CN217562724U - 一种电池装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池装置，将电流传感器、主负继电器、主正继电器和第一熔断器沿着箱体的侧边的延伸方向排布，一方面可以充分利用箱体中的空间，提高空间利用率；另一方面，电流传感器、主负继电器、主正继电器和第一熔断器的配合使用，可以实现BDU的功能，进而在对电池装置的结构进行设计时，无需预留出用于放置BDU的空间，将原BDU中的器件散落地布置在箱体中，避免占用额外的空间，从而优化了电池装置的结构和内部空间，减小了电池装置的体积。

Description

一种电池装置

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤指一种电池装置。

背景技术

新能源车辆高压配电盒，简称BDU(Battery Disconnect Unit)，是新能源车辆高压系统解决方案中的高压大电流分配单元。通过铜排与线束将高压元器件进行电连接，为新能源车辆提供充放电控制、高压部件上电控制、电路过载短路保护、高压采样、低压控制等功能，保护和监控高压系统的运行。

BDU一般为一个独立的设备安装在电池包中，这使得在对电池包的结构进行设计时，需要预留出一定的空间以放置BDU；由于BDU的体积一般较大，使得预留出的空间较大，导致电池包整体的体积较大。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种电池装置，用以优化电池装置的结构，减小电池装置的体积。

本实用新型实施例提供了一种电池装置，包括：

箱体；

位于所述箱体内的电池模块；

以及，位于所述箱体内的电流传感器、主负继电器、主正继电器和第一熔断器；

其中，所述电流传感器、所述主负继电器、所述主正继电器和所述第一熔断器沿着所述箱体的侧边的延伸方向依次排布。

如此，将电流传感器、主负继电器、主正继电器和第一熔断器沿着箱体的侧边的延伸方向排布，一方面可以充分利用箱体中的空间，提高空间利用率；另一方面，电流传感器、主负继电器、主正继电器和第一熔断器的配合使用，可以实现BDU的功能，进而在对电池装置的结构进行设计时，无需预留出用于放置BDU的空间，将原BDU中的器件散落地布置在箱体中，避免占用额外的空间，从而优化了电池装置的结构和内部空间，减小了电池装置的体积。

附图说明

图1为本实用新型实施例中提供的各器件的电连接关系的示意图；

图2为本实用新型实施例中提供的一种电池装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中提供的器件的排布方式的示意图；

图4为本实用新型实施例中提供的电池装置的部分结构示意图；

图5为本实用新型实施例中提供的第三导电排的设置方式的示意图；

图6为本实用新型实施例中提供的另一种电池装置的结构示意图。

10-箱体，11-框体，20-电池模块，21-正极输出端，22-负极输出端，23-电池，31-电流传感器，32-主负继电器，33-主正继电器，34-第一熔断器，35-预充继电器，36-预充电阻，37-快充继电器，38-第二熔断器，41-第一导电排，42-第二导电排，43-第三导电排，44-第四导电排，45-第五导电排，46-第六导电排，48-第八导电排，49-第九导电排，50-电池管理系统，c0-侧边，c1-长边，c2-短边，c3-第一熔断器的长边，n1-放电端口，n2-慢充端口，n3-快充端口，T1-通孔。

具体实施方式

下面将结合附图，对本实用新型实施例提供的一种电池装置的具体实施方式进行详细地说明。需要说明的是，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。

在介绍电池装置之前，首先对本实用新型实施例中涉及到的主正继电器、主负继电器、预充继电器、预充电阻、快充继电器、电流传感器、第一熔断器和第二熔断器之间的电连接关系进行说明。

参见图1所示。

其中，电池模块20、第一熔断器34、预充继电器35、预充电阻36、放电端口n1、主负继电器32、以及电流传感器31可以构成预充回路，该预充回路的作用包括：

在放电端口n1连接有电机控制器(图中未示出)和电容(图中未示出)时，在电池模块20上加高压(也即上电)之前，电容两端的电压接近于零或只有很低的残留电压，且上电瞬间相当于电容短路，较大的电流会对电机控制器内部的器件造成损坏，所以需要通过预充电路先对电容进行充电，待电容两端的电压接近电池模块20的电压时，可以关闭预充回路，以完成上电操作。

预充继电器35的作用包括：控制预充回路的通断。

预充电阻36的作用包括：调整预充回路中的电流。

并且，电池模块20、第一熔断器34、主正继电器33、放电端口n1或充电端口(包括快充端口n3和慢充端口n2)、第二熔断器38、快充继电器37、主负继电器32、以及电流传感器31可以构成主回路，主回路的作用包括：实现电池模块20的充电和放电。

主正继电器33的作用包括：控制主回路的通断。

主负继电器32的作用包括：控制主回路的通断。

第一熔断器34的作用包括：在主回路中的电流超过规定值且保持足够长时间时断开，以避免主回路中的电流过高对电池模块20造成不利影响。

电流传感器31的作用包括：采集主回路上的电流。

第二熔断器38的作用包括：在采用慢充时，对充电回路进行保护，避免充电回路中的电流过高。

快充继电器37的作用包括：在采用快充时，快充继电器闭合；在采用慢充时，快充继电器断开；所以快充继电器可以控制快充回路的通断。

具体地，本实用新型实施例提供了一种电池装置，如图2所示，可以包括：

箱体10；

位于所述箱体10内的电池模块20；

以及，位于所述箱体10内的电流传感器31、主负继电器32、主正继电器33和第一熔断器34；

其中，所述电流传感器31、所述主负继电器32、所述主正继电器33和所述第一熔断器34沿着所述箱体10的侧边c0的延伸方向(也即图中所示的F1方向)依次排布。

因电池模块的体积一般较大，占用的箱体中的空间较多，所以为其他结构预留的空间一般较小；将电流传感器、主负继电器、主正继电器和第一熔断器沿着箱体的侧边的延伸方向排布，一方面可以充分利用箱体中的剩余空间，提高空间利用率；另一方面，电流传感器、主负继电器、主正继电器和第一熔断器的配合使用，可以实现BDU的功能，进而在对电池装置的结构进行设计时，无需预留出用于放置BDU的空间，将原BDU中的器件散落地布置在箱体中，避免占用额外的空间，从而优化了电池装置的结构和内部空间，减小了电池装置的体积。

在一些实施例中，如图3和图4所示，还包括：位于所述箱体内的所述预充继电器35和预充电阻36；

所述预充继电器35位于所述主负继电器32和所述主正继电器33之间，所述主负继电器32、所述预充继电器35和所述主正继电器33沿着所述侧边c0的延伸方向(也即图中所示的F1方向)依次排布；

所述主正继电器33与所述第一熔断器34通过第一导电排41连接，所述预充电阻36位于所述第一导电排41与所述箱体的框体11之间。

其中，在图3中仅示出了各器件和各导电排，未示出箱体和电池模块，且图4中11所示的框体属于箱体的一部分。

如此，使得电池装置可以实现预充功能，提高电池装置的安全性；同时，可以充分利用主负继电器和主正继电器之间的空间设置预充继电器，以及充分利用第一导电排与框体之间的空间设置预充电阻，从而可以提高箱体的空间利用率。

在一些实施例中，如图3和图4所示，还包括：与所述主正继电器33连接的第二导电排42；

所述预充继电器35位于所述第二导电排42与所述箱体的底板之间。

说明一点，图3和图4中虽然未示出底板，但是在图3和图4中，预充继电器35位于第二导电排42的下方，以此表示预充继电器35位于第二导电排42与底板之间。

如此，可以充分利用第二导电排与底板之间的高度空间，设置预充继电器，同时减少在F2方向上的空间占用，实现箱体空间的有效利用，优化结构布局。

进一步地，如图3所示，预充继电器35可以设置在靠近主正继电器33较近的位置，预充电阻36也可以设置在靠近主正继电器33较近的位置；

结合图1所示，由于预充继电器35和预充电阻36串联连接后与主正继电器33并联连接，所以将预充继电器35和预充电阻36靠近主正继电器33设置，可以便于实现三者的电连接，减少用于电连接的线束或导电排的长度和复杂度，进而可以简化箱体内的结构复杂度，优化箱体内的结构布局。

在一些实施例中，如图3和图4所示，还包括快充继电器37；

所述快充继电器37位于所述主负继电器32与所述主正继电器33之间；

所述主负继电器32、所述快充继电器37、所述主正继电器33沿着所述侧边c0的延伸方向(也即图中所示的F1方向)依次排布。

进一步地，以图3所示为例，在主正继电器33和主负继电器32之间设置有预充继电器35时，快充继电器37可以位于主负继电器32和预充继电器35之间，进而使得主负继电器32、快充继电器37、预充继电器35和主正继电器33沿着侧边的延伸方向(也即图中所示的F1方向)依次排列。

如此，可以使得电池装置实现快充功能；同时，还可以充分利用主负继电器和主正继电器之间的空间设置快充继电器，从而提高箱体的空间利用率。

同时，结合图1和图3所示，快充继电器37靠近主正继电器33设置，如此可以便于实现快充继电器37和主正继电器33的电连接，减少用于电连接的线束和导电排的长度和复杂度，进而可以简化箱体内的结构复杂度，优化箱体内的结构布局。

在一些实施例中，如图3和图4所示，还包括：第二熔断器38；

所述快充继电器37与所述主正继电器33通过第二导电排42连接；

所述第二熔断器38位于所述第二导电排42与所述箱体的框体11之间。

如此，可以充分利用第二导电排与框体之间的空间设置第二熔断器，提高空间利用率；并且，由于第二熔断器需要分别与快充继电器和主正继电器电连接，所以将第二熔断器设置于快充继电器和主正继电器附近，可以有利于实现第二熔断器分别与快充继电器和主正继电器的电连接，减少用于实现电连接的线束(其中图4中虚线圈1内示出了部分线束)或导电排的长度，简化箱体内的结构复杂度，减少结构之间的相互干扰，提高电池装置的可靠性。

在一些实施例中，如图3和图4所示，还包括：快充端口n3和放电端口n1；

所述主负继电器32与所述放电端口n1通过第三导电排43连接，所述快充继电器37与所述快充端口n3通过第四导电排44连接；

所述第四导电排44的部分结构穿过所述第三导电排43与所述箱体的底板之间的空隙。

说明一点，为了避免结构过于复杂，图3中未示出放电端口n1和快充端口n3，但虚线圈3所示的位置表示放电端口n1的设置位置，虚线圈2所示的位置表示快充端口n3的设置位置。

并且，结合图4所示，放电端口n1和慢充端口n2在F3方向(也即垂直于纸面的方向)上存在交叠，所以图4中所示的视角无法直接看到慢充端口n2，但是基于图4中的视角，放电端口n1的位置与慢充端口n2的位置相同，只是在F3方向存在一定的高度差，所以在图4中，用同一个结构表示放电端口n1和慢充端口n2，但在实际情况中，放电端口n1和慢充端口n2为两个不同的结构，此处只是因为视角的原因用一个结构来表示而已。

结合图3和图4所示，相比于放电端口n1，主负继电器32距离快充端口n3较近，而快充继电器37位于快充端口n3和放电端口n1之间，所以在快充继电器37通过第四导电排44与快充端口n3电连接时，用于连接主负继电器32与放电端口n1的第三导电排43，会与第四导电排44在F3方向上存在交叠；

同时，不管是主负继电器32还是快充继电器37，均具有一定的高度，使得主负继电器32和快充继电器37之间，在F1方向和F3方向上均具有一定的剩余空间；

此时，第三导电排43与第四导电排44在该剩余空间内实现交错，也即第四导电排44的部分结构穿过所述第三导电排43与所述箱体的底板之间的空隙，可以充分利用该剩余空间实现交错，实现空间的有效利用，还可以避免第三导电排43与第四导电排44接触而短路，实现第三导电排43与第四导电排44的电气隔离，保证各结构之间的有效电连接，从而可以提高电池装置的可靠性。

在实际情况中，如图5所示，在主负继电器32与快充继电器37在F3方向(也即图中垂直于纸面的方向)上的高度相近，且放电端口n1靠近快充继电器37设置时，第三导电排43若要实现与放电端口n1电连接，第三导电排43需要绕过快充继电器37，此时，第三导电排43的结构过于复杂、长度较大，且占用的空间较多，对周围其他结构的干涉较大，不利于空间利用率的提高。

因此，在本实用新型实施例中，如图3所示，通过对第三导电排43进行弯折，且弯折部分(如虚线框5所示的部分)设于快充继电器37和框体之间，同时弯折部分的表面m1平行于框体表面(也即F1方向和F3方向构成的平面)。

如此，可以减少第三导电排在F2方向上占用的空间，充分利用快充继电器和框体之间的间隙设置第三导电排，减少对周围其他结构的干涉，同时实现第三导电排与放电端口电连接，在保证电池装置正常工作的同时，提高空间利用率。

进一步地，在一些实施例中，如图3所示，第二熔断器38可以设置于第三导电排43的弯折部分与第二导电排42之间，在避免对第三导电排43的设置产生干扰的同时，提高空间利用率。

在一些实施例中，如图3和图4所示，所述第三导电排43与所述快充端口n3通过第五导电排45连接；

所述第二导电排42与所述放电端口n1通过第六导电排46连接。

如此，通过第三导电排和第五导电排，可以实现主负继电器与快充端口电连接，通过第二导电排和第六导电排，可以实现主正继电器与放电端口电连接，从而可以实现放电功能和快充功能。

在一些实施例中，如图3和图4所示，还包括慢充端口n2；第二熔断器38通过线束(图4中的虚线圈1示出了线束的部分结构)与慢充端口n2电连接。

其中，在图3中，虚线圈4所示的位置表示慢充端口的设置位置。

如此，通过线束可以实现第二熔断器与慢充端口电连接，实现慢充功能；并且，由于线束在设置时具有较高的灵活性，所以可以在第二熔断器与框体之间的剩余空间布置线束。

并且，第二熔断器附近设置了第二导电排、第六导电排、第三导电排的弯折部分，所以若继续采用导电排(暂时称之为第七导电排)电连接第二熔断器和慢充端口时，很难避免第七导电排与其他导电排接触，同时也会占用较多的空间；所以采用线束电连接第二熔断器和慢充端口，可以减少空间的占用，还可以避免与其他导电排接触，在提高空间利用率的同时，提高电池装置的可靠性。

此外，在一些实施例中，第二熔断器可以距离慢充端口较近，此时可以减少线束的长度和复杂度，减少对周围其他结构的干扰和影响，从而优化箱体内的结构布局。

在一些实施例中，如图4所示，所述电池模块20具有长边c1和短边c2；

在沿着所述长边c1的延伸方向(也即图中所示的F1方向)上，所述电池模块20的正极输出端21和负极输出端22分设于所述长边c1的两端；

所述电流传感器31、所述主负继电器32、所述主正继电器33和所述第一熔断器34沿着所述长边c1的延伸方向依次排布。

其中，图4中示出了电池模块20的部分结构；同时，如图6所示，图中示出了两个电池模块20，每个电池模块20包括10个电池23，但在实际情况中，电池装置包括的电池模块20的数量并不限于两个，还可以是一个、三个或更多个，且电池模块20包括的电池23的数量也并不限于10个，还可以为更多个，具体可以根据实际需要进行设置，在此并不限定。

并且，在图6中，两个电池模块20占据了箱体10内的大部分空间，使得剩余空间较小，且两个电池模块20沿着F2方向排布时，若电池模块20的长度接近箱体10的侧边c0的长度，使得电池模块20的左侧端部和右侧端部与箱体10的框体11之间的空间(暂时称之为空间A)较小，由于上述内容中提及的器件(尤其是继电器和电流传感器)具有一定的体积，所以器件无法设置在空间A内；此时，可以利用电池模块20的长边c1与侧边c0之间的空间(暂时称之为空间B，且如图6中虚线框5内所示的空间)设置上述器件。

由于电池模块的长度较大，所以空间B为一个狭长的空间，在侧边的至少部分与电池模块的长边平行时，使得空间B的形状较规整，所以进一步地可以设置为：电流传感器、所述主负继电器、所述主正继电器和所述第一熔断器沿着长边的延伸方向依次排布，以充分利用空间B，同时实现BDU的功能。

进一步地，在一些实施例中，如图4所示，所述负极输出端22靠近所述电流传感器31设置；

所述正极输出端21靠近所述第一熔断器34设置，且所述正极输出端21与所述第一熔断器34连接。

在图4中，电流传感器31靠近箱体的左侧设置，此时可以将负极输出端22设置在长边c1的左侧(也即箱体的左侧)，若电流传感器31为霍尔传感器，第八导电排48电连接负极输出端22后，可以从电流传感器31的通孔(如图3中的T1所示)中穿过，再与主负继电器32电连接；如此，可以简化第八导电排48的结构和长度，避免第八导电排48的结构过于复杂，降低设置难度，进而降低制作成本。

并且，第一熔断器34靠近箱体的右侧设置，此时可以将正极输出端21设置在长边c1的右侧(也即箱体的右侧)，进而通过第九导电排49电连接正极输出端21和第一熔断器34；如此，可以简化第九导电排49的结构和长度，避免第九导电排49的结构过于复杂，降低设置难度，进而降低制作成本。

也就是说，在沿着所述长边的延伸方向上，所述电池模块的正极输出端和负极输出端分设于所述长边的两端，也即正极输出端和负极输出端分别位于箱体的左侧和右侧，可以便于实现电池模块与第一熔断器和电流传感器的电连接，提高电连接操作的便利性。

在一些实施例中，如图4所示，所述箱体具有非直角拐角(如虚线圈6内所示)，所述第一熔断器34位于所述非直角拐角与所述电池模块20之间；

所述第一熔断器34在所述箱体的底板上的正投影外轮廓为长方形，所述长方形的长边c3平行于所述电池模块的长边c1。

说明一点，非直角拐角是与直角拐角相对的，如图4所示，虚线圈7内示出的是直角拐角，也即两个边之间的夹角为直角时则形成直角拐角，虚线圈6内示出的是非直角拐角，也即两个边之间的夹角不是直角，而是圆角(未给出图示)或是特殊形状的拐角(如图4中所示)时，则形成非直角拐角。

在实际情况中，在将电池装置应用至某个用电设备中时，由于该用电设备的结构设计的要求，需要将箱体的某个拐角设置为非直角拐角，如此导致非直角拐角与电池模块之间的剩余空间，要小于空间B内其他区域的剩余空间；

而第一熔断器作为一种熔断器，其结构本身的体积要小于继电器的体积，所以将第一熔断器设置于非直角拐角与所述电池模块之间，且对第一熔断器的设置方向进行特别设置，不仅可以充分利用非直角拐角处的空间，还可以为空间B内的其他区域剩余较多的空间以设置其他器件，从而实现空间的有效利用，提高箱体内的空间利用率。

在一些实施例中，如图6所示，还包括电池管理系统50，所述电池管理系统50位于所述电池模块20远离所述箱体10的底板的一侧。

其中，在图6中，电池管理系统50位于电池模块20的顶部。

如此，可以节省电池装置长度(即F1方向)和宽度(即F2方向)上的空间，使得电池装置在F1方向和F2方向上占用的空间更小，以适用于用电设备中安装电池装置的空间为非扁平式的情况。

在一些实施例中，电池装置除了包括上述结构之外，还可以包括其他用于实现电池装置功能的结构，在此并不限定。

在一些实施例中，电池装置可以但不限于为电池包。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种电池装置，其特征在于，包括：

箱体；

位于所述箱体内的电池模块；

以及，位于所述箱体内的电流传感器、主负继电器、主正继电器和第一熔断器；

其中，所述电流传感器、所述主负继电器、所述主正继电器和所述第一熔断器沿着所述箱体的侧边的延伸方向依次排布。

2.如权利要求1所述的电池装置，其特征在于，还包括：位于所述箱体内的预充继电器和预充电阻；

所述预充继电器位于所述主负继电器和所述主正继电器之间，所述主负继电器、所述预充继电器和所述主正继电器沿着所述侧边的延伸方向依次排布；

所述主正继电器与所述第一熔断器通过第一导电排连接，所述预充电阻位于所述第一导电排与所述箱体的框体之间。

3.如权利要求2所述的电池装置，其特征在于，还包括：与所述主正继电器连接的第二导电排；

所述预充继电器位于所述第二导电排与所述箱体的底板之间。

4.如权利要求1所述的电池装置，其特征在于，还包括快充继电器；

所述快充继电器位于所述主负继电器与所述主正继电器之间；

所述主负继电器、所述快充继电器、所述主正继电器沿着所述侧边的延伸方向依次排布。

5.如权利要求4所述的电池装置，其特征在于，还包括：第二熔断器；

所述快充继电器与所述主正继电器通过第二导电排连接；

所述第二熔断器位于所述第二导电排与所述箱体的框体之间。

6.如权利要求4所述的电池装置，其特征在于，还包括：快充端口和放电端口；

所述主负继电器与所述放电端口通过第三导电排连接，所述快充继电器与所述快充端口通过第四导电排连接；

所述第四导电排的部分结构穿过所述第三导电排与所述箱体的底板之间的空隙。

7.如权利要求6所述的电池装置，其特征在于，所述第三导电排与所述快充端口通过第五导电排连接；

所述电池装置还包括：与所述主正继电器连接的第二导电排，所述第二导电排与所述放电端口通过第六导电排连接。

8.如权利要求1所述的电池装置，其特征在于，所述电池模块具有长边和短边；

在沿着所述长边的延伸方向上，所述电池模块的正极输出端和负极输出端分设于所述长边的两端；

所述电流传感器、所述主负继电器、所述主正继电器和所述第一熔断器沿着所述长边的延伸方向依次排布。

9.如权利要求8所述的电池装置，其特征在于，所述负极输出端靠近所述电流传感器设置；

所述正极输出端靠近所述第一熔断器设置，且所述正极输出端与所述第一熔断器连接。

10.如权利要求1所述的电池装置，其特征在于，所述箱体具有非直角拐角，所述第一熔断器位于所述非直角拐角与所述电池模块之间；

所述第一熔断器在所述箱体的底板上的正投影外轮廓为长方形，所述长方形的长边平行于所述电池模块的长边。

11.如权利要求1-10任一项所述的电池装置，其特征在于，还包括电池管理系统，所述电池管理系统位于所述电池模块远离所述箱体的底板的一侧。

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