CN210337590U - 一种电池切断单元bdu及汽车 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种电池切断单元BDU及汽车，涉及电动汽车电池管理技术领域。该电池切断单元BDU包括：壳体；设置于壳体上的正极回路、负极回路以及加热回路；电流传感器、主正继电器和主负继电器；设置于所述壳体底部的电路板PCB或者设置于所述壳体底部的集成线束；所述电流传感器与所述壳体BDU之间具有小于90度的倾斜角；所述主正继电器和主负继电器均卧式安装于所述壳体上；所述PCB和所述集成线束可根据实际需求随意切换使用。本实用新型的方案避免了电池包与上壳的接触空间过大和PCB布线的单一性以及繁琐性，从而提高了电池切断单元BDU空间利用和需求多样的能力，保证电动汽车的品质以及安全可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及电动汽车电池管理技术领域，特别涉及一种电池切断单元BDU及汽车。
背景技术
电池切断单元(Battery Disconnect Unit，BDU)作为新能源汽车动力电池断开与接通高压电的装置，对电池包的安全有着至关重要的作用，是新能源汽车上一个较为关键的部件。
而目前BDU的主继电器和电流传感器均为直立安装装置，且所有器件与BMS(电池管理系统)做连接的只有电路板PCB，实际使用的BDU直立安装，与电池包上壳接触大，降低了空间利用率；PCB布线的单一性且布线也较为繁琐，不利于提高生产效率。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种电池切断单元BDU及汽车，其目的是为了解决BDU与电池包的上壳接触空间过大，以及PCB布线的单一性的问题。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
一种电池切断单元BDU，包括：
壳体；
设置于壳体上的正极回路、负极回路以及加热回路，所述正极回路、负极回路以及加热回路均与电池管理系统BMS电连接；
电流传感器与所述壳体BDU之间具有小于90度的倾斜角；
主正继电器和主负继电器均卧式安装于所述壳体上。
进一步地，所述正极回路包括：预充电阻、预充接触器和主正继电器；所述预充电阻与所述预充接触器电连接，所述预充接触器与所述主正继电器电连接，所述预充电阻与所述主正继电器电连接；所述预充电阻和所述预充接触器均与所述BMS电连接。
进一步地，所述预充电阻的第一端和所述预充接触器的第一端连接；所述预充电阻的第二端与所述主正继电器的第一端连接；所述预充接触器的第二端与所述主正继电器的第二端连接；
电池管理系统BMS通过第三电压检测单元与所述预充接触器第二端和所述主正继电器第二端连接，且所述预充接触器的第二端与所述主正继电器的第二端均与加热电源正极端连接。
进一步地，所述负极回路包括：主负继电器和电流传感器；所述主负继电器和所述电流传感器均与所述BMS电连接；
所述BMS通过电流检测单元与所述电流传感器的第一端连接；所述电流传感器的第二端与所述主负继电器的第一端连接；所述BMS通过第二电压检测单元与所述主负继电器的第二端连接。
进一步地，所述加热回路包括：加热熔断器和加热继电器；所述加热熔断器与所述加热继电器电连接，所述加热熔断器还与所述主负继电器电连接以及所述BMS电连接；
所述加热熔断器的第一端与所述主负继电器的第二端连接；所述加热熔断器的第二端与所述加热继电器的第一端连接；
所述加热继电器的第二端与所述加热电源负极端连接。
进一步地，所述壳体上还设置有低压采样插件以及与汽车高压器件连接的高压采样插件。
进一步地，电池切断单元BDU还包括:
主熔断器；
所述BMS通过第一电压检测单元与所述主熔断器连接。
进一步地，电池切断单元BDU还包括：
高压输出防护盖、高低压采样防护盖、高压输入防护盖、输出正极、加热正极、加热负极、输出负极、输入正极、输入负极；
所述加热正极与所述输出正极连接，所述加热负极与所述输出负极连接；所述高压输出防护盖设置于所述输出正极和输出负极上；
所述高低压采样防护盖设置于所述高压采样插件和所述低压采样插件上；
所述高压输入防护盖设置于所述输入正极和输入负极上。
进一步地，电池切断单元BDU还包括：
设置于所述壳体底部的电路板PCB或者设置于所述壳体底部的集成线束；
所述BDU以及所述BMS与所述PCB或所述集成线束连接。
一种汽车，包括如上所述的电池切断单元BDU。
本实用新型的有益效果是：
上述方案中，电池切断单元BDU包括：壳体；设置于壳体上的正极回路、负极回路以及加热回路，所述正极回路、负极回路以及加热回路均与汽车管理系统BMS电连接；主正继电器，主负继电器、电流传感器以及所述正极回路、负极回路以及加热回路内部走线的电路板PCB或者集成线束。所述电流传感器与所述壳体BDU之间具有小于90度的倾斜角，所述主正继电器和主负继电器均卧式安装于所述壳体上，极大地减少了主继电器与BDU上壳的接触空间，提高了空间利用率；且本实用新型的方案中PCB与集成线束又可根据实际需求随意切换，极大地避免了PCB布线的单一性以及繁琐性，从而提高了电池切断单元BDU空间利用和需求多样的能力，保证电动汽车的品质以及安全可靠性。
附图说明
图1表示本实用新型的电池切断单元BDU的结构示意图之一；
图2表示本实用新型的电池切断单元BDU的结构示意图之二；
图3表示本实用新型的电池切断单元BDU的电气原理示意图；
图4表示本实用新型的电池切断单元BDU的电路板PCB示意图；
图5表示本实用新型的电池切断单元BDU的集成线序示意图。
附图标记说明：
1-壳体；2-电流传感器；3-预充电阻；4-主正继电器；5-主负继电器；6-加热继电器；7-加热熔断器；8-高压输出防护盖；9-高低压采样防护盖；10-高压输入防护盖；11-预充电阻；12-主熔断器；13-高压采样插件；14-低压采样插件；41-电路板PCB；51-集成线束；A-输出正极；B-加热正极；C-加热负极；D-输出负极；E-输入正极；F-输入负极。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本实用新型进行详细描述。
本实用新型针对电池切断单元BDU与电池包的上壳接触空间过大，以及电路板PCB布线的单一性的问题，提供一种电池切断单元BDU及汽车。
如图1所示，本实用新型实施例提供一种电池切断单元BDU，包括：
壳体1；
设置于壳体1上的正极回路、负极回路以及加热回路，所述正极回路、负极回路以及加热回路均与汽车管理系统BMS电连接；
所述电流传感器2与所述壳体1与BDU之间具有小于90度的倾斜角；
所述主正继电器4和主负继电器5均卧式安装于所述壳体1上。本实用新型的实施例中，主正继电器4和主负继电器5均卧式安装于所述壳体1上，所述卧式安装表示为继电器需要平放，继电器轴和地平线是平行的，避免了电池包与上壳的接触空间过大，提高了BDU空间利用，保证电动汽车的品质以及安全可靠性。
本实用新型实施例的一可选实施例中，所述正极回路包括：预充电阻3、预充接触器11和主正继电器4；所述预充电阻3与所述预充接触器11电连接，所述预充接触器11与所述主正继电器4电连接，所述预充电阻3与所述主正继电器4电连接；所述预充电阻3和所述预充接触器11均与电池管理系统BMS电连接；
所述负极回路包括：主负继电器5和电流传感器2；所述主负继电器5和所述电流传感器2均与所述BMS电连接；
所述加热回路包括：加热熔断器7和加热继电器6；所述加热熔断器7与所述加热继电器6电连接，所述加热熔断器7还与所述主负继电器5电连接以及所述BMS电连接。
需要说明的是，该电池切断单元BDU主要应用在电池包高压安全保护过程中，如图3所示，本实用新型实施例的一可选实施例中，所述预充电阻3的第一端和所述预充接触器11的第一端连接；所述预充电阻3的第二端与所述主正继电器4的第一端连接；所述预充接触器11的第二端与所述主正继电器4的第二端连接；所述BMS通过第三电压检测单元V3与所述预充接触器11第二端和所述主正继电器4第二端连接且连接所述预充接触器11和所述主正继电器4的控制开关，且所述预充接触器11的第二端与所述主正继电器4的第二端均与加热电源正极端连接；
所述第三电压检测单元V3用于检测所述预充接触器11和所述主正继电器4是否正常工作，由所述BMS对所述预充接触器11和所述主正继电器4的开关进行控制。
可选地，所述BMS通过电流检测单元与所述电流传感器2的第一端连接；
所述电流传感器2的第二端与所述主负继电器5的第一端连接；
所述BMS通过第二电压检测单元V2与所述主负继电器5的第二端连接与所述预充电阻第一端连接，且所述第二电压检测单元V2分别检测所述主负继电器5和所述预充电阻是否正常工作。
可选地，所述BMS通过电流检测单元与所述电流传感器2的第一端连接；且所述BMS通过电流检测单元检测所述电流传感器2是否正常工作。
可选地，所述加热熔断器7的第一端与所述主负继电器5的第二端连接；
所述加热熔断器7的第二端与所述加热继电器6的第一端连接；所述BMS通过自身检测单元与所述加热继电器6的控制开关连接；
所述加热继电器6的第二端与所述加热电源负极端连接。
可选地，所述电池切断单元BDU，还包括:主熔断器12；
所述BMS通过第一电压检测单元V1与所述主熔断器12连接，所述BMS通过第一电压检测单元V1检测所述主熔断器12是否正常工作。
本实用新型实施例的一可选实施例中，再如图1所示，所述电池切断单元BDU还可以包括：输出正极A、加热正极B、加热负极C、输出负极D、输入正极E、输入负极F；
所述加热正极B与所述输出正极A连接，所述加热负极C与所述输出负极D连接；所述壳体1上还设置有低压采样插件14及与汽车高压器件连接的高压采样插件13。
需要说明的是，为了保护壳体内部电极，继续如图2所示，本实用新型实施例的预充电阻保护电路还应包括：高压输出防护盖8、高低压采样防护盖9、高压输入防护盖10；
所述高压输出防护盖8设置于所述输出正极A和输出负极D上；
所述高低压采样防护盖9设置于所述高压采样插件13和所述低压采样插件14上；
所述高压输入防护盖10设置于所述输入正极E和输入负极F上。
需要说明的是，该电池切断单元BDU通过所述BMS对所述主正继电器4、主负继电器5、加热继电器6以及预充接触器11均有控制，如图4或如图5所示，本实用新型实施例的预充电池切断单元BDU还应包括：设置于所述壳体底部的电路板PCB41或者设置于所述壳体底部的集成线束51；
所述BDU以及所述BMS所述通过主正继电器4、主负继电器5、加热继电器6以及预充接触器11的内部走线与所述PCB41或所述集成线束51连接。
需要说明的是，电流传感器2可以将电流信号反馈至所述BMS内部走线上，所述主正继电器4、主负继电器5、加热继电器6以及预充接触器11的连接可以通过所述PCB41或所述集成线束51的连接汇总至所述高压采样插件13以及所述低压采样插件14上，且实际应用中，根据不同需求所述PCB41和所述集成线束51可任意切换进行选择。
本实用新型的上述实施例提供的一体式BDU，用于快换电池包高压安全保护；本实用新型的实施例中，BDU正极回路由预充电阻、预充接触器、主正接触器组成，负极回路由主负接触器、电流传感器组成，加热回路由加热熔断器和加热接触器组成，由单独加热接口连接；主接触器均采用卧式安装，减小BDU的整体高度，实现BDU的整体高度最小化，提高安装空间的最大优化，其中电流传感器直立安装会增加BDU高度，影响BDU与电池包上壳接触空间，其中电流传感器安装考虑电流传感器进出铜排的要求，进行倾斜安装，可大大减小BDU的高度，实现空间的最大利用率。
本实用新型的上述实施例，BMS的V1检测主熔断器是否有故障，V2检测主负接触器与预充主负接触器、加热接触器、主正接触器、预充接触器均有BMS进行控制工作状态，电流传感器将检测电流信号反馈至BMS内部走线上，所有器件连接可通过线束进行连接汇总至高低压通信接口，也可将所有信号通过PCB进行汇总至高低压通信接口，PCB板可与线束连接总成进行直接替换，根据具体需求进行选择，提供BDU的可用性及集成性。提高BDU整体电流采集精度，实现BDU的集成最小化，噪声小，高低压连接采用线束与PCB板两种连接方案，且可以实现互换。
本实用新型的实施例还提供一种汽车，包括如上所述的电池切断单元BDU。其中，电池切断单元BDU，既可以避免了电池包与上壳的接触空间过大，又可以极大地避免了PCB布线的单一性以及繁琐性，电池切断单元BDU空间利用和需求多样的能力，保证电动汽车的品质以及安全可靠性。
以上所述的是本实用新型的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本实用新型所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本实用新型的保护范围内。
Claims (10)
1.一种电池切断单元BDU，其特征在于，包括:
壳体(1)；
设置于壳体(1)上的正极回路、负极回路以及加热回路，所述正极回路、负极回路以及加热回路均与电池管理系统BMS电连接；
电流传感器(2)与所述壳体(1)BDU之间具有小于90度的倾斜角；
主正继电器(4)和主负继电器(5)均卧式安装于所述壳体(1)上。
2.根据权利要求1所述的电池切断单元BDU，其特征在于，所述正极回路包括：
预充电阻(3)、预充接触器(11)和主正继电器(4)；
所述预充电阻(3)与所述预充接触器(11)电连接，所述预充接触器(11)与所述主正继电器(4)电连接，所述预充电阻(3)与所述主正继电器(4)电连接；所述预充电阻(3)和所述预充接触器(11)均与所述BMS电连接。
3.根据权利要求2所述的电池切断单元BDU，其特征在于，
所述预充电阻(3)的第一端和所述预充接触器(11)的第一端连接；
所述预充电阻(3)的第二端与所述主正继电器(4)的第一端连接；
所述预充接触器(11)的第二端与所述主正继电器(4)的第二端连接；
电池管理系统BMS通过第三电压检测单元(V3)与所述预充接触器(11)第二端和所述主正继电器(4)第二端连接，且所述预充接触器(11)的第二端与所述主正继电器(4)的第二端均与加热电源正极端连接。
4.根据权利要求1所述的电池切断单元BDU，其特征在于，所述负极回路包括：主负继电器(5)和电流传感器(2)；所述主负继电器(5)和所述电流传感器(2)均与所述BMS电连接；
所述BMS通过电流检测单元与所述电流传感器(2)的第一端连接；所述电流传感器(2)的第二端与所述主负继电器(5)的第一端连接；所述BMS通过第二电压检测单元(V2)与所述主负继电器(5)的第二端连接。
5.根据权利要求1所述的电池切断单元BDU，其特征在于，所述加热回路包括：加热熔断器(7)和加热继电器(6)；所述加热熔断器(7)与所述加热继电器(6)电连接，所述加热熔断器(7)还与所述主负继电器(5)电连接以及所述BMS电连接；
所述加热熔断器(7)的第一端与所述主负继电器(5)的第二端连接；
所述加热熔断器(7)的第二端与所述加热继电器(6)的第一端连接；
所述加热继电器(6)的第二端与加热电源负极端连接。
6.根据权利要求1所述的电池切断单元BDU，其特征在于，
所述壳体(1)上还设置有低压采样插件(14)以及与汽车高压器件连接的高压采样插件(13)。
7.根据权利要求1所述的电池切断单元BDU，其特征在于，还包括:
主熔断器(12)；
所述BMS通过第一电压检测单元(V1)与所述主熔断器(12)连接。
8.根据权利要求6所述的电池切断单元BDU，其特征在于，还包括：
高压输出防护盖(8)、高低压采样防护盖(9)、高压输入防护盖(10)、输出正极(A)、加热正极(B)、加热负极(C)、输出负极(D)、输入正极(E)、输入负极(F)；
所述加热正极(B)与所述输出正极(A)连接，所述加热负极(C)与所述输出负极(D)连接；所述高压输出防护盖(8)设置于所述输出正极(A)和输出负极(D)上；
所述高低压采样防护盖(9)设置于所述高压采样插件(13)和所述低压采样插件(14)上；
所述高压输入防护盖(10)设置于所述输入正极(E)和输入负极(F)上。
9.根据权利要求1所述的电池切断单元BDU，其特征在于，还包括：
设置于所述壳体底部的电路板PCB(41)或者设置于所述壳体底部的集成线束(51)；
所述BDU以及所述BMS与所述PCB(41)或所述集成线束(51)连接。
10.一种汽车，其特征在于，包括:如权利要求1至9中任一项所述的电池切断单元BDU。
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