CN212124911U - 一种动力电池系统电力分配单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型的一种动力电池系统电力分配单元，可解决现有的电池系统能力密度不够高，比较占空间，不能满足需求的技术问题。包括BDU基座，BDU基座上设置BDU上盖，BDU基座的内部设置继电器、预充电阻、霍尔传感器、保险；继电器、预充电阻、霍尔传感器、保险集成在塑料底座，使用连接铜排进行连接，继电器、霍尔传感器的低压采集及供电线路通过低压接插件引出。本实用新型集成化的设计方案，有效减小了电力分配单元的体积，提高了电池箱内空间利用效率。该实用新型主回路保险的单独设计，避免了主回路保险在工作时产生的热量影响继电器等期间的工作。保险盒的单独设计提高了电池箱内空间布置的灵活性，为动力电池系统设计方案提供了更多的可能性。

Description

一种动力电池系统电力分配单元

技术领域

本实用新型涉及动力电池技术领域，具体涉及一种动力电池系统电力分配单元。

背景技术

为使新能源汽车更快更好的融入到社会中，动力电池的安全性能显得至关重要。动力电池系统电力的细化分配，各功能回路的隔离，各功能回路的过流被动防护是动力电池PACK安全研究的重要方向。

电动乘用车在A级车及以上车型的充电系统通常设有快充口和慢充口，充电口的隔离要求动力电池电力分配单元也需要做相关功能回路的隔离。纯电动汽车的全天候运行，要求在极寒领域动力电池需要具备低温加热功能，保证电池工作在适宜温度下，有效提高电池的使用寿命。在电池系统上电和下电过程中，为防止闭合主正继电器(213)时产生浪涌电流，造成继电器损坏，需要在主正继电器(213)两端设置预充回路，起到吸收尖峰电流的作用。由于电池续航里程的越来越高的要求，对动力电池系统能量密度的要求越来越高，为电力分配单元预留的空间越来越小，这就要求各功能回路的合理设计和高度集成。

实用新型内容

本实用新型提出的一种动力电池系统电力分配单元，可解决现有的电池系统能力密度不够高，比较占空间，不能满足需求的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种动力电池系统电力分配单元，包括BDU基座，所述BDU基座上设置BDU 上盖，所述BDU基座的内部设置继电器、预充电阻、霍尔传感器、保险；

所述继电器、预充电阻、霍尔传感器、保险集成在塑料底座，使用连接铜排进行连接，所述继电器、霍尔传感器的低压采集及供电线路通过低压接插件引出。

进一步的，还包括保险盒底座，所述保险盒底座设置保险盒上盖，所述保险盒底座内部设置主回路保险。

进一步的，所述继电器分别包括预充继电器、加热继电器、主正继电器、主负继电器、快充继电器、慢充继电器；

所述主负继电器214供快充回路、慢充回路、放电回路、加热回路共用；

所述快充回路、慢充回路、放电回路、加热回路的正极分别用快充继电器 215、慢充继电器216、主正继电器213、加热继电器212控制。

进一步的，所述保险分别包括加热保险、慢充保险。

由上述技术方案可知，本实用新型的动力电池系统电力分配单元各功能回路的隔离，可以通过继电器的控制有效实现电池管理系统对各功能的单独控制。慢充回路、加热回路、主回路的保险设置，大大降低了回路出现过流情况时的安全风险。主回路的霍尔传感器的设置，可通过电池管理系统实时监控回路电流，在电流出现异常时可及时根据控制策略动作。主回路保险单独设计保险盒，与BDU分离开，提高了电力分配单元在电池箱内布置的灵活性。集成化的设计方案，将电气元件集成在BDU基座和保险盒两个产品中，提高了空间利用率。

本实用新型的有益效果主要表现在以下几个方面：

1、该实用新型集成化的设计方案，有效减小了电力分配单元的体积，提高了电池箱内空间利用效率。

2、该实用新型主回路保险的单独设计，避免了主回路保险在工作时产生的热量影响继电器等期间的工作。保险盒的单独设计提高了电池箱内空间布置的灵活性，为动力电池系统设计方案提供了更多的可能性。

3、该实用新型实现了纯电动乘用车大部分功能并实现了回路隔离，可配合电池管理系统有效进行动力电池系统状态的管理，大大降低了安全失效的风险。

4、该实用新型的电器元件选型可覆盖纯电动乘用车及专用车400V以下电压平台产品，充放电电流可覆盖200A以下平台。

综上所述，本实用新型专利的使用了集成化的设计方案，有效提高了电池箱内空间利用效率，提高了PACK设计的灵活性。慢充保险、加热保险、主回路保险，杜绝了因短路等原因造成的安全隐患。继电器和霍尔可配合BMS实现对动力电池系统的有效管理。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的电力分配单元的拆分示意图；

图3为本实用新型的保险盒结构示意图；

图4为本实用新型的保险盒拆分示意图；

图5为本实用新型的快充回路示意图；

图6为本实用新型的慢充回路示意图；

图7为本实用新型的预充回路示意图；

图8为本实用新型的放电回路示意图；

图9为本实用新型的加热回路示意图；

图10为本实用新型加热保险和慢充保险的弧前时间-预期电流曲线；

图11是本实用新型的主回路保险的弧前时间-预期电流曲线见图11。

附图标记说明：

1-BDU上盖；2-BDU基座；211-预充继电器；212-加热继电器；213-主正继电器；214-主负继电器；215-快充继电器；216-慢充继电器；22-预充电阻； 23-霍尔传感器；241-加热保险；242-慢充保险；25-连接铜排；26-低压接插件；27-塑料底座；31-防护盖一；32-防护盖二；4-保险盒上盖；5保险盒底座； 61-螺栓；62-螺栓；7-主回路保险。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1所示，本实施例所述的动力电池系统电力分配单元，包括BDU上盖1、 BDU基座2、保险盒上盖4、保险盒底座5，还包括设置于塑料底座27的继电器21、预充电阻22、霍尔传感器23、保险24、连接铜排25、低压接插件26、保险盒上盖4、保险盒底座5。

所述保险盒底座5上还设置防护盖实现绝缘防护；具体的说所述防护盖一 31、防护盖二32通过卡扣式设计固定于保险盒上盖4。旋起防护盖一31、防护盖二32后，可通过螺栓实现保险盒的高压连接。防护盖一31、防护盖二32起到高压防护的作用。

所述继电器21分别包括预充继电器211、加热继电器212、主正继电器213、主负继电器214、快充继电器215、慢充继电器216；

所述主负继电器214供快充回路、慢充回路、放电回路、加热回路共用；

所述快充回路、慢充回路、放电回路、加热回路的正极分别用快充继电器 215、慢充继电器216、主正继电器213、加热继电器212控制。

所述保险24分别包括加热保险241、慢充保险242。

其中，快充回路电气原理图如图5所示。所述快充回路在硬件层面上包括，主回路保险7、霍尔传感器23、快充继电器215、主负继电器214，通过连接铜排25相互串联连接。

慢充回路电气原理图如图6所示。所述慢充回路在硬件层面上包括，主回路保险7、霍尔传感器23、慢充继电器216、慢充保险242、主负继电器214，通过连接铜排25相互串联连接。

预充回路电气原理图如图7所示。所述预充回路在硬件层面上包括，主正继电器213、预充继电器211、预充电阻22，通过连接铜排25相互串联连接。

放电回路电气原理图如图8所示。所述放电回路在硬件层面上包括，主回路保险7、霍尔传感器23、主正继电器213、主负继电器214，通过连接铜排 25相互串联连接。

加热回路电气原理图如图9所示。所述加热回路在硬件层面上包括，主回路保险7、霍尔传感器23、加热继电器212、加热保险241、主负继电器214，通过连接铜排25相互串联连接。

本实施例所述主正继电器213、主负继电器214、快充继电器215选型为250A500VDC；所述慢充继电器216选型为60A400VDC；所述预充继电器211选型为 5A400VDC；所述加热继电器212选型为20A400VDC；所述加热保险241选型为 20A500VDC，弧前时间-预期电流曲线见图10。

所述慢充保险242选型为50A500VDC，弧前时间-预期电流曲线见图10。

所述主回路保险7选型为350A500VDC，弧前时间-预期电流曲线见图11。

所述霍尔传感器23选型为±75A/±500A双通道产品。

本实用新型的原理在于：通过将继电器21、预充电阻22)、霍尔传感器23、保险24集成在塑料底座27，使用连接铜排25进行连接，继电器21、霍尔传感器 23的低压采集及供电线路通过低压接插件引出。继电器21可有效根据需求对各功能回路实现通断。保险24、主回路保险7杜绝了因短路等原因造成的安全隐患。主回路保险7的霍尔传感器23可实时采集回路电流，配合电池管理系统可实现对电池系统的状态采集和管理。同时霍尔传感器23选用±75A/±500A双通道产品，可根据不同电流大小，使用不同采集通道，大大提高了电流采集精度。主回路保险7采用单独设计，提高了动力电池PACK设计的灵活性，结合BDU集成化的设计，大大提高了空间利用效率。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种动力电池系统电力分配单元，包括BDU基座(2)，所述BDU基座(2)上设置BDU上盖(1)，其特征在于：所述BDU基座(2)的内部设置继电器(21)、预充电阻(22)、霍尔传感器(23)、保险(24)；

所述继电器(21)、预充电阻(22)、霍尔传感器(23)、保险(24)集成在塑料底座(27)，使用连接铜排(25)进行连接，所述继电器(21)、霍尔传感器(23)的低压采集及供电线路通过低压接插件(26)引出。

2.根据权利要求1所述的动力电池系统电力分配单元，其特征在于：还包括保险盒底座(5)，所述保险盒底座(5)设置保险盒上盖(4)，所述保险盒底座(5)内部设置主回路保险(7)。

3.根据权利要求1所述的动力电池系统电力分配单元，其特征在于：所述继电器(21)分别包括预充继电器(211)、加热继电器(212)、主正继电器(213)、主负继电器(214)、快充继电器(215)、慢充继电器(216)；

所述主负继电器(214)供快充回路、慢充回路、放电回路、加热回路共用；

所述快充回路、慢充回路、放电回路、加热回路的正极分别用快充继电器(215)、慢充继电器(216)、主正继电器(213)、加热继电器(212)控制。

4.根据权利要求1所述的动力电池系统电力分配单元，其特征在于：所述保险(24)分别包括加热保险(241)、慢充保险(242)。

5.根据权利要求2所述的动力电池系统电力分配单元，其特征在于：所述保险盒底座(5)上还设置防护盖实现绝缘防护。

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