CN217589068U - 电池保护盒、电池包及电动汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电池保护盒、电池包及电动汽车，电池保护盒包括壳体和电气元件；壳体具有容纳腔，用于容纳电气元件，壳体上开设有散热通孔；电气元件包括继电器、铜排和多个陶瓷散热器，继电器包括第一继电器和第二继电器，铜排可拆卸地固定在第一继电器和第二继电器上，第一继电器和第二继电器通过铜排串联，陶瓷散热器可拆卸地固定在铜排上，对铜排进行散热，改善铜排的散热效率，解决电池保护盒在充放电过程中的散热问题。

Description

电池保护盒、电池包及电动汽车

技术领域

本实用新型涉及一种电动汽车领域，特别涉及一种电池保护盒、电池包及电动汽车。

背景技术

随着新能源汽车的快速发展，充电速度的快慢直接影响着用户的使用体验，现阶段畅销的电动车大多可以做到30分钟将电池充到80％的荷电状态，而在30分钟充到80％的荷电状态时，电池内部的高压元件需要承受非常大的电流，而大电流通过的部分会产生大量的电热反应，尤其是高压电连接中的开关部件、安全件等由于内阻相对偏大，发热量非常大。因此，在用户需要更快充电速度的要求下，电连接的发热的问题更加突出。

BDU是电池包断路单元，即电池保护盒，专为电池包内部设计，也是高压配电盒的一种,现阶段国内电池系统中主要的损坏器件是BDU内的电器件，作为电池系统内的通断控制电器件，继电器的失效占到较大比例，继电器失效去除滥用和来料不良的问题外，主要是因为BDU在工作时，内部温度较高，继电器在高温环境下工作，其使用寿命减小并造成损坏率增高。

目前电池包内BDU的各电气元件与铜排搭接处接触电阻大，导致整个铜排温升较高。现有的BDU内部载流铜排一般无冷却，随着温度升高，铜排自身电阻增加，铜排发热可以看作为一个固定热源，BDU内部温升升高，将导致BDU整体性能下降。此外，在快充、连续加减速等大电流工况下，继电器、熔断器等电气件的温度会急剧上升，而铜排的散热能力有限，整个BDU的温度也因此急剧上升。

前面的叙述在于提供一般的背景信息，并不一定构成现有技术。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电池保护盒、电池包及电动汽车，改善铜排的散热效率，解决电池保护盒在充放电过程中的散热问题。

本实用新型提供一种电池保护盒，包括壳体和电气元件；

壳体具有容纳腔，用于容纳电气元件，壳体上开设有散热通孔；

电气元件包括继电器、铜排和多个陶瓷散热器，继电器包括第一继电器和第二继电器，铜排可拆卸地固定在第一继电器和第二继电器上，第一继电器和第二继电器通过铜排串联，陶瓷散热器可拆卸地固定在铜排上，对铜排进行散热。

进一步地，第一继电器和第二继电器包括触点，铜排通过螺栓可拆卸地固定在第一继电器和第二继电器上，将铜排与第一继电器和第二继电器的触点电连接。

进一步地，在陶瓷散热器上设置有穿孔，对螺栓的螺栓头进行避让，螺栓穿过陶瓷散热器上的穿孔并将铜排固定在第一继电器和第二继电器上。

进一步地，陶瓷散热器包括基体和若干翅片，翅片与基体一体成型或者可拆卸地安装在基体上。

进一步地，陶瓷散热器的翅片的形状为直齿状、圆柱状、斜纹状、蜂窝状中的任一形状，以增加散热面积。

进一步地，陶瓷散热器利用导热结构胶可拆卸地粘接固定在铜排上，陶瓷散热器至少部分超出铜排之外，铜排凸伸出第一继电器和第二继电器的边缘，以增加铜排与陶瓷散热器之间的接触面积。

进一步地，壳体包括顶盖和底壳，底壳与顶盖可拆卸连接，底壳与顶盖对合形成容纳腔。

进一步地，散热通孔并排设置在底壳的相对侧壁以及底壁上，散热通孔设置为条形。

本实用新型还提供一种电池包，包括上述的电池保护盒。

本实用新型还提供一种电动汽车，包括上述的的电池包。

综上所述，本实用新型提供的一种电池保护盒，铜排可拆卸地固定在第一继电器和第二继电器上，铜排的设计位置更加灵活，可以在热源位置充分利用周边空间布置铜排。所采用的散热器为陶瓷散热器。主体材质是氧化铝陶瓷，氧化铝含量大于85％，其作为热的良导体，能够有效降低热阻。进一步地，壳体上开设有散热通孔，当电池保护盒内部温度升高时，电池保护盒的壳体1内外产生温差，散热通孔能够将电池保护盒内部的热量释放至电池保护盒外部，进一步提高电池保护盒的散热能力。另外，通过在铜排和陶瓷散热器的连接处设置热传导系数高的导热结构胶，能够将铜排的热量更快的传递出去，进一步改善了电池保护盒的散热效果，且有利于稳定电池保护盒的性能。

本实用新型还提供一种电池包，包括上述的电池保护盒。其工作热传导效率和散热效率更高，工作过程性能稳定、安全。

本实用新型还提供一种电动汽车，包括上述的的电池包。在配置了具有上述电池保护盒的电池包后，在高电压、大电流的快充环境下，可有效降低电池保护盒的内部温升，保证车辆的稳定性、安全性和更加舒适的体验感。

附图说明

图1为电气元件连接后的结构示意图；

图2为电气元件连接后的剖视示意图；

图3为电池保护盒的结构示意图。

图中，1、壳体；2、电气元件；3、导热结构胶；4、螺栓；11、散热通孔；12、顶盖；13、底壳；21、铜排；22、陶瓷散热器；23、第一继电器；24、第二继电器；100、电池保护盒；221、基体；222、翅片；231、触点。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

请参阅图1-图3，本实用新型提供的一种电池保护盒100，包括壳体1和电气元件2。其中，壳体1具有容纳腔，用于容纳电气元件2。电气元件2包括继电器、铜排21和四个陶瓷散热器22，继电器包括第一继电器23和第二继电器24，铜排21可拆卸地固定在第一继电器23和第二继电器24上，将铜排21与第一继电器23和第二继电器24的触点231电连接，第一继电器23和第二继电器24通过铜排21串联，陶瓷散热器22设置在铜排21上，能够对铜排21进行散热。其中，铜排21可以通过螺接、铆接、粘接等的方式可拆卸地固定在第一继电器23和第二继电器24上。更为具体地，在一实施例中，以螺栓连接的方式为例，铜排21利用螺栓4可拆卸地固定在第一继电器23和第二继电器24上，螺栓4能够提供足够的压紧力将铜排21有效的固定在第一继电器23和第二继电器24上。可以理解的是，上述的可拆卸地固定方式不以上述3种方式为限，也可以为其他的可拆卸地连接方式，例如销钉连接，需保证铜排21与触点231之间正常的电连接。进一步地，在陶瓷散热器22上的对应位置设置有穿孔，对螺栓4的螺栓头进行避让，螺栓4穿过陶瓷散热器22上的穿孔并将铜排21固定在第一继电器23和第二继电器24上。铜排21的导电性能较好且具有较佳的散热性，有利于电池保护盒100的散热，当然，可以采用铝排。更为具体地，壳体1包括顶盖12和底壳13，底壳13具有底壁和侧壁，底壳13与顶盖12可拆卸连接，底壳13与顶盖12对合形成容纳电气件2的容纳腔。其中，第一继电器23和第二继电器24的底部端面连接于底壳13的底壁的内表面上，以使得底壳13的底壁作为各个电气元件2的主要支撑。

请参阅图1和图3，陶瓷散热器22包括基体221和若干翅片222，翅片222与基体221可以为一体成型结构或者翅片222可拆卸地安装在基体221上。其中，在翅片222可拆卸地安装在基体221上的实施例中，基体221设有多个插孔(未图示)，翅片222插入插孔内。进一步地，基体221和翅片222可采用注射、干压、挤压、滚压、等静压、流延、轧膜、注浆、凝胶注模成型等工艺制成。陶瓷散热器22的翅片222的形状可以为直齿状、圆柱状、斜纹状、蜂窝状等中的任一形状，以增加散热面积，进一步提高散热效果。本实施例中，基体221和翅片222的主体材质是氧化铝陶瓷，氧化铝含量大于85％，导热系数在20W/m.K以上，作为热的良导体，能够有效降低热阻。另外，相比于铝散热器，由于陶瓷属于非金属材料，陶瓷散热器22不会与铜排21发生电化学反应，因此，陶瓷散热器22与铜排21的连接处不容易被腐蚀。当然，本实施例中陶瓷散热器22不以氧化铝陶瓷为限，也可以为氮化铝陶瓷、碳化硅陶瓷、含稀土玻璃陶瓷、复合陶瓷、高频瓷等等。相比于铝散热器而言，基于陶瓷优异的绝缘性能，陶瓷散热器22设计位置更加灵活，可以在热源位置(即继电器触点或熔断器端子等位置)充分利用周边空间布置陶瓷散热器22。

请参阅图3，壳体1上开设有散热通孔11；散热通孔11并排设置在底壳13的相对侧壁以及底壁上，散热通孔11设置为条形，相对侧壁上的散热通孔11之间能够形成散热通道。当电池保护盒100内部温度升高时，电池保护盒100的壳体1内外产生温差，内部高温空气经由散热通孔11向电池保护盒100外面进行空气散发热量，减小一部分电池保护盒100的内部热量，进一步提高电池保护盒100的散热能力。在另一实施例中，还可搭配风扇(未图示)使用，风扇沿着散热通道吹风，利用风扇的风力从散热通孔11带走热量，进一步提高散热性能。

请参阅图2，在另一实施例中，陶瓷散热器22利用导热结构胶3可拆卸地粘接固定在铜排21上。通过在铜排21和陶瓷散热器22的连接处设置热传导系数高的导热结构胶3，起到固定作用的同时降低了铜排21与陶瓷散热器22之间的热阻，能够将铜排21的热量更快的传递出去，进一步改善了电池保护盒100的散热效果，且有利于稳定电池保护盒100的性能。在一实施例中，陶瓷散热器22至少部分超出铜排21之外，铜排21凸伸出第一继电器23和第二继电器24的边缘，以增加铜排21与陶瓷散热器22之间的接触面积，增强散热效果。

本实用新型还提供一种电池包，包括上述的电池保护盒100。其工作热传导效率和散热效率更高，工作过程性能稳定、安全。

本实用新型还提供一种电动汽车，包括上述的的电池包。在配置了具有上述电池保护盒100的电池包后，在高电压、大电流的快充环境下，可有效降低电池保护盒100的内部温升，保证车辆的稳定性、安全性和更加舒适的体验感。

综上所述，本实用新型提供的一种电池保护盒100，铜排21可拆卸地固定在第一继电器23和第二继电器24上，铜排21的设计位置更加灵活，可以在热源位置充分利用周边空间布置铜排21。陶瓷散热器22主体材质是氧化铝陶瓷，氧化铝含量大于85％，其作为热的良导体，能够有效降低热阻。壳体1上开设有散热通孔11，当电池保护盒100内部温度升高时，电池保护盒100的壳体1内外产生温差，散热通孔11能够将电池保护盒100内部的热量释放至电池保护盒100外部，进一步提高电池保护盒100的散热能力。另外，通过在铜排21和陶瓷散热器22的连接处设置热传导系数高的导热结构胶3，能够将铜排21的热量更快的传递出去，进一步改善了电池保护盒100的散热效果，且有利于稳定电池保护盒100的性能。

在本文中，用于描述元件的序列形容词“第一”、“第二”“第三”等仅仅是为了区别属性类似的元件，并不意味着这样描述的元件必须依照给定的顺序，或者时间、空间、等级或其它的限制。

在本文中，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；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语的具体含义。

在本文中，术语“远”、“近”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”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，仅是为了表达技术方案的清楚及描述方便，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电池保护盒(100)，其特征在于：包括壳体(1)和电气元件(2)；

所述壳体(1)具有容纳腔，用于容纳所述电气元件(2)，所述壳体(1)上开设有散热通孔(11)；

所述电气元件(2)包括继电器、铜排(21)和多个陶瓷散热器(22)，所述继电器包括第一继电器(23)和第二继电器(24)，所述铜排(21)可拆卸地固定在所述第一继电器(23)和所述第二继电器(24)上，所述第一继电器(23)和所述第二继电器(24)通过所述铜排(21)串联，所述陶瓷散热器(22)可拆卸地固定在所述铜排(21)上，对所述铜排(21)进行散热。

2.根据权利要求1所述的电池保护盒(100)，其特征在于：所述第一继电器(23)和所述第二继电器(24)包括触点(231)，所述铜排(21)通过螺栓(4)可拆卸地固定在所述第一继电器(23)和所述第二继电器(24)上，将所述铜排(21)与所述第一继电器(23)和所述第二继电器(24)的触点(231)电连接。

3.根据权利要求2所述的电池保护盒(100)，其特征在于：在所述陶瓷散热器(22)上设置有穿孔，对所述螺栓(4)的螺栓头进行避让，所述螺栓(4)穿过所述陶瓷散热器(22)上的所述穿孔并将所述铜排(21)固定在所述第一继电器(23)和所述第二继电器(24)上。

4.根据权利要求1所述的电池保护盒(100)，其特征在于：所述陶瓷散热器(22)包括基体(221)和若干翅片(222)，所述翅片(222)与所述基体(221)一体成型或者可拆卸地安装在所述基体(221)上。

5.根据权利要求4所述的电池保护盒(100)，其特征在于：所述陶瓷散热器(22)的所述翅片(222)的形状为直齿状、圆柱状、斜纹状、蜂窝状中的任一形状，以增加散热面积。

6.根据权利要求1所述的电池保护盒(100)，其特征在于：所述陶瓷散热器(22)利用导热结构胶(3)可拆卸地粘接固定在所述铜排(21)上，所述陶瓷散热器(22)至少部分超出所述铜排(21)之外，所述铜排(21)凸伸出所述第一继电器(23)和所述第二继电器(24)的边缘，以增加所述铜排(21)与所述陶瓷散热器(22)之间的接触面积。

7.根据权利要求1所述的电池保护盒(100)，其特征在于：所述壳体(1)包括顶盖(12)和底壳(13)，所述底壳(13)与所述顶盖(12)可拆卸连接，所述底壳(13)与所述顶盖(12)对合形成所述容纳腔。

8.根据权利要求7所述的电池保护盒(100)，其特征在于：所述散热通孔(11)并排设置在所述底壳(13)的相对侧壁以及底壁上，所述散热通孔(11)设置为条形。

9.一种电池包，其特征在于：所述电池包包括如权利要求1至8任一项所述的电池保护盒(100)。

10.一种电动汽车，其特征在于：所述电动汽车包含如权利要求9所述的电池包。

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