[发明专利]防止电池过量充电的装置

说明书

技术领域

本发明总体涉及防止电池过量充电的装置，且更特别地涉及一种装置，其在电池失效前防止电池过量充电，并且当由于过量充电而在电池模块中发生膨胀时，防止电池受到更严重的损坏。

背景技术

近来，能够充电和放电的二次电池已被广泛用作无线移动设备的能量源。另外，二次电池作为电动车辆(EV)、混合动力车辆(HV)等的动力源也已得到关注，这种车辆被视为解决由使用化石燃料的现有技术的汽油车辆、柴油车辆等所引起的空气污染的一种途径。尽管在小型移动设备中，一个或两个或更多电池单元用于单个设备、然而在汽车等中型或大型设备中，使用其中起单元电池作用的许多电池单元电连接的中型或大型电池组。

由于优选地中型或大型电池组被制作成尽可能小和轻，因此能够高度集成堆叠而同时具有小单位容积重量的小角度电池、袋型电池等被广泛用作中型或大型电池组的电池单元。其中，袋型电池尤其具有优势，因为其重量轻，电解质溶液泄漏的可能性低，并且制作成本低。

尽管镍氢二次电池已广泛用于这些中型或大型电池组的单元电池(即电池单元)，然而与容量相比提供更高输出的锂二次电池的开发，已作为可能的替代而被提出。然而，锂二次电池稳定性低。特别地，袋型电池由于具有上述各种优点而成为中型或大型电池组的单元电池的有力候选。然而，袋型电池的机械强度低，并且当密封剂脱离时泄漏易燃物质(即电解质)，因而增加了着火的风险。在多个单元电池为获得大功率和大容量而电连接的中型或大型电池组中，着火极其危险。

此外，在使用袋的锂聚合物电池中，当每个电池均过量充电时，由于集成电池充满全部的电解质，因此电压升高。另外，由于产生过多热量，电池内的电解质分解，从而在电池内产生易燃气体，因此引起膨胀，即袋的膨胀。而且，阴极与阳极之间的膜可熔化，从而在阴极与阳极之间引起短路，因此导致起火。因而，不能够确保车辆的安全性。

考虑到这些问题，提出了一种技术，如图1中所示，当电池单元响应于电池过量充电而膨胀时，通过使电池单元的盖变形而切断电池的供电，来防止过量充电。虽然该方法可防止过量充电，但是在该过程中端子部分损坏，因而致使昂贵的电池组无用。此外，膨胀期间产生的有毒气体可威胁消费者的安全。

发明内容

因此，本发明已考虑现有技术中出现的上述问题而做出，并且意在即使当电池过量充电时发生膨胀，也使电池组的膨胀最小化，从而防止电池组受损，并且进而，通过使膨胀最小化而防止有毒气体排出。

为了实现上述目标，根据本发明的一个方面，提供了一种防止电池过量充电的装置，包括：具有多个电池单元的电池模块；连接于电池模块的电池控制器，该电池控制器具有电压传感器；与电池模块间隔布置的安装框架，该安装框架由导体制成；以及连接于安装框架以使安装框架接地的接地部。特别地，当电压传感器感测到低压时，电池控制器确定已发生过量充电。

相反地，电压传感器在电池模块正常运行时感测到高压，但在由于过量充电引起膨胀而使电池模块与安装框架产生接触时，感测到低压。

更具体地，电池模块在与安装框架相对的部分可包括导体板，并且当电压传感器确定已发生过量充电时，电池控制器可接通警示灯。此外，当电压传感器确定已发生过量充电时，电池控制器可停止对电池模块充电。

为了实现上述目标，根据本发明的另一方面，提供了一种防止电池过量充电的装置，包括：具有多个电池单元的第一电池模块；具有多个电池单元的第二电池模块，该第二电池模块被布置成与第一电池模块分开重复预定的距离；连接于第一电池模块的电池控制器，该电池控制器具有电压传感器；以及连接于第二电池模块以使第二电池模块接地的接地部。更具体地，当电压传感器感测到低压时，电池控制器确定是否已发生过量充电。

相反地，电压传感器在第一和第二电池模块均正常运行时感测到高压，但在由于过量充电引起膨胀而使第一和第二电池模块中的任一模块与另一模块产生接触时，感测到低压。

特别地，第一和第二电池模块在彼此相对的部分可包括导体板，并且当电压传感器确定已发生过量充电时，电池控制器可接通警示灯。此外，当电压传感器确定已发生过量充电时，电池控制器可停止对第一和第二电池模块充电。

有利地，本发明使得即使当电池过量充电时发生膨胀，也能够使电池单元的膨胀最小化。另外，本发明使得即使电池过量充电，也能够使对电池组的损坏最小化。此外，本发明使得通过使过量充电引起的膨胀最小化，能够防止有毒气体排出。

附图说明

当结合附图考虑时，将会通过以下具体实施方式更清楚地理解本发明的上述和其他目标、特征及优点，其中：