用于电器的不可逆的先断连或断开后续接设备制造技术

一种用于将电器(8)与电极对(1、2)电气地断开的断开设备(10)包括位于电极对(1、2)之间的电隔离保持器(11)。保持器包括可在重力下与电极对(1、2)断开的导电物质(5)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利
本专利技术涉及先断连或断开后续接设备领域，更具体地，涉及用于将电器与电极对电气断开以及用于将电极连接到诸如替代设备或旁路之类的另一功能的先断连或断开后续接设备领域。在各具体实施例中，要被断开的电器可以是例如电池单元或光源。专利技术背景针对更绿色环境的运动与对于能量存储的更大需求相联系。无论是在交通工具中还是在家中的应用，电池组提供了一个良好的解决方案。大规模部署于消费者需要一定程度的安全预防措施和可靠性。大规模制造要求这些措施的最小成本。电池组或多单元电池套件包括预定数量的电池单元。这些单元可被串联、并联、或串并联组合地连接。这一组合取决于所需的电压、电流以及电池类型。取决于应用，可使用单元级别的安全系统。安全系统的示例是电压监视、电荷平衡等。电池组的部署将使其老化。老化速度取决于已应用的循环、环境、模块构造以及单元本身。因此，电池组中的相同单元可能不同程度地老化。老化通常导致容量的损失以及更高的电阻。老化的效果因而在于老化的单元与新状态时相比将更快地达到更高或更低的电压。不带有平衡的老化的电池组因而包括具有不同单元电压的单元。当老化更多时，差异将变得更为明显。由于老化导致的不断增大的内部电阻还具有工作温度将上升的效果，这导致老化的加速。包括多个单个单元的电池组以其总点压和电流输出以及其它属性来表征。通常，各单元串联连接以获取整个套件上的最高可能电压。这一电压是当单个单元被串联连接时单个单元的电压的总和。不幸的是，在由串联连接的相同单元组成的套件中，整个套件是一个链条，当其没有被互连时该链条停止工作。因此，多单元电池套件的总的性能由最弱的单元的性能所决定。这意味着当一个单元故障之际，整个套件的性能故障。如果电池单元被并联连接，一个单元的故障具有较小的作用。此外，出于安全考虑，每个单元必须受最大和最小电压限制。这可通过监视单个单元电压、并在任何一个单元抵达预定的最大或最小限制时停止电池组的充电或放电来实现。在时间上的特定时刻，特定单元可能成为这类对于整个电池组的限制，因此合适的方法是去除这一单元。针对上述问题的解决方案将是从电池组中移除有缺陷的单元。然而，由于例如不允许移除单个单元以及移动剩余单元的组的构造的缘故，这通常是不容易的。这些缺陷导致整个电池组被抛弃。另一种解决方案是引入像连接到单元的开关之类的器件。这类开关可实现对有缺陷的单元的旁路。现有开关解决方案中的大部分是大型的、昂贵的或者在电流方面受限的。US5438173描述了一种特别为航天应用设计的单元旁路开关。单元旁路开关可感测电池单元故障并且自动打开故障单元周围的替代路径，从而旁路该故障并且允许电池系统的剩余部分继续其工作。该单元旁路开关包括两个电子机械致动器套件，它们被安装在保持器的顶端上以分别操作两个活塞。每一个电子机械致动器套件包括两个线轴半件，这两个线轴半件由束缚线的紧密缠绕而保持在一起，该束缚线终止于连接该电子机械致动器的两个电气端子的桥接线中。凭借束缚线缠绕，每一个线轴能够约束弹簧承载的活塞。然而，当足够的电流传输通过端子和桥接线时，桥接线会发热并在所施加的张力负载下断裂。这导致束缚线解缠绕、分开线轴半件并且释放活塞。4US6249063公开了一种易碎的致动器和开关，该开关通过在通过可熔断链路的电流超过预定值时开关电路来将电池中有缺陷的单元隔离。有缺陷的单元的高阻抗导致电池的电流的大部分流过该可熔断链路。当高电流导致可熔断链路的张力断裂时，致动器释放弹簧承载的活塞。耦合到预承载的弹簧的电触点被移位一预定距离，从而导致触点移动成与电气端子接触或不接触。致动器包括由束缚线保持在一起的两个配对的部件，束缚线进而由可熔断链路保持在原位。当由于过度的电流导致熔丝熔断、张力失效或者其他方式的触发，束缚线放松并允许两个致动器部件分开。这一分开进而准许弹簧承载的活塞前进，从而触发开关动作。致动器包含绝缘体部分上而不是配对部件中的一个上的可熔断链路，使得连接线不会机械地干扰配对部件的分开。US5438173和US6249063要求在弹簧的动作下移动部件。这些设备相当庞大并且依赖于移动部件能够自由移动，甚至是在被交付使用之后一段长的时间。诸如腐蚀或生锈之类的老化效果可能阻止设备正常工作，尤其是当在室外使用时。GB2375223A公开了一种用于通过可控制和可开关的旁路设备来将单元电池与套件电隔离的系统。与电极对电接触的该旁路设备没有被详细讨论，并且该旁路设备可以是电磁中继器、半导体设备或可熔断设备以使得单元电池短路。在激活时，在电极对上创建了一个旁路而不电气断开该电极对。事实上，该电极对被短路。可熔断设备将要被隔离的单元短路是不安全的，因为这一单元可能容易和快速地放电，导致对可开关设备以及连接到单元电池套件的设备的损坏、过热或者甚至起火。在GB2375223A中提到了在短路该单元之前的附加放电系统，但是没有讨论。使用这一放电系统的缺点是在可开始短路该单元之前对单元放电所花费的时间。在该时间期间，损坏、过热或起火可能已经发生。专利技术概述本专利技术的实施例的一个目的在于提供一种用于电气地断开第一连接(诸如将特定的电器与多个器具断开)并且可选地形成第二连接(诸如用于连接替代设备或旁路或提供不止一个功能)的替代装置。上述目的通过根据本专利技术的各实施例的设备和方法来实现。本专利技术提供例如一种用于通过断开多个电极之间的至少一个第一连接来断开第一电器并形成第二连接的断开设备，所述设备包括位于所述多个电极的各电极之间的电隔离保持器，所述保持器包括可与所述多个电极断开从而在重力下断开所述至少一个第一连接的导电物质，这将移动部件的数量减少到较低水平，使得设计变得经济和可靠。所述导电物质优选地被适配用于与在所述电隔离保持器的一部分中的多个电极形成电接触以在所述第一电器被连接时形成所述至少一个第一连接，并在所述至少一个第一连接被断开时形成与所述电隔离保持器的另一部分中的至少一个第二连接的电接触。所述多个电极可包括其间形成所述至少一个第一连接的第一和第二电极，并且所述至少一个第二连接位于第三和第四电极之间。所述多个电极可包括其间形成所述至少一个第一连接的第一和第二电极，并且所述至少一个第二连接位于所述第二电极和第三电极之间。所述导电物质可以是例如固体，或者所述导电物质是液体。固体可提供比液体更好的稳定性，因而更好地抵抗设备的冲击或移动。液体可提供更快速的断开和连接的优点。如所描述的，在一些实施例中，第一连接的断开是不可逆的。这可提供不可能返回到不稳定或潜在的有害情形的确定性操作的优点。可在所述保持器中提供屏障，所述屏障用于保持所述导电物质在断开之前与所述多个电极对的电接触。屏障可被设计成允许第一连接的熔化和断开能够取决于不同的能量等级，因而允许不同的工作速度。例如，所述屏障可由具有在环境温度和构成所述保持器的材料的熔点之间的熔点(诸如位于47和170℃之间的熔点)的材料形成。所述导电物质可具有被适配为容纳在所述电隔离保持器的一部分中的形状。这一形状可被调整以在工作之前改变例如工作速度、能量输入。所述断开设备可包括用于熔化所述导电物质以允许其在重力下移位的加热元件。这一集成的设计是紧凑的。例如，所述加热元件可以是线、杆、化学反应中的任何一种，所述加热元件能够在外部设备的激活本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于通过断开多个电极之间的至少一个第一连接来电气地断开第一电器并形成第二连接的断开设备，所述设备包括位于所述多个电极的各电极之间的电隔离保持器，所述保持器包括能够与所述多个电极断开从而在重力下断开所述至少一个第一连接的导电物质，其中所述导电物质被适配用于与在所述电隔离保持器的一部分中的多个电极形成电接触以在所述第一电器被连接时形成所述至少一个第一连接，并在所述至少一个第一连接被断开时形成与所述电隔离保持器的另一部分中的至少一个第二连接的电接触，所述第二连接将所述第一电器短路或将所述第一电器替换为第二电器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.12 EP 14167905.01.一种用于通过断开多个电极之间的至少一个第一连接来电气地断开第一电器并形成第二连接的断开设备，所述设备包括位于所述多个电极的各电极之间的电隔离保持器，所述保持器包括能够与所述多个电极断开从而在重力下断开所述至少一个第一连接的导电物质，其中所述导电物质被适配用于与在所述电隔离保持器的一部分中的多个电极形成电接触以在所述第一电器被连接时形成所述至少一个第一连接，并在所述至少一个第一连接被断开时形成与所述电隔离保持器的另一部分中的至少一个第二连接的电接触，所述第二连接将所述第一电器短路或将所述第一电器替换为第二电器。2.如权利要求1所述的断开设备，其特征在于，所述第一和第二电器各自是电池单元。3.如权利要求1或2所述的断开设备，其特征在于，所述多个电极包括其间形成所述至少一个第一连接的第一和第二电极，并且所述至少一个第二连接位于第三电极和第四电极之间。4.如权利要求1或2所述的断开设备，其特征在于，所述多个电极包括其间形成所述至少一个第一连接的第一和第二电极，并且所述至少一个第二连接位于所述第二电极和第三电极之间。5.如前述权利要求中的任意一项所述的断开设备，其特征在于，所述导电物质是固体，或者所述导电物质是液体。6.如前述权利要求中的任意一项所述的断开设备，其特征在于，所述第一连接的断开是不可逆的。7.如权利要求5或6中的任意一项所述的断开设备，其特征在于，还包括位于所述保持器中的屏障，所述屏障用于保持所述导电物质在断开之前与所述多个电极的电接触。8.如权利要求7所述的断开设备，其特征在于，所述屏障由具有在环境温度和构成...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·莱曼斯，
申请(专利权)人：威拓股份有限公司，
类型：发明
国别省市：比利时;BE