Вторичная батарея с устройством защиты от перегрузки

Авторы патента:


Вторичная батарея с устройством защиты от перегрузки
Вторичная батарея с устройством защиты от перегрузки
Вторичная батарея с устройством защиты от перегрузки
Вторичная батарея с устройством защиты от перегрузки

 


Владельцы патента RU 2592600:

ЭНЕРДЖИ КОНТРОЛ ЛИМИТЕД (VG)

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.

 

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.

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.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для соединения аккумуляторных батарей. Аккумуляторная батарея (1) разъемно соединена с несколькими однотипными аккумуляторными батареями (1a, 1b) для питания электрических устройств с разной потребляемой мощностью, причем аккумуляторная батарея содержит, по меньшей мере, четыре присоединительных полюса (5, 6; 15, 16), из которых соответственно два присоединительных полюса (5, 6), которые соответствуют двум соответственно расположенным ответным присоединительным полюсам (15, 16) смежной аккумуляторной батареи.

Предоставляется соединитель для электрического соединения батареи с питаемым от батареи устройством. Соединитель включает в себя первый двухконтактный узел и второй двухконтактный узел.

Изобретение относится к биполярным батареям. Технический результат - ограничение величины тока при выделении газа.

Изобретение относится к многослойной аккумуляторной батарее и к способу ее изготовления. .

Изобретение относится к узлу элементов аккумуляторной батареи и к способу сборки узла элементов аккумуляторной батареи. .

Изобретение относится к электрохимическому устройству, содержащему электродный вывод, имеющий защитное устройство для прерывания электрического тока, когда температура электрохимического устройства увеличивается.

Изобретение относится к блоку аккумуляторной батареи с модулем защитной схемы (МЗС) и соединительной структурой. .

Изобретение относится к устройству безопасности для батареи, предназначенному для образования электрической цепи и преобразования заряженного состояния батареи в разряженное состояние при сжатии под действием заданного или более высокого давления.

Изобретение относится к конструкции для сброса давления для установленного в транспортном средстве комплекта аккумуляторных батарей. Для выпуска внутренних газов наружу посредством разделимого отверстия слабо соединенной части, когда внутреннее давление отделения кожуха повышено вследствие образования газов в установленном в транспортном средстве комплекте аккумуляторных батарей, в котором аккумуляторный модуль размещается в нижней раме комплекта аккумуляторных батарей, верхняя крышка комплекта аккумуляторных батарей надежно соединена с нижней рамой комплекта аккумуляторных батарей через сильный адгезивный герметизирующий элемент и слабый адгезивный герметизирующий элемент, проходящие непрерывно по всему периметру соответствующих наружных периферийных краевых участков.

Изобретение относится к аккумуляторному модулю, в частности к аккумуляторному модулю для электромобиля, имеющему функции крепления и защиты от взлома. Техническим результатом является повышение эффективности защиты от взлома, минимизация вероятности вибрации и качания аккумуляторного ящика, увеличение срока эксплуатации аккумуляторной батареи в аккумуляторном ящике.

Настоящее изобретение относится к области электротехники. Технический результат - повышение эффективности зарядки/разрядки аккумуляторной батареи, повышение безопасности при нагреве аккумуляторной батареи и эффективности защиты аккумуляторной батареи.

Изобретение относится к устройствам управления работой аккумуляторных батарей. Техническим результатом является недопущение чрезмерного разряда безводной аккумуляторной батареи.

Изобретение относится к аккумуляторным батареям большой мощности, в частности, для силовых приводов транспортных средств. Технический результат - обеспечение контроля отдельных батарейных модулей и их отключение при неисправности, в частности, для силовых приводов транспортных средств.

Выравнивающее устройство для иерархической системы управления батареей электрических накопителей энергии с энергообменной изолированной магистралью постоянного тока и блоками управления накопителями относится к области электротехники и может быть использовано при создании высоковольтных батарей электрических накопителей энергии для нужд транспорта и энергетики.

Способ установки и крепления на накопитель платы блока управления накопителем системы управления высоковольтной аккумуляторной батареей относится к области электротехники и может быть использован для нужд электротранспорта и энергетики.

Балансир напряжений для батареи электрических накопителей энергии относится к области электротехники и может быть использован при создании батарей с Li-ионными аккумуляторами и ионисторами или химическими источниками тока для нужд транспорта и энергетики.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в зарядных устройствах литий-ионных батарей. Технический результат - сокращение времени заряда и увеличение времени разряда батареи.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при эксплуатации аккумуляторных батарей в автономных системах электропитания, в частности в системах электропитания искусственных спутников Земли (ИСЗ), малых космических аппаратов.
Наверх