CN111987372B - 一种电动汽车电池包断路单元结构及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车电池包断路单元结构，包括：上盖、底壳和下盖，上盖和下盖分别与底壳对合形成空腔；空腔内部设有印刷线路板；电动汽车电池包断路单元结构还包括控制回路，控制回路由印刷线路板、叠层母排、继电器和熔断器组成；叠层母排、继电器和熔断器均设于空腔内部，叠层母排设置在继电器和熔断器靠近上盖的平面，印刷线路板设置在继电器和熔断器的远离叠层母排的平面。本发明的低压控制回路及预充回路采用PCB方案设计，相比现有BDU方案可不使用线束，既能解决线束安装结构占用空间大的问题，又能解决线束容易装错的问题，避免线束走向设计不合理的情况下磨线压线的问题。

Description

一种电动汽车电池包断路单元结构及车辆

技术领域

本发明涉及电池配电技术领域，具体涉及一种电动汽车电池包断路单元结构及车辆。

背景技术

随着新能源技术的发展，新能源产品不断普及。作为新能源产品的代表之一，电动汽车成为研究的热点。在电动汽车的组装中，电池包断路单元(BDU，Battery DisconnectUnit)是其重要的电控部件。由于新能源汽车产业快速发展，新能源汽车电池包成本面临更大的压力。在电池包中，电池包断路单元作为电池包内重要的零部件一直存在定制化程度高导致成本居高不下的问题，而导致定制化程度高的原因中最重要的一点是目前高压控制盒尺寸偏大。

因此，亟需提供一种电动汽车电池包断路单元结构及车辆的技术方案，能够大幅减小BDU体积，提高电池包的空间利用率。

发明内容

为解决现有设计方案中采用量产的继电器、熔断器、电阻进行BDU方案设计，使用量产阶段的电气件设计方案存在安装结构、线束插拔结构大量占用产品空间的问题，导致BDU产品结构设计不紧凑，产品体积偏大，既增加成本又占用空间的技术问题，本发明提出一种电动汽车电池包断路单元结构，包括：上盖、底壳和下盖，所述上盖和所述下盖分别与所述底壳对合形成空腔；所述空腔内部设有印刷线路板；

所述电动汽车电池包断路单元结构还包括控制回路，所述控制回路由所述印刷线路板、叠层母排、继电器和熔断器组成；

所述叠层母排、继电器和熔断器均设于所述空腔内部，所述叠层母排设置在所述继电器和所述熔断器靠近所述上盖的平面，所述印刷线路板设置在所述继电器和所述熔断器的远离所述叠层母排的平面。

进一步地、还包括：预充回路，所述预充回路由预充继电器和预充电阻组成；所述预充继电器、所述预充电阻设于所述空腔内部，且均与所述印刷线路板焊接。

进一步地、所述下盖外沿形成有第一限位件，所述第一限位件的内侧壁与所述印刷线路板匹配，用于限制所述印刷线路板水平移动，所述第一限位件的外侧壁与所述底壳内壁卡接。

进一步地、所述底壳内壁形成有定位结构件，所述定位结构件与所述继电器和所述熔断器匹配，所述定位结构件用于限制所述继电器和所述熔断器在所述空腔内移动。

进一步地、所述上盖与所述底壳接触面的外沿形成有第二限位件，所述第二限位件的内侧壁与所述叠层母排匹配，用于限制所述叠层母排水平移动，所述第二限位件的外侧壁与所述底壳内壁卡接。

进一步地、所述底壳形成有与动力电池连接的正极接触孔和负极接触孔，所述正极接触孔和所述负极接触孔与所述叠层母排对应的触点连接。

进一步地、所述继电器的低压控制端与所述印刷线路板焊接。

进一步地、所述上盖还形成有多个散热孔，所述散热孔设置在所述熔断器的上方。

进一步地、所述上盖为塑胶上盖，所述底壳为塑胶底壳，所述下盖为塑胶下盖。

另一方面、本发明提供一种车辆，所述车辆设置有动力电池系统，所述动力电池系统包括如上述所述的电动汽车电池包断路单元结构。

实施本发明具有以下有益效果：

1)通过各种电气件结构形式的更改减小现有BDU设计方案1/2的体积；

2)高压回路采用叠层母排方案设计取代传统铜排设计方案，叠层母排使用了大量的绝缘材料可有效解决高压回路绝缘的问题，相比现有BDU方案叠层母排方案可大幅减少正负极回路间及正负极回路与接地回路间的绝缘距离，从而大幅减少BDU体积；

3)低压控制回路及预充回路采用PCB方案设计，相比现有BDU方案可不使用线束，既能解决线束安装结构占用空间大的问题，又能解决线束容易装错的问题，避免线束走向设计不合理的情况下磨线压线的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1本发明实施例提供的一种现有技术结构结构图；

图2本发明实施例提供的一种电动汽车电池包断路单元结构示意图；

其中，1-继电器；2-熔断器；3-预充电阻；4-预充继电器；5-下盖；6-印刷线路板；7-底壳；8-叠层母排；9-上盖。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以通过居中元器件电路连接，也可是通信连接。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。

如图1所示，图1本发明实施例提供的一种现有技术结构结构图；现有技术中存在下述几个技术问题：

1、现有技术高压连接铜排，需要按照严格的电气间隙及爬电距离要求进行设计；

2、继电器1、熔断器2、预充电阻3等电气件安装结构占用大量安装空间，使得BDU结构过大、空间浪费；

3、BDU内部线束杂乱，线束接插件占用大量安装空间，同时BDU内部空间狭小，线束固定结构及预留安装操作空间占用大量空间。

为解决上述技术问题，本发明提出一种电动汽车电池包断路单元结构，包括：上盖9、底壳7和下盖5，所述上盖9和所述下盖5分别与所述底壳7对合形成空腔；所述空腔内部设有印刷线路板6；

所述电动汽车电池包断路单元结构还包括控制回路，所述控制回路由所述印刷线路板6、叠层母排8、继电器1和熔断器2组成；

所述叠层母排8、继电器1和熔断器2均设于所述空腔内部，所述叠层母排8设置在所述继电器1和所述熔断器2靠近所述上盖9的平面，所述印刷线路板6设置在所述继电器1和所述熔断器2的远离所述叠层母排8的平面。

具体的，上盖9和下盖5为相互平行的平面，底壳7为中空且相对面有开口的中空结构，底壳7的两个开口面分别与上盖9和下盖5匹配，上盖9和下盖5分别与底壳7对合形成空腔。可以理解的是上盖9、下盖5和底壳7的材质在本说明书实施例中不做具体限定，可以根据实际需要进行设置。

具体的，空腔内部设有印刷线路板6(PCB，Printed Circuit Board)，印刷线路板6的面积小于或等于底壳7的横切面，使得印刷线路板6能够放置在底壳7内部且与下盖5平行。

具体的，电动汽车电池包断路单元结构还包括控制回路：所述控制回路由所述印刷线路板6、叠层母排8、继电器1和熔断器2组成。印刷线路板6用于控制继电器1的闭合或断开，叠层母排8用于连接高压回路，高压回路为动力电池与高压用电设备之间的回路，继电器1用于闭合或断开动力电池与高压用电设备的连接，熔断器2用于在高压回路出现短路等故障时保护用电设备或动力电池。

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，还包括：预充回路，所述预充回路由预充继电器4和预充电阻3组成；所述预充继电器4、所述预充电阻3设于所述空腔内部，且均与所述印刷线路板6焊接。

具体的，预充继电器4和预充电阻3采用焊接的方式与印刷线路板6连接，本发明在组装之前可以预先焊接预充继电器4和预充电阻3在印刷线路板6上，可以理解的是，预充继电器4和预充电阻3均在印刷线路板6远离下盖5的平面，预充继电器4和预充电阻3可以与继电器1和熔断器2处于一个平面或在继电器1和熔断器2的下方。

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，所述下盖5外沿形成有第一限位件，所述第一限位件的内侧壁与所述印刷线路板6匹配，用于限制所述印刷线路板6水平移动，所述第一限位件的外侧壁与所述底壳7内壁卡接。

具体的，底壳7与下盖5的连接方式可以是卡接。下盖5外沿可以形成有第一限位，底壳7与下盖5接触的内壁可以有与第一限位匹配的第一限位结构，使得底壳7与下盖5可以通过卡接的方式连接。第一限位件的内侧壁可以用于固定印刷线路板6，可以理解的是，第一限位件的高度可以高于或等于印刷线路板6的高度。

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，所述底壳7内壁形成有定位结构件，所述定位结构件与所述继电器1和所述熔断器2匹配，所述定位结构件用于限制所述继电器1和所述熔断器2在所述空腔内移动。

具体的，继电器1和熔断器2通过定位结构件与底壳7卡接，继电器1和熔断器2可以是并排放置。继电器1和熔断器2靠近印刷线路板6的平面均可以与印刷线路板6接触连接。

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，所述上盖9与所述底壳7接触面的外沿形成有第二限位件，所述第二限位件的内侧壁与所述叠层母排8匹配，用于限制所述叠层母排8水平移动，所述第二限位件的外侧壁与所述底壳7内壁卡接。

具体的，上盖9和底壳7也通过卡接的方式进行固定连接，上盖9的外沿可以形成有第二限位件，第二限位件及可以固定叠层母排8又可以用于与底壳7卡接。相应的底壳7形成有与第二限位件匹配的第二限位结构。

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，所述底壳7形成有与动力电池连接的正极接触孔和负极接触孔，所述正极接触孔和所述负极接触孔与所述叠层母排8对应的触点连接。

具体的，底壳7形成有可以用于与动力电池连接的正极接触孔和负极接触孔，底壳7内壁对应正极接触孔和负极接触孔的位置可以形成有叠层母排8的触角匹配的限位槽，限位槽可以用于固定叠层母排8的横向移动，示例地，叠层母排8的触角采用与底壳7侧面平行的结构面，触角可以有用于螺栓连接的第一连接孔，相应的，限位槽也形成有与第一连接孔匹配的第二连接孔。可以理解的是触角的数量在本说明书实施例中不做具体限定。

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，所述继电器1的低压控制端与所述印刷线路板6焊接。

具体的，继电器1的低压控制端可以与印刷线路板6焊接或接触连接，本说明书实施例提供的继电器1的低压控制端位于靠近印刷线路板6的一侧，继电器1的高压部分在远离印刷线路板6的一侧。

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，所述上盖9还形成有多个散热孔，所述散热孔设置在所述熔断器2的上方。

具体的，上盖9还形成有多个散热孔，可以理解的是散热孔的位置、大小及形状等在本说明书实施例中不做具体限定，可以根据实际需要进行设置。

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，所述上盖9为塑胶上盖9，所述底壳7为塑胶底壳7，所述下盖5为塑胶下盖5。

具体的，上盖9、底壳7和下盖5可以采用绝缘材料，优选的是塑胶。

示例地、电动汽车电池包断路单元结构组装过程继电器1卡接在底壳7上，依次叠层母排8通过螺栓连接在继电器1上，熔断器2通过螺栓连接在叠层母排8上，依次安装上盖9，将预充电子和预充继电器4焊接在PCB上形成PCB半成品，将PCB半成品从下部安装到底壳7上与继电器1的低压控制信号进行连接，依次安装下盖5。

所述继电器1通过卡扣及定位结构卡在BDU底壳7上；

所述继电器1的低压控制型号采用焊接或端子连接在PCB上；

所述总成方案的特征：

1、高压大电流部分在BDU上部，低压控制部分及高压小电流在BDU下部，实现高低压分离；

2、BDU方案内部无线束，可实现大批量自动化生产，大幅提升BDU总成的组装效率；

3、BDU结构紧凑，相比传统BDU方案体积大幅减小，结构件尺寸大幅减小，结构成本大幅降低。

本发明提供的技术方案通过各种电气件结构形式的更改减小现有BDU设计方案1/2的体积；并且，高压回路采用叠层母排8方案设计取代传统铜排设计方案，叠层母排8使用了大量的绝缘材料可有效解决高压回路绝缘的问题，相比现有BDU方案叠层母排8方案可大幅减少正负极回路间及正负极回路与接地回路间的绝缘距离，从而大幅减少BDU体积；并且，低压控制回路及预充回路采用PCB方案设计，相比现有BDU方案可不使用线束，既能解决线束安装结构占用空间大的问题，又能解决线束容易装错的问题，避免线束走向设计不合理的情况下磨线压线的问题。

另一方面、本发明提供一种车辆，所述车辆设置有动力电池系统，所述动力电池系统包括如上述所述的电动汽车电池包断路单元结构。

由于所述车辆设置有动力电池系统，所述动力电池系统包括如上述所述的电动汽车电池包断路单元结构，因此所述车辆具备电动汽车电池包断路单元结构的技术效果，不在赘述。

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发明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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改和变型。

Claims (8)

1.一种电动汽车电池包断路单元结构，其特征在于，包括：上盖(9)、底壳(7)、下盖(5)和预充回路，所述上盖(9)和所述下盖(5)分别与所述底壳(7)对合形成空腔；所述空腔内部设有印刷线路板(6)；

所述电动汽车电池包断路单元结构还包括控制回路，所述控制回路由所述印刷线路板(6)、叠层母排(8)、继电器(1)和熔断器(2)组成；

所述叠层母排(8)、继电器(1)和熔断器(2)均设于所述空腔内部，所述叠层母排(8)设置在所述继电器(1)和所述熔断器(2)靠近所述上盖(9)的平面，所述印刷线路板(6)设置在所述继电器(1)和所述熔断器(2)的远离所述叠层母排(8)的平面；所述继电器(1)的低压控制端与所述印刷线路板(6)焊接；所述继电器(1)的低压控制端位于靠近所述印刷线路板(6)的一侧，所述继电器(1)的高压部分在远离所述印刷线路板(6)的一侧；

所述预充回路由预充继电器(4)和预充电阻(3)组成；所述预充继电器(4)、所述预充电阻(3)设于所述空腔内部，且均与所述印刷线路板(6)焊接，所述预充继电器(4)和所述预充电阻(3)均在所述印刷线路板(6)远离所述下盖(5)的平面。

2.根据权利要求1所述电动汽车电池包断路单元结构，其特征在于，所述下盖(5)外沿形成有第一限位件，所述第一限位件的内侧壁与所述印刷线路板(6)匹配，用于限制所述印刷线路板(6)水平移动，所述第一限位件的外侧壁与所述底壳(7)内壁卡接。

3.根据权利要求1所述电动汽车电池包断路单元结构，其特征在于，所述底壳(7)内壁形成有定位结构件，所述定位结构件与所述继电器(1)和所述熔断器(2)匹配，所述定位结构件用于限制所述继电器(1)和所述熔断器(2)在所述空腔内移动。

4.根据权利要求1任一所述电动汽车电池包断路单元结构，其特征在于，所述上盖(9)与所述底壳(7)接触面的外沿形成有第二限位件，所述第二限位件的内侧壁与所述叠层母排(8)匹配，用于限制所述叠层母排(8)水平移动，所述第二限位件的外侧壁与所述底壳(7)内壁卡接。

5.根据权利要求1所述电动汽车电池包断路单元结构，其特征在于，所述底壳(7)形成有与动力电池连接的正极接触孔和负极接触孔，所述正极接触孔和所述负极接触孔与所述叠层母排(8)对应的触点连接。

6.根据权利要求1所述电动汽车电池包断路单元结构，其特征在于，所述上盖(9)还形成有多个散热孔，所述散热孔设置在所述熔断器(2)的上方。

7.根据权利要求1所述电动汽车电池包断路单元结构，其特征在于，所述上盖(9)为塑胶上盖(9)，所述底壳(7)为塑胶底壳(7)，所述下盖(5)为塑胶下盖(5)。

8.一种车辆，其特征在于，所述车辆设置有动力电池系统，所述动力电池系统包括如权利要求1-7任一项所述的电动汽车电池包断路单元结构。