CN112092755B - 一种电池切断装置及电池包系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池切断装置及电池包系统，其属于车辆技术领域，电池切断装置包括壳体组件，壳体组件具有容置腔室及设置于壳体组件侧壁上的第一通孔；盖体，固定连接于壳体组件，且盖体与壳体组件之间形成容置槽；切断控制单元BDU，位于容置腔室内；电池控制系统BMS，包括主控单元、从控单元、第一线束、第二线束及第三线束，主控单元位于容置腔室内，从控单元固定于容置槽内，主控单元通过第一线束与BDU电性连接，通过穿过第一通孔的第二线束与从控单元电性连接，以及通过第三线束与车辆的通讯端电性连接。本发明提供的电池切断装置及电池包系统能够具有较小的体积，占据较小的空间，还能够具有较小的内阻。

Description

一种电池切断装置及电池包系统

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种电池切断装置及电池包系统。

背景技术

目前，车辆中均设置电池包系统，以能够为车辆的电气设备提供电能。电池包系统通常包括电池模组、高压切断控制单元(battery disconnect unit，BDU)及电池控制系统(battery management system，BMS)等部件组成。

现有技术中，大部分的电池包系统中的BDU和BMS的布置方式采用分离式结构设计，两者分别组装，再通过线束连接。其中，BMS和BDU分别采用两个箱体进行容置。两个箱体上下间隔设置或左右间隔设置，并且，为了保证BDU中各部件的正常工作，各部件之间需要预留空隙，且容置BDU的箱体内还需要留出线束所需的空间，导致容置BDU的箱体具有较大的体积，同理，容置BMS的箱体也需要占据较大的空间，并且，BDU中存在需要与BMS电性连接的部件，因此，需要在两个箱体之间连接较长的线束，导致电池包系统具有较高的电阻。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电池切断装置及电池包系统，能够具有较小的体积，占据较小的空间，还能够具有较小的内阻。

如上构思，本发明所采用的技术方案是：

一种电池切断装置，包括：

壳体组件，所述壳体组件具有容置腔室及设置于所述壳体组件侧壁上的第一通孔；

盖体，固定连接于所述壳体组件，且所述盖体与所述壳体组件之间形成容置槽；

切断控制单元BDU，位于所述容置腔室内；

电池控制系统BMS，包括主控单元、从控单元、第一线束、第二线束及第三线束，所述主控单元位于所述容置腔室内，所述从控单元固定于所述容置槽内，所述主控单元通过所述第一线束与所述BDU电性连接，通过穿过所述第一通孔的所述第二线束与所述从控单元电性连接，以及通过所述第三线束与车辆的通讯端电性连接。

可选地，所述壳体组件呈长方体状，所述BDU与所述主控单元沿第一方向依次排布，所述第一方向为所述壳体组件的长度方向。

可选地，所述BDU包括电流传感器、熔断器、主继电器、预充电阻及预充继电器，所述电流传感器、所述主继电器、所述预充电阻及所述预充继电器沿所述第一方向依次设置，所述熔断器沿第二方向位于所述主继电器的一侧，所述第一线束分别与所述主继电器及所述预充继电器电性连接，所述第二方向为所述壳体组件的宽度方向。

可选地，所述电流传感器较所述主继电器靠近所述主控单元。

可选地，所述第一线束包括第一线组及第二线组，所述第一线组的一端连接于所述主控单元的第一连接端，所述第一线组的另一端与所述主继电器的电连接端电性连接，所述第二线组的一端连接于所述主控单元的第二连接端，所述第二线组的另一端与所述主继电器的第一控制端及所述预充继电器的第二控制端分别电性连接。

可选地，所述第一连接端位于所述主控单元靠近所述电流传感器的一端，所述第一线组的另一端穿过所述主继电器与所述熔断器之间的空隙后与所述电连接端电性连接，所述第二线组位于所述熔断器的下方。

可选地，所述BDU还包括分别位于所述容置腔室内的第四线束、第五线束和第六线束，所述主继电器设置有两个，所述第四线束的两端分别与一个所述主继电器的所述电连接端及所述预充电阻电性连接，所述第五线束的两端分别与所述预充电阻及所述预充继电器电性连接，所述第六线束的两端分别与所述预充继电器及所述熔断器电性连接。

可选地，所述BDU还包括第一连接排、第二连接排及第三连接排，所述第一连接排的一端与电池包系统中的电源电性连接，所述第一连接排的另一端与所述电流传感器电性连接，所述第二连接排的两端分别与所述电流传感器及所述一个所述主继电器的所述电连接端电性连接，所述第三连接排的两端分别与另一个所述主继电器的所述电连接端及所述熔断器电性连接。

可选地，所述壳体组件包括第一壳体部与第二壳体部，所述第一壳体部相互连接并形成所述容置腔室，所述盖体连接于所述第一壳体部，所述第一通孔设置于所述第二壳体部的侧壁上。

一种电池包系统，包括上述的电池切断装置。

本发明至少具有如下有益效果：

本发明提供的电池切断装置中，BDU与BMS中的主控单元集成在壳体组件的容置腔室内，从控单元设置在由盖体及壳体组件形成的容置槽内，使得BMS与BDU能够共用一个壳体组件，而无需设置两个箱体，进而使得电池切断装置具有较高的集成度和较小的体积，减小了电池切断装置占据的空间，并且，主控单元设置在容置腔室内，减小了连接主控单元及BDU的第一线束的长度，降低了电池切断装置整体的电阻。

本发明提供的电池包系统，将主控单元设置在壳体组件内，使得电池切断装置能够实现高紧凑、高集成，节省电池包系统的内部空间，提高了电池包系统的能量密度。电池包系统的正、负极分区布置，在确保部件与部件之间的间隙满足要求的前提下通过对部件及线束位置的调整，减小电池切断装置及电池包系统的体积。BMS与BDU的集成，即减少线束的长度，又节省了BDU中的两个电连接器(分别为控制电连接器和采集电连接器)，相对于现有技术，不但降低成本，而且能够减少一次电连接器的转接，增加了电池包系统中电连接的可靠性。本发明中，去掉了连接BDU的铜排，进一步降低电池包系统的成本。

附图说明

图1是本发明实施例提供的电池切断装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的电池切断装置的分解结构示意图一；

图3是本发明图2所示的A位置处的放大示意图；

图4是本发明实施例提供的电池切断装置的分解结构示意图二；

图5是本发明实施例提供的BDU及主控单元的装配示意图；

图6是本发明实施例提供的部分电池切断装置的俯视图；

图7是本发明实施例提供的电池切断装置的局部示意图。

图中：

1、壳体组件；11、容置腔室；12、第一通孔；13、第一壳体部；14、第二壳体部；15、挡条；2、盖体；21、盖板；22、侧板；221、缺口；23、承载条；

3、BDU；31、电流传感器；32、熔断器；33、主继电器；331、第一控制端；34、预充电阻、35、预充继电器；351、第二控制端；36、第四线束；37、第五线束；38、第六线束；39、第一连接排；30、第二连接排；301、第三连接排；302、第四连接排；303、第五连接排；

4、BMS；41、主控单元；411、第一连接端；412、第二连接端；42、从控单元；43、第一线束；431、第一线组；432、第二线组；44、第二线束；45、第三线束。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本实施例提供了一种电池切断装置，能够具有较小的体积，占据较小的空间，还能够减小连接切断控制单元BDU 3与电池控制系统BMS 4的线束的长度。

如图1至图7所示，该电池切断装置可以包括壳体组件1、盖体2、切断控制单元BDU3及电池控制系统BMS 4。

其中，壳体组件1上具有容置腔室11及设置于壳体组件1侧壁上的第一通孔12。盖体2固定连接于壳体组件1上，且盖体2与壳体组件1之间能够形成容置槽。可选地，如图2所示，盖体2可以包括呈矩形的盖板21及连接于盖板21三个边缘上的侧板22，并且，如图3所示，侧板22远离盖板21的一端连接有承载条23，承载条23与侧板22形成缺口221。

切断控制单元BDU 3位于容置腔室11内，具体的，BDU 3可以固定在壳体组件1的内壁。如图4所示，电池控制系统BMS 4可以包括主控单元41、从控单元42、第一线束43、第二线束44及第三线束45。其中，主控单元41、第一线束43、部分第二线束44及部分第三线束45均位于容置腔室11内。从控单元42固定于容置槽内，具体的，从控单元42能够卡在缺口221中，且从控单元42的底面能够由支撑条23进行支撑。

并且，主控单元41通过第一线束43与BDU 3电性连接，也即是，第一线束43的一端与主控单元41电性连接，第一线束43的另一端与BDU 3电性连接，以实现主控单元41与BDU3之间的信号传输；主控单元41还通过穿过第一通孔12的第二线束44与从控单元42电性连接，也即是，第二线线束44的一端与主控单元41电性连接，主控单元41的另一端穿过第一通孔12后与从控单元42电性连接，以实现主控单元41与从控单元42之间的信号传输；主控单元41还通过第三线束45与车辆的通讯端电性连接，具体的，壳体组件1上还可以具有第二通孔，第三线束45能够穿过第二通孔并与通讯端电性连接，以实现主控单元41与通信端之间的信号传输。车辆的通讯端可以为仪表盘等电子设备。

本实施例提供的电池切断装置中，BDU 3与BMS 4中的主控单元41集成在壳体组件1的容置腔室11内，从控单元42设置在由盖体2及壳体组件1形成的容置槽内，使得BMS 4与BDU 3能够共用一个壳体组件1，而无需设置两个箱体，进而使得电池切断装置具有较高的集成度和较小的体积，减小了电池切断装置占据的空间，并且，主控单元41设置在容置腔室11内，减小了连接主控单元41及BDU 3的第一线束43的长度，降低了电池切断装置整体的电阻。

本实施例中，如图4所示，壳体组件1呈长方体状，BDU 3与主控单元41沿第一方向依次排布，以能够充分利用壳体组件1的内部空间，该第一方向为壳体组件1的长度方向。

进一步地，如图5所示，BDU 3可以包括电流传感器31、熔断器32、主继电器33、预充电阻34及预充继电器35。其中，电流传感器31、主继电器33、预充电阻34及预充继电器35沿第一方向依次设置，熔断器32沿第二方向位于主继电器33的一侧。第一线束43分别与主继电器33及预充继电器35电性连接，该第二方向为壳体组件1的宽度方向。可选地，电流传感器31、熔断器32、主继电器33、预充电阻34及预充继电器35可以直接固定在壳体组件1的底部，或者，容置腔室11内还可以设有支撑板，电流传感器31、熔断器32、主继电器33、预充电阻34及预充继电器35可以分别固定在支撑板上。

可选地，请继续参考图5，电流传感器31较主继电器33靠近主控单元41，也即是，沿壳体组件1的一端指向另一端的方向，依次设置有主控单元41、电流传感器31、主继电器33、预充电阻34及预充继电器35。通过该设置，能够使得主继电器33靠近主控单元41，便于两者的电性连接。

本实施例中，如图6和图7所示，第一线束43可以包括第一线组431及第二线组432。其中，第一线组431的一端连接于主控单元41的第一连接端411，第一线组431的另一端与主继电器33的电连接端电性连接。其中，主继电器33可以设有两个，每个主继电器33上可以设有多个电连接端，第一线组431的另一端具有分别对应与多个电连接端的多个支线。示例地，每个主继电器33上具有两个电连接端，此时，第一线组431的另一端具有四个支线，四个支线分别与四个电连接端电性连接。需要说明的是，连接一个主继电器33的电连接端的两个支线位于两个主继电器33之间，另外两个支线位于主继电器33与预充电阻34之间，以能够充分利用各部件之间的缝隙。

如图6所示，第二线组432的一端连接于主控单元41的第二连接端412，第二线组432的另一端与主继电器33的第一控制端331及预充继电器35的第二控制端351分别电性连接。

进一步地，如图6所示，第一连接端411位于主控单元41靠近电流传感器31的一端，第一线组431的另一端穿过主继电器33与熔断器32之间的空隙后与电连接端电性连接，第二线组432由第二连接端412伸出延伸至熔断器32的下方。可选地，第二线组432可以与第三线束45包裹在一起，也即是，第三线束45的一端与第二连接端412电性连接，第三线束45的另一端与通讯端电性连接，使得部分第三线束45与部分第二线组432能够包裹在同一个保护套中。需要说明的是，第三线束45与第二线组432相互独立，不会电性连接。可选地，第二线组432的另一端可以具有多个支线，多个支线中存在与第一控制端331连接的支线及与第二控制端351连接的支线。当主继电器33设置有两个时，连接一个主继电器33的第一控制端331的支线由熔断器32的底部伸出，并从两个主继电器33之间的间隙穿过后与该第一控制端331电性连接。

本实施例中，如图6所示，BDU 3还包括分别位于容置腔室11内的第四线束36、第五线束37和第六线束38。主继电器33设置有两个时，第四线束36的两端分别与一个主继电器33的电连接端及预充电阻34电性连接，以实现主继电器33与预充电阻34之间的信号传输；第五线束37的两端分别与预充电阻34及预充继电器35电性连接，以实现预充电阻34与预充继电器35之间的信号传输；第六线束38的两端分别与预充继电器35及熔断器32电性连接，以实现预充继电器35与熔断器32之间的信号传输。可选地，第四线束36、第五线束37及第六线束38可以统称为高压线束。上述与主控单元41电性连接的第一线束43、第二线束44及第三线束45可以统称为低压线束。

可选地，请继续参考图6，BDU 3还可以包括第一连接排39、第二连接排30及第三连接排301。第一连接排39的一端与电池包系统中的电源电性连接，第一连接排39的另一端与电流传感器31电性连接，以将电源的电能传输至电流传感器31，并由电流传感器31进行检测处理；第二连接排30的两端分别与电流传感器31及一个主继电器33的一个电连接端电性连接；第三连接排301的两端分别与另一个主继电器33的一个电连接端及熔断器32电性连接。

进一步地，如图6所示，BDU 3还可以包括第四连接排302及第五连接排303。第四连接排302的一端与一个主继电器33的另一个电连接端电性连接，第四连接排302的另一端与整车端的负极电性连接；第五连接排302的一端与另一个主继电器33的另一端电连接端电性连接，第五连接排302的另一端与整车端的负极电性连接。可选地，本实施例中的第一连接排39、第二连接排30、第三连接排301、第四连接排302及第五连接排303可以分别位于BDU3的上方。

可选地，如图2及图4所示，壳体组件1可以包括第一壳体部13与第二壳体部14。第一壳体部13相互连接并形成容置腔室11，具体的，第一壳体部13具有凹槽，第二壳体部14呈板状，第二壳体部14安装在第一壳体部13上时，密封凹槽以形成容置腔室11。盖体2连接于第一壳体部13上，并位于容置腔室11外，第一通孔12设置于第二壳体部14的侧壁上。如图2所示，第一壳体13的侧壁设有U形槽，U形槽的槽口背向容置腔室11，第一通孔12开设在U形槽的槽壁上，使得位于容置腔室11外的第二线束44能够位于U形槽中，避免其他结构对第二线束44的挤压，降低了第二线束44发生磨损的几率。并且，第二线束44无需占据其他空间，提高了电池切断装置的紧凑性。

进一步地，如图4所示，第二壳体部14上还可以设有多个挡条15，多个挡条15围设形成矩形区域，该矩形区域的尺寸能够与盖体2的尺寸相一致，使得在安装盖体2及从控单元42时，可以先将从控单元42安装在盖体2上，然后将盖体2及从控单元42的整体对准矩形区域并放入矩形区域，便于盖体2的安装。

需要说明的是，本实施中的电性连接可以为插合对接、通过螺栓转接或焊接等方式，本实施例对此不作限定。

本实施例还提供了一种电池包系统，包括上述的电池切断装置，还包括电源、液冷装置等结构，其中，电池切断装置与电源、液冷装置的连接方式可以参考现有技术，本实施例不做赘述。

本实施例提供的电池包系统，将主控单元41设置在壳体组件1内，使得电池切断装置能够实现高紧凑、高集成，节省电池包系统的内部空间，提高了电池包系统的能量密度。电池包系统的正、负极分区布置，在确保部件与部件之间的间隙满足要求的前提下通过对部件及线束位置的调整，减小电池切断装置及电池包系统的体积。BMS 4与BDU 3的集成，既减少线束的长度，又节省了BDU 3中的两个电连接器(分别为控制电连接器和采集电连接器)，相对于现有技术，不但降低成本，而且能够减少一次电连接器的转接，增加了电池包系统中电连接的可靠性。本实施例中，去掉了连接BDU 3的铜排，进一步降低电池包系统的成本。

以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种电池切断装置，其特征在于，包括：

壳体组件(1)，所述壳体组件(1)具有容置腔室(11)及设置于所述壳体组件(1)侧壁上的第一通孔(12)；

盖体(2)，固定连接于所述壳体组件(1)，且所述盖体(2)与所述壳体组件(1)之间形成容置槽；

BDU(3)，位于所述容置腔室(11)内；

BMS(4)，包括主控单元(41)、从控单元(42)、第一线束(43)、第二线束(44)及第三线束(45)，所述主控单元(41)位于所述容置腔室(11)内，所述从控单元(42)固定于所述容置槽内，所述主控单元(41)通过所述第一线束(43)与所述BDU(3)电性连接，通过穿过所述第一通孔(12)的所述第二线束(44)与所述从控单元(42)电性连接，以及通过所述第三线束(45)与车辆的通讯端电性连接。

2.根据权利要求1所述的电池切断装置，其特征在于，所述壳体组件(1)呈长方体状，所述BDU(3)与所述主控单元(41)沿第一方向依次排布，所述第一方向为所述壳体组件(1)的长度方向。

3.根据权利要求2所述的电池切断装置，其特征在于，所述BDU(3)包括电流传感器(31)、熔断器(32)、主继电器(33)、预充电阻(34)及预充继电器(35)，所述电流传感器(31)、所述主继电器(33)、所述预充电阻(34)及所述预充继电器(35)沿所述第一方向依次设置，所述熔断器(32)沿第二方向位于所述主继电器(33)的一侧，所述第一线束(43)分别与所述主继电器(33)及所述预充继电器(35)电性连接，所述第二方向为所述壳体组件(1)的宽度方向。

4.根据权利要求3所述的电池切断装置，其特征在于，所述电流传感器(31)较所述主继电器(33)靠近所述主控单元(41)。

5.根据权利要求3所述的电池切断装置，其特征在于，所述第一线束(43)包括第一线组(431)及第二线组(432)，所述第一线组(431)的一端连接于所述主控单元(41)的第一连接端(411)，所述第一线组(431)的另一端与所述主继电器(33)的电连接端电性连接，所述第二线组(432)的一端连接于所述主控单元(41)的第二连接端(412)，所述第二线组(432)的另一端与所述主继电器(33)的控制端(331)及所述预充继电器(35)的控制端(351)分别电性连接。

6.根据权利要求5所述的电池切断装置，其特征在于，所述第一连接端(411)位于所述主控单元(41)靠近所述电流传感器(31)的一端，所述第一线组(431)的另一端穿过所述主继电器(33)与所述熔断器(32)之间的空隙后与所述电连接端电性连接，所述第二线组(432)位于所述熔断器(32)的下方。

7.根据权利要求5所述的电池切断装置，其特征在于，所述BDU(3)还包括分别位于所述容置腔室(11)内的第四线束(36)、第五线束(37)和第六线束(38)，所述主继电器(33)设置有两个，所述第四线束(36)的两端分别与一个所述主继电器(33)的所述电连接端及所述预充电阻(34)电性连接，所述第五线束(37)的两端分别与所述预充电阻(34)及所述预充继电器(35)电性连接，所述第六线束(38)的两端分别与所述预充继电器(35)及所述熔断器(32)电性连接。

8.根据权利要求7所述的电池切断装置，其特征在于，所述BDU(3)还包括第一连接排(39)、第二连接排(30)及第三连接排(301)，所述第一连接排(39)的一端与电池包系统中的电源电性连接，所述第一连接排(39)的另一端与所述电流传感器(31)电性连接，所述第二连接排(30)的两端分别与所述电流传感器(31)及所述一个所述主继电器(33)的所述电连接端电性连接，所述第三连接排(301)的两端分别与另一个所述主继电器(33)的所述电连接端及所述熔断器(32)电性连接。

9.根据权利要求1-8任一项所述的电池切断装置，其特征在于，所述壳体组件(1)包括第一壳体部(13)与第二壳体部(14)，所述第一壳体部(13)相互连接并形成所述容置腔室(11)，所述盖体(2)连接于所述第一壳体部(13)，所述第一通孔(12)设置于所述第一壳体部(13)的侧壁上。

10.一种电池包系统，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的电池切断装置。

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