用于电池单元的电流中断装置制造方法及图纸

本公开提供了“用于电池单元的电流中断装置”。一种电池单元，所述电池单元包括：电极；端子；以及电流中断装置，所述电流中断装置被配置为将所述端子与所述电极电隔离。所述电流中断装置包括：板，所述板连接到所述电极并限定孔；以及隔膜，所述隔膜连接到所述端子并连结到所述板，以形成所述孔的顶板。所述电流中断装置的盖连结到所述板，以形成所述孔的底板。介电流体设置在所述孔中。所述隔膜和所述盖被配置为响应于所述电池内的压力超过阈值而朝向所述端子移动，以将所述隔膜与所述板分开来使这两者之间形成间隙并将所述流体释放到所述间隙中，从而防止电流发生跨所述间隙的起弧。

【技术实现步骤摘要】
用于电池单元的电流中断装置
本公开涉及用于电动或混合动力车辆中的牵引电池总成，并且更具体地涉及用于电池单元的电流中断装置。
技术介绍
诸如电池电动车辆(BEV)、插电式混合动力电动车辆(PHEV)和强混合动力电动车辆(FHEV)的车辆包含牵引电池总成以充当该车辆的能量源。牵引电池可以包括有助于管理车辆性能和操作的部件和系统。牵引电池还可以包括高电压部件。
技术实现思路
根据一个实施例，一种电池单元包括：电极；端子；以及电流中断装置，所述电流中断装置被配置为将所述端子与所述电极电隔离。所述电流中断装置包括：板，所述板连接到所述电极并限定孔；以及隔膜，所述隔膜连接到所述端子并连结到所述板，以形成所述孔的顶板。所述电流中断装置的盖连结到所述板，以形成所述孔的底板。介电流体设置在所述孔中。所述隔膜和所述盖被配置为响应于所述电池内的压力超过阈值而朝向所述端子移动，以将所述隔膜与所述板分开来使这两者之间形成间隙并将所述流体释放到所述间隙中，从而防止电流发生跨所述间隙的起弧。根据另一个实施例，一种用于电池单元的电流中断装置包括：板，所述板限定孔；以及隔膜，所述隔膜连结到所述板并覆盖所述孔的顶部。所述电流中断装置还包括盖，所述盖密封所述孔的底部。介电流体设置在所述孔中。所述电流中断装置被配置为使得所述隔膜和所述盖可移动以将所述隔膜与所述板分离来形成间隙并响应于电池压力超过阈值而将所述流体释放到所述间隙中。根据另一个实施例，一种电池单元包括：电极；端子；以及电流中断装置，所述电流中断装置被配置为将所述端子与所述电极机械地断开。所述电流中断装置包括：腔，所述腔填充有介电流体；以及可移动盖子，所述可移动盖子密封所述腔，并且在处于密封位置时在所述电极与所述端子之间形成电流路径并在处于破裂位置时抑制所述电流路径，所述破裂位置允许所述流体泄漏以进一步抑制所述路径。附图说明图1是电池单元的透视图。图2是沿着切割线2-2的电池单元的剖视图，其中电流中断装置处于正常位置。图3是电流中断装置的局部透视图。图4是电流中断装置的板的仰视图。图5是沿着切割线2-2的电池单元的剖视图，其中电流中断装置处于分离位置。具体实施方式本文中描述了本公开的实施例。然而，应理解，所公开的实施例仅是示例，并且其它实施例可以采用各种形式和替代形式。附图不一定按比例绘制；一些特征可能会被放大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文中公开的特定结构细节和功能细节不应被解释为限制性的，而是仅作为教导本领域的技术人员以各种方式采用实施例的代表性基础。如本领域的普通技术人员将理解，参考附图中的任一者示出并描述的各种特征可以与在一个或多个其它附图中示出的特征相结合，以产生未明确地示出或描述的实施例。所示特征的组合提供用于典型应用的代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的各种组合和修改可以是特定应用或实现方式所希望的。典型的电动或混合动力电动车辆可以包括由牵引电池总成供电的一个或多个电机。电机可以充当马达以提供推进力。电机还可以充当发电机以通过再生制动来回收能量以对牵引电池总成进行充电。牵引电池可以在牵引电池内提供来自一个或多个电池单元阵列(有时称为电池单元堆叠)的高电压直流(DC)输出。电池单元阵列可以包括一个或多个电池单元。牵引电池可以电连接到一个或多个电力电子模块，该电力电子模块调节电机的电力。电力电子模块可以电连接到电机并提供在牵引电池与电机之间双向传递电能的能力。例如，典型的牵引电池提供DC电压，而电机需要三相交流(AC)电压。车辆可以通过外部电源再充电。外部电源是与电源插座的连接。外部电源可以电连接到电动车辆供电装备(EVSE)。EVSE可以提供电路和控件以调节和管理电源与车辆之间的电能传递。外部电源可以向EVSE提供DC或AC电力。EVSE可以具有用于插入车辆的充电端口的充电连接器。充电端口可以是被配置为将电力从EVSE传递到车辆的任何类型的端口。充电端口可以电连接到充电器或板载功率转换模块。功率转换模块可以调节从EVSE供应的电力，以向牵引电池提供适当的电压和电流水平。功率转换模块可以与EVSE介接以协调向车辆的电力输送。所讨论的各种部件可以具有一个或多个相关联的控制器，以控制和监视部件的操作。控制器可以经由串行总线(例如，控制器局域网(CAN))或经由分立导体进行通信。电池单元被配置为将所存储的化学能转换成电能。电池可以包括罐(外壳)、正电极(阴极)和负电极(阳极)。电解质可以允许离子在放电期间在阳极与阴极之间移动，并且然后在再充电期间返回。端子允许电流流出电池单元以供车辆使用。当定位在具有多个电池单元的阵列中时，每个电池单元的端子可以与彼此相邻的相对端子(正和负)对准，并且汇流条可以帮助促进多个电池单元之间的串联连接。电池单元也可以与彼此相邻的类似端子(正和正或负和负)并联布置，或者可以串并联组合地布置。参照图1，电池单元20(诸如方形电池(prismaticcell))可以包括具有一对相对的主侧面24、一对相对的副侧面26、顶部28和底部30的罐22。至少一个端子32设置在顶部28上。在该示例中，顶部28可以被称为罐22的端子侧。所示电池20在顶部28上包括正端子32a和负端子32b两者。罐22限定内部。正电极(阴极)44、负电极(阳极)42和电解质设置在内部中。负端子32b包括设置在罐22的外表面上的外部部分34和经由第一电流路径电连接到阳极42的内部部分36。正端子32a还包括设置在罐22的外表面上的外部部分38和经由第二电流路径电连接到阴极44的内部部分40。在电池单元20的充电和放电期间，内部压力可能在罐22的内部内堆积。理想地，这些内部压力将不超过阈值。电池20可以包括电流中断装置50，该电流中断装置50被配置为响应于内部压力超过阈值而中断第一电流路径和第二电流路径中的相关联的一个电流路径以去激励电池20。经由电流中断装置50去激励电池20降低进一步增加罐22内的压力的可能性。参照图2和图3，在一个实施例中，电流中断装置50与正端子32a相关联并物理地设置在阴极44与内部部分40之间。在其它实施例中，装置50可以与负端子32b相关联。装置50可以在正端子32a下方附接到顶部28的下侧53。电流中断装置50被配置为通过物理地断开端子32a与阴极44以在第二电路径中产生开路来去激励电池20。电流中断装置50可以包括具有固定支撑件54和可移动隔膜62的中断构件52。隔膜62可以是盘形的。中断构件52由导电材料形成。支撑件54连结到正端子32a的内部部分40。上绝缘层60可以设置在顶部28的下侧53与支撑件54的顶表面56之间，以使中断构件52与罐22电绝缘。支撑件54可以是圆形的，并且具有从顶表面56向下延伸的环形侧壁58。隔膜62通过焊接、激光焊接、钎焊、超声焊接等围绕隔膜62的周边64连结到侧壁58。隔膜62可以包括主要部分66和从主要部分66的下表面向下延伸的突起68。突起68可以是圆柱形的，并且位于隔膜62的中心处。导电板70设置在隔膜62下方，并且下绝缘层72设置在主要部分66与板70之间。板70可以附接到下绝缘层72，下绝缘层72连接到上绝缘层60以将板70悬置在隔膜62下方。导体74(图1)将板70连接到阴极44。参照本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于电池单元的电流中断装置，所述电流中断装置包括：板，所述板限定孔；隔膜，所述隔膜连结到所述板并覆盖所述孔的顶部；盖，所述盖密封所述孔的底部；以及介电流体，所述介电流体设置在所述孔中，其中响应于电池压力超过阈值，所述隔膜和所述盖可移动以将所述隔膜与所述板分开来形成间隙并将所述流体释放到所述间隙中。

【技术特征摘要】
2017.12.12 US 15/838,7411.一种用于电池单元的电流中断装置，所述电流中断装置包括：板，所述板限定孔；隔膜，所述隔膜连结到所述板并覆盖所述孔的顶部；盖，所述盖密封所述孔的底部；以及介电流体，所述介电流体设置在所述孔中，其中响应于电池压力超过阈值，所述隔膜和所述盖可移动以将所述隔膜与所述板分开来形成间隙并将所述流体释放到所述间隙中。2.如权利要求1所述的电流中断装置，其中所述盖是盘形的，并且具有连结到所述板的边缘部分。3.如权利要求2所述的电流中断装置，其中所述隔膜是盘，并且所述隔膜的直径小于所述盖的直径。4.如权利要求1所述的电流中断装置，其中所述板电连接到电极，并且所述隔膜电连接到端子。5.如权利要求1所述的电流中断装置，其中所述隔膜包括主要部分和从所述主要部分延伸的突起，所述突起的大小被设为与所述孔的所述顶部接合，并且其中所述盘围绕所述突起的周边连结到所述板。6.如权利要求5所述的电流中断装置，其中所述突起是圆柱形的。7.如权利要求1所述的电流中断装置，其中所述盖由金属形成。8.如权利要求1所述的电流中断装置，其中所述盖由塑料形成。9.如权利要求1所述的电流中断装置，其中所述介电流体是变压器油。10.一种电池单元，所述电池单元包括：电极；端子；以及电流中断装置，所述电流中断装置被配置为将所述端子与所述电极电隔离，所述电流中断装置包括：板，所述板连接到所述电极并限...

【专利技术属性】
技术研发人员：博格丹·布德，菲利普·迈克尔·冈萨雷斯，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US