[发明专利]用于电动车辆的高压电池系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于电动车辆的高压电池系统，并且更具体地，涉及保证电动车辆中的高压电池的室温短路和高温短路的故障安全性的高压电池系统。

背景技术

通常，电动车辆使用从电池获得的电能来操作的电池发动机。电动车辆使用由多个可充电/可放电的蓄电池以组(pack)形成的电池作为主电源，具有无废气和降低噪音的优势。电动车辆应具有针对由于大容量和高压所致的各种情况的安全性。

例如，设置了在过充期间自动地切断电力的装置以及设置了在控制器感测到介电击穿时开启高压继电器的装置。然而，当最严重的物理短路出现在车辆发生各种撞击和维修中时，以及当在此情况中流动的电流没有被迅速地停止时，电池单元温度升高并且随后引燃电池系统。当短路出现在电池系统组件中时，首先切断安全塞的保险丝并且保证安全性。

当保险丝甚至用于模块和组时，可保证安全性，但是其设计成本可能增加。电池的电流短路测试可被分为室温短路和高温短路。测试室温短路从而检测能否确保故障安全性抵御环境温度约为25℃且具有荷电状态(SOC)为100％的短路，以及测试高压短路从而检测能否确保故障安全性抵御环境温度为60℃且SOC为100％的短路。根据电池的特性，室温短路可能很严重或者高温短路可能很严重。使用用于电池单元等级的材料可以保证安全性抵御电池的电池单元中的短路，但是使用保险丝用于所有电池模块和组来保证它们的安全性可能引起诸如增加成本和输出阻抗的问题。

图4是示出了现有技术的高压电池系统的示例性示图，图5是示出了现有技术的高压电池系统中的电池单元搭接部(cell tap)结构的示例性示图。在图4和图5中，高压电池系统包括串联连接的多个模块，例如，第一模块M1至第八模块M8以及模块中电池单元100的电池单元搭接部110通过激光焊接部120被连接至连接端子130。

此外，从电池单元100和连接端子130延伸的两个电池单元搭接部110重叠成三层并且通过焊接连接。在高压电池系统中，当短路出现在整个电池系统的单位(unit)中时，具有预先嵌入的安全塞的保险丝140可通过切断电流促使故障安全性。然而，在第一模块M1至第四模块M4以及第五模块M5至第八模块M8的单位中没有电池，因此在模块中需要能够阻止电流的路径的结构以在电池中实现短路的效果。

在左侧处存在短路的情况1中，安全塞(例如，用于阻止电流路径以及在维修时用于分离)包括内部嵌入保险丝，从而通过切断保险丝抵御短路来保证安全性。然而，当短路出现在没有保险丝的路径上时，如在情况2和情况3中，由于高电流以及电流继续流动时热量的增加可导致引燃，因此不能保证安全性。换言之，在电流路径上没有保险丝的部分是串联连接的第一模块M1至第四模块M4以及第五模块M5至第八模块M8的区段(每个区段处为180V)。当短路发生时，如下面的表1中所示，随着电流流经两端都处于180V的电流路径时热量增加和火焰，约12000A的电流产生点火。

表1