改进安全性的电池组

摘要

本发明涉及一种电池组，其中多个电池模块以紧密或者相邻堆叠的方式彼此串联连接。电池组包括：截止单元，被固定以保持电池模块的堆叠方式，而不论在充电/放电期间的体积变化，并且其被串联连接到电池模块的电连接电路；固定构件，用于把断路器固定在电池组的至少一个外表面处；所述断路器被配置成当电池模块的外表面膨胀到大于基准体积时成为电导通的，并且被串联连接到电连接电路使得由于电池模块的膨胀而通电时断开截止单元。

权利要求

1.一种电池组，所述电池组被配置成使得多个电池模块在这些电池模块彼此紧密接触或彼此相邻堆叠的状态下彼此串联连接，所述电池组被固定，使得即使所述电池模块的体积在这些电池模块的充电和放电期间改变时，所述电池模块的堆叠状态被保持，所述电池组包括：截止部，所述截止部被串联连接到所述电池模块之间的电连接电路；

固定构件，所述固定构件把断路器固定到所述电池组的至少一个外表面；以及所述断路器被配置，以使得当至少一个电池模块的外表面扩大了基准体积值或更大时，该断路器成为电导通的，所述断路器被串联连接到所述电连接电路，使得当由于所述电池模块的膨胀而执行导电时，该断路器短路所述截止部，其中，所述断路器包括：

电绝缘外壳，所述电绝缘外壳被固定到就位的所述固定构件，所述外壳具有在其顶部处敞开的容纳部；

电绝缘帽，所述电绝缘帽被安装在所述容纳部中同时接触所述电池模块中的一个的一侧，使得所述帽响应于所述电池模块的体积的变化能够弹性地移动；

导电的导电连接构件，所述导电的导电连接构件与所述帽互锁；以及

传导构件，所述传导构件包括阴极传导部和阳极传导部，所述阴极传导部和阳极传导部的每个具有：位于所述容纳部内部的一端，使得当所述电池模块的体积增加时所述一端接触所述导电连接构件；和位于所述容纳部外部的另一端，使得所述另一端被串联连接到所述电池模块之间的电连接电路。

2.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述电池模块中的每一个包括一个或者多个电池胞。

3.根据权利要求2所述的电池组，其中，所述电池胞中的每一个是袋状电池胞，所述袋状电池胞具有电极组件，所述电极组件被安装在由包括树脂层和金属层的层压片形成的壳体中。

4.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述电池组的电极端子部分被固定，以使得即使所述电池模块的体积改变时，所述电池模块的堆叠状态被保持。

5.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述截止部包括保险丝。

6.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述固定构件包括在其中间处敞开的框架，以使得所述断路器接触所述电池模块，所述框架以组装的方式被紧固到所述电池模块。

7.根据权利要求6所述的电池组，其中，所述固定构件设置有一个或者多个支架，用于把所述断路器固定就位，所述支架从所述框架朝着所述框架的敞开的中间延伸。

8.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述断路器位于与所述电池模块中的最外面一个的那一侧相对应的区域处，所述电池模块的体积膨胀应力集中在该侧上。

9.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述断路器进一步包括：至少一个导向螺栓，通过所述至少一个导向螺栓所述帽被弹性地安装到所述外壳；通孔，穿过所述帽和所述导电连接构件形成所述通孔使得经所述通孔能够插入所述导向螺栓；至少一个压缩弹簧，被安装在所述导电连接构件的下端处；以及螺母，在所述外壳的容纳部的相对侧处被耦合到所述导向螺栓。

10.根据权利要求9所述的电池组，其中，所述至少一个导向螺栓包括两个或者更多个导向螺栓，并且所述至少一个压缩弹簧包括两个或者更多个压缩弹簧。

11.根据权利要求9所述的电池组，其中，所述断路器进一步包括衬套，所述衬套被安装在所述压缩弹簧和所述外壳的容纳部的底部之间。

12.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述帽和所述外壳均具有向上逐渐缩小的结构，其中，所述帽的一侧或者相对侧和所述外壳的一侧或者相对侧向上逐渐缩小。

13.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述外壳在其限定所述容纳部的侧壁处被设置有狭缝，通过所述狭缝在所述导电连接构件和所述传导构件之间的间隔距离能够被观察或者测量。

14.根据权利要求1所述的电池组，其中，一个最外面的电池模块的阴极端子和另一最外面的电池模块的阳极端子经由导线分别被电连接到所述断路器的阴极传导部和阳极传导部。

15.根据权利要求1所述的电池组，其中，在所述电池模块正常操作的状态下，所述导电连接构件与所述传导构件是电间隔开的。

16.根据权利要求1所述的电池组，其中，在所述电池模块异常操作的情况下，当所述电池模块膨胀时，通过体积膨胀的所述电池模块向外推所述断路器的帽，使得安装在所述帽中的所述导电连接构件的相对端接触所述阴极传导部和所述阳极传导部，从而高电流在所述阴极传导部和所述阳极传导部之间流动并且因此所述截止部短路。

17.一种包括根据权利要求1所述的电池组作为电源的装置。

18.根据权利要求17所述的装置，其中，所述装置是电动车辆、混合电动车辆、插件式混合电动车辆、或者电力存储装置。

说明书

改进安全性的电池组

技术领域

[0001] 本发明涉及一种具有改进安全性的电池组并且，更加特别涉及一种电池组，其被配置成使得其中多个电池模块在这些电池模块彼此紧密接触或者彼此相邻堆叠的状态下被彼此串联连接，该电池组被固定使得即使当电池模块的体积在电池模块的充电和放电期间发生改变时电池模块的堆叠状态被保持，该电池组包括截止部，该截止部被串联连接到电池模块之间的电连接电路；固定构件，该固定构件将断路器固定到电池组中的至少一个外表面，并且该断路器被配置成当至少一个电池模块的外表面扩大了基准体积值或者更大时被导电，该断路器被串联连接到电连接电路以当由于电池模块的膨胀而执行导电时短路截止部。

背景技术

[0002] 随着移动装置已经被日益发展并且用于这样的移动装置的需求已经增加，对于二次电池的需求作为用于移动装置的能源已经急剧增加。在这样的二次电池是具有高能量密度和放电电压的锂二次电池当中，对此已经进行了很多研究并且现在被商业化并且被广泛地使用。

[0003] 二次电池作为用于诸如电动自行车(E自行车)、电动车辆(EV)、以及混合电动车辆(HEV)的电力驱动装置的能源以及诸如移动电话、数字相机、个人数字助理(PDA)、以及膝上型计算机的移动无线电子装置的能源已经吸引相当大的注意。

[0004] 其中电池胞被安装的小型电池组被用于诸如移动电话和数字相机的小型装置。另一方面，其中包括被相互并联地和/或串联地连接的两个或者更多个电池胞(在下文中，也被称为“多胞”)的电池组被安装的中型或者大型电池组，被用于诸如膝上型计算机和电动车辆的中型或者大型装置。

[0005] 锂二次电池呈现如上所述的优异的电性能，然而，锂二次电池的安全性低。例如，当诸如锂二次电池的过度充电、过度放电、暴露于高温、以及电截止的异常操作出现时，引起是电池的成分的活性材料和电解液的分解，因此产生热和气体并且通过热和气体的产生引起的高温和高压条件加速上述分解。最终，可能发生锂二次电池的爆炸或者膨胀。

[0006] 为此，锂二次电池被提供有安全系统，诸如保护电路，当电池被过度充电或者过度放电时或者当过电流流入电池时中断电流；正温度系数(PTC)元件，其电阻大大地增加使得当电池的温度增加时中断电流；以及安全通风口，当由于气体的产生压力增加时中断电流或者排放气体。例如，在小型柱状二次电池的情况下，PTC元件和安全通风口通常被设置在具有阴极/隔膜/阳极结构的电极组件(产生元件)的顶部出，其被安装在柱状容器中。另一方面，在小型棱柱状或者袋状二次电池的情况下，保护电路模块和PTC元件通常被安装在棱柱状容器或者袋状壳体的上端处，其中产生元件被安装在密封状态。

[0007] 对于具有多胞结构的中型或者大型电池组来说锂二次电池的安全有关的问题甚至更加严重。因为在多单元电池组中使用多个电池胞，所以电池胞中的一些的异常操作可能引起其它电池胞的异常操作，因此可能发生电池组的爆炸或者膨胀，这可能导致大规模事故。为此，中型或者大型电池组被提供有诸如电池管理系统(BMS)的安全系统，以保护电池胞免受过度放电、过度充电、以及过电流。

[0008] 同时，随着继续地使用锂二次电池，即，随着锂二次电池被重复地充电和放电，产生元件和电连接构件被逐渐地退化。例如，产生元件的退化导致电极材料和电解液的分解，通过其产生气体。结果，电池胞(容器或者袋状壳体)逐渐地增大。在锂二次电池的正常状态下，诸如BMS的有源控制器，检测电池组的过度放电、过度充电、或者过电流。在检测到的电池组的过度放电、过度充电、或者过电流过多的情况下，有源控制器中断电池组中的电连接以降低电池组的风险。

[0009] 结合此情况，图1是示出传统电池组的电路系统的典型视图。参考图1，传统的电池组50包括电池模块100，通过多个电池胞组成该电池模块100；BMS 60，该BMS 60检测关于电池模块100的操作状态并且基于检测到的信息控制电池模块100；以及电力连接和断开部(中继器)70，该电力连接和断开部(中继器)70根据BMS 60的操作命令执行电池模块100和外部输入和输出电路(逆变器)80之间的连接和断开。

[0010] 在其中电池模块100正常地操作的情况下，BMS 60保持电力连接和断开部70处于导通状态。在其中感测到电池模块100的异常性的情况下，BMS 60将电力连接和断开部70的状态切换成截止状态以中断电池模块100的充电和放电。另一方面，在其中BMS 60异常地操作或者根本没有操作的情况下，BMS 60没有执行任何控制。因此，电力连接和断开部70被保持处于导通状态下。结果，甚至在异常状态下连续地执行电池模块100的充电和放电。

[0011] 然而，在其中如上所述的有源控制器被使用的情况下，有必要将外部电流供应到BMS。因此，如果没有电流供应到BMS，则BMS不可以保护电池组。即，有源控制器检查电池的充电状态并且使用电信号控制电池。然而，有必要将电力供应给有源控制器。因此，当电力没有正常地供应给有源控制器时有源控制器不能是根本的解决方案。

[0012] 另外，气体可能从锂二次电池泄漏或者当锂二次电池被过度充电时锂二次电池的着火或者爆炸可能发生。当锂二次电池被用作用于车辆的高电压、高容量的电池时，在防止对人的伤害和对车辆的损坏中锂二次电池的安全性是重要的。

[0013] 为此，需要提供用于电池组防止气体从过度充电的锂二次电池泄漏或者锂二次电池的着火或者爆炸的发生的保护装置。

[0014] 作为保护装置的示例，通过电池胞的膨胀力可能破坏在电池胞之间的电极端子连接部，以切断电池组的电连接电路。

[0015] 然而，在上述保护装置中，需要降低电池端子的强度或者减少电极端子的厚度使得在电池胞之间的电极端子连接部能够被容易地破坏。如上所述的被制造的电极端子具有针对诸如振动或者冲击的外力的低抗性。

[0016] 另外，对于保护装置破坏电极端子连接部来说需要等同于电极端子的拉伸强度的大的力。因此，对于电池胞来说需要被相当地过度充电使得电池胞过多地膨胀。结果，气体可能从电池容易泄露或者电池的着火或者爆炸可能容易发生。

[0017] 因此，存在对于能够根本地确保电池组的安全性同时解决上述问题的技术的高度需求。

发明内容

[0018] 技术问题

[0019] 已经提出本发明以解决上述问题和还没有被解决的其他技术问题。

[0020] 由于要解决如上所述的问题的各种广泛和深入的研究和试验，本发明的发明人已经发现，在其中电池组包括在电池组中具有特定构造的断路器和截止部的情况下，当由于诸如锂二次电池的过度充电、过度放电、或者过电流的异常操作或者通过电池胞的长期充电和放电引起的电池胞的退化导致电池胞膨胀时断路器感测电池胞的外部的体积的膨胀，并且当电池胞的膨胀超过基准体积值时断路器短路截止部以进行破坏，从而确保电池组的安全性为所期待的水平。

[0021] 因此，本发明的目的是为了提供具有能够改进安全性的特定结构的电池组。

[0022] 技术方案

[0023] 根据本发明的一个方面，通过提供一种电池组能够完成以上和其它目的，该电池组被配置使得在其中多个电池模块在这些电池模块彼此紧密接触或者彼此相邻堆叠的状态下被彼此串联连接，该电池组被固定使得即使当电池模块的体积在这些电池模块的充电和放电期间发生改变时电池模块的堆叠状态被保持，该电池组包括截止部，该截止部被串联连接到电池模块之间的电连接电路；固定构件，该固定构件将断路器固定到电池组的至少一个外表面，并且该断路器被配置以使得当电池模块中的至少一个的外表面扩大了基准体积值或者更大时成为电导通的，该断路器被串联连接到电连接电路以使得由于电池模块的膨胀而执行导电时短路截止部。

[0024] 在如上所述的包括多个电池胞或者电池模块被连接到的电力供应单元的电池组中，电池管理系统(BMS)检测电力供应单元的操作状态并且基于检测到的电力供应单元的操作状态控制电力供应单元的充电和放电，从而确保电池组的安全性。然而，在其中由于电流的供应的中断导致BMS没有操作的情况下，不能够控制电力供应单元的充电和放电。

[0025] 另一方面，根据本发明的电池组包括断路器和截止部，其被配置成独立于BMS操作。因此，当电力供应单元故障时，断路器仅感测电池胞或者电池模块的体积的膨胀并且基于此短路截止部。结果，电池组中的电连接被中断并且，因此，防止电池模块的过电流或者过电压被传送到外部输入和输出端子，从而确保电池组的安全性。

[0026] 另外，根据本发明的断路器不需要附加的电力。这样，根据电信号不存在断路器的故障并且在没有电力供应的情况下断路器正常地操作。因此，断路器的可靠性非常高。

[0027] 在本发明中，电池模块中的每一个可以包括一个或者多个电池胞。电池胞中的每一个优选地是板状电池胞，例如，具有小厚度并且相对大的宽度和长度的二次电池使得当电池胞被堆叠以组成电池模块时最小化电池模块的整体尺寸。

[0028] 二次电池的优选示例可以是如下所述的二次电池，其被配置成具有下述结构，其中阴极/隔膜/阳极结构的电极组件被安装在由包括树脂层和金属层的层压片形成的电池壳体中并且阴极端子和阳极端子从电池壳体的相对端突出。特别地，电极组件可以被安装在由铝层压片形成的袋状电池壳体中。具有上述结构的二次电池也可以被称为“袋状电池胞”。

[0029] 然而，仅通过图示给出上述电池胞。显然的是，本发明可应用于所有类型的电池胞(battery cell)，其中的每一个的体积的膨胀被传送到电池胞中的每一个的电池壳体的外部。

[0030] 电池组的电极端子部分可以被固定使得即使当电池模块的体积被改变时电池模块的堆叠状态被保持。

[0031] 截止部没有被特别地限制，只要当在电池组中出现短路时截止部能够容易地中断电池组中的电连接。例如，截止部可以包括保险丝。

[0032] 同时，固定构件可以包括在其中间处敞开的框架使得断路器接触电池模块，框架以组装的方式被紧固到电池模块。

[0033] 另外，固定构件可以被设置有一个或者多个支架以将断路器固定就位，该支架从框架朝着框架的敞开的中间延伸。

[0034] 断路器的位置没有被特别地限制，只要断路器位于断路器能够容易地感测电池胞的膨胀所在的部分处。优选地，断路器位于与最外面的电池模块的一侧相对应的部分处。

[0035] 因此，在其中断路器位于最外面的电池模块的一侧的情况下，由于电池胞的体积的膨胀导致电池胞的膨胀应力集中于在该最外面的电池模块的一侧上，断路器能够容易地感测电池模块的异常性并且电传导电池模块的电连接电路以短路截止部。另外，断路器能够感测任何过度充电的电池胞的体积的膨胀并且在气体从电池胞泄露或者电池胞的着火或者爆炸出现之前中断电池组的电连接电路，从而确保电池组的安全性。

[0036] 在优选示例中，断路器可以包括电绝缘外壳，该电绝缘外壳被固定到适当位置中的固定构件，该外壳具有在其顶部处敞开的容纳部；电绝缘帽，该电绝缘帽被安装在容纳部中同时接触电池模块中的一个的一侧使得帽能够响应于电池模块的体积的变化能够弹性地移动；导电的导电连接构件，该导电的导电连接构件与帽互锁；以及传导构件，该传导构件包括阴极传导部和阳极传导部，其中的每一个具有：位于容纳部内部的一端，使得当电池模块的体积增加时该一端接触导电连接构件；和位于容纳部外部的另一端，使得另一端被串联连接到电池模块之间的电连接电路。

[0037] 基于如上所述的断路器的物理或者机械操作结构，即使当BMS故障时能够确保电池组的安全性。另外，根据本发明的电池组通过如上所述的一些简单组件的添加机械地操作，从而电池组被容易地制造并且基于其各种结构的应用是可能的。

[0038] 当由于电池模块的体积的膨胀导致在所有电池模块中的电连接的中断期间导电连接构件接触传导构件时，可能产生火花。如果这样的火花被排放到外部，则可能引起其它的风险。然而，电绝缘外壳根本地防止将这样的火花排放到外部。

[0039] 在具体的示例中，断路器可以进一步包括至少一个导向螺栓，通过导向螺栓帽被弹性地安装到外壳；通孔，穿过帽和导电连接构件形成该通孔使得经过该通孔能够插入导向螺栓；至少一个压缩弹簧，所述至少一个压缩弹簧被安装在导电连接构件的下端处；以及螺母，该螺母在外壳的容纳部的相对侧处被耦合到导向螺栓。

[0040] 因此，当电池模块膨胀时能够将帽弹性地安装到外壳并且有效地实现导电连接构件和传导构件之间的连接。

[0041] 导向螺栓和压缩弹簧的数目没有被特别地限制。例如，至少一个导向螺栓可以包括两个或者更多个导向螺栓并且至少一个压缩弹簧可以包括两个或者更多个压缩弹簧以确保各自的组件的稳定操作。断路器可以进一步包括衬套，该衬套被安装在压缩弹簧和外壳的容纳部的底部之间。

[0042] 在优选示例中，帽和外壳均可以具有向上逐渐缩小的结构，其中帽的一侧或者相对侧和外壳的一侧或者相对侧被向上逐渐缩小。

[0043] 具体地，当断路器被安装到的框架以组装的方式被紧固到电池模块时在帽和电池模块之间可能出现干扰。在其中向上逐渐缩小的结构被形成在帽的一侧处的情况下，通过向上逐渐缩小的结构朝着导向螺栓帽被推动进外壳的内部。这样，能够实现在框架和电池模块之间的稳定的组装和紧固。

[0044] 外壳可以在其限定容纳部的侧壁处被设置有狭缝，通过狭缝在导电连接构件和传导构件之间的间隔距离能够被观察或者测量。

[0045] 在导电连接构件和传导构件之间的距离是基于电池的体积的膨胀程度决定电路截止时序的重要因素。因此，能够通过利用狭缝测量间隔距离并且基于测量到的间隔距离调节分别被耦合到导向螺栓的螺母将在导电连接构件和传导构件之间的间隔距离变成所期待的水平。

[0046] 结果，通过狭缝结构，基于决定电池模块截止时序，能够容易地设置基准体积值。

[0047] 例如，能够改变在导电连接构件和传导构件之间的距离使得当电池胞的体积增加了电池胞的厚度的1.5至5倍时断路器能够感测电池胞的体积的变化并且断开电池组的电路。然而，当然，根据所期待的电池组的安全测试标准可以改变这样的设置范围。

[0048] 在优选示例中，经由导电线一个最外面的电池模块的阴极端子和另一最外面的电池模块的阳极端子分别可以被电连接到断路器的阴极传导部和阳极传导部。

[0049] 在上面的结构中，在电池模块正常操作的状态下，导电连接构件和传导构件是电间隔开的。当在其中电池模块异常地操作的情况下电池模块膨胀时，通过其体积膨胀的电池模块向外推断路器的帽，因此被安装在帽中的导电连接构件的相对端接触阴极传导部和阳极传导部，从而高的电流在阴极传导部和阳极传导部之间流动并且因此截止部短路。

[0050] 基于所期待的输出和容量通过组合电池模块可以制造根据本发明的电池组。另外，考虑到安装效率和结构稳定性根据本发明的电池组可以被用作用于电动车辆、混合电动车辆、插件式混合电动车辆、或者电力存储装置的电源。然而，根据本发明的电池组的应用范围不限于此。

[0051] 因此，根据本发明的另一方面，提供一种包括具有如所述的构件的电池组作为电源的装置。具体地，装置可以是电动车辆、混合电动车辆、插件式混合电动车辆、或者电力存储装置。

[0052] 在本发明属于的领域中公知装置的结构和制造方法并且，因此，其详细描述将会被省略。

附图说明

[0053] 结合附图从下面的详细描述中将会更加清楚地理解本发明的以上和其它目的、特征以及其它优点，其中：

[0054] 图1是示出传统的电池组的电路系统的典型视图；

[0055] 图2和图3是示出弯曲组成根据本发明的单元模块的电池胞对的工艺的透视图；

[0056] 图4是示出根据本发明的单元模块堆的透视图；

[0057] 图5是示出根据本发明的实施例的断路器的透视图；

[0058] 图6是示出图5的断路器的分解视图；

[0059] 图7是示出根据本发明的实施例的断路器的侧视图；

[0060] 图8是图7的部分放大视图；

[0061] 图9是示出根据本发明实施例的电池组的组装状态的侧视图；

[0062] 图10是示出根据本发明实施例的电池组的电路系统的视图；

[0063] 图11是示出图10的电池组的一侧的部分透视图；

[0064] 图12是示出图10的断路器的操作之前状态的平面视图；以及

[0065] 图13是示出图10的断路器的操作之后的状态的平面视图。

具体实施方式

[0066] 现在，将会参考附图详细地描述本发明的示例性实施例。然而，应注意的是，被图示的实施例没有限制本发明的范围。

[0067] 图2和图3是典型地示出折弯一对电池胞的工艺的透视图，该一对电池胞组成根据本发明的实施例的单元模块，并且图4是典型地示出根据本发明的单元模块堆的透视图。

[0068] 参考这些附图，在其中两个袋状电池胞11和12被串联地排列在纵向方向中使得袋状电池胞11和12的电极端子13和14被相继地彼此相邻的状态下，袋状电池胞11和12的电极端子13和14被焊接到彼此并且然后袋状电池胞11和12被折叠使得袋状电池胞11和12彼此重叠。根据情形，在其中电极端子被折叠使得电极端子彼此重叠的状态下袋状电池胞11和12的电极端子13和14可以被耦合到彼此。

[0069] 另外，如在图3中所示，通过被折叠的袋状电池胞组成的电池胞堆100a的电极端子连接部被折弯成支架的形状，在该电极端子连接部处通过焊接耦合电极端子。

[0070] 单元模块堆200被配置成具有下述结构，其中在其中单元模块202、203、204、以及205被彼此串联连接的状态下四个单元模块202、203、204、以及205被堆叠成Z字形，单元模块202、203、204、以及205中的每一个被制造以具有其中通过包覆构件210覆盖电池胞的结构。

[0071] 另外，单元模块202包括两个电池胞11和12，其被配置成具有被堆叠的结构，其中电极端子13和14被彼此串联地连接并且电极端子13和14的电极端子连接部15被弯曲；包覆构件210对，所述包覆构件210对被耦合以完全地覆盖除了电极端子13和14之外的电池胞堆100a的外部。

[0072] 在其中线性突出物211a、211b、211c、211d、以及211e在横向方向中彼此隔开的状态下线性突出物211a、211b、211c、211d、以及211e被形成在包覆构件210中的每一个的外部处。在横向方向中具有小的长度的线性突出物211a和211e，被彼此对角地布置。

[0073] 包覆构件210中的每一个具有与电池胞堆100a的外形相对应的内部结构。通过组装和紧固包覆构件210被彼此耦合。

[0074] 具体地，通过紧固突出物和紧固凹槽包覆构件210的截面耦合部被耦合到彼此使得，当在其中包覆构件210彼此接触以便彼此面向的状态下包覆构件210被彼此推动时，通过弹性耦合包覆构件210被彼此接合。

[0075] 图5是示出根据本发明的实施例的断路器的透视图并且图6是示出图5的断路器的分解视图。

[0076] 参考这些附图和图11，断路器500包括电绝缘外壳550，该电绝缘外壳550被固定到适当位置中的框架400；该壳体550具有在其顶部敞开的容纳部；电绝缘帽520，该电绝缘帽520被安装在容纳部551中同时接触电池模块301的一侧211c使得帽520能够响应于电池模块301的体积的变化弹性地移动；导电的导电连接构件530，该导电的导电连接构件530与帽520互锁；以及传导构件560，该传导构件560包括阴极传导部561和阳极传导部562，其中的每一个具有一端，该一端位于容纳部551内部使得当电池模块的体积增加时一端接触导电连接构件530；和另一端，该另一端位于容纳部551外部使得另一端被串联地连接到电池模块301和302的电连接电路。

[0077] 另外，断路器500进一步包括两个导向螺栓511和512，通过所述两个导向螺栓511和512，帽520被弹性地安装到外壳550，通过帽520和导电连接构件530形成的通孔
521、522、531、以及532，使得导向螺栓511和512能够被插入通过通孔521、522、531、以及
532；两个压缩弹簧541和542，所述两个压缩弹簧541和542被安装在导电连接构件530的下端处；以及螺母581和582，该螺母581和582分别被耦合到在外壳的容纳部551的相对侧处的导向螺栓511和512。

[0078] 衬套571和572分别被安装在压缩弹簧541和542和外壳的容纳部551的底部之间。

[0079] 图7是示出根据本发明的实施例的断路器的侧视图并且图8是图7的部分放大视图。另外，图9是根据本发明的实施例的电池组的组装状态的侧视图。

[0080] 参考这些附图，断路器500的帽520和外壳550分别具有向上逐渐缩小的结构523和553，在该结构中，帽520和外壳550的相对侧向上逐渐缩小。

[0081] 因此，当断路器500被安装到的框架400以组装的方式被紧固到电池模块301(601和602)时，通过被形成在帽520的侧面处的向上逐渐缩小的结构523和533朝着导向螺栓511和512将帽520推动进外壳550的容纳部551。这样，过多的力没有被施加到电池模块
301的组件。

[0082] 另外，外壳550在限定容纳部551的其侧壁处被设置有狭缝552，通过该狭缝552在导电连接构件530和传导构件560之间的间隔距离d能够被观察或者测量。

[0083] 因此，能够通过利用狭缝552测量间隔距离并且基于测量的间隔距离调节分别被耦合到导向螺栓511和512的螺母581和582来改变在导电连接构件530和传导构件560之间的间隔距离。

[0084] 具体地，能够改变在导电连接构件530和传导构件560之间的间隔距离d使得当电池胞100a的体积增加，例如，增加了大约电池胞100a的厚度的三倍时断路器550能够感测电池胞100a的体积的变化并且断开电池组的电路。

[0085] 图11是示出电池组的一侧的部分透视图。

[0086] 参考图11，断路器500被固定到朝着框架400的中间从在其中间处敞开的框架400的边缘401延伸的支架402，使得断路器500能够容易地接触电池模块301的一侧211c。

[0087] 在其中断路器500位于电池模块301的一侧211c的情况下，由于电池胞100a的体积的膨胀导致电池胞100a的膨胀应力集中在该电池模块301的一侧211c上，如上所述，断路器500能够容易地感测电池模块301和302的异常性并且电传导电池模块301和302的电连接电路以短路截止部800。

[0088] 另外，断路器500能够感测任何过度充电的电池胞的体积的膨胀并且在气体从电池胞泄露或者电池胞的着火或者爆炸发生之前中断电池组的电连接电路，从而确保电池组的安全性。

[0089] 图10是典型地示出根据本发明的实施例的电池组的电路系统的视图。

[0090] 参考图10，电池组700包括截止部800，该截止部800被串联连接到在电池模块301和302之间的电连接电路801；和断路器500，该断路器500被安装在最外面的电池模块301的外部处以当电池胞膨胀时执行导电。当由于电池胞的膨胀而执行导电时，断路器
500被电连接到电连接电路801以断开截止部800。

[0091] 一个最外面的电池模块301的阴极端子304和另一个最外面的电池模块302的阳极端子306经由导电线被电连接到断路器500的阴极传导部561和阳极传导部562。

[0092] 另外，在电池组700中，电极端子部被固定，使得即使电池胞的体积被改变并且断路器500位于与最外面的电池模块301的一侧相对应的一部分处时，保持电池模块301和302的堆叠状态，由于电池胞的膨胀导致电池胞的膨胀应力集中在最外面的电池模块301的一侧上。因此，能够根据供应电力的电信号根本地防止电池组的故障。

[0093] 具体地，在其中电池模块301和302正常的状态下，断路器500被切断。结果，通过电池模块301和302产生的电流没有流向阴极传导部561和阳极传导部562。因此，除了由于任何其它原因导致过电流在电连接电路801中流动以外，截止部800没有被断开。来自电池组700的电流经由外部输入和输出端子(未示出)正常地流向外部设备(未示出)。

[0094] 另一方面，例如，在电池模块301和302正常的情况下，在过电流在电池模块301和302中流动的情况下，电池胞膨胀，因此电池胞的膨胀力被传送到最外面的电池模块301。

[0095] 膨胀力被传送到位于最外面的电池模块301的一侧处的断路器500以执行在断路器500的阴极传导部561和阳极传导部562之间的导电。

[0096] 由于这样的导电导致高电流在电池组700的电连接电路801中流动。结果，截止部800被断开，并且因此在电池组700的电连接电路801中没有电流流动。

[0097] 图12是典型地示出在图10的断路器的操作之前的状态的平面视图并且图13是典型地示出图10的断路器的操作之后的状态的平面视图。

[0098] 在下文中，将会参考这些附图和图10描述在其中电池模块301和302正常地操作的状态并且在其中电池模块301和302异常地操作的状态中的断路器500的操作。

[0099] 首先，在其中电池模块301和302正常地操作的状态下，如在图12中所示，导电连接构件530和传导构件561和562被相互电间隔开或者机械地间隔开。

[0100] 另一方面，当在电池模块301和302异常操作的状态下电池胞膨胀时，如在图13中所示，通过体积膨胀的电池模块301向外推导电连接构件530。这样，导电连接构件530的相对端接触阴极传导部561和阳极传导部562。因此，高电流在阴极传导部561和阳极传导部562之间流动，从而截止部800能够短路。

[0101] 具体地，经由电线一个最外面的电池模块301的阴极端子304和另一个最外面的电池模块302的阳极端子306分别被电连接到断路器500的阴极传导部561和阳极传导部562。

[0102] 另外，在其中电池模块301和302正常地操作的状态下，导电连接构件530与传导构件560的阴极传导部561和阳极传导部562被电间隔开。

[0103] 然而，当电池模块301和302异常操作(参见图13的虚线301”)的状态下电池胞膨胀时，经由压缩弹簧541和542通过体积膨胀的最外面的电池模块301向外弹性地推帽520和导电连接构件530并且，导电连接构件530的相对端分别接触传导构件560的阴极传导部561和阳极传导部562。这样，在阴极传导部561和阳极传导部562之间电流流动。

[0104] 尽管为了示例性的目的已经公开了本发明的优选实施例，但是本领域的技术人员应当明白，在不偏离如在权利要求中所公开的本发明的范围和精神的情况下，能够进行各种修改、添加和代替。

[0105] 工业实用性

[0106] 从上面的描述显然的是，电池组被配置成包括断路器和截止部使得当由于电池模块的诸如过度充电、过度放电、或者过电流的异常操作或者通过电池胞的长期充电和放电引起的电池胞的退化电池胞膨胀时断路器感测电池胞的外部的体积的膨胀，并且，当电池胞的膨胀超过基准体积值时断路器断开截止部，从而将电池组的安全性确保到所期待的水平。

[0107] 另外，根据本发明的电池组不需要电力。结果，能够根据电信号根本地防止电池组的故障并且，即使当电力没有被供应到BMS并且，因此，BMS没有操作时，能够确保电池组的安全性并且大大地提高电池组的可靠性。

[0108] 此外，电池组通过一些简单的组件的添加操作，从而电池组被容易地制造并且基于此被不同地制造。