CN208045575U - 一种电池pack结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种电池PACK结构，包括箱体，箱体内集成设置有高压控制盒组件与电池PACK组件。电池PACK组件包括被动均衡式BMS、电池维护接口、电池模组、电池加热膜、电池固定压板、连接铜排和分流器。BMS分别与电池模组、电池维护接口及信号控制接口电连接。高压控制盒组件包括主接触器、预充接触器、充电接触器、备用接触器、加热接触器、接触器控制装置、检修开关、熔断器以及预充电阻。本实用新型方便了整车布置，节省了整车的布置空间，节省了成本，且避免了存在的安全隐患问题。既能降低BMS的成本，又解决了被动均衡式BMS无法实现电池均衡的问题及电池维护保养困难的问题。

Description

一种电池PACK结构

技术领域

本实用新型涉及电池封装领域，尤其涉及一种可适用于锂离子电池的电池PACK结构。

背景技术

近年来随着国家的大力支持和推进，中国的新能源汽车的发展取得了长足进步，各式各样的新能源汽车已经陆续走进我们的日常生活。自 1990年问世以来，锂离子电池因其能量密度高、电压高、环保、寿命长以及可快速充电等优点，深受3C数码、动力工具等行业的追捧，特别是对新能源汽车行业的贡献尤为突出，是国家战略发展的重要一环。众所周知，现在的锂电池PACK内部只装配了锂电池模组、电池加热单元、 BMS、线束及电压、温度采集单元，而且为了保证电池的一致性，BMS 的使用有两种方案，一种是被动均衡BMS，成本较低；一种是主动均衡 BMS，成本较高。一般新能源车为了降低车辆成本基本都采用被动均衡BMS。

现有技术存在以下问题，1、新能源车辆的电池PACK与高压控制盒采用分体结构，即高压控制盒与电池PACK是各自独立的单体，它们之间的连接线较多，成本高，不方便整车布置，给整车的装配和使用带来严重的安全隐患。2、采用被动均衡式BMS无法实现电池均衡的问题，电池维护保养困难。3、现阶段新能源车检修开关方式为，在电器回路当中串接一个大的熔断器，在车辆需要检修时将该开关拔出来，来实现切断整车电器回路的作用。该方式的开关成本高，不方便装配，如接触不良存在安全隐患。

公开于本实用新型背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电池PACK结构，解决现有技术中高压控制盒与电池PACK分体结构复杂、连接线较多、成本高、存在安全隐患的问题。

本实用新型的目的是这样实现的：一种电池PACK结构，包括箱体，所述箱体内集成设置有高压控制盒组件与电池PACK组件。

在本实用新型的一较佳实施方案中，所述箱体上设有主输出接口及辅助输出接口；所述电池PACK组件包括BMS和电池模组；所述电池模组与所述BMS电连接；

所述高压控制盒组件包括主接触器，所述主接触器的第一连接端通过熔断器与所述电池模组电连接，所述主接触器的第二连接端分别与所述主输出接口及所述辅助输出接口电连接。

在本实用新型的一较佳实施方案中，所述高压控制盒组件还包括预充接触器和预充电阻，所述预充接触器的第一连接端通过熔断器与所述电池模组电连接，所述预充接触器的第二连接端通过所述预充电阻分别与所述主输出接口及所述辅助输出接口电连接。

在本实用新型的一较佳实施方案中，所述箱体上还设有直流输出接口和充电接口；所述高压控制盒组件还包括充电接触器，所述充电接触器的第一连接端通过熔断器与所述电池模组电连接，所述充电接触器的第二连接端分别与所述直流输出接口和所述充电接口电连接。

在本实用新型的一较佳实施方案中，所述电池PACK组件还包括电池加热膜和分流器；所述分流器的第一连接端分别与所述电池模组及所述BMS电连接；所述分流器的第二连接端分别与所述BMS、所述电池加热膜、所述主输出接口、所述辅助输出接口、所述直流输出接口及所述充电接口电连接；

所述高压控制盒组件还包括加热接触器，所述加热接触器的第一连接端通过熔断器与充电接口正极电连接，所述加热接触器的第二连接端与所述电池加热膜电连接。

在本实用新型的一较佳实施方案中，所述高压控制盒组件还包括接触器控制装置，所述接触器控制装置分别与所述BMS及各个接触器电连接，用于控制各个接触器的通断。

在本实用新型的一较佳实施方案中，所述高压控制盒组件还包括检修开关，所述检修开关串接在与所述BMS连接的电源线上，用于控制所述BMS的电源，不让其工作，进而控制主接触器的线圈的导通或断开。

在本实用新型的一较佳实施方案中，所述高压控制盒组件还包括备用接触器。

在本实用新型的一较佳实施方案中，所述BMS为被动均衡式，所述电池PACK组件还包括电池维护接口，所述BMS与所述电池维护接口电连接，所述电池维护接口用于对电池进行检修和维护；所述箱体上设有检修盖板，所述电池维护接口的位置与所述检修盖板的位置对应。

在本实用新型的一较佳实施方案中，所述电池PACK组件包括被动均衡式BMS及电池维护接口，所述被动均衡式BMS与所述电池维护接口电连接，所述电池维护接口用于对电池进行检修和维护。

在本实用新型的一较佳实施方案中，所述箱体上设有检修盖板，所述电池维护接口的位置与所述检修盖板的位置对应。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、在箱体内集成设置有高压控制盒组件与电池PACK组件，该布置方案方便了整车布置，节省了整车的布置空间，节省了成本，且避免了存在的安全隐患问题。

2、采用被动均衡式BMS与电池维护接口的组合，既能降低BMS 的成本，又解决了被动均衡式BMS无法实现电池均衡的问题及电池维护保养困难的问题。

3、在与BMS连接的电源线上串接检修开关，用于控制所述BMS 的电源，不让其工作，进而控制主接触的线圈的导通或断开。当车辆需要维护或维修时，通过手动操作检修开关，强制将整车电器回路的所有接触器的线圈关断，防止在维护或维修时发生短路或触电危险，保证维修人员的人身安全。该方式的检修开关成本低，装配方便。

在纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本实用新型某些原理的具体实施方案中，本实用新型的装置所具有的其它特征和优点将变得清楚或得以更为具体地阐明。

附图说明

图1为本实用新型电池PACK结构的示例性实施方案中打开箱体上盖后的俯视图；

图2为图1所示的示例性实施方案的打开箱体侧壁后的前视图；

图3为图1所示的示例性实施方案的带有箱体上盖的俯视图；

图4为图1所示的示例性实施方案的带有箱体上盖的左视图；

图5为图1所示的示例性实施方案的电路连接示意图。

附图标记说明：

1、电池加热膜；2、加热接触器；3、电池维护接口；4/6/7/23、熔断器；5、充电接触器；8、预充接触器；9、DC输出/充电接口；10、信号控制接口；11、备用接触器；12、BMS；13、辅助输出接口；14/17/19、电池固定压板；15、箱体；16、电池模组；18、连接铜排；20、预充电阻；21、主接触器；22、分流器；24、箱体盖；25、检修盖板；26、主输出接口；27、接触器控制装置；28、检修开关。

应当了解，所附附图并非按比例地绘制，显示了说明本实用新型的基本原理的各种特征的略微简化的画法。本文所公开的本实用新型的具体设计特征(包括例如具体尺寸、方向、位置和形状)将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

在这些图中，贯穿附图的多幅图，附图标记涉及本实用新型的相同或等同的部分。

具体实施方式

下面将详细参考本实用新型的各个实施方案，这些实施方案的示例被显示在附图中并描述如下。尽管本实用新型将与示例性实施方案相结合进行描述，应当理解本说明书并非旨在将本实用新型限制为那些示例性实施方案。相反，本实用新型旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本实用新型的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。

在以下描述中所使用的技术术语仅是为了描述特定实施方案的目的并不旨在对本实用新型进行限制。

包括以下描述中使用的技术术语和科学术语的所有术语可以具有本领域技术人员通常理解的含义，除非另有说明。另外，在一般使用的字典中定义的术语解释为具有与相关技术文献和本实用新型的公开相符的含义，除非另有说明，否则不解释为具有理想的或过于正式的含义。

在下文中，将参照附图描述根据本实用新型示例性实施方案的电池 PACK结构。该电池PACK结构可以适用于新能源电动汽车的锂离子电池，但也可以适用于其他需要电池PACK结构的应用场合。

电池PACK(也称作电池包)主要用在新能源电动汽车，通常为锂离子电池PACK。现有的新能源电动汽车在产品集成方面采用高压控制盒与电池 PACK分体设置的方案，不方便整车布置，成本高，接线工艺复杂，不方便工人安装并且电安全性能较差。另外，如果采用主动均衡式BMS，能够较好地平衡各个电池单元的利用率，保证电池寿命，但是成本高；如果采用被动均衡式BMS，能够降低成本，但是电池能量利用率低，对电池寿命影响较大，成本与效益两者不能兼得。因此，针对以上现有技术所存在的问题，本实用新型提供了一种电池PACK结构，该电池PACK结构的其中一个改进思想是将车辆高压控制盒与锂离子电池PACK系统集成设置。根据该改进思想，在电池PACK结构的箱体内集成设置有高压控制盒组件与电池PACK 组件。高压控制盒组件与电池PACK组件根据具体应用场合的不同，可以包括不同的单元组件，这些单元组件根据要求串/并联形成电池PACK结构。该改进方案解决了高压控制盒与锂离子电池PACK分体结构复杂，连接线较多，成本高，给电池的组装和使用带来严重安全隐患的技术问题。

该电池PACK结构的另一个改进思想是采用被动均衡式BMS与电池维护接口的组合。根据该改进思想，电池PACK组件包括被动均衡式BMS及电池维护接口，所述被动均衡式BMS与所述电池维护接口电连接，通过所述电池维护接口可以定期手动对电池进行检修和维护。既能降低BMS的成本，又解决了被动均衡式BMS无法实现电池均衡的问题及电池维护保养困难的问题。

下面一并参见图1、图2、图3、图4和图5来具体说明该电池PACK 结构的一个示例性实施方案。图1为本实用新型电池PACK结构的示例性实施方案中打开箱体上盖后的俯视图；图2为图1所示的示例性实施方案的打开箱体侧壁后的前视图；图3为图1所示的示例性实施方案的带有箱体上盖的俯视图；图4为图1所示的示例性实施方案的带有箱体上盖的左视图；图 5为图1所示的示例性实施方案的电路连接示意图。

该电池PACK结构具有一个箱体15，箱体15的顶部设有箱体盖24，箱体15的侧壁设有主输出接口26、辅助输出接口13、信号控制接口10以及直流输出接口和充电接口(以下称为DC输出/充电接口9)；箱体15内部集成设置有电池PACK组件和高压控制盒组件。电池PACK组件包括BMS (电池管理系统)12、电池维护接口3、电池模组16、电池加热膜1(可以具有多个)、电池固定压板14/17/19、连接铜排18和分流器22。所述BMS12 为被动均衡式，所述BMS12分别与所述电池模组16、电池维护接口3及信号控制接口10电连接。电池模组16具有多个，多个电池模组16根据箱体 15的形状按照一定方式整齐排列在箱体15内，并分别通过电池固定压板 14/17/19从电池模组16的顶部对其进行压紧。多个电池加热膜1设置在电池模组16与箱体15的侧壁之间(本实施例中加热膜1的设置位置仅为示例性表示，电池包内部可以根据需求在电池/电池模组中间、电池/电池模组周边及电池/电池模组底部均可增加加热膜以提高电池加热效率)，用于对电池模组16进行加热。电池模组16之间通过连接铜排18电连接。箱体15的箱体盖24上设有检修盖板25，所述电池维护接口3的位置与所述检修盖板25 的位置对应。打开检修盖板25即可通过电池维护接口3对电池模组16进行检测和维护。

因采用被动均衡式BMS，当车辆行驶一段时间后电池会存在一定的压差，如果不进行维护、均衡处理，车辆续驶里程及电池寿命会大大缩减。所以当车辆使用一段时间后，车辆需要进行例行保养的时候，4S店可以打开箱体盖24上的检修盖板25，使用检测设备通过电池维护接口3对车辆电池进行检测、维护。当检测到电池有电量不一致的情况下，可以用检测均衡设备对落后电量的电池进行补电，使电池PACK内的电池模组16的电量都能达到一致。这样既节省了产品制造费用，而且还能保证电池的一致性，延长电池的寿命。

所述高压控制盒组件包括主接触器21、预充接触器8、充电接触器5、备用接触器11、加热接触器2、接触器控制装置27、检修开关28、熔断器 4/6/7/23以及预充电阻20。其中，所述主接触器21的第一连接端通过熔断器4与所述电池模组16的正极电连接，所述主接触器21的第二连接端分别与所述主输出接口26的正极端口及所述辅助输出接口13的正极端口电连接。所述预充接触器8的第一连接端通过熔断器6与所述电池模组16的正极电连接，所述预充接触器8的第二连接端串接所述预充电阻20，所述预充电阻20分别与所述主输出接口26的正极端及所述辅助输出接口13的正极端口电连接。主接触器21与预充接触器8和预充电阻20形成并联关系。所述充电接触器5的第一连接端通过熔断器7与所述电池模组16的正极电连接，所述充电接触器5的第二连接端分别与DC输出/充电接口9的正极端口电连接。所述主输出接口26、辅助输出接口13以及DC输出/充电接口9的负极端口依次通过导线连接，并连接至所述分流器22的第二连接端，分流器22的第二连接端还与BMS12电连接。所述加热接触器2的第一连接端通过熔断器23与所述DC输出/充电接口9的正极电连接，所述加热接触器2 的第二连接端与电池加热膜1串接，电池加热膜1还电连接至与主输出接口26、辅助输出接口13以及DC输出/充电接口9的负极端口相连的导线上。电池模组16的负极通过分流器22的第一连接端电连接至BMS12。所述接触器控制装置27分别与所述BMS及各个接触器(主接触器21、预充接触器8、充电接触器5及加热接触器2)的线圈K1、K2、K3、K4电连接，用于控制各个接触器的通断。另外，与所述BMS12连接的电源线上还串接有检修开关28，用于控制所述BMS12的电源，不让其工作，进而控制主接触的线圈的导通或断开。当车辆需要维护或维修时，通过手动操作检修开关28，强制将整车电器回路的接触器2、5、8、21的线圈K4、K3、K2、K1关断，防止在维护或维修时发生短路或触电危险，保证维修人员的人身安全。该方式的检修开关成本低，装配方便。备用接触器11设置在箱体15底部，以便在其他接触器出现问题时替代使用。整车控制器可以通过信号控制接口10 来控制各个接触器等组件为整车提供电能。

从以上的应用示例可以看出，本实用新型的优点和有益效果：

1、将高压控制盒与电池PACK集成设计，降低了成本，方便整车布置，节省了整车布置空间，提高了整车装配的便利性。

2、将高压控制盒组件与电池PACK组件均布置在同一个箱体内，方便线束连接，节省了线束成本，提高了整车电器安全性。

3、增加了电池维护接口，解决了采用被动均衡式BMS无法实现电池均衡的问题及电池维护保养困难的问题。

4、该方案可以采用被动均衡式BMS，降低了BMS成本。

5、采用在与BMS连接的电源线上串接检修开关的形式，作为检修开关用于控制所述BMS的电源，该方式的检修开关成本低，装配方便。

前面对本实用新型具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并非意欲穷尽，或者将本实用新型严格限制为所公开的具体形式，显然，根据上述教导可能进行很多改变和变化。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本实用新型的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本实用新型的范围意在由所附权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (11)

1.一种电池PACK 结构，包括箱体，其特征在于，所述箱体内集成设置有高压控制盒组件与电池PACK组件。

2.如权利要求1所述的电池PACK 结构，其特征在于，所述箱体上设有主输出接口及辅助输出接口；所述电池PACK组件包括BMS和电池模组；所述电池模组与所述BMS电连接；

所述高压控制盒组件包括主接触器，所述主接触器的第一连接端通过熔断器与所述电池模组电连接，所述主接触器的第二连接端分别与所述主输出接口及所述辅助输出接口电连接。

3.如权利要求2所述的电池PACK 结构，其特征在于，所述高压控制盒组件还包括预充接触器和预充电阻，所述预充接触器的第一连接端通过熔断器与所述电池模组电连接，所述预充接触器的第二连接端通过所述预充电阻分别与所述主输出接口及所述辅助输出接口电连接。

4.如权利要求3所述的电池PACK 结构，其特征在于，所述箱体上还设有直流输出接口和充电接口；所述高压控制盒组件还包括充电接触器，所述充电接触器的第一连接端通过熔断器与所述电池模组电连接，所述充电接触器的第二连接端分别与所述直流输出接口和所述充电接口电连接。

5.如权利要求4所述的电池PACK 结构，其特征在于，所述电池PACK组件还包括电池加热膜和分流器；所述分流器的第一连接端分别与所述电池模组及所述BMS电连接；所述分流器的第二连接端分别与所述BMS、所述电池加热膜、所述主输出接口、所述辅助输出接口、所述直流输出接口及所述充电接口电连接；

所述高压控制盒组件还包括加热接触器，所述加热接触器的第一连接端通过熔断器与充电接口正极电连接，所述加热接触器的第二连接端与所述电池加热膜电连接。

6.如权利要求5所述的电池PACK 结构，其特征在于，所述高压控制盒组件还包括接触器控制装置，所述接触器控制装置分别与所述BMS及各个接触器电连接，用于控制各个接触器的通断。

7.如权利要求6所述的电池PACK 结构，其特征在于，所述高压控制盒组件还包括检修开关，所述检修开关串接在与所述BMS连接的电源线上，用于控制所述BMS的电源，不让其工作，进而控制主接触器的线圈的导通或断开。

8.如权利要求2所述的电池PACK 结构，其特征在于，所述高压控制盒组件还包括备用接触器。

9.如权利要求2至8任一项所述的电池PACK 结构，其特征在于，所述BMS为被动均衡式，所述电池PACK组件还包括电池维护接口，所述BMS与所述电池维护接口电连接，所述电池维护接口用于对电池进行检修和维护；所述箱体上设有检修盖板，所述电池维护接口的位置与所述检修盖板的位置对应。

10.如权利要求1所述的电池PACK 结构，其特征在于，所述电池PACK组件包括被动均衡式BMS及电池维护接口，所述被动均衡式BMS与所述电池维护接口电连接，所述电池维护接口用于对电池进行检修和维护。

11.如权利要求10所述的电池PACK 结构，其特征在于，所述箱体上设有检修盖板，所述电池维护接口的位置与所述检修盖板的位置对应。