CN217405522U - 高压电气装置、电池包电气系统、电池包和车辆 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高压电气装置、电池包电气系统、电池包和车辆。所述高压电气装置包括BDU模块和BMS模块，所述BDU模块包括主回路继电器，所述主回路继电器具有继电器针脚，所述BMS模块包括BMS电路板，所述继电器针脚与所述BMS电路板直接固定连接。本实用新型实施例的高压电气装置具有体积小和集成度高等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及动力电池技术领域，具体涉及一种高压电气装置、电池包电气系统、电池包和车辆。
背景技术
在能源危机和环境污染问题的压力下，新能源汽车因其节能和环保的优势，受到交通、能源部门的大力支持。动力电池作为新能源汽车的核心零部件，如何降低其成本，提高其集成度，对新能源汽车而言至关重要。
电池包的电气系统包括高压电气部分和低压电气系统。高压电气部分包括BDU(Battery Distribution Unit，电池包高压配电盒)模块和BMS(Battery ManagementSystem，电池管理系统)模块，相关技术中电池包电气系统的高压电气部分存在集成度低和体积大的技术问题。
实用新型内容
本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本实用新型的实施例提出一种高压电气装置，以缩小高压电气装置的体积、提高高压电气装置的集成度。
本实用新型的实施例提出一种电池包电气系统，以缩小电池包电气系统的体积、提高电池包电气系统的集成度。
本实用新型的实施例提出一种电池包，以缩小电池包的体积，提高电池包中电气系统的集成度。
本实用新型的实施例提出一种车辆。
本实用新型实施例的高压电气装置包括BDU模块和BMS模块。所述BDU模块包括主回路继电器，所述主回路继电器具有继电器针脚，所述BMS模块包括BMS电路板，所述继电器针脚与所述BMS电路板直接固定连接。
本实用新型实施例的高压电气装置具有体积小、集成度高的优点，另外，还具有重量轻和生产成本低等优点。
在一些实施例中，所述主回路继电器为四触点继电器，所述四触点继电器构成所述高压电气部分的主正继电器和主负继电器。
在一些实施例中，所述继电器针脚包括低压驱动针脚和高压采集针脚，所述低压驱动针脚和所述高压采集针脚中的每一者与所述BMS电路板直接固定连接。
在一些实施例中，所述BDU模块包括金属氧化物半导体场效应晶体管开关，所述金属氧化物半导体场效应晶体管开关具有开关针脚，所述开关针脚与所述BMS电路板直接固定连接。
在一些实施例中，所述开关针脚包括供电针脚和电压采集针脚，所述供电针脚和所述电压采集针脚中的每一者与所述BMS电路板直接固定连接；和/或所述BMS电路板具有在其厚度方向上相对的第一侧和第二侧，所述主回路继电器设于所述第一侧，所述金属氧化物半导体场效应晶体管开关设于所述第二侧。
在一些实施例中，所述BDU模块包括预充电阻，所述预充电阻设在所述主回路继电器上；和/或所述主回路继电器和所述BMS电路板之间限定出容纳空间，所述BDU模块包括电流传感器，所述电流传感器设在所述主回路继电器上，所述电流传感器位于所述容纳空间内。
本实用新型实施例的电池包电气系统包括上述任一实施例所述的高压电气装置。
本实用新型实施例的电池包电气系统具有体积小、集成度高的优点，另外，还具有重量轻和生产成本低等优点。
在一些实施例中，所述BMS电路板包括从控电路板和主控电路板，所述从控电路板与所述主控电路板相连所述电池包电气系统包括汇流排，所述汇流排与所述从控电路板通过线缆相连。
本实用新型实施例的电池包包括上述任一实施例所述的电池包电气系统。
本实用新型实施例的电池包具有体积小、电池包中电气系统集成度高，另外，还具有重量轻和生产成本低等优点。
本实用新型实施例的车辆包括上述任一实施例所述的电池包。
本实用新型实施例的车辆具有重量轻和生产成本低等优点。
附图说明
图1是本实用新型实施例的高压电气装置的局部结构示意图。
图2是本实用新型实施例的高压电气装置的另一视角的局部结构示意图。
图3是图1中BMS电路板的结构示意图。
图4是本实用新型第一实施例的电池包电气系统的低压电气系统的示意图。
图5是本实用新型第二实施例的电池包电气系统的低压电气系统的示意图。
图6是本实用新型第三实施例的电池包电气系统的低压电气系统的示意图。
图7是本实用新型第四实施例的电池包电气系统的低压电气系统的示意图。
图8是相关技术中电池包电气系统的低压电气系统的示意图。
附图标记：
BDU模块1；主回路继电器101；继电器针脚1011；金属氧化物半导体场效应晶体管开关102；开关针脚1021；预充电阻103；电流传感器104；
BMS模块2；BMS电路板201；第二侧2011。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
相关技术中，电池包电气系统高压电气部分的BDU模块和BMS模块分别独立设置，BDU模块包括主正继电器和主负继电器等元器件，主正继电器和主负继电器通过铜排、线束等与BMS模块连接，导致高压电气部分集成度较低、体积较大。
下面参考附图介绍本实用新型实施例的高压电气装置。
如图1至图3所示，高压电气装置包括BDU模块1和BMS模块2，BDU模块1包括主回路继电器101，主回路继电器101具有继电器针脚1011。BMS模块2包括BMS电路板201，继电器针脚1011与BMS电路板201直接固定连接。本实用新型实施例的高压电气装置用于对电池包的电气系统。
主回路继电器101通过继电器针脚1011直接与BMS电路板201固定连接，使得BMS模块2的至少一部分集成于BDU模块1上。与相关技术中高压电气装置的BDU模块和BMS 模块分别独立设置相比，高压电气装置的结构更紧凑，能够缩小高压电气装置的体积、提高了高压电气装置的集成度。
此外，主回路继电器101通过继电器针脚1011直接与BMS电路板201固定连接，既可以实现主回路继电器101与BMS电路板201的机械连接，又可以实现主回路继电器101 与BMS电路板201的电连接，可以减少甚至省掉主回路继电器101和BMS模块2之间的铜排和线束，有利于进一步缩小高压电气装置的体积，同时还可以减轻高压电气装置的重量、降低电池包电气系统的生产成本。
因此，本实用新型实施例的高压电气装置具有体积小、集成度高的优点，另外，还具有重量轻和生产成本低等优点。
为了使本申请的技术方案更容易被理解，下面以BMS电路板201的厚度方向与上下方向一致为例，进一步描述本申请的技术方案，其中，上下方向如图1所示。
如图1和图2所示，BMS模块2位于BDU模块1上侧，主回路继电器101位于BMS 电路板201的下方。
可选地，继电器针脚1011与BMS电路板201焊接相连。
继电器针脚1011与BMS电路板201焊接连接可以有效保证继电器针脚1011与BMS电路板201的连接稳定性，有利于提高电池包电气系统的运行的可靠性。
在一些实施例中，主回路继电器101为四触点继电器101，主回路继电器101构成高压电气装置的主正继电器和主负继电器。
主回路继电器101构成高压电气装置的主正继电器和主负继电器是指，主回路继电器 101包括主正部分和主负部分，主正部分起到相关技术中BDU模块中的主正继电器的作用和主负部分起到相关技术中BDU模块中的主负继电器的作用，即将相关技术中BDU模块中的主正继电器和主负继电器集成为一个四触点继电器101。
由此，可以进一步提高高压电气装置的集成度，使得电池包电气系统的结构更紧凑、体积更小。
可选的，继电器针脚1011包括低压驱动针脚和高压采集针脚，低压驱动针脚和所述高压采集针脚中的每一者与BMS电路板201直接固定连接。
为了使本申请的技术方案更容易被理解，下面以BMS电路板201的长度方向与左右方向一致为例，进一步描述本申请的技术方案，其中，左右方向如图1所示。
例如，如图2所示，主回路继电器101位于BMS电路板201下方，四触点继电器101 具有八个针脚，八个针脚均沿上下方向伸出BMS电路板201上侧。八个针脚沿左右方向分两排布置，左侧的四个针脚分别为第一针脚、第二针脚、第三针脚和第四针脚，右侧的四个针脚分别为第五针脚、第六针脚、第七针脚和第八针脚，八个针脚均与BMS电路板201 连接。
其中，第一针脚和第二针脚均与BMS电路板201连接，实现主正部分和BMS电路板201的机械连接，并省去主正部分和BMS电路板201之间的低压驱动线束；第三针脚和第四针脚均与BMS电路板201连接，实现主正部分和BMS电路板201的机械连接，并省去主正部分和BMS电路板201之间的高压采集线束；第五针脚和第六针脚均与BMS电路板 201连接，实现主负部分和BMS电路板201的机械连接，并省去主负部分和BMS电路板 201之间的低压驱动线束；第七针脚和第八针脚与BMS电路板201连接，实现主负部分和 BMS电路板201的机械连接，并省去主负部分和BMS电路板201之间的高压采集线束。
由此，可以省掉主回路继电器101与BMS电路板201之间的低压驱动线束和高压采集线束，有利于进一步减轻电池包电气系统的重量、降低电池包电气系统的生产成本。
在一些实施例中，如图3所示，BDU模块1包括金属氧化物半导体场效应晶体管开关102，金属氧化物半导体场效应晶体管开关102具有开关针脚1021，开关针脚1021与BMS 电路板201直接固定连接。
由此，利用金属氧化物半导体场效应晶体管开关102代替高压电气装置的预充继电器，并将金属氧化物半导体场效应晶体管开关102集成到BMS模块2上，且BMS模块2集成到BDU模块1上，可以进一步提高高压电气装置的集成度，使得电池包电气系统的结构更紧凑、体积更小。
可选地，开关针脚1021与BMS电路板201焊接相连。
开关针脚1021与BMS电路板201焊接连接可以有效保证开关针脚1021与BMS电路板201的连接稳定性，有利于提高电池包电气系统的运行的可靠性。
可选地，开关针脚1021包括供电针脚和电压采集针脚，供电针脚和电压采集针脚中的每一者与BMS电路板201直接固定连接。
例如，开关针脚1021具有四个，其中两个开关针脚1021与BMS电路板201直接固定连接，实现金属氧化物半导体场效应晶体管开关102和BMS电路板201之间的机械连接，并省去了金属氧化物半导体场效应晶体管开关102和BMS电路板201之间的供电线束；另外两个开关针脚1021与BMS电路板201直接固定连接，实现金属氧化物半导体场效应晶体管开关102和BMS电路板201之间的机械连接，并省去了金属氧化物半导体场效应晶体管开关102和BMS电路板201之间的电压采集线束。
由此，可以省掉金属氧化物半导体场效应晶体管开关102与BMS模块2之间的供电线束和电压采集线束，有利于进一步减轻电池包电气系统的重量、降低电池包电气系统的生产成本。
在一些实施例中，BMS电路板201具有在其厚度方向上相对的第一侧和第二侧2011，主回路继电器101位于第一侧，金属氧化物半导体场效应晶体管开关102位于第二侧2011。
如图1至图3所示，BMS电路板201具有在上下方向上相对的第一侧和第二侧2011，其中，第一侧位于第二侧2011下方，主回路继电器101位于第一侧，金属氧化物半导体场效应晶体管开关102位于第二侧2011。
由此，将主回路继电器101和金属氧化物半导体场效应晶体管开关102设置在BMS电路板201的不同侧，可以避免主回路继电器101和金属氧化物半导体场效应晶体管开关102 在位置上相干涉，便于将主回路继电器101和金属氧化物半导体场效应晶体管开关102集成到BMS模块2上。
可选地，BDU模块1包括预充电阻103，预充电阻103设在主回路继电器101上。
为了使本申请的技术方案更容易被理解，下面以BMS电路板201的宽度方向与前后方向一致为例，进一步描述本申请的技术方案，其中，前后方向如图1所示。
例如，如图1所示，预充电阻103设在主回路继电器101的主正部分前侧，预充电阻103与主回路继电器101的主正部分并联。
在一些实施例中，BDU模块1包括电流传感器104，电流传感器104设在主回路继电器101上，电流传感器104在BMS电路板201的厚度方向上位于主回路继电器101和BMS 电路板201之间。
例如，如图1所示，BMS电路板201位于主回路继电器101上方，且BMS电路板201 与主回路继电器101之间形成容纳空间，电流传感器104位于容纳空间内，且电流传感器 104与主回路继电器101的主负部分串联。
由此，可以进一步提高高压电气装置的集成度，使得电池包电气系统的结构更紧凑、体积更小。
下面参考附图介绍本实用新型实施例的电池包电气系统。
如图1至图7所示，本实用新型实施例的电池包电气系统包括高压电气装置和低压电气系统。所述高压电气装置为上述任一实施例所述的高压电气装置。
因此，本实用新型实施例的电池包电气系统具有体积小、集成度高的优点，另外，还具有重量轻和生产成本低等优点。
相关技术中，低压电气系统包括采集模块，采集模块和BMS采用FPC(FlexiblePrinted Circuit，柔性电路板)相连，电池包中电压信号、温度信号通过FPC传递给BMS模块。随着新能源汽车续航里程的提升，电池包电量的增加，电池包的尺寸越来越大，相应的FPC 的数量也会相应增加，导致电池包电气系统存在整体重量大和成本高的技术问题。
在一些实施例中，BMS电路板201包括从控电路板和主控电路板。电池包电气系统包括汇流排，汇流排与从控电路板通过线缆相连，从控电路板与主控电路板相连。
由此，本实用新型实施例的电池包电气系统的汇流排与从控电路板采用线缆相连，与相关技术中汇流排与从控电路板采用柔性线路板(FPC)(图8所示)相比，可以有效减轻用于电池包电气系统的重量、降低电池包电气系统的生产成本。
可选地，线缆为扁平线缆(FFC)。
扁平线缆在重量较小的同时可以有效提高汇流排与从控电路板之间的连接稳定性，进而可以提高电池包电气系统的可靠性。
可选地，如图4所示，低压电气系统还包括转接板，扁平线缆的一端与汇流排采用超声波焊接或者通过镍片转接，扁平线缆的另一端通过热压焊接与转接板相连。
转接板上设有第一采集连接器和第二采集连接器，第一采集连接器和第二采集连接器的每一者为40引脚电压温度采集连接器，从控电路板上设有第三采集连接器和第四采集连接器，第三采集连接器和第四采集连接器的每一者为40引脚电压温度采集连接器。第一采集器与第三采集器通过采集信号线束相连，第二采集器和第四采集器之间通过采集信号线束相连，来实现转接板和从控电路板之间的连接。从控电路板上设有第一通讯连接器，主控电路板上设有第二通讯连接器，第一通讯连接器和第二通讯连接器中的每一者为40引脚通讯连接器，第一通讯连接器和第二通讯连接器之间通过通讯线束连接，来实现从控电路板和主控电路板之间的连接。
可选地，如图5所示，低压电气采集系统还包括转接板，扁平线缆的一端与汇流排采用超声波焊接或者通过镍片转接，扁平线缆的另一端通过热压焊接与转接板相连，转接板上设有第一采集连接器和第二采集连接器，第一采集连接器和第二采集连接器的每一者为 40引脚电压温度采集连接器，BMS模块2的从控电路板上设有第三采集连接器和第四采集连接器，第三采集连接器和第四采集连接器的每一者为40引脚电压温度采集连接器。第一采集器与第三采集器通过扁平线缆相连，第二采集器和第四采集器之间通过扁平线缆相连，来实现从控电路板和主控电路板之间的连接。从控电路板上设有第一通讯连接器，主控电路板上设有第二通讯连接器，第一通讯连接器和第二通讯连接器中的每一者为40引脚通讯连接器，第一通讯连接器和第二通讯连接器之间通过一根通讯线束连接，来实现从控电路板和主控电路板之间的连接。
可选地，如图6所示，扁平线缆的一端与汇流排采用超声波焊接或者通过镍片转接，扁平线缆的另一端通过扁平线缆专用连接器与从控电路板相连。从控电路板上设有第一通讯连接器，主控电路板上设有第二通讯连接器，第一通讯连接器和第二通讯连接器中的每一者为40引脚通讯连接器，第一通讯连接器和第二通讯连接器之间通过一根通讯线束连接，来实现从控电路板和主控电路板之间的连接。
可选地，如图7所示，扁平线缆的一端与汇流排采用超声波焊接或者通过镍片转接，扁平线缆的另一端通过热压焊接与从控电路板相连。从控电路板上设有第一通讯连接器，主控电路板上设有第二通讯连接器，第一通讯连接器和第二通讯连接器中的每一者为40引脚通讯连接器，第一通讯连接器和第二通讯连接器之间通过一根通讯线束连接，来实现从控电路板和主控电路板之间的连接。
本实用新型实施例的电池包电气系统的结构简单且集成度高，其中，高压电气装置，将传统BDU模块中的主正继电器、主负继电器、预充电阻和电流传感器集成在了一个四触点继电器上，采用金属氧化物半导体场效应晶体管开关102代替预充继电器，并将金属氧化物半导体场效应晶体管开关102集成到BMS模块2中。BMS模块2与四触点继电器之间不仅机械连接而且电路连接，省去了中间的连接线束和铜排。低压电气系统采用了FFC 扁平线缆代替相关技术中的FPC柔性线路板，大大降低了生产成本，同时，将从控电路板与FFC扁平线缆集成，进一步提高了低压电气系统的集成度。
本实用新型实施例的电池包包括上述任一实施例所述的电池包电气系统。
因此，本实用新型实施例的电池包具有体积小、电池包中电气系统集成度高，另外，还具有重量轻和生产成本低等优点。
本实用新型实施例的车辆包括上述任一实施例所述的电池包。
因此，本实用新型实施例的车辆具有重量轻和生产成本低等优点。
在本实用新型的描述中，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”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
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至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；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，除非另有明确的限定。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实用新型中的具体含义。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实用新型中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种高压电气装置，其特征在于，包括：
BDU模块，所述BDU模块包括主回路继电器，所述主回路继电器具有继电器针脚；和
BMS模块，所述BMS模块包括BMS电路板，所述继电器针脚与所述BMS电路板直接固定连接。
2.根据权利要求1所述的高压电气装置，其特征在于，所述主回路继电器为四触点继电器，所述四触点继电器构成所述高压电气部分的主正继电器和主负继电器。
3.根据权利要求1所述的高压电气装置，其特征在于，所述继电器针脚包括低压驱动针脚和高压采集针脚，所述低压驱动针脚和所述高压采集针脚中的每一者与所述BMS电路板直接固定连接。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的高压电气装置，其特征在于，所述BDU模块包括金属氧化物半导体场效应晶体管开关，所述金属氧化物半导体场效应晶体管开关具有开关针脚，所述开关针脚与所述BMS电路板直接固定连接。
5.根据权利要求4所述的高压电气装置，其特征在于，所述开关针脚包括供电针脚和电压采集针脚，所述供电针脚和所述电压采集针脚中的每一者与所述BMS电路板直接固定连接；和/或
所述BMS电路板具有在其厚度方向上相对的第一侧和第二侧，所述主回路继电器设于所述第一侧，所述金属氧化物半导体场效应晶体管开关设于所述第二侧。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的高压电气装置，其特征在于，所述BDU模块包括预充电阻，所述预充电阻设在所述主回路继电器上；和/或
所述主回路继电器和所述BMS电路板之间限定出容纳空间，所述BDU模块包括电流传感器，所述电流传感器设在所述主回路继电器上，所述电流传感器位于所述容纳空间内。
7.一种电池包电气系统，其特征在于，包括权利要求1-6中任一项所述的高压电气装置。
8.根据权利要求7所述的电池包电气系统，其特征在于，所述BMS电路板包括从控电路板和主控电路板，所述从控电路板与所述主控电路板相连，所述电池包电气系统包括汇流排，所述汇流排与所述从控电路板通过线缆相连。
9.一种电池包，其特征在于，包括权利要求7或8所述的电池包电气系统。
10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求9所述的电池包。
Priority Applications (1)
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| CN202220296372.3U CN217405522U (zh) | 2022-02-14 | 2022-02-14 | 高压电气装置、电池包电气系统、电池包和车辆 |
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2022
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |