CN218300111U - 电池系统及电动作业机械 - Google Patents

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张星
刘刚
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Abstract

本实用新型涉及动力电池技术领域，提供一种电池系统及电动作业机械。电池系统包括至少一层箱体以及设置于所述箱体的底部快插接头、顶部快插接头、高压盒、手动维修开关和连接线组，所述箱体内设置有电芯模组，所述手动维修开关包括第一开关和第二开关；所述连接线组用于实现如下连接功能：所述高压盒与所述底部快插接头的正负极、所述顶部快插接头的正负极和所述电芯模组正负极的电性连接；以及所述第一开关和所述第二开关与所述电芯模组的串接。本实用新型提供的电池系统利用底部快插接头和顶部快插接头与其他电池系统进行连接时即可实现电池系统之间电路的快速连接，能够根据实际的作业需求组装所需数量的电池系统。

Description

电池系统及电动作业机械
技术领域
本实用新型涉及动力电池技术领域，尤其涉及一种电池系统及电动作业机械。
背景技术
目前，电动作业机械(例如，重卡、搅拌车、自卸车)以采用大电量电池总成为主，而在部分应用场景中，小电量的电池系统可满足使用需求，由此可见，将电池系统设置为可以进行组装的形式，根据实际的作业需求组装所需数量的电池系统十分必要，而如何实现电池系统之间电路的快速连接是一项重大难题。现有技术中电池系统的电路结构通常无法实现与其他电池系统的快速连接。
实用新型内容
本实用新型提供一种电池系统及电动作业机械，用以解决现有技术中电池系统的电路结构无法实现与其他电池系统快速连接的问题。
本实用新型提供一种电池系统，包括：至少一层箱体以及设置于所述箱体的底部快插接头、顶部快插接头、高压盒、手动维修开关和连接线组，所述箱体内设置有电芯模组，所述手动维修开关包括第一开关和第二开关；
所述连接线组用于实现如下连接功能：
所述高压盒与所述底部快插接头的正负极、所述顶部快插接头的正负极和所述电芯模组的正负极的电性连接；以及
所述第一开关和所述第二开关与所述电芯模组的串接。
根据本实用新型提供的一种电池系统，电芯模组包括两个及以上的电芯模块，所述连接线组还用于实现各所述电芯模块的依次串接。
根据本实用新型提供的一种电池系统，所述箱体包括顶部箱体、中间箱体和底部箱体，所述顶部箱体、中间箱体和底部箱体沿竖直方向依次堆叠设置，所述顶部快插接头设置在所述顶部箱体的顶板上，所述底部快插接头设置在所述底部箱体的底板上，所述高压盒和所述手动维修开关设置在所述中间箱体的侧壁上。
根据本实用新型提供的一种电池系统，所述连接线组包括第一线组，所述第一线组的一端连接所述高压盒，另一端经过所述中间箱体中的所述电芯模组的上侧，并由所述中间箱体的中部连接至所述顶部快插接头的正负极。
根据本实用新型提供的一种电池系统，所述连接线组包括第二线组，所述中间箱体的底板上设置有第一穿线孔，所述第二线组的一端连接所述高压盒，另一端穿过所述第一穿线孔后经由所述底部箱体中所述电芯模组的下侧延伸至所述底部箱体的中部，并与所述底部快插接头的正负极连接。
根据本实用新型提供的一种电池系统，在所述第二线组中，至少在位于所述底部箱体的电芯模组下侧的区段设置有绝缘板，所述绝缘板设置在所述第二线组的上下两侧。
根据本实用新型提供的一种电池系统，
所述连接线组包括总正连接线、总负连接线、开关阳极连接线、开关阴极连接线和多段串接线；
所述高压盒通过所述总正连接线连接所述中间箱体中电芯模组的正极，并通过所述总负连接线连接所述底部箱体中电芯模组的负极；
所述第一开关通过所述开关阳极连接线和所述开关阴极连接线串接在底部箱体中电芯模组和所述中间箱体中电芯模组之间；
所述第二开关串接在所述总正连接线与所述高压盒之间；
所述电芯模组中各所述电芯模块之间以及所述中间箱体中电芯模组与所述顶部箱体中电芯模组之间分别通过所述串接线串接。
根据本实用新型提供的一种电池系统，所述连接线组包括并联线组；
所述底部快插接头和所述顶部快插接头分别设置有两个，两个所述底部快插接头之间以及两个所述顶部快插接头之间通过所述并联线组并联。
根据本实用新型提供的一种电池系统，所述连接线组中的至少部分连接线采用铜排结构。
本实用新型还提供一种电动作业机械，包括至少一个上述的电池系统。
本实用新型提供的电池系统，高压盒通过连接线组与电芯模组、底部快插接头和顶部快插接头电性连接，利用底部快插接头和顶部快插接头与其他电池系统进行连接时即可实现电池系统之间电路的快速连接，能够根据实际的作业需求组装所需数量的电池系统；另外，手动维修开关与电芯模组进行串接，可以通过手动维修开关进行断电操作，保证使用安全。
进一步地，在本实用新型提供的电动作业机械中，由于具备如上所述的电池系统，因此同样具备如上所述的优势。
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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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是本实用新型提供的一种电池系统一个视线方向的整体结构示意图；
图2是本实用新型提供的一种电池系统另一个视线方向的整体结构示意图；
图3是本实用新型提供的一种电池系统又一个视线方向的整体结构示意图；
图4是本实用新型提供的一种电池系统中表现连接线组与电芯模块配合结构的示意图之一；
图5是本实用新型提供的一种电池系统中表现连接线组与电芯模块配合结构的示意图之二；
图6是本实用新型提供的一种电池系统中表现连接线组结构的示意图；
图7是本实用新型提供的一种电池系统中表现电流方向的结构示意图(图中箭头表示电流方向)；
图8是本实用新型提供的一种电池系统中顶部箱体的结构示意图；
图9是本实用新型提供的一种电池系统中顶部箱体的结构示意图；
图10是本实用新型提供的一种电池系统中顶部箱体的结构示意图；
附图标记：1、顶部箱体；2、中间箱体；3、底部箱体；4、高压盒；5、第一开关；6、第二开关；7、电芯模块；8、底部快插接头；9、顶部快插接头；10、第一线组；11、第二线组；12、总正连接线；13、总负连接线；14、开关阳极连接线；15、开关阴极连接线；16、串接线；17、并联线组；18、第一安装盒；19、第二安装盒；20、第一穿线孔；21、第二穿线孔；22、固定孔；23、固定筋条。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型的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，但不能用来限制本实用新型的范围。
在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实施例和简化描述，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实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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。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在本实用新型实施例中的具体含义。
在本实用新型实施例中，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。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述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实施例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。
下面结合图1至图10描述本实用新型实施例的电池系统，本实用新型实施例的电池系统可以单独使用在例如重卡、搅拌车、自卸车等电动作业机械上，也可以根据作业半径的需要将两个以上的电池系统进行组合后应用到电动作业机械上。
本实用新型实施例的电池系统包括至少一层箱体以及设置于箱体的底部快插接头8、顶部快插接头9、高压盒4、手动维修开关和连接线组。箱体内设置有电芯模组7，电芯模组7通过例如卡接、螺栓连接或粘接等方式固定在箱体内。手动维修开关包括第一开关5和第二开关6，第一开关5和第二开关6均能够起到电源开闭和短路保护的作用。
本实用新型实施例的连接线组用于实现高压盒4与底部快插接头8的正负极、顶部快插接头9的正负极和电芯模组7正负极的电性连接；以及第一开关5和第二开关6与电芯模组7的串接。
需要说明的是，本实用新型实施例中的顶部快插接头9为实现电池系统之间电路连接的公端，底部快插接头8为实现电池系统之间电路连接的母端，当两个电池系统进行连接时，位于下方的电池系统的顶部快插接头9可以插入位于上方的电池系统的底部快插接头8中。
根据本实用新型实施例的电池系统，电芯模组7包括两个及以上的电芯模块，连接线组还用于实现各电芯模块的依次串接。
可选地，电芯模块的长度方向平行于箱体的宽度方向，同一个箱体中的各电芯模块沿箱体的长度方向排布。本实施例中顶部快插接头9和底部快插接头8的布置位置位于箱体长度方向上的中部，与顶部快插接头9或底部快插接头8在同一个箱体中的各电芯模块可以沿箱体的长度方向在顶部快插插头和底部快插接头8的两侧对称布置。
在本实用新型一些实施例中，箱体包括顶部箱体1、中间箱体2和底部箱体3，顶部箱体1、中间箱体2和底部箱体3沿竖直方向依次堆叠设置。这里需要说明的是，顶部箱体1和底部箱体3各设置有一个，中间箱体2则可以根据需要设置一个或两个以上。另外，由于顶部箱体1、中间箱体2和底部箱体3堆叠设置，因此中间箱体2和底部箱体3可以不设置顶板，采用上侧开口的形式。
顶部快插接头9设置在顶部箱体1的顶板上，底部快插接头8设置在底部箱体3的底板上，高压盒4和手动维修开关设置在中间箱体2的侧壁上。可以理解的是，由于顶部快插接头9需要插接到其他电池系统的接头上，因此凸出顶部箱体1的顶板，而高压盒4、手动维修开关和底部快插接头8则需要安装在箱体内部，避免其凸出箱体的外壁影响电池系统的安装布置。
可选地，中间箱体2的侧壁上设置有第一安装盒18和第二安装盒19，第一安装盒18和第二安装盒19位于中间箱体2的内部，并在中间箱体2的侧壁上操作窗口，操作窗口位置设置可拆卸的门板，高压盒4设置在第一安装盒18内，手动维修开关设置在第二安装盒19内。
可选地，高压盒4和手动维修开关设置在中间箱体2的端部，使箱体的布局更合理，内部形成更大的安装空间。
本实用新型实施例中的连接线组中的至少部分连接线采用铜排结构，易于布置，能够占用更小的空间。下面对本实用新型实施例中的连接线组进行详细介绍：
在本实用新型一些实施例中，连接线组包括第一线组10，第一线组10分为阴极和阳极两条线路，第一线组10的一端连接高压盒4，另一端经过中间箱体2中的电芯模组7的上侧，并由中间箱体2的中部连接至顶部快插接头9的正负极，实现高压盒4与顶部快插接头9的电性连接。需要说明的是，顶部快插接头9的正负极连接线延伸至顶部箱体1的底板中部，并在顶部箱体1的底板中部设置贯穿顶部箱体1底板的接头，第一线组10可以直接在中间箱体2的上侧中部位置连接该接头。本实施例中，由于顶部快插接头9至顶部箱体1底板的连接线不会与电芯模组7的安装产生干涉，可以采用普通的线缆结构，而第一线组10由于需要经过电芯模组7的侧壁和顶壁，因此优选为铜排结构。
进一步地，连接线组还包括第二线组11，第二线组11分为阴极和阳极两条线路，中间箱体2的底板上设置有第一穿线孔20，第一穿线孔20位于中间箱体2底板临近高压盒4的位置，第二线组11的一端连接高压盒4，另一端穿过第一穿线孔20后经由底部箱体3中电芯模组7的下侧延伸至底部箱体3的中部，并与底部快插接头8的正负极连接。需要说明的是，由于底部快插接头8的接线端位于底部箱体3内，因此第二线组11可以延伸至底部箱体3内腔的中部后直接与底部快插接头8连接。出于与第一线组10相同的考虑，为避免第二线组11影响电芯模组7的安装，并且为了减小占用的空间，第二线组11优选为铜排结构。
可选地，在第二线组11中，至少在位于底部箱体3的电芯模组7下侧的区段设置有绝缘板，绝缘板设置在第二线组11的上下两侧，绝缘板可以为PC板，能够对第二线组11起到保护作用。
根据本实用新型实施例的电池系统，连接线组还包括总正连接线12、总负连接线13、开关阳极连接线14、开关阴极连接线15和多段串接线16。
高压盒4通过总正连接线12连接中间箱体2中电芯模组7的正极，并通过穿过第一穿线孔20的总负连接线13连接底部箱体3中电芯模组7的负极。中间箱体2底板上靠近第一开关5的位置设置有第二穿线孔21，开关阳极连接线14穿过第二穿线孔21，第一开关5通过开关阳极连接线14和开关阴极连接线15串接在底部箱体3中的电芯模组7和中间箱体2中的电芯模组7之间。第二开关6串接在总正连接线12与高压盒4之间。电芯模组7中各电芯模块之间以及中间箱体2中电芯模组7与顶部箱体1中电芯模组7之间分别通过串接线16串接。
为助于理解，下面对电池系统中高压盒4、电芯模组7、第一开关5和第二开关6的具体连接形式进行详细描述，以下描述中以箱体(包括顶部箱体1、中间箱体2和底部箱体3)中部为分界线，将箱体靠近高压盒4的半设为箱体的左侧，相应的，将远离高压盒4的一半设为箱体的右侧：
第一开关5位于中间箱体2的右端，第二开关6位于中间箱体2的左端；
底部箱体3中的各电芯模块通过多段串接线16由左至右依次串接，底部箱体3中位于最左端的电芯模块通过总负连接线13连接至高压盒4，位于最右端的电芯模块通过开关阳极线连接至第一开关5，第一开关5通过开关阴极连接线15连接至位于中间箱体2最右端的电芯模块；
位于中间箱体2右侧的各电芯模块通过多段串接线16由右至左依次串接；
位于顶部箱体1右侧且靠近顶部快插接头9的电芯模块通过一段串接线16连接至中间箱体2中位于右侧且靠近顶部快插接头9的电芯模块，且位于顶部箱体1右侧的各电芯模块通过多段串接线16由左至右依次串联；位于顶部箱体1最右端的电芯模块通过一段串接线16连接至位于顶部箱体1最左端的电芯模块，顶部箱体1内左侧的各电芯模块通过多段串接线16由左至右依次串联；
顶部箱体1内位于左侧且靠近顶部快插接头9的电芯模块通过一段串接线16串接至中间箱体2中位于左侧且靠近顶部快插接头9的电芯模块；
中间箱体2中位于左侧的各电芯模块通过多段串接线16由右至左依次串联；
高压盒4通过第二开关6连接总正连接线12的一端，总正连接线12的另一端连接至中间箱体2中最左侧的电芯模块。
通过上述描述可知，本实用新型实施例中，通过合理的线路布置方式实现了高压盒4、第一开关5、第二开关6和电芯模组7中各电芯模块的连接，结构紧凑，且能够使电池系统具有更高的安全性。
根据本实用新型实施例的电池系统，连接线组还包括并联线组17，底部快插接头8和顶部快插接头9分别设置有两个，两个底部快插接头8之间以及两个顶部快插接头9之间通过并联线组17并联。具体地，并联线组17包括四段连接线，分别实现两个底部快插接头8的正极之间、负极之间的连接以及两个顶部快插接头9的正极之间、负极之间的连接。
在本实用新型一些实施例中，顶部箱体1、中间箱体2和底部箱体3的内侧壁和底板上分别设置有固定孔22和固定筋条23，以用于实现连接线组的固定，进一步增加电池系统结构稳定性和使用安全性。
本实用新型实施例还提供一种电动作业机械，包括至少一个上述的电池系统。本实用新型实施例的电动作业机械可以为例如重卡、搅拌车、自卸车等，此处不做具体限定。
本实用新型实施例的电池系统及电动作业机械，能够实现电池系统之间电路的快速连接，并且具有布局合理、结构稳定、使用安全等优点。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种电池系统，其特征在于，包括：至少一层箱体以及设置于所述箱体的底部快插接头、顶部快插接头、高压盒、手动维修开关和连接线组，所述箱体内设置有电芯模组，所述手动维修开关包括第一开关和第二开关；
所述连接线组用于实现如下连接功能：
所述高压盒与所述底部快插接头的正负极、所述顶部快插接头的正负极和所述电芯模组正的负极的电性连接；以及
所述第一开关和所述第二开关与所述电芯模组的串接。
2.根据权利要求1所述的电池系统，其特征在于，所述电芯模组包括两个及以上的电芯模块，所述连接线组还用于实现各所述电芯模块的依次串接。
3.根据权利要求1所述的电池系统，其特征在于，所述箱体包括顶部箱体、中间箱体和底部箱体，所述顶部箱体、中间箱体和底部箱体沿竖直方向依次堆叠设置，所述顶部快插接头设置在所述顶部箱体的顶板上，所述底部快插接头设置在所述底部箱体的底板上，所述高压盒和所述手动维修开关设置在所述中间箱体的侧壁上。
4.根据权利要求3所述的电池系统，其特征在于，所述连接线组包括第一线组，所述第一线组的一端连接所述高压盒，另一端经过所述中间箱体中的所述电芯模组的上侧，并由所述中间箱体的中部连接至所述顶部快插接头的正负极。
5.根据权利要求3所述的电池系统，其特征在于，所述连接线组包括第二线组，所述中间箱体的底板上设置有第一穿线孔，所述第二线组的一端连接所述高压盒，另一端穿过所述第一穿线孔后经由所述底部箱体中所述电芯模组的下侧延伸至所述底部箱体的中部，并与所述底部快插接头的正负极连接。
6.根据权利要求5所述的电池系统，其特征在于，在所述第二线组中，至少在位于所述底部箱体的电芯模组下侧的区段设置有绝缘板，所述绝缘板设置在所述第二线组的上下两侧。
7.根据权利要求3所述的电池系统，其特征在于，
所述连接线组包括总正连接线、总负连接线、开关阳极连接线、开关阴极连接线和多段串接线；
所述高压盒通过所述总正连接线连接所述中间箱体中电芯模组的正极，并通过所述总负连接线连接所述底部箱体中电芯模组的负极；
所述第一开关通过所述开关阳极连接线和所述开关阴极连接线串接在底部箱体中的所述电芯模组和所述中间箱体中的所述电芯模组之间；
所述第二开关串接在所述总正连接线与所述高压盒之间；
所述电芯模组中各电芯模块之间以及所述中间箱体中的所述电芯模组与所述顶部箱体中的所述电芯模组之间分别通过所述串接线串接。
8.根据权利要求1所述的电池系统，其特征在于，所述连接线组包括并联线组；
所述底部快插接头和所述顶部快插接头分别设置有两个，两个所述底部快插接头之间以及两个所述顶部快插接头之间通过所述并联线组并联。
9.根据权利要求1所述的电池系统，其特征在于，所述连接线组中的至少部分连接线采用铜排结构。
10.一种电动作业机械，其特征在于，包括至少一个如权利要求1至9中任一项所述的电池系统。
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