CN212033175U - 一种纯电动汽车高压动力电池包 - Google Patents

Abstract

一种纯电动汽车高压动力电池包，包括由布置于电池包壳体内部的多个电池串联而成的电芯模组和BMS智能控制模块，电芯模组负极串接电池包外接保险后与电流传感器的一端相连接，电流传感器的另一端串接主负继电器、总负继电器电压检测和总负继电器粘连检测后与电池包壳体接插件的负极相连接，电流传感器的另一端依次串接加热负继电器电压检测、加热负继电器温度检测、加热负继电器、加热膜保险后与加热膜的负极相连接；电芯模组正极与电池包壳体接插件的正极相连接，电芯模组正极依次串接加热正继电器温度检测、热正继电器电压检测和加热正继电器后与加热膜的正极相连接。本设计不仅极大的简化了动力电池包的内部布置，而且控制可靠、适用范围广。

Description

一种纯电动汽车高压动力电池包

技术领域

本实用新型涉及一种纯电动汽车高压动力电池包，具体适用于优化电池包布置、提高控制部件集成度。

背景技术

纯电动汽车作为新能源汽车的未来发展的重要一种类型，基本对环境没有污染。在国家的大力支持下，从2012年开始，各种类型的纯电动汽车得到的迅速的发展。随着新能源汽车的产能增大，整车对于动力电池包的设计要求越来越高，电动汽车电池包的内部布置，正在一步步向着CAN线通讯方向发展，改变动力电池包内部布置结构，优化动力电池包内部空间，不仅降低了整车电池包布置的难度以及整车的重量，也提高了整车的可靠性，整车控制策略同时相对比较容易实现。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的动力电池包布线复杂、智能化程度低的问题，提供了一种集中布线、智能化程度高的纯电动汽车高压动力电池包。

为实现以上目的，本实用新型的技术解决方案是：

一种纯电动汽车高压动力电池包，所述动力电池包包括由布置于电池包壳体内部的多个电芯串联而成的电芯模组和BMS智能控制模块，电芯模组的负极串接电池包外接保险后与电流传感器的一端相连接，电流传感器的另一端串接主负继电器、总负继电器电压检测和总负继电器粘连检测后与电池包壳体接插件的负极相连接，电流传感器的另一端依次串接加热负继电器电压检测、加热负继电器温度检测、加热负继电器、加热膜保险后与加热膜的负极相连接；

电芯模组的正极与电池包壳体接插件的正极相连接，电芯模组的正极依次串接加热正继电器温度检测、热正继电器电压检测和加热正继电器后与加热膜的正极相连接。

所述动力电池包内还包括互锁Ⅰ和互锁Ⅱ，互锁Ⅰ依次串接电池包壳体接插件的互锁端和电池包外接保险插接件的互锁端后与互锁Ⅱ相连接，互锁Ⅰ和互锁Ⅱ与BMS智能控制模块信号连接。

所述电芯模组的每个电芯上分别从BMS智能控制模块上接入电压采集检测、温度采集检测。

所述BMS智能控制模块分别与总负继电器粘连检测、总负继电器电压检测、加热负继电器电压检测、加热负继电器温度检测、热正继电器电压检测、加热正继电器温度检测信号连接；所述BMS智能控制模块分别与主负继电器、加热负继电器、加热正继电器的低压控制端信号连接。

所述主负继电器的低压控制端为主负控制正和主负控制负；所述加热负继电器的低压控制端为加热负控制正和加热负控制负；所述加热正继电器的低压控制端为加热正控制正和加热正控制负。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型一种纯电动汽车高压动力电池包中的高压配电线路设置合理，大大简化了动力电池包内部布置，使电池包布线结构实现了通用化和标准化，有效简化了动力电池包在整车上布置的难度，便于系统维护和设备维修；动力电池包内部使用CAN线进行通讯，极大的简化了动力电池包的内部布置，使内部布置清晰明了、方便维护。因此，本设计使电池包布线结构实现了通用化和标准化，有效简化了动力电池包在整车上布置的难度。

2、本实用新型一种纯电动汽车高压动力电池包中对动力电池包的控制策略进行了优化与完善，通过CAN线对内部结构进行控制，可以对继电器进行粘连检测、状态判断、母线铜牌温度检测、高压接插件是否连接可靠进行判读，动力电池包内部控制元件进行了较高程度的集成，具有集成度高、控制可靠、信号检测及反馈精准、减少外部高压线束、便于系统高效可靠运行和高压配电系统的快速诊断的优点。因此本设计集成度高、控制可靠，便于系统高效可靠运行和高压配电系统的快速诊断。

3、本实用新型一种纯电动汽车高压动力电池包中的动力电池包加热膜前后使用两个继电器控制，当动力电池包加热膜工作时，如果一个继电器故障，一直吸合 ，这时另一个继电器可以正常断开，降低风险，确保安全。每个继电器都有电压检测、温度检测，主继电器增加了粘连检测，确保动力电池包发生问题时第一时间处理，降低风险，大大提高安全性；电池包内部的控制都集成在BMS智能控制模块，高度集成，节省空间，同时控制反馈及控制处理力度大大提高；而且可以通过CAN线与VCU、OBC等器件进行通讯，减少外接低压线束，方便设计；电芯模组与BMS智能控制模块使用硬线连接，通用性较好，布置合理，优化线束走向，进一步简化了动力电池包内部的空间布置，有利于减小动力电池包箱体大小与质量，更适合在多款车型上进行安装。因此，本设计的电池包结构设计合理，适用范围广。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中：电芯模组1、加热膜保险2、电流传感器3、电池包外接保险4、主负继电器5、总负继电器粘连检测6、加热负继电器7、加热正继电器8、总负继电器电压检测9、加热负继电器电压检测10、加热负继电器温度检测11、加热膜12、热正继电器电压检测13、加热正继电器温度检测14、BMS智能控制模块15、电池包壳体接插件16。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

参见图1，一种纯电动汽车高压动力电池包，所述动力电池包包括由布置于电池包壳体内部的多个电芯串联而成的电芯模组1和BMS智能控制模块15，电芯模组1的负极串接电池包外接保险4后与电流传感器3的一端相连接，电流传感器3的另一端串接主负继电器5、总负继电器电压检测9和总负继电器粘连检测6后与电池包壳体接插件16的负极相连接，电流传感器3的另一端依次串接加热负继电器电压检测10、加热负继电器温度检测11、加热负继电器7、加热膜保险2后与加热膜12的负极相连接；

电芯模组1的正极与电池包壳体接插件16的正极相连接，电芯模组1的正极依次串接加热正继电器温度检测14、热正继电器电压检测13和加热正继电器8后与加热膜12的正极相连接。

所述动力电池包内还包括互锁Ⅰ和互锁Ⅱ，互锁Ⅰ依次串接电池包壳体接插件16的互锁端和电池包外接保险4插接件的互锁端后与互锁Ⅱ相连接，互锁Ⅰ和互锁Ⅱ与BMS智能控制模块15信号连接。

所述电芯模组1的每个电芯上分别从BMS智能控制模块15上接入电压采集检测、温度采集检测。

所述BMS智能控制模块15分别与总负继电器粘连检测6、总负继电器电压检测9、加热负继电器电压检测10、加热负继电器温度检测11、热正继电器电压检测13、加热正继电器温度检测14信号连接；所述BMS智能控制模块15分别与主负继电器5、加热负继电器7、加热正继电器8的低压控制端信号连接。

所述主负继电器5的低压控制端为主负控制正和主负控制负；所述加热负继电器7的低压控制端为加热负控制正和加热负控制负；所述加热正继电器8的低压控制端为加热正控制正和加热正控制负。

本实用新型的原理说明如下：

行车放电工作过程：

动力电池包总正、总负即动力电池包接插件16通过高压盒分别连接控制器总成的高压正极输入端和高压负极输入端，互锁Ⅰ和互锁Ⅱ判断电池包壳体接插件16和电池包外接保险4是否接触良好，如未接触或者接触不良，互锁Ⅰ和互锁Ⅱ处于断路状态，BMS智能控制模块15判断电池包壳体接插件16或电池包外接保险4处于未互锁状态，拒绝整车上电操作，如已上电强制下电，并将状态上报给整车；

当外部接插件正常后，整车下达上电操作后，电池包内部自检，BMS智能检测模块15通过CAN线检测各个电芯模组1的电压检测和温度检测，判断电芯模组1是否存在单体温度偏高或偏低，单体电压偏高或偏低，如果存在单体电压、温度偏高偏低状态，绝缘阻值是否正常、继电器是否粘连。拒绝整车上电操作，如已上电强制下电，把状态反馈给整车；

当外部接插件正常后，整车下达上电操作后，单体电芯电压和温度一致性符合电池包预设数值后，主负继电器吸合，BMS智能检测模块15通过CAN线对总负继电器粘连检测6、总负继电器电压检测9，如果出现总负继电器粘连状态或者总负继电器电压高于或低于预设值，拒绝整车上电操作，如已上电强制下电，把状态反馈给整车；如无问题，根据整车指令进行上下电流程操作；

当外部接插件正常后，整车下达上电操作后，电池包内部自检，BMS智能检测模块15通过CAN线检测各个电芯模组1的电压检测和温度检测，当电芯单体温度低于5℃时，为了BMS智能控制模块16通过CAN线控制加热负继电器7和加热正继电器8闭合，加热膜开始工作，同时通过CAN线对加热负继电器温度检测11、加热负继电器电压检测10、加热正继电器温度检测14、加热正继电器电压检测13，如有问题，及时断开加热负继电器7或加热正继电器8，停止加热膜12工作，防止加热过程引发电池包着火。如加热负继电器7和加热正继电器8温度和电压在预设值之内，保持工作。当各个电芯模组1检测到单体电芯温度到达15℃时，BMS智能控制模块15断开加热负继电器7和加热正继电器8，停止加热膜12工作。

快慢充电工作过程：

当插上充电枪后，VCU上电初始化、自检，同时唤醒BMS。BMS唤醒后与充电机握手成功后向VCU发出“充电枪已插入”报文，同时BMS进行自检，BMS智能控制模块15通过CAN线对各个电芯模组1的电压和温度进行一致性检验。若检测到电芯单体的温度或电压一致性不满足时，BMS智能控制模块15进行强制下电操作，并将状态反馈给VCU。

若检测到单体温度一致但是均低于5℃时，同意上电，VCU检测到充电枪插入报文，集成式高压配电箱收到VCU发送的充电吸合指令后，吸合集成式高压配电箱内部的充电继电器，并控制DC-DC进行工作。同步闭合加热负继电器7和加热正继电器8，使加热膜12优先工作，通过CAN线对加热负继电器温度检测11、加热负继电器电压检测10、加热正继电器温度检测14、加热正继电器电压检测13，如有问题，及时断开加热负继电器7或加热正继电器8，停止加热膜12工作，防止加热过程引发电池包着火。当单体电芯温度均到达15℃时，断开加热负继电器7和加热正继电器8，给电池充电。

若单体电压和温度一致性正常无问题，进行下一步操作。VCU检测到充电枪插入报文，集成式高压配电箱收到VCU发送的充电吸合指令后，吸合集成式高压配电箱内部的充电继电器，并控制DC-DC进行工作。此时，电池包内部的BMS智能控制模块15通过CAN线闭合主负接触器5，并对主负继电器电压检测9、主负继电器粘连检测6，如主负继电器出现粘连状态或者电压高于或低于预设值，BMS智能控制模块进行强制下电指令，并将状态反馈给整车；如一切正常，继续下一步操作，闭合集成式高压配电箱内部充电继电器，进行充电。

下电：当拔掉充电枪后，先停止DC-DC工作及高压附件，再断开充电继电器23，最后断开主负继电器。

VCU为整车控制器，BMS为电池管理系统。

BMS智能控制模块15上电池温度采集和电池电压采集是通过硬线收集每个电芯模组的电池温度和电池电压，每个电芯都会通过硬线连接单独的电池温度采集和电池电压采集端子，然后汇集到电芯模组1（每个电芯模组默认一串），每个电芯模组1收集的各个电芯的温度和电压通过硬线传送到BMS智能控制模块15上的电池温度采集和电池电压采集。然后BMS智能控制模块15进行计算分析处理后发送给VCU。

实施例1：

一种纯电动汽车高压动力电池包，所述动力电池包包括由布置于电池包壳体内部的多个电芯串联而成的电芯模组1和BMS智能控制模块15，电芯模组1的负极串接电池包外接保险4后与电流传感器3的一端相连接，电流传感器3的另一端串接主负继电器5、总负继电器电压检测9和总负继电器粘连检测6后与电池包壳体接插件16的负极相连接，电流传感器3的另一端依次串接加热负继电器电压检测10、加热负继电器温度检测11、加热负继电器7、加热膜保险2后与加热膜12的负极相连接；电芯模组1的正极与电池包壳体接插件16的正极相连接，电芯模组1的正极依次串接加热正继电器温度检测14、热正继电器电压检测13和加热正继电器8后与加热膜12的正极相连接；所述动力电池包内还包括互锁Ⅰ和互锁Ⅱ，互锁Ⅰ依次串接电池包壳体接插件16的互锁端和电池包外接保险4插接件的互锁端后与互锁Ⅱ相连接，互锁Ⅰ和互锁Ⅱ与BMS智能控制模块15信号连接。

实施例2：

实施例2与实施例1基本相同，其不同之处在于：

所述电芯模组1的每个电芯上分别从BMS智能控制模块15上接入电压采集检测、温度采集检测。

实施例3：

实施例3与实施例2基本相同，其不同之处在于：

所述BMS智能控制模块15分别与总负继电器粘连检测6、总负继电器电压检测9、加热负继电器电压检测10、加热负继电器温度检测11、热正继电器电压检测13、加热正继电器温度检测14信号连接；所述BMS智能控制模块15分别与主负继电器5、加热负继电器7、加热正继电器8的低压控制端信号连接；所述主负继电器5的低压控制端为主负控制正和主负控制负；所述加热负继电器7的低压控制端为加热负控制正和加热负控制负；所述加热正继电器8的低压控制端为加热正控制正和加热正控制负。

Claims (5)

1.一种纯电动汽车高压动力电池包，其特征在于：

所述动力电池包包括由布置于电池包壳体内部的多个电芯串联而成的电芯模组(1)和BMS智能控制模块(15)，电芯模组(1)的负极串接电池包外接保险(4)后与电流传感器(3)的一端相连接，电流传感器(3)的另一端串接主负继电器(5)、总负继电器电压检测(9)和总负继电器粘连检测(6)后与电池包壳体接插件(16)的负极相连接，电流传感器(3)的另一端依次串接加热负继电器电压检测(10)、加热负继电器温度检测(11)、加热负继电器(7)、加热膜保险(2)后与加热膜(12)的负极相连接；

电芯模组(1)的正极与电池包壳体接插件(16)的正极相连接，电芯模组(1)的正极依次串接加热正继电器温度检测(14)、热正继电器电压检测(13)和加热正继电器(8)后与加热膜(12)的正极相连接。

2.根据权利要求1所述的一种纯电动汽车高压动力电池包，其特征在于：

所述动力电池包内还包括互锁Ⅰ和互锁Ⅱ，互锁Ⅰ依次串接电池包壳体接插件(16)的互锁端和电池包外接保险(4)插接件的互锁端后与互锁Ⅱ相连接，互锁Ⅰ和互锁Ⅱ与BMS智能控制模块(15)信号连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种纯电动汽车高压动力电池包，其特征在于：

所述电芯模组(1)的每个电芯上分别从BMS智能控制模块(15)上接入电压采集检测、温度采集检测。

4.根据权利要求3所述的一种纯电动汽车高压动力电池包，其特征在于：

所述BMS智能控制模块(15)分别与总负继电器粘连检测(6)、总负继电器电压检测(9)、加热负继电器电压检测(10)、加热负继电器温度检测(11)、热正继电器电压检测(13)、加热正继电器温度检测(14)信号连接；所述BMS智能控制模块(15)分别与主负继电器(5)、加热负继电器(7)、加热正继电器(8)的低压控制端信号连接。

5.根据权利要求4所述的一种纯电动汽车高压动力电池包，其特征在于：

所述主负继电器(5)的低压控制端为主负控制正和主负控制负；所述加热负继电器(7)的低压控制端为加热负控制正和加热负控制负；所述加热正继电器(8)的低压控制端为加热正控制正和加热正控制负。

Images