[發(fā)明專(zhuān)利]一種主動(dòng)切斷電路的斷路器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310034953.5
• 申請(qǐng)日: 2013-01-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103199502A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱維璞;徐忠厚;洪堯祥;許由生
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 廈門(mén)賽爾特電子有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02H7/18
• 分類(lèi)號(hào): H02H7/18
• 代理公司: 廈門(mén)市首創(chuàng)君合專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于切斷電路的斷路器，特別是涉及一種在鋰電池過(guò)充或過(guò)放時(shí)切斷動(dòng)力鋰電池以對(duì)鋰電池進(jìn)行保護(hù)的斷路器。

背景技術(shù)

鋰離子電池能量密度大，平均輸出電壓高，自放電小。好的鋰電池，每月在2%以下（可恢復(fù)），沒(méi)有記憶效應(yīng)。工作溫度范圍寬為-20℃～60℃。鋰電池具有循環(huán)性能優(yōu)越、可快速充放電（充電效率高達(dá)100%）、輸出功率大、重量輕、使用壽命長(zhǎng)、不含有毒有害物質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)，因而被稱(chēng)為綠色電池。近年來(lái)，隨著鋰電池的開(kāi)發(fā)技術(shù)日益進(jìn)步，用于各種用途的動(dòng)力鋰電池也隨著發(fā)展起來(lái)。

近年來(lái)，以鋰電池為動(dòng)力的電動(dòng)自行車(chē)、混合動(dòng)力汽車(chē)、電動(dòng)汽車(chē)、燃料電池汽車(chē)等受到了市場(chǎng)越來(lái)越多的關(guān)注。動(dòng)力電池在交通領(lǐng)域的應(yīng)用，對(duì)于減少溫室氣體的排放、降低大氣污染以及新能源的應(yīng)用有著重要的意義。一般，純電動(dòng)汽車(chē)的電壓要求一般在100V以上，為了達(dá)到這個(gè)工作電壓，必須把幾十個(gè)乃至上百個(gè)單體電池串并在一起，且這些動(dòng)力電池組的放電電流都在幾十安培以上，有的甚至達(dá)到幾百安培。

由于鋰電池在異常受熱、過(guò)充、過(guò)放電流、振動(dòng)、擠壓等條件下可能導(dǎo)致電池壽命縮短以致?lián)p壞，甚至?xí)l(fā)生著火、爆炸等事件，因此安全性問(wèn)題成為動(dòng)力鋰電池應(yīng)用推廣的主要制約因素。鋰離子電池過(guò)度充放電會(huì)對(duì)正負(fù)極造成永久性損壞：過(guò)度放電導(dǎo)致負(fù)極碳片層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塌陷，而塌陷會(huì)造成充電過(guò)程中鋰離子無(wú)法插入；過(guò)度充電使過(guò)多的鋰離子嵌入負(fù)極碳結(jié)構(gòu)，而造成其中部分鋰離子再也無(wú)法釋放出來(lái)。

安全型、低成本、長(zhǎng)壽命鋰離子電池的安全標(biāo)準(zhǔn)、安全評(píng)價(jià)方法、電池制造過(guò)程的安全與可靠性控制以及通過(guò)正負(fù)極材料、電解質(zhì)與隔膜優(yōu)選改善電池安全與可靠性是實(shí)現(xiàn)確保大型動(dòng)力鋰離子電池安全可靠，實(shí)用化的關(guān)鍵。而電池管理系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱(chēng)BMS）作為電池保護(hù)和管理的核心部件，不僅要保證鋰電池安全可靠的使用，而且要充分發(fā)揮鋰電池的能力和延長(zhǎng)其使用壽命，作為鋰電池和車(chē)輛管理系統(tǒng)以及駕駛者溝通的橋梁，電池管理系統(tǒng)對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)性能起著越來(lái)越關(guān)鍵的作用。

鋰電池的外部因素，例如鋰電池的充電，包括充電方式、充電電流、充電結(jié)束電壓；鋰電池的放電，包括鋰電池的放電電流、放電深度、脈沖電流；鋰電池溫度的變化等等，這些外部因素都會(huì)影響鋰電池的壽命。從電動(dòng)汽車(chē)的使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，單個(gè)鋰電池的壽命遠(yuǎn)比電動(dòng)汽車(chē)中鋰電池組的使用壽命長(zhǎng)，研究表明這是因?yàn)閱误w鋰電池處在不均衡的狀態(tài)中，充放電過(guò)程不均衡，而不斷重復(fù)的充放電過(guò)程更加劇了單體鋰電池的不均衡現(xiàn)象，引起單體電池壽命縮短，導(dǎo)致其所在的電池組的壽命縮短，從而使整個(gè)電池系統(tǒng)的壽命縮短。借助電池管理系統(tǒng)(BMS)，判斷單體電池與電池組的狀態(tài)，可以?xún)?yōu)化電池的外部參數(shù)，最終延長(zhǎng)鋰電池的壽命，起到保護(hù)鋰電池的作用。

電池管理系統(tǒng)BMS將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和判斷動(dòng)力電池組的工作狀態(tài)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常時(shí)，BMS將發(fā)出電池組停止工作的指令，并由目前常用的執(zhí)行元器件如接觸器、可控硅等切斷電池組電路，以保護(hù)電池組不受損壞。但這種切斷電路方式并非離電式完全切斷，此外，接觸器體積較大，且在故障因素未排除的情況下容易出現(xiàn)自動(dòng)回位，而可控硅的切斷需要有觸發(fā)電流的維持，這樣很容易導(dǎo)致安全隱患重新出現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種切斷動(dòng)力鋰電池的斷路器，其能夠在鋰電池出現(xiàn)充電電壓過(guò)高或過(guò)度放電時(shí)，配合電池管理系統(tǒng)（BMS），以離電式立即切斷動(dòng)力鋰電池的主回路，從而消除鋰電池在異常情況下發(fā)生失火或爆炸等隱患。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種切斷動(dòng)力鋰電池的斷路器，包括一殼體以及安裝在該殼體內(nèi)的感溫機(jī)構(gòu)、發(fā)熱機(jī)構(gòu)和橋式觸點(diǎn)機(jī)構(gòu)；感溫機(jī)構(gòu)包括受熱自動(dòng)熔化的感溫體，發(fā)熱機(jī)構(gòu)包括發(fā)熱部件，橋式觸點(diǎn)機(jī)構(gòu)包括橋式動(dòng)簧片、至少一橋式靜簧片、絕緣支架和第一彈性件；感溫體作為絕緣支架的一端的支撐部件，安裝于發(fā)熱部件；橋式動(dòng)簧片安裝于絕緣支架，橋式靜簧片固定安裝于殼體內(nèi)，且橋式動(dòng)簧片對(duì)應(yīng)朝向絕緣支架另一端的一面與橋式靜簧片之間形成觸點(diǎn)接觸，該橋式動(dòng)簧片與橋式靜簧片及鋰電池或鋰電池組串聯(lián)構(gòu)成鋰電池主回路；第一彈性件設(shè)于絕緣支架的另一端與殼體的內(nèi)壁之間。