用于分离和/或跨接针对电池单池的端子的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于分离和/或跨接针对蓄电池单元（300）的端子（110，120，250）的一种装置（100），其中该装置（100）具有第一电极端子（110），其中该第一电极端子（110）可以通过该装置（100）与第一端子（120）相连接。该装置（100）包含有开关元件（130），其中该开关元件（130）构造用于在初级开关状态中在该第一电极端子（110）与该第一端子（120）之间建立电气连接，并在另一开关状态中在该第一电极端子（110）与该第一端子（120）之间断开所述电气连接。另外该装置（100）还包含有易损体（140），其中该易损体（140）具有一种非线性特征曲线，其中该特征曲线表示在物理量与该易损体（140）的强度之间的关系，其中该易损体（140）构造用于在完整状态下将该开关元件（130）保持于初级开关状态，并在损坏状态下引起该开关元件（130）切换到所述另一开关状态。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于分离和/或跨接针对电池单池的端子的一种装置。
技术介绍
诸如锂离子电池的电池单池不应被继续充电到超过所允许的最大值。为了避免这个问题，该单池的端子或者被隔离（保护）或者被跨接。对损坏的或传感器可测量的功率下降的单池进行跨接同样可能是有意义的，以提高电池的总功率。现有技术是无源机械元件，其例如通过在单池中（不可逆）的过压而变形并从而被触发。通常的名称例如是英语的概念诸如“overcharge protection circuit（过度充电保护电路）”、“overcharge safe device(OSD)（过度充电安全装置）”或“current interrupt device(CID)（电流中断装置）”。在下文中用概念OSD来代替根据现有技术的这种保护装置的所有实施方式。现有技术同样是玻璃安瓿瓶，其在消防洒水设备中在预定的温度下爆裂并激活洒水器。根据APIS提议还在现有电子技术中用作热保险装置。EP 2 228 849 A1公开了一种可再充电的电池，其具有电极单元和其中安装有该电极单元的壳体，其中该壳体根据内部压力而变化。该电极单元包含有隔离器和第一和第二电极，该第一和第二电极布置在该隔离器的相对两侧上。
技术实现思路
在此背景下，通过本专利技术提出根据独立权利要求所述的用于分离和/或跨接针对电池单池的端子的一种装置以及用于分离和/或跨接用于电池单池的装置的端子的一种方法。有利的扩展由相应的从属权利要求以及下文说明得到。根据一种实施方式，本专利技术涉及一种装置，其可以构建于电池单池（例如电动车辆的锂离子电池）中，并用于在内部隔离或跨接端子。在该装置中集成有由易损体和开关元件组成的机械安全元件，其中该开关元件可以通过改变诸如温度或压力的物理量来加以触发。根据本专利技术的装置有利地可以对不同的物理量进行反应。本专利技术提供了用于分离和/或跨接针对电池单池的端子的一种装置，其中该装置具有第一电极端子，其中该第一电极端子可以通过该装置与第一端子相连接，其中该装置具有以下的特征：开关元件，其中该开关元件构造用于在初级开关状态中在该第一电极端子与该第一端子之间建立电气连接，并在另一开关状态中在该第一电极端子与该第一端子之间断开该电气连接，易损体，其中该易损体具有非线性的特征曲线，其中该特征曲线表示物理量与该易损体的强度之间的关系，其中该易损体构造用于在完整状态下使该开关元件保持于初级开关状态，并在损坏状态下致使该开关元件切换到所述另一开关状态。电池单池可以理解为一种可再充电的电能存储器，诸如蓄电池。电池单池可以理解为一种可再充电的二次电池、二次元件或蓄电池。电池单池可以在电池中串联连接和/或并联连接。由电池单池所构建的电池可以应用在车辆中。所述车辆可以是汽车、例如小轿车、卡车、其他商用车、运输车辆或水上车辆、如船。车辆可以构造有混合驱动装置，或者其可以是电动车辆。该车辆可能具有至少一个电池来作为启动电池和/或牵引电池。一种装置可以由开关元件和易损体组成，或者至少包含有这两个元件。该装置可以称作机电单元和/或机械安全元件和/或机电安全元件。该装置可以作为单独的单元而存在，或者代替地是电池单池的固定组成部分。该装置的电极端子可以构造用于与电池单池的原电池的电极端子相连接。该装置的第一端子可以构造用于与电池单池的外部端子相连接。该装置的开关元件可以具有至少两个开关状态。该开关元件可以由完整的易损体保持于初级开关状态。在初级开关状态中，可以在该装置的第一电极端子与第一端子之间建立电气连接。该开关元件可以具有另一开关状态。在所述另一开关状态中在该第一电极端子与该第一端子之间的电气连接可以断开。如果该易损体不完整，也即损坏，那么该开关元件可以从该初级开关状态切换到所述另一开关状态。该易损体可以是空心体和/或安瓿瓶，其具有外壳，该外壳具有比易损体内部更高的强度。该易损体可以在其内部具有至少一种流体。该易损体也可以在其内部具有至少两种带有不同热膨胀系数的流体。如果该体在其内部具有至少两种流体，那么一种流体就可以是液体，至少第二种流体可以是气态流体，诸如空气。该易损体可以由具有非线性特征曲线的材料组成。该非线性特征曲线可以表示强度与物理量之间的相关性。强度在此可以理解为代表在没有该物理量的影响情况下该易损体原始形状变化的易损体特性；该易损体从而在该物理量不同强度的影响情况下强度不同（也即非线性）地变形。物理量例如可以理解为温度、压力、振动、冲击和/或加速。该易损体的完整状态可以理解为它的基本形状和/或该易损体未损坏的形状。该易损体可以不可逆地被变形和/或被损坏。该易损体作为机械安全元件的触发在此可以分离诸如电池单池的端子。有利的是，通过在此所提出的途径可以避免危险的状态，例如在应用于电池单池中时避免该电池单池的危险状态，象强烈的压力增加、危险的热失控、或“thermal runaway”，其中该装置可以作为无源保护机钩而导致跨接。该装置可以同时或代替地对诸如温度上升和/或压力上升的不同的危险状态进行响应。本专利技术的以下实施方式也是有利的，其中该开关元件在所述另一开关状态中把该第一端子与第二端子相短接，其中该第二端子与第二电极端子相连接。通过这些端子的短接例如可以在把该装置应用于电池单池中时跨接该电池单池。本专利技术的以下实施方式也是有利的，其中该开关元件构造用于把次级开关状态和/或第三开关状态看作为所述另一开关状态，其中该开关元件构造用于在该次级开关状态中断开在第一电极与该第一端子之间的电气连接，并在第三开关状态中把该第一端子与第二端子相短接，并断开在该第一电极与该第一端子之间的电气连接，其中该第二端子与第二电极端子相连接。在不同的事件中可以进行不同的响应。在此该易损体例如可以对压力和/或温度进行与对冲击和/或加速不同的响应。这可以通过适当的非线性特征曲线来实现。该易损体的特性也可以关于不同的物理量而具有不同的非线性特征曲线。该易损体可以由两个子体组成，其中该易损体可以构造使得在一种事件中仅损坏两个子体中的一个，并在另一事件中损坏两个子体。另外，该易损体也可以构造用于通过在该体上超过压力阈值而从完整状态变换到损坏状态（也称作不完整状态）。压力上升或超过压力阈值可以理解为物理量。压力上升可以理解为该装置的环境压力上升。在该装置应用于电池单池中时，例如可以观测到由于该电池单池内部的温升而导致的压力上升，例如由于充电过程超过允许的最大值。从而可以通过对压力上升的响应来避免电池单池的爆炸。对应于本专利技术的另一实施方式，该易损体可以构造用于通过温度上升而从完整状态变换到损坏状态。该易损体可以在超过预定义温度阈值时被损坏。该易损体内部的一种流体可以通过温度上升而膨胀，并把该易损体变换为不完整状态。在附加的或代替的实施方式中，该装置具有加热线圈和用于该加热线圈的端子，其中该加热线圈布置在该易损体旁边，其中该加热线圈构造用于通过加热该易损体而将其从完整状态变成损坏状态。加热线圈可以理解为加热电阻。加热线圈可以理解为一种电气元件，其把电能转换为热能或热量。在用于该加热线圈的端子上本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于分离和/或跨接针对电池单池（300）的端子（110，120，250）的装置（100），其中该装置（100）具有第一电极端子（110），其中该第一电极端子（110）能够通过该装置（100）与第一端子（120）相连接，其中该装置（100）具有以下的特征：开关元件（130），其中该开关元件（130）构造用于在初级开关状态中在该第一电极端子（110）与该第一端子（120）之间建立电气连接，并在另一开关状态中在该第一电极端子（110）与该第一端子（120）之间断开该电气连接；以及易损体（140），其中该易损体（140）具有一种非线性特征曲线，其中该特征曲线表示在物理量与该易损体（140）的强度之间的关系，其中该易损体（140）构造用于在完整状态下将该开关元件（130）保持于初级开关状态，并在损坏状态下引起该开关元件（130）切换到所述另一开关状态。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.05.21 DE 102012208470.31.用于分离和/或跨接针对电池单池（300）的端子（110，120，250）的装置（100），其中该装置（100）具有第一电极端子（110），其中该第一电极端子（110）能够通过该装置（100）与第一端子（120）相连接，其中该装置（100）具有以下的特征：
开关元件（130），其中该开关元件（130）构造用于在初级开关状态中在该第一电极端子（110）与该第一端子（120）之间建立电气连接，并在另一开关状态中在该第一电极端子（110）与该第一端子（120）之间断开该电气连接；以及
易损体（140），其中该易损体（140）具有一种非线性特征曲线，其中该特征曲线表示在物理量与该易损体（140）的强度之间的关系，其中该易损体（140）构造用于在完整状态下将该开关元件（130）保持于初级开关状态，并在损坏状态下引起该开关元件（130）切换到所述另一开关状态。
2.根据权利要求1所述的装置（100），其中该开关元件（130）在所述另一开关状态中使该第一端子（120）与第二端子（250）相短接，其中该第二端子（250）与第二电极端子（320）相连接。
3.根据权利要求1或2所述的装置（100），其中该开关元件（130）构造用于将次级开关状态和/或第三开关状态看做为所述另一开关状态，其中该开关元件（130）构造用于在次级开关状态中断开在该第一电极端子（110）与该第一端子（120）之间的电气连接，并在第三开关状态中把该第一端子（120）与第二端子（250）相短接，并断开在该第一电极端子（110）与该第一端子（120）之间的电气连接，其中该第二端子（250）与第二电极端子（320）相连接。
4.根据前述权利要求之一所述的装置（100），其中该易损体（140）构造用于通过在该易损体（140）上超过压力阈值而从完整状态变换到损坏状态。
5.根据前述权利要求之一所述的装置（100），其中该易损体（140）构造用于通过温度上升而从完整状态变换到损坏状态。

【专利技术属性】
技术研发人员：F亨里奇，J施奈德，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE