CN113246736A - 一种高兼容性bdu系统与正极模块、负极模块、快充模块 - Google Patents

一种高兼容性bdu系统与正极模块、负极模块、快充模块 Download PDF

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李超
汪莲莲
韩廷
祝加林
卢雪梅
李家生
陈坤伦
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Abstract

本发明公开了一种高兼容性BDU系统与正极模块、负极模块、快充模块，BDU系统包括：放电电路或放电电路和充电电路；正极模块和或负极模块与电池组、放电连接器形成放电电路，所述正极模块连接到电池组的正极和放电连接器正极之间的通路上，所述负极模块连接到电池组的负极与放电连接器负极之间的通路上；电池组的正极、快充模块、快充连接器、负极模块、电池组的负极依次连接形成充电电路；或在电池组的正极与快充模块之间连接一个正极模块形成充电电路。本发明结构上采用模块化的设计，小巧灵活，BDU可在电池包中灵活布置，充分利用电池包可用空间，提高了BDU在电池包空间布置上的兼容性和匹配度。

Description

一种高兼容性BDU系统与正极模块、负极模块、快充模块
技术领域
本发明涉及新能源电动汽车领域，特别涉及一种高兼容性BDU系统与正极模块、负极模块、快充模块。
背景技术
随着全球石油化工资源的日益枯竭和环境污染问题的加剧，电动汽车因其节能减排、清洁无污染的特点，在最近几年得到了空前的发展。随着电动汽车的快速发展，电气安全问题越来越受到重视。电池包断路单元即Battery Disconnect Unit，以下简称BDU，是专为电池包内部设计的电源断路单元，为新能源电动汽车高压系统提供充放电控制、高压部件上电控制、电路过载和短路保护、电流采集等功能，保护和监控高压系统的运行状态。
当前，市面上现有BDU基本是根据具体项目电池系统的客户要求定向开发的，因其不具备扩展性和兼容性，BDU通用性差，新开发BDU频繁。因为BDU的设计开发会耗费大量的人力物力，并且开发周期长，造成了资源的极大浪费，同时新开发BDU的壳体需要开模，增加了开发费用，不利于项目降本。
发明内容
为了解决BDU兼容性差的问题，本发明提供了一种高兼容性BDU系统与正极模块、负极模块、快充模块，具体方案如下：
一种高兼容性BDU系统包括：
正极模块和或负极模块与电池组、放电连接器形成放电电路，所述正极模块连接到电池组的正极和放电连接器正极之间的通路上，所述负极模块连接到电池组的负极与放电连接器负极之间的通路上；
电池组的正极、快充模块、快充连接器、负极模块、电池组的负极依次连接形成充电电路；或在电池组的正极与快充模块之间连接一个正极模块形成充电电路。
具体地说，电池组的正极、正极模块、放电连接器、负极模块、电池组的负极依次连接；快充模块连接到电池组正极和快充连接器正极之间，快充连接器的负极与放电连接器的负极连接。
具体地说，电池组的正极、正极模块、放电连接器、负极模块、电池组的负极依次连接；快充模块连接到放电连接器正极和快充连接器正极之间，快充连接器的负极与放电连接器的负极连接。
具体地说，电池组的正极、正极模块、放电连接器、负极模块、电池组的负极依次连接。
具体地说，电池组的正极、正极模块、放电连接器、电池组的负极依次连接。
具体地说，还包括第一电流传感器，所述第一电流传感器连接到电池组负极和放电连接器之间。
具体地说，电池组的正极、放电连接器、负极模块、电池组的负极依次连接；快充模块连接到电池组正极与快充连接器正极之间，快充连接器的负极与放电连接器的负极连接。
用于上述BDU系统的正极模块包括：
放电正支路或放电正支路和加热支路；
所述放电正支路包括：电池正接口通过第二接触器与放电正接口连接，电池正接口依次通过第一接触器、第一电阻与放电正接口连接或依次通过第一电阻、第一接触器与放电正接口连接；
所述加热支路包括：第一高压支路正接口依次通过第一熔断器、第三接触器与电池正接口连接或与放电正接口连接。
用于上述BDU系统的负极模块包括：
放电负支路或放电负支路和高压负载支路；
所述放电负支路包括：电池负接口依次通过第二电流传感器、第五接触器与放电负接口连接；
所述高压负载支路包括：第二高压支路负接口依次通过第二熔断器、第六接触器与放电负接口连接。
用于上述BDU系统的快充模块包括：
快充支路；
所述快充支路包括：快充负接口与第四接触器的负极相连，第四接触器的正极与快充正接口相连。
本发明的有益效果在于：
(1)结构上采用模块化的设计，小巧灵活，BDU可在电池包中灵活布置，充分利用电池包可用空间，提高了BDU在电池包空间布置上的兼容性和匹配度。
(2)在高压电气架构上根据不同的组合方法可兼容多种高压电气架构的应用，灵活多变、兼容性高、适配性好。
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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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的附图。
图1为BDU系统的第一种技术方案示意图；
图2为BDU系统的第二种技术方案示意图；
图3为BDU系统的第三种技术方案示意图；
图4为BDU系统的第四种技术方案示意图；
图5为BDU系统的第五种技术方案示意图；
图6为用于BDU系统的正极模块示意图；
图7为用于BDU系统的负极模块示意图；
图8为用于BDU系统的快充模块示意图；
图9为正极模块的第一种技术方案示意图；
图10为正极模块的第二种技术方案示意图；
图11为正极模块的第三种技术方案示意图；
图12为正极模块的第四种技术方案示意图；
图13为正极模块的第五种技术方案示意图；
图14为正极模块的第六种技术方案示意图；
图15为负极模块的第一种技术方案示意图；
图16为负极模块的第二种技术方案示意图；
图17为快充模块的快充技术方案示意图；
图18为实施例示意图。
图中标识具体为：
1、正极模块；2、负极模块、3、快充模块；4、电池组；5、放电连接器；6、快充连接器；7、第一电流传感器；11、电池正接口；12、放电正接口；13、第一高压支路正接口；14、第一接触器；15、第一电阻；16、第二接触器；17、第三接触器；18、第一熔断器；21、电池负接口；22、放电负接口；23、第二高压支路负接口；24、第二电流传感器；25、第五接触器；26、第六接触器；27、第二熔断器；31、快充负接口；32、快充正接口；33、第四接触器。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
一种高兼容性BDU系统包括：
正极模块1和或负极模块2与电池组4、放电连接器5形成放电电路，所述正极模块1连接到电池组4的正极和放电连接器5正极之间的通路上，所述负极模块2连接到电池组4的负极与放电连接器5负极之间的通路上；
电池组4的正极、快充模块3、快充连接器6、负极模块2、电池组4的负极依次连接形成充电电路；或在电池组4的正极与快充模块3之间连接一个正极模块1形成充电电路。
所述BDU系统包括多种方案，具体描述如下：
BDU系统的第一种技术方案：
如图1所示，电池组4的正极与正极模块1的电池正接口11相连，正极模块1的放电正接口12与放电连接器5的正极相连；
电池组4的负极与负极模块2的电池负接口21相连，负极模块2的放电负接口22分别与放电连接器5的负极和快充连接器6的负极相连；
快充模块3的快充负接口31与正极模块1的电池正接口11相连，快充模块3的快充正接口32与快充连接器6的正极相连。
BDU系统的第二种技术方案：
如图2所示，电池组4的正极与正极模块1的电池正接口11相连，正极模块1的放电正接口12与放电连接器5的正极相连；
电池组4的负极与负极模块2的电池负接口21相连，负极模块2的放电负接口22分别与放电连接器5的负极和快充连接器6的负极相连；
快充模块3的快充负接口31与正极模块1的放电正接口12相连，快充模块3的快充正接口32与快充连接器6的正极相连。
BDU系统的第三种技术方案：
如图3所示，电池组4的正极与正极模块1的电池正接口11相连，正极模块1的放电正接口12与放电连接器5的正极相连；
电池组4的负极与负极模块2的电池负接口21相连，负极模块2的放电负接口22与放电连接器5的负极相连。
BDU系统的第四种技术方案：
如图4所示，电池组4的正极与正极模块1的电池正接口11相连，正极模块1的放电正接口12与放电连接器5的正极相连；
电池组4的负极穿过第一电流传感器7与放电连接器5的负极相连。
BDU系统的第五种技术方案：
如图5所示，电池组4的正极与放电连接器5的正极相连；
电池组4的负极与负极模块2的电池负接口21相连，负极模块2的放电负接口22分别与放电连接器5的负极和快充连接器6的负极相连；
快充模块3的快充负接口31与电池组4正极相连，快充模块3的快充正接口32与快充连接器6的正极相连。
系统中所述正极模块1、负极模块2、快充模块3的外部结构图如图6-8所示。具体内部结构具体介绍如下：
正极模块包括:
放电正支路或放电正支路和加热支路。
所述放电正支路包括：电池正接口11通过第二接触器16与放电正接口12连接，电池正接口11依次通过第一接触器14、第一电阻15与放电正接口12连接或依次通过第一电阻15、第一接触器14与放电正接口12连接。
所述加热支路包括：第一高压支路正接口13依次通过第一熔断器18、第三接触器17与电池正接口11连接或与放电正接口12连接。
所述正极模块1包括多种方案，具体描述如下：
正极模块1的第一种技术方案：
如图9所示，所述电池正接口11与第二接触器16的正极相连，第二接触器16的负极与放电正接口12相连；
所述第一接触器14的正极与第二接触器16的正极相连，第一接触器14的负极与第一电阻15的一端相连，第一电阻15的另一端与第二接触器16的负极相连；
所述第三接触器17的正极与第二接触器16的正极相连，第三接触器17的负极与第一熔断器18的一端相连，第一熔断器18的另一端与第一高压支路正接口13相连。
正极模块1的第二种技术方案：
如图10所示，所述电池正接口11与第二接触器16的正极相连，第二接触器16的负极与放电正接口12相连；
所述第一接触器14的正极与第二接触器16的正极相连，第一接触器14的负极与第一电阻15的一端相连，第一电阻15的另一端与第二接触器16的负极相连；
所述第三接触器17的正极与第二接触器16的负极相连，第三接触器17的负极与第一熔断器18的一端相连，第一熔断器18的另一端与第一高压支路正接口13相连。
正极模块1的第三种技术方案：
如图11所示，所述电池正接口11与第二接触器16的正极相连，第二接触器16的负极与放电正接口12相连；
所述第一接触器14的正极与第二接触器16的正极相连，第一接触器14的负极与第一电阻15的一端相连，第一电阻15的另一端与第二接触器16的负极相连。
正极模块1的第四种技术方案：
如图12所示，所述电池正接口11与第二接触器16的正极相连，第二接触器16的负极与放电正接口12相连；
所述第一电阻15的一端与第二接触器16的正极相连，第一电阻15的另一端与第一接触器14的正极相连，第一接触器14的负极与第二接触器16的负极相连；
所述第三接触器17的正极与第二接触器16的负极相连，第三接触器17的负极与第一熔断器18的一端相连，第一熔断器18的另一端与第一高压支路正接口13相连。
正极模块1的第五种技术方案：
如图13所示，所述电池正接口11与第二接触器16的正极相连，第二接触器16的负极与放电正接口12相连；
所述第一电阻15的一端与第二接触器16的正极相连，第一电阻15的另一端与第一接触器14的正极相连，第一接触器14的负极与第二接触器16的负极相连；
所述第三接触器17的正极与第二接触器16的正极相连，第三接触器17的负极与第一熔断器18的一端相连，第一熔断器18的另一端与第一高压支路正接口13相连。
正极模块1的第六种技术方案：
如图14所示，所述电池正接口11与第二接触器16的正极相连，第二接触器16的负极与放电正接口12相连；
所述第一电阻15的一端与第二接触器16的正极相连，第一电阻15的另一端与第一接触器14的正极相连，第一接触器14的负极与第二接触器16的负极相连。
负极模块包括：
放电负支路或放电负支路和高压负载支路；
所述放电负支路包括：电池负接口21依次通过第二电流传感器24、第五接触器25与放电负接口22连接；
所述高压负载支路包括：第二高压支路负接口23依次通过第二熔断器27、第六接触器26与放电负接口22连接。
所述负极模块2包括多种方案，具体描述如下：
负极模块2的第一种技术方案：
如图15所示，所述电池负接口21穿过第二电流传感器24与第五接触器25的负极相连，第五接触器25的正极与放电负接口22相连；
所述第六接触器26的负极与第五接触器25的正极相连，第六接触器26的正极与第二熔断器27的一端相连，第二熔断器27的另一端与第二高压支路负接口23相连。
负极模块2的第二种技术方案：
如图16所示，所述电池负接口21穿过第二电流传感器24与第五接触器25的负极相连，第五接触器25的正极与放电负接口22相连。
快充模块包括：
快充支路；
所述快充支路包括：快充负接口31与第四接触器33的负极相连，第四接触器33的正极与快充正接口32相连。
快充模块3的快充技术方案：
如图17所示，所述快充负接口31与第四接触器33的负极相连，第四接触器33的正极与快充正接口32相连。
所述BDU系统的五种技术方案各自所应用的模块在匹配不同的技术方案时，可形成不同的电池系统高压电气架构。所述正极模块1兼容6种技术方案，快充模块3含有1种技术方案，负极模块2兼容2种技术方案。所以所述BDU系统的五种技术方案分别可兼容的电池系统高压电气架构种类数量为：
BDU系统的第一种技术方案：
Figure BDA0003020301230000101
BDU系统的第二种技术方案：
Figure BDA0003020301230000102
BDU系统的第三种技术方案：
Figure BDA0003020301230000103
BDU系统的第四种技术方案：
Figure BDA0003020301230000104
BDU系统的第五种技术方案：
Figure BDA0003020301230000105
综上，所述BDU的五种技术方案可兼容电池系统高压电气架构的种类总数为54种。
以“BDU的第一种技术方案+正极模块1的第一种技术方案+快充模块3的快充技术方案+负极模块2第一种技术方案”组合而成的高压电气架构为例：
如图18所示，电池组4正极与正极模块1的电池正接口11相连，所述电池正接口11与第二接触器16的正极相连，第二接触器16的负极与放电正接口12相连；所述第一接触器14的正极与第二接触器16的正极相连，第一接触器14的负极与第一电阻15的一端相连，第一电阻15的另一端与第二接触器16的负极相连；所述第三接触器17的正极与第二接触器16的正极相连，第三接触器17的负极与第一熔断器18的一端相连，第一熔断器18的另一端与第一高压支路正接口13相连；所述正极模块1的放电正接口12与放电连接器5的正极相连。
所述快充模块3的快充负接口31与正极模块1的电池正接口11相连，所述快充负接口31与第四接触器33的负极相连，第四接触器33的正极与快充正接口32相连；所述快充模块3的快充正接口32与快充连接器6的正极相连。
电池组4负极与负极模块2的电池负接口21相连，所述电池负接口21穿过第二电流传感器24与第五接触器25的负极相连，第五接触器25的正极与放电负接口22相连；所述第六接触器26的负极与第五接触器25的正极相连，第六接触器26的正极与第二熔断器27的一端相连，第二熔断器27的另一端与第二高压支路负接口23相连；所述负极模块2的放电负接口22分别与放电连接器5的负极和快充连接器6的负极相连。

Claims (10)

1.一种高兼容性BDU系统，其特征在于，包括：放电电路或放电电路和充电电路；
正极模块(1)和或负极模块(2)与电池组(4)、放电连接器(5)形成放电电路，所述正极模块(1)连接到电池组(4)的正极和放电连接器(5)正极之间的通路上，所述负极模块(2)连接到电池组(4)的负极与放电连接器(5)负极之间的通路上；
电池组(4)的正极、快充模块(3)、快充连接器(6)、负极模块(2)、电池组(4)的负极依次连接形成充电电路；或在电池组(4)的正极与快充模块(3)之间连接一个正极模块(1)形成充电电路。
2.根据权利要求1所述的一种高兼容性BDU系统，其特征在于，电池组(4)的正极、正极模块(1)、放电连接器(5)、负极模块(2)、电池组(4)的负极依次连接；快充模块(3)连接到电池组(4)正极和快充连接器(6)正极之间，快充连接器(6)的负极与放电连接器(5)的负极连接。
3.根据权利要求1所述的一种高兼容性BDU系统，其特征在于，电池组(4)的正极、正极模块(1)、放电连接器(5)、负极模块(2)、电池组(4)的负极依次连接；快充模块(3)连接到放电连接器(5)正极和快充连接器(6)正极之间，快充连接器(6)的负极与放电连接器(5)的负极连接。
4.根据权利要求1所述的一种高兼容性BDU系统，其特征在于，电池组(4)的正极、正极模块(1)、放电连接器(5)、负极模块(2)、电池组(4)的负极依次连接。
5.根据权利要求1所述的一种高兼容性BDU系统，其特征在于，电池组(4)的正极、正极模块(1)、放电连接器(5)、电池组(4)的负极依次连接。
6.根据权利要求5所述的一种高兼容性BDU系统，其特征在于，还包括第一电流传感器(7)，所述第一电流传感器(7)连接到电池组(4)负极和放电连接器(5)之间。
7.根据权利要求1所述的一种高兼容性BDU系统，其特征在于，电池组(4)的正极、放电连接器(5)、负极模块(2)、电池组(4)的负极依次连接；快充模块(3)连接到电池组(4)正极与快充连接器(6)正极之间，快充连接器(6)的负极与放电连接器(5)的负极连接。
8.用于权利要求1-7所述的一种高兼容性BDU系统的正极模块,其特征在于，包括：放电正支路或放电正支路和加热支路；
所述放电正支路包括：电池正接口(11)通过第二接触器(16)与放电正接口(12)连接，电池正接口(11)依次通过第一接触器(14)、第一电阻(15)与放电正接口(12)连接或依次通过第一电阻(15)、第一接触器(14)与放电正接口(12)连接；
所述加热支路包括：第一高压支路正接口(13)依次通过第一熔断器(18)、第三接触器(17)与电池正接口(11)连接或与放电正接口(12)连接。
9.用于权利要求1-7所述的一种高兼容性BDU系统的负极模块，其特征在于，包括：放电负支路或放电负支路和高压负载支路；
所述放电负支路包括：电池负接口(21)依次通过第二电流传感器(24)、第五接触器(25)与放电负接口(22)连接；
所述高压负载支路包括：第二高压支路负接口(23)依次通过第二熔断器(27)、第六接触器(26)与放电负接口(22)连接。
10.用于权利要求1-7所述的一种高兼容性BDU系统的快充模块，其特征在于，包括：快充支路；
所述快充支路包括：快充负接口(31)与第四接触器(33)的负极相连，第四接触器(33)的正极与快充正接口(32)相连。
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