并排保險絲組件及具該并排保險絲組件的電池陣列制造技術

一種并排保險絲組件，由數個保險絲單元組成，是供導接多個的、并以多排與多列的陣列狀配置的電池芯。每個保險絲單元分別包括兩個分別連接電極的高熔點電極連接埠；兩端分別結合至上述兩電極連接埠、且熔點低于上述高熔點電極連接埠的低熔點融斷部；多個分別并聯導接上述保險絲單元的架橋部。電池是由多個以多排與多列排列組合，透過上述保險絲單元的架橋部形成上述并排保險絲組件而形成的電池陣列。在上述并排保險絲組件中，每一保險絲單元分別串連連接兩電池芯的相異電極。如此可提供一個在保險范圍內大量發電的電池陣列。

【技術實現步驟摘要】
并排保險絲組件及具該并排保險絲組件的電池陣列
本專利技術是關于一種并排保險絲組件及具有該并排保險絲組件的電池陣列。
技術介紹
現今人類文明面臨到石油、天然氣等燃料將在可預期的未來發生短缺的難題，同時石油與天然氣的使用會產生環境上的負擔。因此，諸多科學家嘗試以太陽能、風力、水力等天然動力、及使用后無污染的電能作為替代能源。在此背景下，電動交通工具日漸崛起，但技術上的挑戰亦隨之而來。對于以往的馬達，若要順利推動車輛運行，需要依賴大量電能致能驅動；因此，推動車輛所需的電池組，如圖1所示，往往是由數百甚至上千顆電池芯，彼此串聯與并聯成為陣列，藉由大量的電池芯彼此串聯提高電壓，并彼此并聯而增大電流，如此架構而成。進一步，電池芯本身各有其使用壽命，在數百顆電池芯的電池陣列中，一旦其中一顆電池芯損壞而造成短路，短路電阻會低于其他回路，所有與其并聯電池芯的電流將蜂擁而至，依照目前鋰電池的結構，將易于引發燃燒甚至爆炸，嚴重影響電動交通工具的可靠性與安全性。另方面，因為車輛所處環境特殊，無論是天候所導致的冷熱劇烈變化，或是行駛過程中的顛簸振動，都會加大電路結合的不穩定性，與一般電子用品的使用環境相較，相當嚴酷，而電池芯數目龐大，又使得發生問題的機率累進而快速提升。因此，如何在部分電池芯出問題時，確保整體電池陣列的安全性與可靠性，提高電池組的安全系數，增加其穩定、耐用程度，將是此領域能否發展茁壯的關鍵。臺灣地區第99200159號新型專利試圖解決上述問題，如圖2所示，該專利案提供一個電路保險絲，并且期望當電池短路時，大量電流會使保險絲率先過熱熔斷，藉以保障整個電池組不至于因此受害。但不幸地，其技術上存在有明顯缺陷，使其無法達到保護電池組的目的：由于其保險絲皆位于電池彼此并聯處，當某一電池芯損壞短路時，僅能將其與相鄰的并聯電池芯脫離；相反地，位于上下游的串聯電池芯仍然持續將電流灌入已損壞電池芯；更進一步如圖3所示，跨越損壞電池芯的上、下游共三顆電池芯，正負兩端間將僅存在有兩顆電池芯的電壓差，相較之下，相鄰的其余并聯者，每三顆電池芯的兩端之間，都具有三顆電池芯的電壓差，因此，即使該電池芯已經與左右方電池芯脫離，但左右的其余串聯電池仍將透過損壞電池芯的上下游，繼續將大電流強制灌入該串電池芯，將其上游與下游的兩顆電池芯一并報銷，直到該串電池芯全數報廢為止。另一常用的保險絲如圖4所示，在每一顆電池芯與其上、下游電池芯之間，分別設置保險絲；各保險絲則分別透過螺釘，螺鎖至兩端的相異電池芯的電極部分。當電池組被裝設于例如電動車上時，受到行駛過程中車體所產生持續振動影響，即使螺釘鎖合非常牢固，仍會受振動影響而逐漸松脫。當保險絲元件與電池芯的電極間受螺釘鎖固位置處，因為螺釘的松脫而接觸不良，將在此處產生一個額外的電阻，該電阻會將消耗的電轉換為熱能，進而影響保險絲的正常溫度，使保險絲容易過熱自融而斷路。因此，原本設計用來保障電池運作的保險絲，在接合技術的拖累之下，反而牽連原本正常運作的電池芯一起停擺，強制其脫離致能回路。尤其在長距離使用時，一旦累積多處螺釘松脫，將使得電池芯受保險絲之累而被迫離線的機率暴增，進而導致電池組總輸出電能爆減，致使無法負擔驅動車輛運轉的使命，反而迫使電動車提前進廠維修保養，徒增使用者的麻煩。更進一步，此種保險絲如圖5所示，包含：殼體、保險絲本體、及兩段延伸固定段，其中該保險絲本體是由一可熔斷的導電材質制成，并受殼體包覆。一來防止保險絲本體受到如水氣、灰塵或油污的影響，干擾其金屬特性。二來防止保險絲本體熔毀時，碎屑與粉塵不至于干擾兩旁的電路與電池。由于目前電池芯所用電極主要是由鎳制成，因此，此種保險絲的延伸固定段及保險絲本體也是選擇鎳材質；然而，鎳的熔點高達攝氏1500度，即使燃燒所生的煙與粉塵無法飄散，但熔融時所釋放的高溫，仍然會迅速傳導，而對緊鄰的兩顆電池芯造成相當不利的影響，使得原本完好的另一顆電池芯隨之受到牽連；尤其，當作為保險絲本體的鎳熔斷后，部分飛散的碎屑仍可能自行燃燒，甚至有引發電池組意外燃燒爆炸的風險。因此，前案在電池陣列保險絲的領域，保障電池陣列的保險技術尚未完備。本案試圖解決的問題包括：如何讓損壞短路的電池芯正確地由電池組中下線；在電動交通工具移動的情況下，降低因震動所引發的保險絲與電池接合部松脫風險；如何減少保險絲熔斷后的高溫沖擊；及進一步簡化保險絲結構，從而降低制造成本；并減少熔斷時的粉塵四散，及用更簡單的方式來隔離與外界溫度的接觸。藉此，對先前技術分別做出革新、修正以及簡化。
技術實現思路
本專利技術之一目的在于提供一種結構簡單的并排保險絲組件，以達降低成本的功效。本專利技術的另一目的在于提供一種可確保電池芯與保險絲間結合的穩定性與可靠性的并排保險絲組件，避免受振動松脫而導致的意外。本專利技術的又一目的在于提供一種以低熔點材質作為低熔點融斷部，藉以降低熔斷時的熱沖擊，避免波及緊鄰的完好電池芯的并排保險絲組件。本專利技術的再一目的在于提供一種充分利用鋅金屬不易燃燒特性，防止保險絲熔斷后的碎屑波及周遭元件與電路的并排保險絲組件。本專利技術的又另一目的在于提供一種具有多個彼此串/并聯的獨立電池芯、且各電池芯電能均經由一個可靠的對應保險絲元件而導出的電池陣列；藉由各保險絲單元的監督保護，任何單一電池芯失能，不致輕易損及整體電池陣列運作。依照本專利技術揭示的并排保險絲組件，包括數個保險絲單元；每個保險絲單元分別串連連接兩電池芯的相異電極。一個保險絲單元包含：兩個分別連接上述電極之一的高熔點電極連接埠；及兩端分別結合至上述兩電極連接埠、且熔點低于上述高熔點電極連接埠的低熔點融斷部。另外還有多個分別并聯導接上述保險絲單元的架橋部。當應用上述保險絲元件后，本專利技術所揭示的電池陣列則包含：多個以多排與多列的陣列狀配置的電池芯；及多個分別導接多個上述電池芯的并排保險絲組件，分別包括多個保險絲單元，每一保險絲單元分別串連連接兩電池芯的相異電極，前述每一保險絲單元分別具有兩個分別連接上述電極之一的高熔點電極連接埠；及兩端分別結合至上述兩電極連接埠、且熔點低于上述高熔點電極連接埠的低熔點融斷部。并透過及多個分別并聯導接上述保險絲單元的架橋部連結。本專利技術所揭示的并排保險絲組件與具并排保險絲組件的電池陣列，一方面，采用牢靠的機械結合，讓高熔點電極連接埠穩固接合于電池芯的電極，使得振動導致松脫的可能性降至最低；進一步，當選擇焊接或熔接時，更在高熔點電極連接埠中設計有焊接指叉，避免焊接或熔接時的熱逸散，使得高熔點電極連接埠與電池芯的電極完全融合，提高產出效率與可靠度；加以，采用低熔點融斷部設計，讓熔斷時所產生熱沖擊降低，確保相鄰電池芯不易受波及損壞；當然，也由于本案揭示的保險絲組件的結構簡單，更可進一步降低制造成本。本專利技術對保險絲本身也做出革新，以往的保險絲在熔斷后可能伴隨著大量的煙霧、起火與高溫。為避免波及周遭的電路與電池，所以公知技術中采用殼體的方式包覆保險絲，防止該灼燒與煙霧的狀況。本專利技術的低熔點融斷部最佳地采用鋅金屬，鋅不僅熔點未達攝氏450度，更重要的是鋅在空氣中很難正常燃燒：環境溫度超過熔點之上使鋅初部起火時，燃燒的鋅會在金屬表面產生氧化鋅，環繞包覆在金屬周遭，外表的氧化鋅阻隔鋅金屬與氧氣，阻止內部的鋅繼續燃燒。因此，即使低熔點融斷部熔本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一個并排保險絲組件，是供導接多個電池芯，且前述電池芯是以多排與多列的陣列狀配置，包含：多個保險絲單元，每一保險絲單元分別串連連接兩電池芯的相異電極，前述每一保險絲單元分別包括兩個分別連接上述電極之一的高熔點電極連接埠；及兩端分別結合至上述兩電極連接埠、且熔點低于上述高熔點電極連接埠的低熔點融斷部；及多個分別并聯導接上述保險絲單元的架橋部。

【技術特征摘要】
1.一個并排保險絲組件，是供導接多個電池芯，且前述電池芯是以多排與多列的陣列狀配置，包含：多個保險絲單元，每一保險絲單元分別串連連接兩電池芯的相異電極，前述每一保險絲單元分別包括兩個分別連接上述電極之一的高熔點電極連接埠；及兩端分別結合至上述兩個高熔點電極連接埠、且熔點低于上述高熔點電極連接埠的低熔點融斷部，以及通過施加涂料在上述低熔點融斷部的外部形成一溫度隔離層；及多個分別并聯導接上述保險絲單元的架橋部，其中所述架橋部從所述兩個高熔點電極連接埠中的一個延伸。2.如權利要求1所述的并排保險絲組件，其中上述高熔點電極連接埠分別形成有一個吸振彎折。3.如權利要求1所述的并排保險絲組件，其中上述高熔點電極連接埠分別形成有多個彼此分離的焊接指叉。4.如權利要求1、2或3所述的并排保險絲組件，其中上述高熔點電極連接埠是鎳質薄片。5.如權利要求4所述的并排保險絲組件，其中上述架橋部是延伸連接兩個上述保險絲單元的對應高熔點電極連接埠。6.如權利要求1、2或3所述的并排保險絲組件，其中上述低熔點融斷部是鋅質厚片，且前述低熔點融斷部分別具有至少一個導電截面縮窄的犧牲段。7.如權利要求6所述的并排保險絲組件，其中上述架橋部是延伸連接兩個上述低熔點融斷部。8.如權利要求1、2或3所述的并排保險絲組件，其中上述低熔點融斷部分別是鉚接至上述對應高熔點電極連接埠。9.一...

【專利技術屬性】
技術研發人員：莊嘉明，
申請(專利權)人：莊嘉明，
類型：發明
國別省市：