CN212555852U - 功能模组和车辆 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种功能模组和车辆。电池模组包括连接器和功能模块。其中，功能模块通过连接器与电池总成电连接，功能模块包括电路分配单元、充电单元和直流转换单元。在本申请的功能模组和车辆中，将电路分配单元、充电单元和直流转换单元集成到功能模块中，减少了线缆的使用，减少连接各单元所需的空间，从而减小功能模组的体积，降低了生产成本。且通过连接器将功能模块与电池总成连接，可以实现快速装配。

Description

功能模组和车辆

技术领域

本申请涉及电动汽车电池领域，尤其涉及一种功能模组和车辆。

背景技术

动力电池总成是电动汽车中至关重要的部分，相关技术中，电池系统通过独立设置的多个模块实现如充、放电等功能。然而，功能模块独立制造的成本较高，装配效率较低。

实用新型内容

有鉴于此，本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的问题之一。为此，本申请的目的在于提供一种功能模组和车辆。

本申请实施方式的功能模组包括：

连接器；和

功能模块，所述功能模块通过所述连接器与电池总成电连接，所述功能模块包括电路分配单元、充电单元和直流转换单元。

在某些实施方式中，所述连接器包括：

高压子连接器，所述高压子连接器用于传输所述电池总成输出的高压信号；

低压子连接器，所述低压子连接器用于传输所述电池总成输出的低压信号。

在某些实施方式中，所述功能模块包括壳体，所述壳体收容所述电路分配单元、所述充电单元和所述直流转换单元。

在某些实施方式中，所述壳体固定安装在所述电池总成的壳体上。

在某些实施方式中，所述电路分配单元包括开关元件，所述开关元件固定在所述壳体内，所述开关元件与所述壳体间涂覆有导热层。

在某些实施方式中，所述开关元件包括第一继电器、第二继电器和第三继电器，所述第一继电器和所述第二继电器在所述电池总成处于放电状态时闭合，所述第一继电器和所述第三继电器在所述电池总成处于充电状态时闭合。

在某些实施方式中，所述功能模块包括液冷系统，所述液冷系统设置在所述壳体与电池总成的壳体接触的安装面，所述液冷系统包括流道、出口和入口。

在某些实施方式中，所述功能模块的液冷系统与所述车辆的液冷系统连接。

在某些实施方式中，所述功能模块的液冷系统在所述车辆处于预定工况时启用以冷却所述功能模块。

本申请提供了一种车辆，包括所述的功能模组。

在本申请的功能模组和车辆中，将电路分配单元、充电单元和直流转换单元集成到功能模块中，减少线缆的使用，减少连接各单元所需的空间，从而减小功能模组的体积，降低了生产成本。且通过连接器将功能模块与电池总成连接，可以实现快速装配。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本申请实施方式的电池模组的电路示意图；

图2是本申请实施方式的电池模组的结构示意图；

图3是本申请实施方式的电池模组的又一结构示意图；

图4是本申请实施方式的电池模组的又一结构示意图。

主要元件符号说明：

连接器10、高压子连接器101、高压第一连接端子1011、高压第二连接端子1012、低压子连接器102、低压第一连接端子1021、低压第二连接端子1022、功能模块20、电路分配单元201、开关元件2011、第一继电器20111、第二继电器20112、第三继电器20113、第四继电器20114、导热层2012、充电单元202、直流转换单元203、壳体204、连接元件206、液冷系统30、流道301、出口302、入口303；

功能模组100、电池总成200。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

请一并参阅图1-4，本申请实施方式提供了一种功能模组100，用于车辆的电池总成。功能模组100包括有连接器10和功能模块20。其中，功能模块20通过连接器10与电池总成200电连接，功能模块20包括电路分配单元201、充电单元202和直流转换单元203。

具体地，连接器10设置于电池总成200的壳体与功能模组100的壳体之间，用于连接功能模块20与电池总成200。连接器10可以是圆形连接器，也可以是矩形连接器。连接器10可以是快插式连接器，也可以是螺纹式连接器，具体不设限制。例如，选用螺纹式连接器时，连接器加工工艺较为简单。又如，选用快插式连接器时，能够实现功能模组与电池总成的快速连接，提高装配效率。

功能模块20通过连接器10与电池总成200电连接，功能模块20包括电路分配单元201、充电单元202用于和直流转换单元203。电路分配单元201主要用于根据电池总成200的充电或放电状态选择合适的电路，确保电动车电池管理系统的安全运行。充电单元202用于为电池总成200充电，能够安全可靠地完成对电池总成200的充电管理。直流转换单元203用于为车载电子设备供电，对确保汽车安全可靠的运行起到了至关重要的作用。将电路分配单元201、充电单元202和直流转换单元203集成于功能模组100内，能够减少线缆的使用，减少连接各单元所需的空间，从而减小功能模块20的体积，降低了生产成本。同时，使用较少的线缆，能够减少能量在传输过程中产生的损耗，提高电池的能量利用率。

功能模块20还包括多个连接元件206，连接元件206主要用于与其他电气设备进行连接，例如，与充电设备、放电设备进行连接，实现整车互联。

综上所述，本申请实施方式的功能模组100中，将电路分配单元201、充电单元202和直流转换单元203集成到功能模块20中，减少线缆的使用，减少连接各单元所需的空间，从而减小功能模块20的体积，降低了生产成本。同时，使用较少的线缆，能够减少能量在传输过程中产生的损耗，提高电池的能量利用率。且通过连接器10将功能模块20与电池总成200连接，可以实现功能模组100与电池总成200的快速装配，提高装配效率。

在某些实施方式中，连接器10包括高压子连接器101和低压子连接器102，高压子连接器101用于传输电池总成输出的高压信号，低压子连接器102用于传输电池总成输出的低压信号。

具体地，高压子连接器101设置于电池总成200的壳体与功能模组100的壳体之间，高压子连接器101包括高压第一连接端子1011和高压第二连接端子1012，高压第一连接端子1011设置于功能模组100的壳体内部，高压第二连接端子1012设置于电池总成200的壳体外部。高压第一连接端子1011和高压第二连接端子1012用于相互连接，传输电池总成输出的高压信号，高压信号也即是是高压大电流信号，用于驱动车辆行驶。

高压子连接器101可以是快插式连接器，也可以是螺纹式连接器，具体不设限制。在本实施方式中，高压子连接器101选用快插式连接器，组装时，只需将高压第一连接端子1011和高压第二连接端子1012的端口对齐，即可完成插接。如此，能够实现功能模组与电池总成的快速连接，提高装配效率。

相类似地，低压子连接器102设置于电池总成200的壳体与功能模组100的壳体之间，低压子连接器102包括低压第一连接端子1021和低压第二连接端子1022，低压第一连接端子1021设置于功能模组100的壳体内部，低压第二连接端子1022设置于电池总成200的壳体外部。低压第一连接端子1021和低压第二连接端子1022用于相互连接，传输电池总成输出的低压信号。低压信号也即是低压小电流信号，用于信号传输。

低压子连接器102可以是快插式连接器，也可以是螺纹式连接器，具体不设限制。在本实施方式中，低压子连接器102选用快插式连接器，组装时，只需将低压第一连接端子1021和低压第二连接端子1022的端口对齐，即可完成插接。如此，能够实现功能模组与电池总成的快速连接，提高装配效率。

分别设置高压子连接器101和低压子连接器102用于传输高压信号和低压信号，能够避免信号干扰，确保信号的高保真度。

在某些实施方式中，功能模块20包括壳体204，壳体收容电路分配单元201、充电单元202和直流转换单元203。

具体地，壳体204基本呈矩形体，设置于电路分配单元201、充电单元202和直流转换单元203的外部，壳体204包容电路分配单元201、充电单元202和直流转换单元203，以固定和保护电路分配单元201、充电单元202和直流转换单元203。

壳体204的材质可以是金属。例如，壳体204的材质可以是铝材，铝制壳体相较于其他金属材质而言，成本更低，可塑性高，且导热性能更佳，利于壳体204散热。当壳体204的材质为金属时，可采用焊接的工艺组装。如此，将电路分配单元201、充电单元202和直流转换单元203封闭于壳体204中，能够起到固定并保护电路分配单元201、充电单元202和直流转换单元203的作用。

在某些实施方式中，壳体204固定安装在电池总成200的壳体上。

具体地，壳体204通过固定件与电池总成200的壳体相连接。在组装时，可以先将连接器10的高压第一连接端子1011、低压第一连接端子1021与壳体204进行连接，然后将连接器10的高压第二连接端子1012、低压第二连接端子1022与电池总成200的壳体进行连接，完成连接各个端子与各个壳体组装。接着，对准连接器10的高压第一连接端子1011与高压第二连接端子1012的端口，同时对准低压第一连接端子1021与低压第二连接端子1022的端口，完成高压子连接器101和低压子连接器102的插接。随后，将壳体204垂直于电池总成200的方向进行整体装配，通过固定件连接壳体204与电池总成200的壳体，以固定壳体204的位置。固定件可以是螺栓，也可以是卡扣，还可以是插件、结构胶、榫卯等，具体方式不设限制。

如此，能够实现自动化快速生产装配，安装便利，也便于后续的升级和维护。

在某些实施方式中，电路分配单元201包括开关元件2011，开关元件2011固定在壳体204内，开关元件2011与壳体204间涂覆有导热层2012。

具体地，开关元件2011固定在壳体204内，用于控制电路分配单元201电路的开路闭路。导热层2012涂覆于开关元件2011与壳体204之间，用于传递开关元件2011散发的热量，降低功能模组100的平均温度。

导热层2012可以是导热胶。导热系数是指在稳定传热条件下，1米厚的材料，两侧表面的温差为1开氏度，在一定时间内，通过1平方米面积传递的热量。可以理解地，导热系数小于0.5W/(m·K)的导热胶，为低导热性的导热胶。导热系数大于2.0W/(m·K)的导热胶，为高导热性的导热胶。本实施方式中，可以选用导热系数大于2.0W/(m·K)的导热胶。例如，积水化学CGW-2具有良好的导热效果。又如，导热系数大于1.0W/(m·K)的有机硅电子灌封胶能够迅速将热量扩散。如此，能够较为快速地将功能模组100内部的热量传递到外部，降低功能模组100的平均温度，为各个单元的稳定运行提供良好环境，提高功能模组100的安全性。

在某些实施方式中，开关元件2011包括第一继电器20111、第二继电器20112和第三继电器20113，第一继电器20111和第二继电器20112在电池总成200处于放电状态时闭合，第一继电器20111和第三继电器20113在电池总成200处于充电状态时闭合。

具体地，第一继电器20111可以是主负继电器，第二继电器20112可以是主正继电器，第三继电器20113可以是快充继电器。

进一步地，第一继电器20111和第二继电器20112用于控制电池总成200的放电，在电池总成200处于放电状态时，第一继电器20111和第二继电器20112闭合。第一继电器20111和第二继电器20112处于闭合状态时会散发较多热量，散发出来的热量会使得功能模组100内部的平均温度升高，过高的温度可能导致其他元器件无法正常运行。因此，需要在第一继电器20111、第二继电器20112与壳体204之间涂覆导热层2012，传递第一继电器20111和第二继电器20112散发的热量。如此，能够降低功能模组100的平均温度，确保功能模组100的安全性和稳定性。

第一继电器20111和第三继电器20113用于控制电池总成200的充电，在电池总成200处于充电状态时，第一继电器20111和第三继电器20113闭合。相类似地，在第一继电器20111、第二继电器20112与壳体204之间也涂覆有导热层2012，用于传递第一继电器20111和第二继电器20112散发的热量。如此，能够降低功能模组100的平均温度，确保功能模组100的安全性和稳定性。

开关元件2011还包括第四继电器20114，第四继电器20114可以是预充继电器，主要用于车辆上电前进行预充电。第四继电器20114控制预充电回路的通路和断路，并保护第一继电器20111和第二继电器20112。如此，能够进一步确保功能模组100的安全性和稳定性。

在某些实施方式中，功能模块20包括液冷系统30，液冷系统30设置在壳体204与电池总成的壳体接触的安装面，液冷系统30包括流道301、出口302和入口303。

具体地，液冷系统30设置于壳体204与电池总成的壳体接触的安装面。液冷系统30与壳体204可以是一体成型的，也可以是分别成型后再连接而成的。采用一体成型的工艺组装液冷系统30与壳体204，能够提高组装效率。采用分别成型的工艺组装液冷系统30与壳体204，便于后续的功能模组100的维护和升级。

液冷系统30的材质可以是金属。例如，液冷系统30的材质可以是铝材，铝制管道相较于其他金属材质而言，导热性能更佳，传热效率更高。

液冷系统30包括流道301、出口302和入口303。出口302和入口303均与流道301连通。出口302可以是一个，也可以是多个，具体数量不设限制。相类似地，入口303可以是一个，也可以是多个，具体数量不设限制。当功能模块20设有一个出口302或入口303时，能够节省液冷系统30所占用空间，进一步缩小功能模组100的体积。当功能模块20设有两个或两个以上出口302或入口303时，能够增多冷却液体的流通量和加快流通速率，提升冷却效果。

流道301内部中空，与壳体204紧密贴合。流道301的形状可以是“C”字形，也可以是波浪形，还可以是蛇形等，具体形状不设限制。在一些示例中，流道301的长度一定，增加流道301的直径，灌注于流道301内部的冷却液体就越多，且流道301与壳体204的接触面积也随之增大，则冷却效果越好。在另一些示例中，流道301的直径一定，增加流道301的长度，流道301与壳体204的接触面积就越大，且灌注于流道301内部的冷却液体也随之增多，则冷却效果越好。如此，通过增大流道301的直径或长度，能够增大流道301与壳体204的接触面积，同时也能够增加流道301内部的冷却液体，使冷却更加充分，从而有效防止功能模组100内部温度升高，提高功能模组100的安全性能。

在某些实施方式中，功能模块20的液冷系统30与车辆的液冷系统连接。

具体地，可以从入口303将冷却液灌入流道301内部，冷却液流经流道301，通过与壳体204紧密贴合的流道壁吸收功能模组100在工作中所产生的热量，可以达到降低功能模组100温度的效果。冷却液在使用一定时间后可以从出口302流出。冷却液可以选用导热性能较好的液体介质，能够在较短时间内达到降温的目的，更好地保护功能模组100。

功能模块20的液冷系统30与车辆的液冷系统连接，共用车辆的液冷系统水泵。水泵用于决定冷却液的流速，冷却液的流速越快，液冷系统30的冷却性能就会越好。与车辆共用液冷系统水泵，能够节省功能模块20的使用空间，从而减小功能模组100的体积，降低生产成本。

在某些实施方式中，功能模块20的液冷系统30在车辆处于预定工况时启用以冷却功能模块20。

具体地，车辆的预定工况可以是开关元件2011在高电流条件下工作的情况。例如，电池总成200处于快充工况时，开关元件2011即在高电流条件下工作。又如，电池总成200处于急加速工况时，开关元件2011即在高电流条件下工作。车辆的预定工况还可以是开关元件2011在更高电流级别下工作的情况。

进一步地，相较于非预定工况，车辆处于预定工况时，功能模块20散发的热量更多，功能模组100内部的温度更高。在车辆处于预定工况时，启用功能模块20的液冷系统30，能够快速降低功能模块20内部的温度，抑制功能模组100温度升高，提高功能模组100的安全性和稳定性。

在一些示例中，相较于使用常规自然冷却的方法，启用液冷系统30时功能模组100的温升大约低20开氏度。

本申请实施方式还提供了一种车辆，车辆包括如上所述的电池模组。

本申请实施方式的车辆中，采用上述功能模组100，将电路分配单元201、充电单元202和直流转换单元203集成到功能模块20中，减少线缆的使用，减少连接各单元所需的空间，从而减小功能模块20的体积，降低了生产成本。同时，使用较少的线缆，能够减少能量在传输过程中产生的损耗，提高电池的能量利用率。且通过连接器10将功能模块20与电池总成200连接，可以实现功能模组100与电池总成200的快速装配，提高装配效率。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本申请的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种功能模组，用于车辆的电池总成，其特征在于，所述功能模组包括：

连接器；和

功能模块，所述功能模块通过所述连接器与电池总成电连接，所述功能模块包括电路分配单元、充电单元和直流转换单元。

2.根据权利要求1所述的功能模组，其特征在于，所述连接器包括：

高压子连接器，所述高压子连接器用于传输所述电池总成输出的高压信号；

低压子连接器，所述低压子连接器用于传输所述电池总成输出的低压信号。

3.根据权利要求1所述的功能模组，其特征在于，所述功能模块包括壳体，所述壳体收容所述电路分配单元、所述充电单元和所述直流转换单元。

4.根据权利要求3所述的功能模组，其特征在于，所述壳体固定安装在所述电池总成的壳体上。

5.根据权利要求3所述的功能模组，其特征在于，所述电路分配单元包括开关元件，所述开关元件固定在所述壳体内，所述开关元件与所述壳体间涂覆有导热层。

6.根据权利要求5所述的功能模组，其特征在于，所述开关元件包括第一继电器、第二继电器和第三继电器，所述第一继电器和所述第二继电器在所述电池总成处于放电状态时闭合，所述第一继电器和所述第三继电器在所述电池总成处于充电状态时闭合。

7.根据权利要求3所述的功能模组，其特征在于，所述功能模块包括液冷系统，所述液冷系统设置在所述壳体与电池总成的壳体接触的安装面，所述液冷系统包括流道、出口和入口。

8.根据权利要求7所述的功能模组，其特征在于，所述功能模块的液冷系统与所述车辆的液冷系统连接。

9.根据权利要求7所述的功能模组，其特征在于，所述功能模块的液冷系统在所述车辆处于预定工况时启用以冷却所述功能模块。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的功能模组。

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