延长电池组的使用寿命。