電流切斷裝置和具有該電流切斷裝置的電池組的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種電流切斷裝置和一種具有該電流切斷裝置的電池組，所述電池組包括保護(hù)電路，所述保護(hù)電路被配置為當(dāng)電池的電壓低于第一電壓或高于第二電壓時(shí)或者當(dāng)檢測(cè)到大于特定電流的電流時(shí)而操作，保護(hù)電路包括電路板、電流切斷裝置和控制器，電路板包括布線圖案，電流切斷裝置電連接到布線圖案并以圖案方式形成在電路板上，控制器被配置為控制電流切斷裝置。
【專(zhuān)利說(shuō)明】電流切斷裝置和具有該電流切斷裝置的電池組
[0001]本申請(qǐng)要求于2012年7月24日在韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的第10-2012-0080620號(hào)韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用被包含于此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明的實(shí)施例的多個(gè)方面涉及一種電流切斷裝置和一種具有該電流切斷裝置的電池組。
【背景技術(shù)】
[0003]通常，電池組包括充電/放電電路和用于安全地保護(hù)電池單元免于電池單元過(guò)充電和過(guò)放電或外部短路的保護(hù)電路。
[0004]當(dāng)產(chǎn)生過(guò)電壓或過(guò)電流時(shí)，保護(hù)電路使用充電開(kāi)關(guān)或放電開(kāi)關(guān)暫時(shí)停止充電或放電，或通過(guò)切斷熔斷器來(lái)永久地停止充電或放電。然而，常規(guī)的保護(hù)電路需要單獨(dú)的組件即熔斷器作為電流切斷裝置，熔斷器的附加成本會(huì)增加到制造成本中，因此總的制造成本會(huì)增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明實(shí)施例的一方面涉及一種電流切斷裝置和一種具有該電流切斷裝置的電池組，所述電流切斷裝置能夠通過(guò)使用電路板的圖案而不是單獨(dú)提供的常規(guī)熔斷器作為過(guò)電壓和過(guò)電流保護(hù)或防止元件來(lái)降低制造成本。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例，提供了一種電流切斷裝置，所述電流切斷裝置位于電路板上并連接到電池，所述電流切斷裝置包括:第一連接盤(pán)和第二連接盤(pán)，彼此隔開(kāi)并電連接到電流通路；熔斷器圖案，位于第一連接盤(pán)和第二連接盤(pán)上并將第一連接盤(pán)和第二連接盤(pán)電連接；電流傳輸圖案，與熔斷器圖案并聯(lián)地將第一連接盤(pán)電連接到第二連接盤(pán)；熱集中單元，與熔斷器圖案相鄰并連接到電流傳輸圖案；絕緣膜，在熱集中單元和熔斷器圖案之間；以及開(kāi)關(guān)，電連接到熱集中單元。
[0007]開(kāi)關(guān)可以被配置為當(dāng)電池的電壓低于第一電壓或高于第二電壓時(shí)或當(dāng)高電流通路的電流大于特定電流時(shí)接通。熱集中單元可以被配置為產(chǎn)生電阻熱以使熔斷器圖案熔化，從而將電流通路電斷開(kāi)。熔斷器圖案可以由第一材料制成，第一連接盤(pán)和第二連接盤(pán)可以分別由第二材料制成，第一材料與第二材料不同。第一連接盤(pán)、第二連接盤(pán)和電流傳輸圖案可以具有比熔斷器圖案更高的熔化溫度。熔斷器圖案可以比電流傳輸圖案寬。熱集中單元可以具有Z字形平面。絕緣膜可以是導(dǎo)熱的，并可以由樹(shù)脂或塑料制成。絕緣膜可以圍繞熱集中單元，并可以布置在第一連接盤(pán)和第二連接盤(pán)之間。開(kāi)關(guān)可以包括電連接到熱集中單元的第一電極和電連接到接地端子的第二電極。
[0008]根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施例，提供了一種電流切斷裝置，所述電流切斷裝置包括:熱產(chǎn)生單元，以圖案方式形成在設(shè)置于電路板上的電流通路中，并包括電阻器；以及熔斷器圖案，與熱產(chǎn)生單元相鄰并以圖案方式形成在設(shè)置于電路板上的電流通路中，熔斷器圖案在電流通路中與熱產(chǎn)生單元串聯(lián)電連接。
[0009]熱產(chǎn)生單元可以被配置為利用源于流經(jīng)熱產(chǎn)生單元的電流的電阻加熱來(lái)產(chǎn)生熱。熱產(chǎn)生單元可以被配置為利用電阻加熱使熔斷器圖案熔化。熱產(chǎn)生單元可以由第一材料制成，熔斷器圖案可以由第二材料制成，第一材料與第二材料不同。
[0010]熱產(chǎn)生單元可以結(jié)合在電池側(cè)和熔斷器圖案之間，熔斷器圖案可以結(jié)合在熱產(chǎn)生單元和端子之間；或者，熱產(chǎn)生單元可以結(jié)合在端子和熔斷器圖案之間，熔斷器圖案可以結(jié)合在熱產(chǎn)生單元和電池之間。熱產(chǎn)生單元可以包括第一熱產(chǎn)生單元和第二熱產(chǎn)生單元，熔斷器圖案可以在第一熱產(chǎn)生單元和第二熱產(chǎn)生單元之間。
[0011 ] 根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施例，提供了 一種電池組，所述電池組包括可再充電電池和保護(hù)電路，保護(hù)電路被配置為當(dāng)電池的電壓低于第一電壓或高于第二電壓時(shí)或者當(dāng)檢測(cè)到大于特定電流的電流時(shí)而操作，其中，保護(hù)電路包括:電路板，包括布線圖案；電流切斷裝置，電連接到布線圖案并以圖案方式形成在電路板上；以及控制器，被配置為控制電流切斷裝置。
[0012]電流切斷裝置可以包括:第一連接盤(pán)和第二連接盤(pán)，彼此隔開(kāi)并連接到高電流通路；熔斷器圖案，形成在第一連接盤(pán)和第二連接盤(pán)上并將第一連接盤(pán)和第二連接盤(pán)電連接；電流傳輸圖案，與熔斷器圖案并聯(lián)地將第一連接盤(pán)和第二連接盤(pán)電連接；熱集中單元，相鄰于熔斷器圖案形成并電連接到電流傳輸圖案；絕緣膜，在熱集中單元和熔斷器圖案之間；以及開(kāi)關(guān)，具有連接到熱集中單元的第一電極和連接到接地端子的第二電極，并被配置為由控制器接通。電流切斷裝置可以被配置為將開(kāi)關(guān)接通，以將熱集中單元連接到接地端子，從而產(chǎn)生源于流經(jīng)電流切斷裝置的電流的電阻加熱。電流切斷裝置可以被配置為利用電阻加熱使熔斷器圖案熔化，以將布線圖案的電流通路電斷開(kāi)。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例，使用電路板的圖案而不是單獨(dú)提供的對(duì)照熔斷器作為過(guò)電壓和過(guò)電流防止元件，由此降低制造成本。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]包括附圖以提供對(duì)本公開(kāi)的進(jìn)一步理解，附圖并入到本說(shuō)明書(shū)中，并構(gòu)成本說(shuō)明書(shū)的一部分。附圖對(duì)本公開(kāi)的示例性實(shí)施例進(jìn)行舉例說(shuō)明，并與描述一起用于解釋本公開(kāi)的原理。在附圖中:
[0015]圖1A是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電流切斷裝置和包括該電流切斷裝置的電池組的示意圖，圖1B是圖1A中的部分“l(fā)b”的放大圖；
[0016]圖2A和圖2B是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圖1中示出的電流切斷裝置的操作之前和之后的狀態(tài)的剖視圖；
[0017]圖3A是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電流切斷裝置和包括該電流切斷裝置的電池組的示意圖，圖3B是圖3A中的部分“3b”的放大圖；
[0018]圖4A和圖4B是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電流切斷裝置和包括該電流切斷裝置的電池組的電路圖和剖視圖；
[0019]圖5A和圖5B是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電流切斷裝置和包括該電流切斷裝置的電池組的電路圖和剖視圖；以及
[0020]圖6A和圖6B是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電流切斷裝置和包括該電流切斷裝置的電池組的電路圖和剖視圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0021]現(xiàn)在，在下文中將參照附圖更充分地描述示例實(shí)施例；然而，示例實(shí)施例可以以不同的形式實(shí)施，并且不應(yīng)被解釋為局限于在此闡述的實(shí)施例。而是，提供這些實(shí)施例以使本公開(kāi)將是徹底的和完整的，并將向本領(lǐng)域技術(shù)人員充分地傳達(dá)本公開(kāi)的范圍。同樣的附圖標(biāo)記始終表示同樣的元件。將理解的是，當(dāng)元件或?qū)颖环Q作“連接到”另一元件或?qū)訒r(shí)，該元件或?qū)涌梢灾苯舆B接到另一元件或?qū)?，或者可以存在中間元件或?qū)印?br> [0022]在下文中，將參照附圖詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電流切斷裝置和包括該電流切斷裝置的電池組。
[0023]圖1A是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電流切斷裝置和包括該電流切斷裝置的電池組的示意圖，圖1B是圖1A中的部分“l(fā)b”的放大圖，圖2A和圖2B是示出圖1中示出的電流切斷裝置的操作之前和之后的狀態(tài)的剖視圖。
[0024]參照?qǐng)D1A至圖2B，當(dāng)前實(shí)施例的電池組100包括電流切斷裝置110和控制器120。
[0025]電流切斷裝置110直接形成在電路板10 (即，絕緣層)上，并被保護(hù)層11 (參見(jiàn)例如圖2A)覆蓋，以保護(hù)電流切斷裝置110免受外部環(huán)境影響。當(dāng)在電池30中產(chǎn)生異常電壓或沿高電流通路產(chǎn)生異常電流時(shí)，電流切斷裝置110可以斷開(kāi)(或切斷)高電流通路。
[0026]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，“異常電壓”是指從電池30測(cè)量的電壓低于大約3.0V(第一電壓)的過(guò)放電狀態(tài)，或者從電池30測(cè)量的電壓高于大約4.2V (第二電壓)的過(guò)充電狀態(tài)；“異常電流”是指從高電流通路測(cè)量的電流高于設(shè)定或預(yù)定電流的過(guò)電流狀態(tài)。然而，提供這些數(shù)值僅用于舉例說(shuō)明，而本發(fā)明的方面不限于此。例如，根據(jù)與本發(fā)明的實(shí)施例一起使用的電池的類(lèi)型或根據(jù)用戶需求和設(shè)計(jì)考慮，這些數(shù)值可以以各種方式改變。
[0027]電流切斷裝置110包括第一連接盤(pán)(land) Illa和第二連接盤(pán)111b、熔斷器圖案112、電流傳輸圖案113、熱集中單元114、絕緣膜115和開(kāi)關(guān)116。這里，第一連接盤(pán)Illa和第二連接盤(pán)111b、熔斷器圖案112、電流傳輸圖案113和熱集中單元114直接形成在電路板10的絕緣層上。
[0028]使用能夠傳輸電流的金屬材料在電路板10上以圖案方式(如這里使用的，“以圖案方式”是指例如通過(guò)沉積層并使用光阻層蝕刻出圖案化層來(lái)在印刷電路板自身中形成結(jié)構(gòu))形成第一連接盤(pán)Illa和第二連接盤(pán)111b。在一個(gè)實(shí)施例中，第一連接盤(pán)Illa和第二連接盤(pán)Illb以與布線圖案20相同的銅箔圖案形成在電路板10上。這是出于使在通過(guò)布線圖案20提供的電力經(jīng)過(guò)第一連接盤(pán)Illa和第二連接盤(pán)Illb時(shí)導(dǎo)致的功率損失減小或最小化的目的。
[0029]第一連接盤(pán)Illa和第二連接盤(pán)Illb彼此隔開(kāi)，并分別連接到高電流通路。
[0030]熔斷器圖案112以圖案方式形成在電路板10上。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，熔斷器圖案112由能夠傳輸電流的低熔點(diǎn)金屬制成。
[0032]這里，熔斷器圖案112的熔化溫度不受具體限制，但是根據(jù)一些實(shí)施例，熔斷器圖案112的熔化溫度在大約100°C至160°C的范圍內(nèi)，在這些實(shí)施例的一些中，熔斷器圖案112的熔化溫度在大約130°C至150°C的范圍內(nèi)。例如，熔斷器圖案112可以由從由SnPb、SnAg,SnCu、SnAu、SnZn、SnZnB1、SnAgCu、SnAgBi和它們的等同物組成的組中選擇的熔化溫度在大約100°C至160°C的范圍內(nèi)的至少一種材料制成，但是本發(fā)明的實(shí)施例不限于此。[0033]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，上述范圍內(nèi)的熔化溫度基本上對(duì)應(yīng)于從稍后將描述的熱集中單元114供給的電阻熱，熔斷器圖案112可以被電阻熱熔化。
[0034]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，熔斷器圖案112和第一連接盤(pán)Illa由不同的金屬制成，熔斷器圖案112和第二連接盤(pán)Illb由不同的金屬制成。這里，第一連接盤(pán)Illa和第二連接盤(pán)Illb具有比熔斷器圖案112更高的熔化溫度，從而第一連接盤(pán)Illa和第二連接盤(pán)Illb在熔斷器圖案112的熔化溫度下不熔化。另外，第一連接盤(pán)Illa和第二連接盤(pán)Illb可以由從由Cu、鍍Ni的Cu、鍍Pd的Cu和它們的等同物組成的組中選擇的至少一種制成，但本發(fā)明的實(shí)施例不限于此。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，熔斷器圖案112形成在第一連接盤(pán)Illa和第二連接盤(pán)Illb上,并將第一連接盤(pán)Illa和第二連接盤(pán)Illb電連接，由此提供高電流通路。
[0036]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，電流傳輸圖案113由能夠傳輸電流的金屬材料制成，并從第一連接盤(pán)11 Ia和第二連接盤(pán)11 Ib延伸，從而以圖案方式形成在電路板10上。這里，在一個(gè)實(shí)施例中，電流傳輸圖案113由與第一連接盤(pán)Illa和第二連接盤(pán)Illb相同的材料制成，從而通過(guò)減小電流傳輸圖案113與第一連接盤(pán)Illa和第二連接盤(pán)Illb之間的接觸電阻來(lái)使在供給到第一連接盤(pán)Illa和第二連接盤(pán)Illb的電力經(jīng)過(guò)電流傳輸圖案113時(shí)導(dǎo)致的功率損失減小或最小化。
[0037]電流傳輸圖案113將第一連接盤(pán)Illa和第二連接盤(pán)Illb電連接。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，電流傳輸圖案113的寬度Cl1和/或厚度比熔斷器圖案112的寬度d2和/或厚度小，使得大部分電流流經(jīng)熔斷器圖案112。另外，在一個(gè)實(shí)施例中，電流傳輸圖案113不與熔斷器圖案112物理連接。此外，在一個(gè)實(shí)施例中，電流傳輸圖案113的寬度Cl1和/或厚度比布線圖案20的寬度和/或厚度小。
[0038]熱集中單元114傳輸電流，并被形成為具有小寬度且使用源于電流的電阻熱(或電阻加熱、歐姆加熱或焦耳加熱)而產(chǎn)生熱的電阻器。
[0039]熱集中單元114相鄰于熔斷器圖案112形成。在一個(gè)實(shí)施例中，熱集中單元114形成在第一連接盤(pán)Illa和第二連接盤(pán)Illb之間，并形成在熔斷器圖案112下方(且相鄰于熔斷器圖案112)，以連接到電流傳輸圖案113。
[0040]參照?qǐng)D2B，當(dāng)在電池30中產(chǎn)生異常電壓或在高電流通路中產(chǎn)生異常電流時(shí)，熱集中單元114利用電阻熱產(chǎn)生熱，并使熔斷器圖案112熔化。當(dāng)熔斷器圖案112熔化時(shí)，高電流通路斷開(kāi)。這里，當(dāng)熔斷器圖案112熔化時(shí)，熔斷器圖案112分成分別位于第一連接盤(pán)Illa和第二連接盤(pán)Illb上的第一熔斷器圖案112a和第二熔斷器圖案112b。
[0041]從熱集中單元114產(chǎn)生的電阻熱具有足夠高以使熔斷器圖案112熔化的溫度。這里，熱集中單元114被形成為不使第一連接盤(pán)111a、第二連接盤(pán)Illb和電流傳輸圖案113熔化。另外，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，從熱集中單元114產(chǎn)生的電阻熱不使絕緣膜115熔化。
[0042]絕緣膜115是切斷熔斷器圖案112和熱集中單元114之間的電連接的電絕緣體，并形成在熔斷器圖案112和熱集中單元114之間。這里，絕緣膜115圍繞熱集中單元114，并使第一連接盤(pán)111a、第二連接盤(pán)Illb和熔斷器圖案112與熱集中單元114絕緣以免第一連接盤(pán)111a、第二連接盤(pán)Illb和熔斷器圖案112連接到(例如，電連接到)熱集中單元114。
[0043]絕緣膜115由具有高導(dǎo)熱率的樹(shù)脂或塑料制成，以使將從熱集中單元114產(chǎn)生的電阻熱傳遞到熔斷器圖案112的過(guò)程中的熱損失減小或最小化。例如，絕緣膜115可以由導(dǎo)熱聚合物、導(dǎo)熱顆粒、添加劑等制成，但本發(fā)明的實(shí)施例不限于此。
[0044]開(kāi)關(guān)116可以由場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)或雙極結(jié)型晶體管(BJT)形成。在一些實(shí)施例中，還可以使用繼電器代替晶體管作為開(kāi)關(guān)116。
[0045]開(kāi)關(guān)116可以具有連接到熱集中單元114的第一電極(或第一端)、連接到接地端子117的第二電極(或第二端)和連接到控制器120的控制電極。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，開(kāi)關(guān)116由控制器120控制，當(dāng)在電池30中產(chǎn)生異常電壓或在高電流通路中產(chǎn)生異常電流時(shí)，開(kāi)關(guān)116將熱集中單元114連接到接地端子117，由此使電流流經(jīng)熱集中單元114并使得電流切斷裝置110斷開(kāi)高電流通路。
[0046]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，控制器120連接到與電池30連接的電壓傳感器，感測(cè)電池30的電壓，并由連接到控制器120的電流傳感器R感測(cè)沿著高電流通路的電流。另外，控制器120連接到開(kāi)關(guān)116的控制電極，當(dāng)在電池30中產(chǎn)生異常電壓或在高電流通路中產(chǎn)生異常電流時(shí)，控制器120使電流切斷裝置110操作以斷開(kāi)高電流通路。
[0047]在下文中，將描述根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的通過(guò)操作電流切斷裝置110來(lái)斷開(kāi)(或電斷開(kāi))高電流通路的方法。
[0048]當(dāng)電池30的電壓在正常范圍之外時(shí)或者當(dāng)高電流通路的電流高于某電流(例如，預(yù)定電流或特定電流)時(shí)，控制器120控制開(kāi)關(guān)116以將熱集中單元114連接到接地端子117。
[0049]熱集中單元114在恒定的溫度下產(chǎn)生熱，熱通過(guò)絕緣膜115傳遞到第一連接盤(pán)111a、第二連接盤(pán)Illb和熔斷器圖案112。
[0050]從熱集中單元114產(chǎn)生的熱僅使熔斷器圖案112熔化，熔斷器圖案112分成分別位于第一連接盤(pán)Illa和第二連接盤(pán)Illb上的第一熔斷器圖案112a和第二熔斷器圖案112b。
[0051]以這樣的方式，高電流通路被熔斷器圖案112斷開(kāi)(或電斷開(kāi))，只有經(jīng)過(guò)電流傳輸圖案113的少量的電流沿高電流通路流過(guò)。然而，在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，經(jīng)過(guò)電流傳輸圖案113的電流是少到可忽略的量，這不足以驅(qū)動(dòng)電子裝置。
[0052]因此，在根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的電池組100中，因?yàn)槭褂眯纬稍陔娐钒?0上的圖案而不是熔斷器作為高電流通路的過(guò)電壓和過(guò)電流防止元件，所以可以降低電池組的制造成本。
[0053]接下來(lái)，將描述根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的電流切斷裝置和包括該電流切斷裝置的電池組。
[0054]圖3A是示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的電流切斷裝置和包括該電流切斷裝置的電池組的示意圖，圖3B是圖3A中的部分“3b”的放大圖。
[0055]參照?qǐng)D3A和圖3B，根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的電池組200包括電流切斷裝置210和控制器120。
[0056]電流切斷裝置210和包括電流切斷裝置210的電池組200具有與電流切斷裝置110和電池組100的構(gòu)造不同的構(gòu)造。因此，根據(jù)本發(fā)明的當(dāng)前實(shí)施例的電池組200的以下描述將集中于電流切斷裝置210。另外，在電池組200中，同樣的附圖標(biāo)記指示與在圖1A中示出的電池組100的組件相同或類(lèi)似的組件，并將省略對(duì)它們的重復(fù)描述。[0057]電流切斷裝置210包括熱集中單元214。
[0058]熱集中單元214形成在第一連接盤(pán)Illa和第二連接盤(pán)Illb之間，并形成在熔斷器圖案112下方且相鄰于熔斷器圖案112，從而連接到電流傳輸圖案113。這里，熱集中單元214具有基本上Z字形的平面構(gòu)造，以增大熱產(chǎn)生區(qū)域。除了 Z字形的平面構(gòu)造之外，熱集中單元214可以具有各種合適的平面構(gòu)造，以增大熱產(chǎn)生區(qū)域。
[0059]具有增大的熱產(chǎn)生區(qū)域的熱集中單元214可以比線型的熱集中單元114更快地將高溫?zé)醾鬟f到熔斷器圖案112。因此，提高了根據(jù)異常電壓和異常電流斷開(kāi)高電流通路的速度。
[0060]將描述根據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施例的電流切斷裝置和包括該電流切斷裝置的電池組。
[0061]圖4A和圖4B是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施例的電流切斷裝置和包括該電流切斷裝置的電池組的電路圖和剖視圖。
[0062]參照?qǐng)D4A和圖4B，根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的電池組300包括電流切斷裝置310，電流切斷裝置310包括直接形成在電路板10的絕緣層上的熱產(chǎn)生單元311和熔斷器圖案312。
[0063]電流切斷裝置310被保護(hù)層11覆蓋，以保護(hù)電流切斷裝置310免受外部環(huán)境影響。
[0064]熱產(chǎn)生單元311是在電路板10上以圖案方式形成的電阻器。熱產(chǎn)生單元311可以具有電連接到位于電池30側(cè)的布線圖案20的一側(cè)，當(dāng)在高電流通路中產(chǎn)生過(guò)電流時(shí)，熱產(chǎn)生單元311可以利用由于過(guò)電流產(chǎn)生的電阻熱而產(chǎn)生熱。熱產(chǎn)生單元311可以由電阻比布線圖案20的電阻高的材料制成。例如，當(dāng)布線圖案20由銅(Cu)制成時(shí)，熱產(chǎn)生單元311可以由鉻(Cr)、鋁(Al)、鎢(W)或鋼制成，但不限于此。熔斷器圖案312利用能夠傳輸電流的金屬材料以圖案方式形成在電路板10上，并可以具有靠近并連接到熱產(chǎn)生單元311的一側(cè)和電連接到位于組端子40a側(cè)的布線圖案20的另一側(cè)。這里，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，熔斷器圖案312和熱產(chǎn)生單元311由不同的金屬制成。例如，熔斷器圖案312可以由從由SnPb、SnAg、SnCu、SnAu、SnZn、SnZnB1、SnAgCu、SnAgBi和它們的等同物組成的組中選擇的至少一種材料制成，但本發(fā)明的實(shí)施例不限于此。
[0065]當(dāng)過(guò)電流在電池30中流動(dòng)時(shí)，熔斷器圖案312利用從靠近并連接到熔斷器圖案312的熱產(chǎn)生單元311產(chǎn)生的電阻熱而使高電流通路熔化，由此斷開(kāi)(或電斷開(kāi))高電流通路。
[0066]圖5A和圖5B是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的電流切斷裝置和包括該電流切斷裝置的電池組的電路圖和剖視圖。
[0067]參照?qǐng)D5A和圖5B，根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的電池組400包括電流切斷裝置410，電流切斷裝置410包括直接形成在電路板10的絕緣層上的熱產(chǎn)生單元411和熔斷器圖案412。
[0068]電流切斷裝置410被保護(hù)層11覆蓋，以保護(hù)電流切斷裝置410免受外部環(huán)境影響。
[0069]熱產(chǎn)生單元411是在電路板10上以圖案方式形成的電阻器。熱產(chǎn)生單元411可以具有電連接到位于組端子40a側(cè)的布線圖案20的一側(cè)，當(dāng)在高電流通路中產(chǎn)生過(guò)電流時(shí)，熱產(chǎn)生單元411可以利用由于過(guò)電流產(chǎn)生的電阻熱而產(chǎn)生熱。熱產(chǎn)生單元411可以由電阻比布線圖案20的電阻高的材料制成，并可以由與熱產(chǎn)生單元311相同的材料制成。熔斷器圖案412利用能夠傳輸電流的金屬材料以圖案方式形成在電路板10上，并可以具有電連接到位于電池30側(cè)的布線圖案20的一側(cè)和靠近并連接到熱產(chǎn)生單元411的另一側(cè)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，熔斷器圖案412和熱產(chǎn)生單元411由不同的金屬制成，并且熔斷器圖案412可以由與熔斷器圖案312相同的材料制成。
[0070]圖6A和圖6B是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的電流切斷裝置和包括該電流切斷裝置的電池組的電路圖和剖視圖。
[0071]參照?qǐng)D6A和圖6B，根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的電池組500包括電流切斷裝置510，電流切斷裝置510包括形成在(例如，直接形成在)電路板10的絕緣層上的熱產(chǎn)生單元511 (511a和511b)和熔斷器圖案512。
[0072]電流切斷裝置510被保護(hù)層11覆蓋，以保護(hù)電流切斷裝置510免受外部環(huán)境影響。
[0073]熱產(chǎn)生單元511分為第一熱產(chǎn)生單元511a和第二熱產(chǎn)生單元511b。
[0074]第一熱產(chǎn)生單兀511a是以圖案方式形成在電路板10上的電阻器。第一熱產(chǎn)生單元511 a可以具有電連接到位于電池30側(cè)的布線圖案20的一側(cè)，當(dāng)在高電流通路中產(chǎn)生過(guò)電流時(shí)，第一熱產(chǎn)生單兀511a可以利用由于過(guò)電流產(chǎn)生的電阻熱而產(chǎn)生熱。第一熱產(chǎn)生單元511a可以由電阻比布線圖案20的電阻高的材料制成，并可以由與熱產(chǎn)生單元311相同的材料制成。
[0075]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，第二熱產(chǎn)生單元511b是以圖案方式形成在電路板10上的電阻器。第二熱產(chǎn)生單元511b可以具有電連接到位于組端子40a側(cè)的布線圖案20的一側(cè)，當(dāng)在高電流通路中產(chǎn)生過(guò)電流時(shí)，第二熱產(chǎn)生單元511b可以利用由于過(guò)電流產(chǎn)生的電阻熱而產(chǎn)生熱。
[0076]第二熱產(chǎn)生單元511b可以由電阻比布線圖案20的電阻高的材料制成，并可以由與熱產(chǎn)生單元311相同的材料制成。
[0077]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，熔斷器圖案512利用能夠傳輸電流的金屬材料以圖案方式形成在電路板10上，并可以布置在第一熱產(chǎn)生單元511a和第二熱產(chǎn)生單元511b之間。在一個(gè)實(shí)施例中，熔斷器圖案512和熱產(chǎn)生單元511由不同的金屬制成，并且熔斷器圖案512可以由與熔斷器圖案312相同的材料制成。
[0078]在此已經(jīng)公開(kāi)了示例性實(shí)施例，雖然采用了特定術(shù)語(yǔ)，但是這些術(shù)語(yǔ)僅是以一般的且描述性的意思來(lái)使用和解釋?zhuān)皇浅鲇谙拗频哪康摹Ｒ虼?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，在不脫離如權(quán)利要求書(shū)及其等同物闡述的本公開(kāi)的精神和范圍的情況下，可以在形式和細(xì)節(jié)方面做出各種改變。
【權(quán)利要求】
1.一種電流切斷裝置，所述電流切斷裝置位于電路板上并連接到電池，所述電流切斷裝置包括: 第一連接盤(pán)和第二連接盤(pán)，彼此隔開(kāi)并電連接到電流通路； 熔斷器圖案，位于第一連接盤(pán)和第二連接盤(pán)上并將第一連接盤(pán)和第二連接盤(pán)電連接； 電流傳輸圖案，與熔斷器圖案并聯(lián)地將第一連接盤(pán)和第二連接盤(pán)電連接； 熱集中單元，與熔斷器圖案相鄰并連接到電流傳輸圖案； 絕緣膜，在熱集中單元和熔斷器圖案之間；以及 開(kāi)關(guān)，電連接到熱集中單元。
2.如權(quán)利要求1所述的電流切斷裝置，其中，開(kāi)關(guān)被配置為當(dāng)電池的電壓低于第一電壓或高于第二電壓時(shí)或當(dāng)電流通路的電流大于特定電流時(shí)接通。
3.如權(quán)利要求2所述的電流切斷裝置，其中，熱集中單元被配置為產(chǎn)生電阻熱以使熔斷器圖案熔化，從而將電流通路電斷開(kāi)。
4.如權(quán)利要求1所述的電流切斷裝置，其中，熔斷器圖案由第一材料制成，第一連接盤(pán)和第二連接盤(pán)分別由第二材料制成，第一材料與第二材料不同。
5.如權(quán)利要求1所述的電流切斷裝置，其中，第一連接盤(pán)、第二連接盤(pán)和電流傳輸圖案具有比熔斷器圖案更高的熔化溫度。
6.如權(quán)利要求1所述的電流切斷裝置，其中，熔斷器圖案比電流傳輸圖案寬。
7.如權(quán)利要求1所述的電流切斷裝置，其中，熱集中單元具有Z字形平面。
8.如權(quán)利要求1所述的電流切斷裝置，其中，絕緣膜是導(dǎo)熱的，并由樹(shù)脂或塑料制成。
9.如權(quán)利要求1所述的電流切斷裝置，其中，絕緣膜圍繞熱集中單元，并布置在第一連接盤(pán)和第二連接盤(pán)之間。
10.如權(quán)利要求1所述的電流切斷裝置，其中，開(kāi)關(guān)具有電連接到熱集中單元的第一電極和電連接到接地端子的第二電極。
11.一種電流切斷裝置，所述電流切斷裝置包括: 熱產(chǎn)生單元，以圖案方式形成在設(shè)置于電路板上的電流通路中，并包括電阻器；以及 熔斷器圖案，與熱產(chǎn)生單元相鄰并以圖案方式形成在設(shè)置于電路板上的電流通路中，熔斷器圖案在電流通路中與熱產(chǎn)生單元串聯(lián)電連接。
12.如權(quán)利要求11所述的電流切斷裝置，其中，熱產(chǎn)生單元被配置為利用源于流經(jīng)熱產(chǎn)生單元的電流的電阻加熱來(lái)產(chǎn)生熱。
13.如權(quán)利要求12所述的電流切斷裝置，其中，熱產(chǎn)生單元被配置為利用電阻加熱使熔斷器圖案熔化。
14.如權(quán)利要求11所述的電流切斷裝置，其中，熱產(chǎn)生單元由第一材料制成，熔斷器圖案由第二材料制成，第一材料與第二材料不同。
15.如權(quán)利要求13所述的電流切斷裝置，其中，熱產(chǎn)生單元結(jié)合在電池和熔斷器圖案之間且熔斷器圖案結(jié)合在熱產(chǎn)生單元和端子之間，或者，熱產(chǎn)生單元結(jié)合在端子和熔斷器圖案之間且熔斷器圖案結(jié)合在熱產(chǎn)生單元和電池之間。
16.如權(quán)利要求13所述的電流切斷裝置，其中，熱產(chǎn)生單元包括第一熱產(chǎn)生單元和第二熱產(chǎn)生單元，熔斷器圖案在第一熱產(chǎn)生單元和第二熱產(chǎn)生單元之間。
17.—種電池組, 所述電池組包括:可再充電電池；以及 保護(hù)電路，被配置為當(dāng)電池的電壓低于第一電壓或高于第二電壓時(shí)或者當(dāng)檢測(cè)到大于特定電流的電流時(shí)而操作， 其中，保護(hù)電路包括: 電路板，包括布線圖案； 電流切斷裝置，電連接到布線圖案并以圖案方式形成在電路板上；以及 控制器，被配置為控制電流切斷裝置。
18.如權(quán)利要求17所述的電池組，其中，電流切斷裝置包括: 第一連接盤(pán)和第二連接盤(pán)，彼此隔開(kāi)并連接到電流通路； 熔斷器圖案，形成在第一連接盤(pán)和第二連接盤(pán)上并將第一連接盤(pán)電連接到第二連接盤(pán)； 電流傳輸圖案，與熔斷器圖案并聯(lián)地將第一連接盤(pán)和第二連接盤(pán)電連接； 熱集中單元，相鄰于熔斷器圖案形成，并電連接到電流傳輸圖案； 絕緣膜，在熱集中單元和熔斷器圖案之間；以及 開(kāi)關(guān)，具有連接到熱集中單元的第一電極和連接到接地端子的第二電極，并被配置為由控制器接通。
19.如權(quán)利要求18所述·的電池組，其中，電流切斷裝置被配置為將開(kāi)關(guān)接通，以將熱集中單元連接到接地端子，從而產(chǎn)生源于流經(jīng)電流切斷裝置的電流的電阻加熱。
20.如權(quán)利要求19所述的電池組，其中，電流切斷裝置被配置為利用電阻加熱使熔斷器圖案熔化，以將布線圖案的電流通路電斷開(kāi)。
【文檔編號(hào)】H02H7/18GK103580001SQ201310126087
【公開(kāi)日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年4月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月24日
【發(fā)明者】金榮濬 申請(qǐng)人:三星Sdi株式會(huì)社