[发明专利]用于电动车的二次电池的安全开关及利用其的用于电动车的二次电池的充放电系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于电动车的二次电池的安全开关及利用该开关的用于电动车的二次电池的充放电系统，更具体地说，涉及能够通过操作安装到用于电动车的二次电池的外部的二次电池开关，以在使用电动车的二次电池时由于二次电池的异常状态(例如，过充、受热、短路、反向连接等)造成的使二次电池膨胀的膨胀现象而导致的二次电池膨胀或者过量短路电流流进二次电池的电路时，断开电动车的驱动电机到二次电池的连接，来保护该二次电池的技术。

背景技术

通常，二次电池可以再充电并且可以制造成大容量电池。作为代表性二次电池，可以有镍镉电池、镍氢电池和锂离子电池等。

其中，锂离子电池由于例如寿命长、容量大等的优良特性而成为下一代电源的关注焦点。然而，问题是当锂离子电池暴露于由于过充和受热(这增加了电池的内部压力)造成的异常环境时锂离子电池由于内部的电化学反应而产生气体。

锂离子电池由于其内部压力增加而膨胀。具体地说，由于当诸如过充等的导常时间持续时电解质或活性材料的部分分解而使锂离子电池的内部压力和温度突然增加，使得存在引起锂离子电池爆炸或者起火的风险。

此外，当锂离子电池暴露于例如短路和反向连接的导常环境中时，过量的短路电流流进锂电池的主电路，导致诸如过量电化学反应和短路的现象，使得存在引起锂离子电池爆炸或起火的风险。

为了解决上述问题，进行了各种热和电安全性测试，例如过充、受热、短路、反向连接等，以便检验二次电池的安全性。

在这种情况下，在测试二次电池的安全性时，在热和电安全性测试环境中二次电池不应该冒烟、燃烧和爆炸。

同时，至今进行了各种尝试以提高二次电池的安全性。其中，开发了通过二次电池壳体的裂开部释放二次电池内部产生的气体的方法和利用二次电池中的裂开盘直接断开二次电池的主电路的方法。

在这种情况下，当内部压力由于在诸如过充等的异常环境中产生的气体而超过设计值时，通过使二次电池的密封部裂开或者使二次电池的电源断开，使二次电池的内部压力降低，并确保其安全性。然而，密封部裂开时产生的火花起点火源的作用，使得存在引起二次电池爆炸和起火的问题。

为了解决上述问题，提出了利用开关的二次电池的保护装置。

图1是相关技术的专利申请10-2006-0041576(标题：Protective Circuitfor Secondary Battery And Secondary Battery Using The Same；申请日：2006年5月9日)的代表图。

如图1所示，相关技术配置成包括双金属(BM1)和电阻器R1。

双金属BM1的三个端子中的一个端子连接到二次电池V1的正(+)极，另一个端子连接到外部电极(未示出)的正(+)极，而最后一个端子连接到电阻器R1的一端。

电阻器R1的另一端连接到二次电池V1的负(-)极。二次电池V1和外部电池的负(-)极彼此连接。

在该结构中，电阻器R1可以直接连接到双金属BM1或者通过导线连接到双金属BM1。

下面，来描述具有上述结构的相关技术的操作。

接着，双金属BM1在常温下将二次电池V1的正(+)极连接到外部电极的正(+)极，并且通过电阻器R1将二次电池V1的正(+)极连接到外部电极的负(-)极。

接着，二次电池V1在高温下被短路，以中断来自外部电极的电流供应并通过双金属BM1和电阻器R1释放电流。

具有上述结构和操作的相关技术根据温度控制开关操作，以保护二次电池；然而，问题在于使用了昂贵双金属装置来执行上述的根据温度的开关操作。

此外，难以精确控制根据温度工作的双金属装置，并且存在的问题是当在高温状态下没有执行开关操作时二次电池完全暴露于危险之中。

此外，相关技术能够在保护二次电池免于过充方面部分地保护二次电池；然而，存在的问题在于相关技术没有应对二次电池故障或误用(例如，短路、反向连接等)的对策。

此外，存在的问题在于相关技术还没有建立同时解决由于过充等导致的二次电池中的化学变化和由于短路导致的过量短路电流而造成的膨胀现象的方法。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种用于电动车的二次电池的安全开关，其能够防止由于在用于电动车的二次电池使用期间在过充和受热情形下由于用于电动车的二次电池的内部压力的增加产生的、用于电动车的二次电池的膨胀现象所导致的二次电池的裂开和由于有害气体的释放导致的二次电池的爆炸和起火。