CN214255239U - 插拔式配电箱及汽车电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种插拔式配电箱及汽车电池包，所述插拔式配电箱用于与电池包电连接，包括箱体、电路板以及与电路板电连接的配电箱电气元件、配电箱连接器和设于箱体的外输连接器，配电箱电器元件、电路板以及配电箱连接器收容于箱体内，配电箱连接器包括插接口和连接端，配电箱连接器装于底板的表面，插接口通过底板露出外界与电池包插接实现配电箱与电池包的电连接，连接端与电路板电连接，配电箱连接器用于传输插拔式配电箱和电池包之间的电信号并通过外输连接器与外界传输。本实用新型提供的插拔式配电箱克服了现有技术的接电部分裸露而有触电安全隐患的技术问题。

Description

插拔式配电箱及汽车电池包

技术领域

本实用新型涉及汽车用配电箱技术领域，尤其涉及插拔式配电箱及汽车电池包。

背景技术

随着新能源汽车技术的发展，电动汽车已占据部分燃油车市场。高压配电箱作为电动汽车高压系统关键部位，而在配电箱外形空间布局下，由于缺少固定的设计准则，因此配电箱的空间布局形态各异，往往依赖于电池包给配电箱预留的空间。而在实际装配或维护时，需要考虑配电箱是否便于维护，同时要考虑保证人身安全。

然而现有的乘用车对空间利用率布局要求越来越高，大部分配电箱是安装集成在电池包内以节省空间，要进行拆卸继电器、保险等配电元器件或进行高压配电箱内维修操作时需要先拆开电池包，拆卸、维修麻烦同时在断开配电箱的高压回路后，有连接的地方如电池包正负极引出依然有裸露部分，有触电的安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种插拔式配电箱，克服现有技术的接电部分裸露而有触电安全隐患的技术问题。

本实用新型提供一种插拔式配电箱，用于与电池包电连接，所述插拔式配电箱包括箱体、电路板以及与所述电路板电连接的配电箱电气元件、配电箱连接器和设于所述箱体的外输连接器，所述箱体包括盖板、底板和周侧板，所述周侧板围绕底板设置，所述盖板、底板与周侧板围合形成容纳空间，所述配电箱电气元件、电路板以及配电箱连接器收容于所述容纳空间内。所述配电箱连接器包括插接口和连接端，所述配电箱连接器装于所述底板的表面，所述插接口通过底板露出外界与所述电池包插接实现所述插拔式配电箱与所述电池包的电连接，所述连接端与所述电路板电连接，所述配电箱连接器用于传输所述插拔式配电箱和所述电池包之间的电信号，所述插拔式配电箱通过所述外输连接器与外界传输。

在一种实施方式中，所述配电箱连接器与所述电池包脱离时，所述插拔式配电箱自动断电。

在一种实施方式中，所述电信号包括电能和低压信号，所述外输连接器包括动力连接器和信号连接器，所述动力连接器和信号连接器间隔设于所述盖板上，分别用于传输所述电能和低压信号。

在一种实施方式中，所述配电箱连接器包括基座、设于所述基座的所述插接口和连接端，所述连接端包括第一连接端和第二连接端，所述第一连接端和所述第二连接端间隔设于所述基座上，所述第一连接端和所述第二连接端经过所述电路板分别与所述动力连接器和信号连接器电连接。

在一种实施方式中，所述配电箱连接器包括第一子连接器和第二子连接器，所述第一子连接器和第二子连接器均包括所述插接口和连接端；所述第一子连接器和第二子连接器分别与所述动力连接器和信号连接器电连接。

在一种实施方式中，所述电路板包括控制器，所述控制器用于分配所述配电箱连接器传递的电能和低压信号给所述外输连接器进行传输，并且控制所述插拔式配电箱与所述电池包之间的功能执行。

在一种实施方式中，所述配电箱连接器与所述电路板之间通过走线或者铜排电连接，所述外输连接器与所述电路板之间通过走线或者铜排电连接。

在一种实施方式中，所述箱体相对所述底板一侧设有开口，所述盖板包括外延边，所述盖板盖于所述开口后，所述外延边凸出所述周侧板，用于与电池包固定。

在一种实施方式中，所述配电箱还包括电池管理系统、具有绝缘检测模块的分流器、主正接触器、主负接触器、主正熔断器、主负保险以及分流器，所述主正接触器、主负接触器、主正熔断器、主负保险、分流器与所述电路板直接或者间接电连接，并且与所述电池包和负载形成一个回路。

本实用新型还提供一种汽车电池包，包括电池包本体和上述任一实施例所述的插拔式配电箱，所述电池包本体包括外壳和装于外壳内的数个电池芯，所述外壳一端设有凹部，所述凹部内设有电池包连接器，所述插拔式配电箱装于所述凹部内，所述配电箱连接器与所述电池包连接器插接并导通，所述插拔式配电箱通过盖板与所述外壳固定连接。

综上，本实用新型提供一种插拔式配电箱，所述插拔式配电箱将电路板及配电箱电气元件均集成于箱体内，无裸露部分，符合外壳防护等级要求，具有防触电功能。当需要对插拔式配电箱进行拆卸和维修等操作时，只需将插拔式配电箱整体与电池包断开电连接，即可将整个高压回路的电流断开，可以避免发生触电危险，保证人员和车辆的安全。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种实施例提供的插拔式配电箱的结构示意图；

图2为图1所示插拔式配电箱的结构示意图，其中，显示了箱体内部的电气元件、电路板及配电箱连接器，未示出前护板；

图3为图1所示插拔式配电箱示意图，其中，未显示第二周侧板及箱体内的电气元件、电路板和配电箱连接器；

图4为图2所示插拔式配电箱内的配电箱连接器与电池包连接器的装配示意图；

图5为图4所示配电箱连接器和电池包连接器另一视角的示意图；

图6为本实用新型提供的电池包的结构示意图，其中插拔式配电箱与电池包本体脱离。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-图2，本实用新型提供一种插拔式配电箱100，用于与电池包电连接，插拔式配电箱100包括箱体10、电路板20以及与电路板20电连接的配电箱电气元件、配电箱连接器30和设于箱体10的外输连接器50。箱体10包括盖板11、底板12和周侧板13，周侧板13围绕底板12设置，盖板11、底板12和周侧板13围合形成容纳空间14，配电箱电气元件、电路板20以及配电箱连接器30收容于容纳空间14内。配电箱连接器30包括插接口31(如图5所示)和连接端32(如图4所示)，配电箱连接器30装于底板12的表面，插接口31通过底板12露出外界与电池包插接实现配电箱100与电池包的电连接，连接端32与电路板20电连接，配电箱连接器30用于传输插拔式配电箱100和电池包之间的电信号并通过外输连接器50与外界传输。

本实施例中，电路板20及配电箱电气元件均集成于箱体10内，无裸露部分，符合外壳防护等级要求，具有防水、防尘和防触电功能。同时，插拔式配电箱100具有高度集成化，能够节约空间和资源，利于配电箱的小型化。所述插拔式配电箱100直接通过配电箱连接器30与电池包实现电连接，使配电箱100的安装更为简单、便捷和高效。当需要对配电箱内元器件进行拆卸和维修等操作时，只需将插拔式配电箱100整体与电池包断开电连接，即可将整个高压回路的电流断开，可以避免发生触电危险，保证人员和车辆的安全。

具体的，请一并参阅图1和图3，底板12为矩形板体，包括两个相对的长边121和两个相对的短边122，周侧板13包括两个相对的第一周侧板131和两个相对的第二周侧板132。两个第一周侧板131分别连接在两个相对短边122上，并与底板12表面垂直，两个第一周侧板131与底板12的连接方式可以是焊接，也可以为一体成型。本实施例中，两个第一周侧板131与底板12一体成型，形成一个U型板。底板12的两个长边121分别连接有与底板12表面垂直的第一安装面123，第一周侧板13的边缘设有与第一周侧板13表面垂直的第二安装面133，第二安装面133由第一周侧板13向容纳空间14内部延伸。第二周侧板132包括前护板1321和与前护板1321相对的后护板(图未示)，前护板1321和后护板垂直于底板12表面设置，并抵接第一安装面123和第二安装面133，通过螺栓固定在底板12及第一周侧板131上。箱体10与底板12相对一侧设有开口，盖板11盖于开口上，并与周侧板13边缘焊接。也就是说，第一周侧板131、前护板1321、后护板、底板12和盖板11形成容纳空间14。

请继续参阅图1，盖板11包括外延边111，盖板11盖于开口后，外延边111凸出周侧板13，用于与电池包固定。外延边111的边缘设有多个螺栓孔112，螺栓孔112内设有螺栓，螺栓用于将盖板11固定在电池包上，使插拔式配电箱100能够更加稳定的连接在电池包上。盖板11相对两个边缘处还分别设有拉手15，便于使用者将插拔式配电箱100插入电池包，或从电池包内拔出。

其中，盖板11、周侧板13、底板12及拉手15可以是金属件，金属件材质可以是钢材，也可以是铝材，金属件表面可以通过喷塑或喷漆做绝缘处理，也可以不做绝缘处理。盖板11、周侧板13、底板12及拉手15也可以是塑胶件，塑胶件材质可以是聚酰胺66、聚碳酸酯或其它塑料。

请参阅图1-图2，所述电信号包括电能和低压信号，外输连接器50包括动力连接器51和信号连接器52，动力连接器51和信号连接器52间隔设于盖板11上，分别用于传输所述电能和所述低压信号。具体的，外输连接器50设于盖板11上，一端与配电箱内的电路板20连接，另一端外接车辆的电气件。其中，动力连接器51用于传输电能，外接车辆的用电负载，如前驱电机、车载充电器和后驱电机等，为车辆的用电负载提供压直流电源。信号连接器52用于传输低压信号，为整车提供通讯信号。电池包的电能及低压信号经过电路板20传输至外输连接器50，再传输至整车，使整车能够正常顺利的运行。

更进一步地，外输连接器50与电路板20之间通过走线或者铜排电连接。本实施例中，动力连接器51与电路板20之间，及信号连接器52与电路板20之间均通过铜排电连接。由于铜排截面积较大，散热效果好，因此可以保证电路板20至外输连接器50的电能传输与低压信号传输的稳定性。

电路板20包括控制器(图未示)，控制器用于分配配电箱连接器30传递的电能和低压信号给外输连接器50进行传输，并且控制配电箱100与电池包之间的功能执行。控制器根据需要将电能分配给动力连接器51，将低压信号分配给信号连接器52，再由动力连接器51和信号连接器52传输给整车。

配电箱100还包括电池管理系统、具有绝缘检测模块的分流器、主正接触器、主负接触器、主正熔断器和主负保险，主正接触器、主负接触器、主正熔断器、主负保险、分流器与电路板20直接或者间接电连接，并且与电池包和负载形成一个回路。

当汽车需要充放电时，电池管理系统控制主正接触器和主负接触器闭合或者断开，分流器检测电流信号，并将电流信号传输至电池管理系统。其中主正熔断器和主负保险提供安全保护，在电池包发生故障电流时及时切断回路中的电流，提供安全防护，增加了配电箱、电池包以及整车的安全性能。

其中，主正熔断器和主负保险可以是普通的圆柱形或方形熔断器，也可以是智能保险。本实施例中，主正熔断器和主负保险均为普通的圆柱形熔断器，在电池包发生故障时，电流增大，通过熔断器的电流超过规定值，熔断器自身产生的热量使温度升高，从而使熔断器熔断，切断回路电流起到防护作用。在其它实施例中，主正熔断器和主负保险也可以是智能保险，智能保险能够自动检测经过的电流大小，在电池包发生故障时，通过的智能保险的电流大于规定值，智能保险自动断开，切断回路中的电流，从而起到防护作用。

请参阅图1-图2和图4-图5，配电箱连接器30包括基座33、设于基座33的插接口31和连接端32，连接端32包括第一连接端321和第二连接端322，第一连接端321和第二连接端322间隔设于基座33上，第一连接端321和第二连接端322经过电路板20分别与动力连接器51和信号连接器52电连接。

基座33包括顶板331和围绕顶板331四周的四个侧板332，顶板331与侧板332形成凹槽34，凹槽34的开口边缘处设有沿相对两个侧板332外壁向外延伸的两个翻边333，翻边333与侧板332延伸方向垂直。翻边333包括第三安装面3331，第三安装面3331抵接底板12的表面，并通过螺栓安装在底板12上，从而将配电箱连接器30固定在箱体10内。

顶板331包括外表面331a和内表面331b，顶板331上还设有一个安装孔(图未示)，安装孔贯穿顶板331的外表面331a和内表面331b。配电箱连接器30还包括一个基板35，基板35包括上表面35a和与上表面35a相对的下表面(图未示)。第一连接端321和第二连接端322凸设于基板35的上表面35a，插接口31凸出于基板35的下表面。基板35安装于顶板331的外表面331a，覆盖安装孔，并通过螺栓固定于顶板331上，插接口31穿过安装孔伸入凹槽34内。第一连接端321的其中一端与第一插接口311连接，并通过第一插接口211与电池包连接器电连接，另一端突出于基板35的上表面35a，经过电路板20与动力连接器51电连接。第二连接端322的其中一端与第二插接口312连接，并通过第二插接口312与电池包连接器电连接，另一端经过电路板20与信号连接器52电连接。配电箱连接器30可以实现电池包与插拔式配电箱100之间的电连接，从而将电池包的电能及低压信号传输给插拔式配电箱100，插拔式配电箱100通过动力连接器51与信号连接器52将电池包的电能及低压信号传输给整车。插接口31两侧还设有定位槽36，定位槽36用于与电池包连接器固定连接。本实施例中，第一连接端321和第二连接端322集成于一个基板35上，起到节约空间的作用，有利于插拔式配电箱100的小型化。

在另一实施例中，与上一实施例不同之处在于，配电箱连接器30包括第一子连接器和第二子连接器，第一子连接器和第二子连接器均包括插接口31和连接端32，第一子连接器和第二子连接器分别与动力连接器51和信号连接器52电连接。

第一子连接器和第二子连接器为分开设置的两个连接器，两个连接器分别固定于箱体10内。每一子连接器均包括基座33、设于基座33上的插接口31和连接端32。其中，第一子连接器包括第一子基座、第一子插接口和第一子连接端，第一子插接口用于电池包连接器插入，以使电池包与第一子连接端的其中一端电连接，第一子连接器另一端经过电路板20与动力连接器51电连接，将电池包的电能经过配电箱传输给整车。第二子连接器包括第二子基座、第二子插接口和第二子连接端，第二子连接端的其中一端与电池包电连接，另一端经过电路板20与信号连接器52电连接，将电池包的低压信号经过配电箱传输给整车。本实施例中，第一子连接器和第二子连接器为分开设置的两个连接器，保证了信号传输与电能传输的独立性，避免互相造成干扰。

更进一步地，配电箱连接器30与电路板20之间通过走线或者铜排电连接。也就是说，配电箱连接器30的连接端32通过走线或铜排连接电路板20。本实施例中，配电箱连接器30的连接端32与电路板20之间通过铜排实现电连接。由于铜排截面积较大，散热效果好，因此可以保证电能传输与信号传输的稳定性。

请参阅图1-图3，插拔式配电箱100的安装步骤如下：将盖板11焊接在底板12和两个第一周侧板131连接形成U型板上，其中，盖板11与底板12相对设置，将两个第一周侧板131连接。将动力连接器51和信号连接器52安装在盖板11上，将配电箱连接器30、配电箱电气元件、主正接触器、主负接触器、主正熔断器、主负保险、铜排通过螺栓依次安装在位于箱体10内的底板12上，分流器及电池管理系统安装在后护板上，然后将后护板和前护板1321通过螺栓连接安装在U型板相对两侧，将U型板完全密封。

当配电箱连接器30与电池包电连接时，电池包的电能和低压信号经过插拔式配电箱100，再通过外输连接器50与整车的电气件连接。配电箱连接器30与电池包脱离时，插拔式配电箱100自动断电。也就是说，插拔式配电箱100起到手动维修开关的作用，当配电箱连接器30与电池包脱离时，整个高压系统电流回路断开，能在关键时刻实现高压系统的电气隔离，起到保护作用。

请参阅6，本实用新型实施例还提供一种汽车电池包1000，包括电池包本体200和上述任一实施例的插拔式配电箱100，电池包本体200包括外壳201和装于外壳201内的数个电池芯(图未示)，外壳201一端设有凹部300，凹部300内设有电池包连接器400，插拔式配电箱100装于凹部300内，配电箱连接器30与电池包连接器400插接并导通，配电箱100通过盖板11与外壳201固定连接。

请一并参阅图4-图6，电池包连接器400包括底座401，底座401上设有凸台402，凸台402上设有与配电箱连接器30插接口31对应的插头403，以及与定位槽36对应的定位柱404。插拔式配电箱100装入凹部300内时，定位柱404进入定位槽36内实现定位并固定，同时电池包连接器400的凸台402进入配电箱连接器30的凹槽34内，第一插头403a插入第一插接口311，并与第一连接端321电连接，第二插头403b插入第二插接口312，并与第二连接端322电连接，从而实现电池包本体200与插拔式配电箱100的电连接。使电池包本体200的电能及低压信号能够经过配电箱连接器30传输至电路板20，然后传输至外输连接器50，再由外输连接器50传输至整车，使整车能够正常顺利的运行。

盖板11的外延边111抵接电池包的外壳201，并通过螺栓与电池包本体200固定连接，进一步加强了插拔式配电箱100与电池包本体200连接的稳定性。当需要将插拔式配电箱100取出时，只需要将盖板11上的螺栓松开，拉动盖板11上的拉手15，使配电箱连接器30脱离电池包连接器400，即可将整个插拔式配电箱100取出，不需要拆开电池包的上盖，使得整车在使用和维修方便更加便捷和高效。同时，插拔式配电箱100具有手动维修开关的功能，通过拔出整个插拔式配电箱100即可将高压系统的电源断开，在车辆检修时能确保人车安全，能在关键时刻实现高压系统电气隔离。

以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种插拔式配电箱，用于与电池包电连接，其特征在于，包括箱体、电路板以及与所述电路板电连接的配电箱电气元件、配电箱连接器和设于所述箱体的外输连接器，

所述箱体包括盖板、底板和周侧板，所述周侧板围绕底板设置，所述盖板、底板与周侧板围合形成容纳空间，所述配电箱电气元件、电路板以及配电箱连接器收容于所述容纳空间内；

所述配电箱连接器包括插接口和连接端，所述配电箱连接器装于所述底板，所述插接口通过底板露出外界与所述电池包插接实现所述配电箱与所述电池包的电连接，所述连接端与所述电路板电连接，所述配电箱连接器用于传输所述插拔式配电箱和所述电池包之间的电信号，所述插拔式配电箱通过所述外输连接器与外界传输。

2.根据权利要求1所述的插拔式配电箱，其特征在于，所述配电箱连接器与所述电池包脱离时，所述插拔式配电箱自动断电。

3.根据权利要求1所述的插拔式配电箱，其特征在于，所述电信号包括电能和低压信号，所述外输连接器包括动力连接器和信号连接器，所述动力连接器和信号连接器间隔设于所述盖板上，分别用于传输所述电能和低压信号。

4.根据权利要求3所述的插拔式配电箱，其特征在于，所述配电箱连接器包括基座、设于所述基座的所述插接口和连接端，所述连接端包括第一连接端和第二连接端，所述第一连接端和所述第二连接端间隔设于所述基座上，所述第一连接端和所述第二连接端经过所述电路板分别与所述动力连接器和信号连接器电连接。

5.根据权利要求3所述的插拔式配电箱，其特征在于，所述配电箱连接器包括第一子连接器和第二子连接器，所述第一子连接器和第二子连接器均包括所述插接口和连接端；所述第一子连接器和第二子连接器分别与所述动力连接器和信号连接器电连接。

6.根据权利要求1-5任一项所述的插拔式配电箱，其特征在于，所述电路板包括控制器，所述控制器用于分配所述配电箱连接器传递的电能和低压信号给所述外输连接器进行传输，并且控制所述插拔式配电箱与所述电池包之间的功能执行。

7.根据权利要求1-5任一项所述的插拔式配电箱，其特征在于，所述配电箱连接器与所述电路板之间通过走线或者铜排电连接，所述外输连接器与所述电路板之间通过走线或者铜排电连接。

8.根据权利要求1-5任一项所述的插拔式配电箱，其特征在于，所述箱体相对所述底板一侧设有开口，所述盖板包括外延边，所述盖板盖于所述开口后，所述外延边凸出所述周侧板，用于与电池包固定。

9.根据权利要求1-5任一项所述的插拔式配电箱，其特征在于，所述配电箱还包括电池管理系统、具有绝缘检测模块的分流器、主正接触器、主负接触器、主正熔断器、主负保险以及分流器，所述主正接触器、主负接触器、主正熔断器、主负保险、分流器与所述电路板直接或者间接电连接，并且与所述电池包和负载形成一个回路。

10.一种汽车电池包，其特征在于，包括电池包本体和权利要求1-9任一项所述的插拔式配电箱，所述电池包本体包括外壳和装于外壳内的数个电池芯，所述外壳一端设有凹部，所述凹部内设有电池包连接器，所述插拔式配电箱装于所述凹部内，所述配电箱连接器与所述电池包连接器插接并导通，所述插拔式配电箱通过盖板与所述外壳固定连接。

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