自熔断汇流排和电池模组的制作方法

1.本实用新型属于模组技术领域，具体地，涉及一种自熔断汇流排和电池模组。


背景技术：

2.随着电动汽车逐渐进入我们日常生活，电动汽车安全也就成为不可逃避的话题。通常电动汽车起火是由于电池安全问题引起，例如，三元体系软包模组，模组汇流排与端板之间空隙小，当电芯发生热失控后，喷射高温气体和金属颗粒，汇流排塑料支架和端板绝缘罩熔化，间隙不足且污染等级急剧增大，从而引发汇流排之间短路或汇流排与端板短路，造成热扩散速度加剧，短路拉弧，造成电池包外起火。
3.现有汇流排虽然增加了过流自熔断设计，但其依赖短路有电流通过才能达到过流熔断保护；然而在热失控场景，一旦发生短路过流，通常都伴有短路拉弧现象，能量极大，因而过流自熔断汇流设计也无济于事。


技术实现要素：

4.针对现有技术的上述缺陷或不足，本实用新型提供了自熔断汇流排和电池模组，该自熔断汇流排能够在电池模组热失控时断裂，从而预防高压短路，延缓热扩散。
5.为实现上述目的，根据本实用新型的一种自熔断汇流排，自熔断汇流排包括：
6.间隔布置的第一汇流排和第二汇流排；
7.汇流排导电体，连接于第一汇流排和第二汇流排上并形成有填充腔；和
8.隔离套，套设于汇流排导电体上并用于密封填充腔；
9.其中，填充腔内填充有活性熔断物，当填充腔内温度达到预设温度时，活性熔断物发生化学反应以使汇流排导电体断裂。
10.在一些实施例中，汇流排导电体包括：
11.两个导电端部，分别位于第一汇流排和第二汇流排上；和
12.熔断部，连接于两个导电端部之间并形成有填充腔。
13.在一些实施例中，熔断部包括熔断套以及分布于熔断套的至少部分壁面上的贯通孔，熔断套的套内腔形成为填充腔。
14.在一些实施例中，贯通孔为多个并间隔布置于熔断套的周壁面上；和/或，套内腔内设置有连接于两个导电端部之间的导电柱。
15.在一些实施例中，活性熔断物为五氧化二磷或碳酸钙。
16.在一些实施例中，隔离套呈套筒状并包括相对设置的套内周壁与套外周壁，套内周壁与汇流排导电体的外周壁相贴合并使得填充腔完全包裹在隔离套内。
17.在一些实施例中，隔离套还包括横向间隔布置的两个套端部，两个套端部夹设在第一汇流排和第二汇流排之间。
18.在一些实施例中，隔离套为氧化铝构件。
19.另外，本实用新型还提供了一种电池模组，电池模组包括：
20.多个模组单元；和
21.上述的自熔断汇流排；
22.其中，相邻电池模组单元之间连接有自熔断汇流排。
23.在一些实施例中，电池模组单元包括多个电芯，相邻电芯之间连接有自熔断汇流排。
24.在本实用新型的一种自熔断汇流排和电池模组，该一种自熔断汇流排采用第一汇流排、第二汇流排和汇流排导电体的组合方式，其中汇流排导电体内设置活性熔断物，当电芯发生热失控后，会喷射高温气体和金属颗粒，造成高温环境，填充腔内温度达到预设温度，活性熔断物发生剧烈的化学反应，内部气急剧增大，使得填充腔发生物理爆炸，汇流排导电体断裂，第一汇流排和第二汇流排之间熔断，从而避免短路发生，延缓热扩散。
25.本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
26.附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
27.图1为根据本实用新型的一种具体实施方式的自熔断汇流排的立体结构示意图；
28.图2为图1的主视图；
29.图3为图1中汇流排导电体套设隔离套的结构示意图；
30.图4为图1中汇流排导电体结构示意图；
31.图5为图3中汇流排导电体套设隔离套的剖面图；
32.图6为另一种实施方案，汇流排导电体套设隔离套的剖面图，展示了汇流排导电体；
33.图7为图1中隔离套的结构示意图；
34.图8为根据本实用新型的一种具体实施方式的电池模组的立体结构示意图；
35.图9为图8不同视角下的局部结构示意图，展示了自熔断汇流排。
36.附图标记说明：
37.100
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
汇流排导电体
38.110
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
导电端部
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
120
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
熔断部
39.1210
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
熔断套
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
1220
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
贯通孔
40.200
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
隔离套
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210
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套内周壁
41.220
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套外周壁
[0042]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一汇流排
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二汇流排
[0043]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
填充腔
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
活性熔断物
[0044]5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
导电柱
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ6ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
电芯
[0045]7ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
隔离套腔
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ8ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
端板绝缘罩
[0046]9ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
端板
具体实施方式
[0047]
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处
所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
[0048]
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0049]
在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。
[0050]
以下将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0051]
对于电池模组，当电芯发生热失控后，喷射高温气体和金属颗粒，汇流排塑料支架和端板绝缘罩熔化，间隙不足且污染等级急剧增大，从而引发汇流排之间短路或汇流排与端板短路，造成热扩散速度加剧，短路拉弧，造成电池包外起火。而现有汇流排虽然增加了过流自熔断设计，但其依赖短路有电流通过才能达到过流熔断保护；然而在热失控场景，一旦发生短路过流，通常都伴有短路拉弧现象，能量极大，因而过流自熔断汇流设计也无济于事。因此，如何在预防高压短路是值得研究的问题。
[0052]
为此，参考图1至图9所示，本实用新型提供了一种自熔断汇流排，该自熔断汇流排包括：
[0053]
间隔布置的第一汇流排1和第二汇流排2，电池模组一般包括多个电芯，多个电芯并联并通过自熔断汇流排进行串联，其中，第一汇流排1和第二汇流排2可以位于电池模组的电芯外部并与电芯相连；
[0054]
汇流排导电体100，连接于第一汇流排1和第二汇流排2上并形成有填充腔3，汇流排导电体100作为导电体连接在第一汇流排1和第二汇流排2之间，以使得第一汇流排1和第二汇流排2之间串联连接；和
[0055]
隔离套200，套设于汇流排导电体100上并用于密封填充腔3，隔离套200能够固定套设在汇流排导电体100上，这样，可以包裹填充腔3，以保证填充腔3的密封性；
[0056]
其中，填充腔3内填充有活性熔断物4，当填充腔3内温度达到预设温度时，活性熔断物4发生化学反应以使汇流排导电体100断裂。可以理解为填充有活性熔断物4的汇流排导电体100至少具有两个特性，其一为导电性，这样，使得第一汇流排1和第二汇流排2串联，其二为自熔断性，当电芯发生热失控后，会喷射高温气体和金属颗粒，造成高温环境，此时，填充腔3内温度达到预设温度，活性熔断物4可以发生剧烈的化学反应，内部气急剧增大，使得填充腔3发生物理爆炸，汇流排导电体100断裂，第一汇流排1和第二汇流排2之间熔断，从而避免短路发生，延缓热扩散。其中，需要说明的是，预设温度为能够触发活性熔断物4发生化学反应的温度。
[0057]
可选地，第一汇流排1和第二汇流排2均沿竖向延伸布置，并且相互间隔，这样，在未安装汇流排导电体100时第一汇流排1和第二汇流排2之间呈断路状态。第一汇流排1和第二汇流排2可以呈规则平板状结构，这样方便汇流排导电体100的安装固定。此外，对于第一汇流排1和第二汇流排2的具体结构在此不做具体限定。
[0058]
可选地，对于汇流排导电体100可以横向布置，可以堆叠固定布置于第一汇流排1和第二汇流排2的表面，这样，汇流排导电体100可以包括与第一汇流排1和第二汇流排2相接处的用于导电的部分，也可以包括未与第一汇流排1和第二汇流排2相接处的用于断裂的部分，保证汇流排导电体100兼具导电线和自熔断性。其中汇流排导电体100与第一汇流排1
和第二汇流排2之间的连接方式可以多种多样，在此不做具体限定，只要能够保证汇流排导电体100与第一汇流排1和第二汇流排2之间的导电性即可。
[0059]
可选地，对于填充腔3，可以位于汇流排导电体100的内部，在汇流排导电体100的表面形成有与填充腔3相连通的填料口；也可以为形成在汇流排导电体100表面的具有开口的填料槽，其中填料槽的数量可以根据需要进行调整，此外，对于填充腔的具体形状可以为多种多样，例如矩形、圆形、三角形或其他不规则的形状等，在此不作具体限定。
[0060]
可选地，对于隔离套200，可以为套设在汇流排导电体100上的形成有封闭内腔的一体件，也可以根据填充腔3的填料口或者填料槽的具体位置设计而成的具有开口的门形隔离套200，或者片状的隔离板，只要保证填充腔3呈密封状态即可。对于隔离套200的材质，需要保证其具有较好的稳定性能，以始终保持填充腔3的密封状态。
[0061]
可选地，对于活性熔断物4可以为通过温度能够引发化学反应产生气体的现有化学物质，该物质在室温下为稳定的固态结构，当温度达到预设温度时，该化学物质能够反应。这样，既保证电池模组的稳定运行，又能够预防高压短路。此外，需要说明的是，该现有化学物质为商业购买的现有产品，其对应的化学反应也应为现有技术，在此不做具体说明。
[0062]
具体地，在一种实施例中，该汇流排导电体100包括：两个导电端部110，分别位于第一汇流排1和第二汇流排2上；和熔断部120，连接于两个导电端部110之间并形成有填充腔3。如图1和图5所示，可以理解为该汇流排导电体100可以为平板状结构件，两个导电端部110与第一汇流排1和第二汇流排2相贴合，形成有导电面，使得第一汇流排1和第二汇流排2之间电性连接，其中导电端部110可以直接与第一汇流排1和第二汇流排2的本体相贴合，也可以在第一汇流排1和第二汇流排2上形成有安装槽，例如u型槽，以第一汇流排1为例，其中u型槽的一面与第一汇流排1相贴合，u型槽开口朝上，导电端部110插入u形槽内，这样，既方便导电端部110的安装和更换，又具有较高的稳定性。对于熔断部120可以与导电端部110尺寸相同，也可以尺寸小于导电端部110，以在保证稳定导电的前提下，更易于汇流排导电体100的断裂。
[0063]
进一步地，在一种实施例中，熔断部120包括熔断套1210以及分布于熔断套1210的至少部分壁面上的贯通孔1220，熔断套1210的套内腔形成为填充腔3。如图5所示，其中，通过贯通孔1220可以向熔断套1210形成的填充腔3内填入活性熔断物4，这样，既方便熔断部120的加工，又方便活性熔断物4的添加。此外，贯通孔1220可以位于熔断套1210的任意一个面上，也可以位于多个面上。
[0064]
更进一步地，在一种实施例中，贯通孔1220为多个并间隔布置于熔断套1210的周壁面上，如图5和图4所示，熔断套1210可以包括四个周壁面，为了保证汇流排导电体100完整断裂，贯通孔1220可以在四个周壁面上均有布置。；和/或，套内腔内设置有连接于两个导电端部110之间的导电柱5，如图6所示。其中导电柱5的一端与一侧导电端部110相连，另一端与另一侧的导电端部110相连。这样，即可以增加第一汇流排1和第二汇流排2之间的导电面积，保证稳定导电，又能够在热失控时快速被活性熔断物4熔断。
[0065]
对于活性熔断物4，在一种实施例中，活性熔断物4为五氧化二磷或碳酸钙。其中，碳酸钙是一种无机化合物，俗称灰石、石灰石、石粉、大理石等。碳酸钙呈中性，在高温条件下可以分解为氧化钙和二氧化碳，其中，碳酸钙的反应温度大于800摄氏度，因此，在活性熔断物4为碳酸钙时，预设温度大于800摄氏度。
[0066]
对于隔离套200，在一种实施例中，隔离套200呈套筒状并包括相对设置的套内周壁210与套外周壁220，套内周壁210与汇流排导电体100的外周壁相贴合并使得填充腔3完全包裹在隔离套200内。如图2和图7所示，在将汇流排导电体100安装在第一汇流排1和第二汇流排2上之前，隔离套200已经安装套设在汇流排导电体100上，通过套内周壁210与汇流排导电体100周壁相贴合，保证填充腔3处于密封状态，具体隔离套200与汇流排导电体100之间的密封固定连接方式，在此不做具体限定。
[0067]
进一步地，隔离套200还包括横向间隔布置的两个套端部，两个套端部夹设在第一汇流排1和第二汇流排2之间。如图2所示，可以理解为，填充腔3位于第一汇流排1和第二汇流排2之间，这样，能够减少隔离套200的耗材，减少生产成本。
[0068]
在一些实施例中，隔离套200为氧化铝构件。其中氧化铝是一种高硬度的化合物，熔点为2054℃，沸点为2980℃，在高温下可电离的离子晶体，常用于制造耐火材料。这样，隔离套200具有较强的稳定性，气道密封和保护的作用。
[0069]
另外，本实用新型还提供了一种电池模组，电池模组包括：多个模组单元；和上述的自熔断汇流排；其中，相邻电池模组单元之间连接有自熔断汇流排。如图3和图4所示，相连的电堆模组单元之前通过自熔断汇流排进行电连接，当电堆模组单元热失控后，会喷射高温气体和金属颗粒，造成高温环境，此时，填充腔3内温度达到预设温度，活性熔断物4可以发生剧烈的化学反应，内部气急剧增大，使得填充腔3发生物理爆炸，汇流排导电体100断裂，相邻电池模组单元之间形成断路，从而避免短路发生，延缓热扩散。
[0070]
更进一步地，在一种实施例中，电池模组单元包括多个电芯6，相邻电芯6之间连接有自熔断汇流排。如图8和图9所示，在一个电池模组单元中，多个电芯6并联，在电芯6的外部依次设置有自熔断汇流排、端板绝缘罩8和端板9，其中自熔断汇流排可以通塑料支架进行固定，自熔断汇流排与端板9之间空隙小，塑料支架和和端板绝缘罩8均不耐高温，当电芯发生热失控后，喷射高温气体和金属颗粒，塑料支架和端板绝缘罩均被熔化，电气间隙不足且污染等级急剧增大，此时，填充腔3内温度达到预设温度，活性熔断物4可以发生剧烈的化学反应，内部气急剧增大，使得填充腔3发生物理爆炸，汇流排导电体100断裂，相邻电芯6之间形成断路，从而避免短路发生，延缓热扩散。
[0071]
需要说明的是，图1所示的自熔断汇流排可以位于每个电池模组单元内的多个电芯6之间，图3所示的自熔断汇流排可以位于每个电池模组内多个电池模组单元之间，其中，隔离套200的尺寸能够根据第一汇流排1和第二汇流排2之间的间距进行调整，以适应不同位置的结构需求。
[0072]
根据本实用新型实施例中的自熔断汇流排和电池模组的其它构成以及作用对于本领域的普通技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，此处不做赘述。
[0073]
以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，例如对端板密封层的形状、厚度和材质变化，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
[0074]
另外需要说明的是，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对
上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0075]
此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

技术特征：
1.自熔断汇流排，其特征在于，所述自熔断汇流排包括：间隔布置的第一汇流排(1)和第二汇流排(2)；汇流排导电体(100)，连接于所述第一汇流排(1)和所述第二汇流排(2)上并形成有填充腔(3)；和隔离套(200)，套设于所述汇流排导电体(100)上并用于密封所述填充腔(3)；其中，所述填充腔(3)内填充有活性熔断物(4)，当所述填充腔(3)内温度达到预设温度时，所述活性熔断物(4)发生化学反应以使所述汇流排导电体(100)断裂。2.根据权利要求1所述的自熔断汇流排，其特征在于，所述汇流排导电体(100)包括：两个导电端部(110)，分别位于所述第一汇流排(1)和所述第二汇流排(2)上；和熔断部(120)，连接于两个所述导电端部(110)之间并形成有所述填充腔(3)。3.根据权利要求2所述的自熔断汇流排，其特征在于，所述熔断部(120)包括熔断套(1210)以及分布于所述熔断套(1210)的至少部分壁面上的贯通孔(1220)，所述熔断套(1210)的套内腔形成为所述填充腔(3)。4.根据权利要求3所述的自熔断汇流排，其特征在于，所述贯通孔(1220)为多个并间隔布置于所述熔断套(1210)的周壁面上；和/或，所述套内腔内设置有连接于两个所述导电端部(110)之间的导电柱(5)。5.根据权利要求1所述的自熔断汇流排，其特征在于，所述活性熔断物(4)为五氧化二磷或碳酸钙。6.根据权利要求1～5中任意一项所述的自熔断汇流排，其特征在于，所述隔离套(200)呈套筒状并包括相对设置的套内周壁(210)与套外周壁(220)，所述套内周壁(210)与所述汇流排导电体(100)的外周壁相贴合并使得所述填充腔(3)完全包裹在所述隔离套(200)内。7.根据权利要求6所述的自熔断汇流排，其特征在于，所述隔离套(200)还包括横向间隔布置的两个套端部，两个所述套端部夹设在所述第一汇流排(1)和所述第二汇流排(2)之间。8.根据权利要求6所述的自熔断汇流排，其特征在于，所述隔离套(200)为氧化铝构件。9.一种电池模组，其特征在于，所述电池模组包括：多个模组单元；和权利要求1～8中任意一项所述的自熔断汇流排；其中，相邻所述电池模组单元之间连接有所述自熔断汇流排。10.根据权利要求9所述的电池模组，其特征在于，所述电池模组单元包括多个电芯(6)，相邻所述电芯(6)之间连接有所述自熔断汇流排。

技术总结
本实用新型公开了一种自熔断汇流排和电池模组，所述自熔断汇流排包括：间隔布置的第一汇流排(1)和第二汇流排(2)；汇流排导电体(100)，连接于所述第一汇流排(1)和所述第二汇流排(2)上并形成有填充腔(3)；和隔离套(200)，套设于所述汇流排导电体(100)上并用于密封所述填充腔(3)；汇流排导电体内设置活性熔断物，当电芯发生热失控后，会喷射高温气体和金属颗粒，造成高温环境，填充腔内温度达到预设温度，活性熔断物发生剧烈的化学反应，内部气急剧增大，使得填充腔发生物理爆炸，汇流排导电体断裂，第一汇流排和第二汇流排之间熔断，从而避免短路发生，延缓热扩散。延缓热扩散。延缓热扩散。


技术研发人员：李周礼 刘志坤 梁欢 杨政杰
受保护的技术使用者：恒大新能源技术（深圳）有限公司
技术研发日：2021.10.26
技术公布日：2022/5/25