專利名稱：高電壓電池感測線處的借助于保險絲的安全部件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于使用保險絲來防止在高電壓電池中的感測線的二次短路的設備，更具體地，涉及一種使用保險絲的、在高電壓電池的感測線中的二次短路防止設備，其連接在電池模塊與電池管理系統(tǒng)之間，以當對電池單元的電壓值進行并行檢查的感測線中形成閉合電路的短路發(fā)生時，通過將被動安全裝置(例如保險絲和正溫度系數(shù)(PTC)裝置)連接至感測線來防止二次事故和三次事故。
背景技術：
具有使用汽油或柴油作為主要燃料的內(nèi)燃機(IC發(fā)動機)的汽車對環(huán)境污染例如空氣污染產(chǎn)生顯著的影響。因此，已經(jīng)在電動車輛或混合動力車輛的發(fā)展方面做出了很大努力以降低環(huán)境污染。 近來，使用具有高密度能量的非水電解質(zhì)的高功率二次電池正在開發(fā)中。具有大容量的二次電池由多個串聯(lián)連接的高功率二次電池形成，以用于需要高功率來驅(qū)動電機的裝置中，如電動車輛中。因此，一般地說，一個大容量二次電池單元(下文中稱為“電池”)由多個串聯(lián)連接的二次電池形成。尤其對用于混合動力車輛(HEV)的電池來說，幾個或者有時幾百個二次電池單元被再充電而又放電，并且需要通過控制再充電-放電系統(tǒng)來將電池保持在最佳狀態(tài)。為此，設置了電池管理系統(tǒng)(BMS)來控制電池的整體狀態(tài)。BMS通過對電池的電壓、電流以及溫度進行檢測的操作來估計片上系統(tǒng)(S0C)，并控制SOC以保持車輛的最佳燃料效率。使用高電壓電池的HEV配備有當緊急狀態(tài)發(fā)生時自動切斷來自主高電壓電池的電力的系統(tǒng)。緊急狀態(tài)是指由相關部件老化而發(fā)生的短路所引起的不當短路和絕緣擊穿，或者由外部沖擊造成的部件破壞而引起的不當短路和絕緣擊穿。當車輛發(fā)生緊急狀態(tài)時，控制高電壓的上層部件例如BMS或混合控制單元(HCU)通過發(fā)送命令以切斷主電力來控制電源。在通過一系列程序或傳感器來監(jiān)測用于連接電力的線中的電壓和電流期間發(fā)現(xiàn)泄漏電流和絕緣電阻破壞大于容限的情況下，當檢測到電壓或電流超出正常范圍時，與高電壓有關的部件通過控制器局域網(wǎng)(CAN)通信或信號傳輸來切斷主電力。用于確保涉及用于電動車輛的大容量電池的安全的這些傳統(tǒng)技術被設計為針對電池被用作主電力的情況，但是仍然未配備有任何裝置來確保避免監(jiān)測電池狀態(tài)的感測線的短路的安全。如上所述，電池由串聯(lián)和并聯(lián)連接的多個電池單元形成，使得該電池能夠具有用戶所期望的功率和存儲能力，并且所有這些被使用的電池單元通過BMS被監(jiān)測，并被設計成當任何事故發(fā)生時或擔心會發(fā)生時采取適當?shù)膭幼鱽矸乐惯@樣的事故。該系統(tǒng)被稱為
“主動安全裝置”。
然而，事故并非只發(fā)生于當車輛處于操作狀態(tài)時。因此，需要一種用于在車輛未處于操作狀態(tài)(即，BMS未被啟動以進行操作的狀態(tài))時防止任何事故發(fā)生的裝置。針對這種情況出現(xiàn)了手動安全裝置。例如，提供了用于附接輔助裝置以使用電池物理狀態(tài)的變化來切斷電連接的方法，或?qū)⒋笕萘勘ｋU絲安裝在提供電池與逆變器之間的電連接的主電力線上來切斷電連接的方法。但是對于感測線，由于未準備獨立的手動安全裝置，所以當短路事故發(fā)生時存在感測線著火的較大可能性。相應地，擔心發(fā)生二次火災(電池著火)和三次火災(車輛著火)。

發(fā)明內(nèi)容
技術問題被發(fā)明來改善傳統(tǒng)技術的本發(fā)明的實施方式是要提供一種用于使用保險絲來防止由高電壓電池中的感測線的短路所引起的二次事故的設備，該設備通過將用于連接在電 池模塊與電池管理系統(tǒng)之間的感測線的被動安全裝置附接至靠近電池單元的位置來防止由感測線的短路所引起的著火事故，這一點不同于傳統(tǒng)技術，傳統(tǒng)技術是將高容量保險絲附接至用于將電池和逆變器進行電連接的主電力線。解決問題的方案為了解決傳統(tǒng)技術的問題，用于使用保險絲來防止由高電壓電池中的感測線的短路所引起的二次事故的設備包括設置有多個電池單元的多個電池模塊；包括多個電池模塊的電池組；對設置在每個電池組中的每個電池單元的電壓進行監(jiān)測和控制以監(jiān)測每個電池單元的狀態(tài)的電池管理系統(tǒng)(BMS);連接在電池模塊與電池管理系統(tǒng)之間以感測每個電池組中的每個電池單元的電壓的感測線；以及被動安全裝置，當在感測線中形成閉合電路的短路事故發(fā)生時，該被動安全裝置串聯(lián)連接至設置在每個電池組中的每個電池單元的端子。在該設備中，被動安全裝置被實現(xiàn)為保險絲或正溫度系數(shù)(PTC)裝置。在該設備中，被動安全裝置附接在電池模塊附近。該設備應用于使用鋰離子高電壓電池的車輛。在該設備中，由于實際電流太弱，連接到設置在每個電池組中的每個電池單元的感測線由具有O. 5mm2或更小的厚度的導線形成。本發(fā)明的有益效果根據(jù)本發(fā)明的實施方式的、用于使用保險絲來防止由高電壓電池中的感測線的短路所引起的二次事故的設備連接在電池模塊與電池管理系統(tǒng)(BMS)之間，以通過將被動安全裝置(例如保險絲和正溫度系數(shù)(PTC)裝置)連接至對電池單元的電壓值進行并行檢查的感測線來防止在車輛的發(fā)動機未進行操作的狀態(tài)下(即，當BMS未操作時)由感測線的短路所引起的二次事故。


圖1示出了根據(jù)傳統(tǒng)技術的附接有被動安全裝置的情況。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的附接有被動安全裝置的情況。
具體實施例方式下文中，將參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行詳細描述。圖1示出了根據(jù)傳統(tǒng)技術的附接有被動安全裝置的情況。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的附接有被動安全裝置的情況。根據(jù)本發(fā)明的實施方式的用于使用保險絲來防止由高電壓電池中的感測線的短路所引起的二次事故的二次事故防止設備，如圖2所示，包括電池模塊100、電池管理系統(tǒng)200、感測線300以及被動安全裝置400。根據(jù)本發(fā)明的實施方式的電池模塊100每個均包括多個電池單元。電池組包括多個電池模塊100。根據(jù)本發(fā)明的實施方式的電池管理系統(tǒng)200對設置在每個電池組中的每個電池單元的電壓進行監(jiān)測和控制，以監(jiān)測電池組的每個電池單元的狀態(tài)。 感測線300連接電池模塊100和電池管理系統(tǒng)200。感測線300感測設置在每個電池組中的每個電池單元的電壓。感測線300連接至每個電池組的每個電池單元。如上所述，提供了其中電池單元被分層的電池組，并且電池管理系統(tǒng)200位于與電池組隔開的位置。此外，電池組的每個電池單元被形成為連接至電池管理系統(tǒng)200。因此，通過每條感測線300連接至η個電池單元的電池管理系統(tǒng)200感測所述η個電池單元的信息并控制所述η個電池單元的操作。當電池單元連接至一個電池管理系統(tǒng)200時，電池管理系統(tǒng)200可以感測每個電池單元的電壓和溫度。感測線300的數(shù)目大于基本上包括在電池中的電池單元的數(shù)目。例如，當包括在電池中的電池單元的數(shù)目為20時，感測線300的數(shù)目為至少21。此外，由于感測線300的實際電流太弱，所以感測線300由細導線形成。在感測線300中，連接了幾Ι Ω的電阻，以測量電池單元的電壓。因此，在實際電流較弱的情況下，感測線300由具有O. 5mm2或更小的厚度的導線形成。當由于內(nèi)部或外部因素而發(fā)生短路事故時，瞬間有大量電流流動。因為電流不是通過由用于將電池與逆變器電連接的主電力線形成閉合電路而是通過由感測線300形成閉合電路而流動的，所以主電力線的保險絲是無意義的。通過將被動安全裝置400 (例如保險絲和正溫度系數(shù)(PTC)裝置)連接至感測線300來防止由一次短路事故所引起的二次火災事故和三次火災事故的發(fā)生。被動安全裝置400隨著在感測線300中形成閉合電路的短路事故的發(fā)生而通過與設置在每個電池組中的每個電池單元的端子直接連接來操作。被動安全裝置400可以實現(xiàn)為保險絲或PTC裝置。如圖2中示出的，優(yōu)選的是，被動安全裝置400附接在電池模塊100附近。因為短路事故可能發(fā)生在感測線300的任意點處，所以將被動安全裝置400附接至靠近電池單元的位置是有效的。當被動安全裝置例如保險絲和PTC裝置通過用于檢測電池單元的電壓值的感測線串聯(lián)連接在電池模塊與電池管理系統(tǒng)之間時，可以實現(xiàn)本發(fā)明的如下效果防止在車輛的發(fā)動機未進行操作的狀態(tài)下(即，當BMS未操作時)由感測線的短路所引起的二次事故和
三次事故。
盡管上文對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行了詳細描述，但是將會明顯的是，在不脫離本發(fā)明的基本構(gòu)思和范圍的情況下，可以作出多種修改。因此，本發(fā)明的范圍不限于上述實施方式，而是所附權(quán)利要求的任何等同物以及權(quán)利要求本身旨在落入本發(fā)明的構(gòu)思的范圍內(nèi)。盡管已經(jīng)參照某些優(yōu)選的實施方式和附圖描述了多個示例性實施方式，但是將會 明顯的是，本發(fā)明不限于上述實施方式，并且本領域普通技術人員可以根據(jù)該描述作出各種變化和修改。因此，本發(fā)明的構(gòu)思應當由所附權(quán)利要求本身來解釋，并且應當理解的是，權(quán)利要求的任何等同物或等同改型均旨在落入本發(fā)明的構(gòu)思的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于使用保險絲來防止由高電壓電池中的感測線的短路所引起的二次事故的設備，包括 設置有多個電池單元的多個電池模塊； 包括多個電池模塊的電池組； 電池管理系統(tǒng)(BMS)，所述電池管理系統(tǒng)用于對設置在每個電池組中的每個電池單元的電壓進行監(jiān)測和控制，以監(jiān)測每個電池單元的狀態(tài)； 連接在所述電池模塊與所述電池管理系統(tǒng)之間的感測線，以感測每個電池組的每個電池單元的電壓；以及 被動安全裝置，當所述感測線中形成閉合電路的短路事故發(fā)生時，所述被動安全裝置串聯(lián)連接至設置在每個電池組中的每個電池單元的端子。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設備，其中，所述被動安全裝置被實現(xiàn)為保險絲或正溫度系數(shù)(PTC)裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設備，其中，所述被動安全裝置附接在所述電池模塊附近。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設備，所述設備應用于使用鋰離子高電壓電池的車輛。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設備，其中，由于實際電流太弱，連接至設置在每個電池組中的每個電池單元的所述感測線由具有0. 5mm2或更小的厚度的導線形成。
全文摘要
用于使用保險絲來防止由高電壓電池中的感測線的短路所引起的二次事故的設備，該設備包括設置有多個電池單元的多個電池模塊；包括多個電池模塊的電池組；電池管理系統(tǒng)(BMS)，用于對設置在每個電池組中的每個電池單元的電壓進行監(jiān)測和控制，以監(jiān)測每個電池單元的狀態(tài)；連接在電池模塊與電池管理系統(tǒng)之間的感測線，以感測每個電池組的每個電池單元的電壓；以及被動安全裝置，當感測線中形成閉合電路的短路事故發(fā)生時，該被動安全裝置串聯(lián)連接至設置在每個電池組中的每個電池單元的端子。
文檔編號H01M10/48GK103026544SQ201180029500
公開日2013年4月3日 申請日期2011年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月17日
發(fā)明者趙世勛, 張洙曄, 崔榮林, 金相赫 申請人:Sk新技術株式會社