CN218456264U - 一种基于pcb架构的新能源高压配电盒 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于PCB架构的新能源高压配电盒，包括具有型腔的壳体、设置在所述壳体内的工作回路、预充回路、通讯控制回路以及盖合在所述壳体上的冷却装置；所述通讯控制回路包括PCB板；所述工作回路和所述预充回路设置在所述PCB板上，所述工作回路中的电子元器件通过扁平状的电连接件实现电连接，所述电连接件与所述PCB板之间设置一预设距离，且所述电连接件设置在靠近所述冷却装置的一侧，能够实现满足载流的前提下，提高散热效率，降低发热功耗，进而保障了产品的使用寿命及利于实现提升续航的技术效果。

Description

一种基于PCB架构的新能源高压配电盒

技术领域

本实用新型实施例涉及新能源高压配电盒技术领域，具体涉及一种基于PCB架构的新能源高压配电盒。

背景技术

高压配电盒(BDU)作为电池包内最为重要的电控部件。现有技术中是通过采用线束作为通讯，控制，电压采样的方式，造成装配线束多、产品体积大及整体生产成本高的问题，同时存在散热效果差，对新能源电车续航能力造成影响。

如中国专利申请号为202121828376.3公开了一种电动汽车用高压配电盒，包括配电盒体，所述配电盒体内设有高压供电部分和低压控制部分，所述高压供电部分包括高压连接器接口、铜排、绝缘板、继电器、预充电阻、保险丝、传感器以及高压线束；所述低压控制部分包括低压线束、BMS模块以及低压接口。该专利技术通过高压线束、低压线束实现各个元器件的电连接，存在装配线束多，体积大，散热效果差，产品使用寿命难以保障，及降低续航能力的问题，远远达不到消费群体对于产品性能的要求。

因此，当前消费群体对于新能源汽车续航里程和安全性要求越来越高，因此提供一种不仅能够缩小安装空间、优化成本，更能够在系统功耗和稳定性方面发挥极大的优势的BDU设计，给电芯布置腾出较大空间及降低发热功耗，从而提升续航及降低高压回路内阻发热，是本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

为此，为解决上述问题至少之一，本实用新型实施例提供一种基于PCB架构的新能源高压配电盒，以解决现有技术中存在的散热效果差，产品使用寿命难以保障及降低续航能力的技术问题。

为实现上述目的，本申请实施例提供了一种基于PCB架构的新能源高压配电盒，包括具有型腔的壳体、设置在所述壳体内的工作回路、预充回路、通讯控制回路以及盖合在所述壳体上的冷却装置；所述通讯控制回路包括PCB板；所述工作回路和所述预充回路设置在所述PCB板上，所述工作回路中的电子元器件通过扁平状的电连接件实现电连接，所述电连接件与所述PCB板之间预设一距离，且所述电连接件设置在靠近所述冷却装置的一侧。

在其中一个实施例中，所述工作回路包括主正回路和主负回路；所述电连接件为铜排，所述铜排包括设置在所述主正回路上的第一铜排和设置在所述主负回路上的第二铜排。

在其中一个实施例中，所述主正回路包括设置在所述PCB板上的主正继电器、熔断器以及用于连接所述主正继电器和所述熔断器的第一铜排，所述第一铜排和所述主正继电器分别位于所述PCB板的两侧，且所述第一铜排电连接在所述主正继电器的正极触点上。

在其中一个实施例中，所述主负回路包括设置在所述PCB板上的主负继电器、分流式电流传感器以及用于连接所述主负继电器和所述分流式电流传感器的第二铜排，所述第二铜排和所述主负继电器分别位于所述PCB板的两侧，且所述第二铜排电连接在所述主负继电器的负极触点上。

在其中一个实施例中，所述通讯控制回路还包括设置在所述PCB 板上的高压接插件和低压接插件，所述高压接插件通过预设在所述 PCB板上的第一铜箔板路连接所述预充回路；所述低压接插件通过预设在所述PCB板上的第二铜箔板路连接所述分流式电流传感器。

在其中一个实施例中，所述预充回路包括设置在PCB板上的预充继电器和与所述预充继电器相邻设置的预充电阻，所述预充回路与所述主正回路并联。

在其中一个实施例中，所述PCB板上开设有用于放置所述熔断器的第一孔洞，所述熔断器两端的触点均高出所述PCB板表面，所述第一铜排呈片状结构，其一端固定电连接在所述熔断器的一个触点上，所述第一铜排的另一端靠近所述PCB板表面的一侧设置有用于固定电连接在所述主正继电器的正极触点上的第一凸台。

在其中一个实施例中，所述PCB板上开设有用于放置所述分流式电流传感器的第二孔洞，所述分流式电流传感器两端的触点均高出所述PCB板表面，所述第二铜排呈片状结构，其一端固定电连接在所述分流式电流传感器的一个触点上，所述第二铜排的另一端靠近所述PCB板表面的一侧设置有用于固定电连接在所述主负继电器的负极触点上的第二凸台。

在其中一个实施例中，所述电连接件与所述PCB板之间预设的垂直距离为D,则0＜D≤30mm。

在其中一个实施例中，所述冷却装置上开设有冷却液流道和设置有利于散热的多个散热片。

在其中一个实施例中，所述冷却装置的内壁与所述电连接件之间设置有带有绝缘膜的导热垫。

本实用新型实施例具有如下优点：

本实用新型通过提供一种基于PCB架构的新能源高压配电盒，不仅能够缩小安装空间、优化成本，更能够在系统功耗和稳定性方面发挥极大的优势，给电芯布置腾出较大空间及降低发热功耗，从而利于实现提升续航及降低高压回路内阻发热的技术效果。

具体地，通过PCB板和扁平状的电连接件的设置，相对于现有技术采用装配线束的采样电连接方式，能够实现降低整体生产成本的同时，也易于实现产品小型化；进一步通过将电连接件与PCB板之间设置一预设距离，及将电连接件设置在靠近冷却装置的一侧，能够实现满足载流的前提下，提高散热效率，降低发热功耗，利于实现提升续航及降低高压回路内阻发热的技术效果；更进一步通过具有型腔的壳体对各个回路的元器件的定位和支撑，来提高产品的结构可靠性，紧凑合理的结构布局，满足电气间隙和爬电距离的前提下，实现了产品体积小型化，同时降低工作发热能耗，达到保障产品的使用寿命，实现提升续航的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本实用新型实施例的整体结构图；

图2为本实用新型实施例冷却装置内的冷却液流道的结构示意图；

图3为本实用新型实施例去掉盖合在壳体上的冷却装置后的结构示意图；

图4为本实用新型实施例中的位于所述PCB板下方(即壳体内) 的结构示意图；

图5为本实用新型实施例中的位于所述PCB板上方(即靠近冷却装置)的结构示意图；

图6为本实用新型实施例中的所述PCB板与电连接件(以第一铜排12为例)之间预设距离结构示意图；

图7为本实用新型实施例中的电气原理示意图。

附图标记：

1、主正回路；2、主负回路；21、分流式电流传感器；4、预充回路；10、壳体；11、熔断器；110、熔断器的一个触点；12、第一铜排；120、凸台；20、冷却装置；200、冷却液流道；201、散热片； 202、进液口；203、出液口；30、PCB板；31、高压插接件；32、低压插接件；321、第二铜泊板路；K1、主正继电器；K2、预充断路器； K3、主副断路器；R、熔断器。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例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。

实施例一

如图1，本实施例中的一种基于PCB架构的新能源高压配电盒包括具有型腔的壳体10和盖合在壳体上的冷却装置20，该冷却装置20 远离壳体的外侧设置有便于散热的散热片201；结合图3、图7所示，本实施例中新能源高压配电盒壳体10内设置有工作回路、预充回路 4和通讯控制回路，该通讯控制回路包括PCB板30，在PCB板30 上设置有工作回路和预充回路4。

其中，结合图3、图6所示，本实施例中的工作回路中的电子元器件通过扁平状的电连接件实现电连接，所述电连接件与PCB板30 之间设置一预设距离D，且所述电连接件设置在靠近冷却装置20的一侧。

如图2所示，该冷却装置20还包括U型的冷却液流道200、进液口202、出液口203，冷却液流道200的U型的两个端口分别连接进液口202、出液口203。

需要说明的是，通过外部水泵的动力，使得冷却液体从进液口 202进入冷却液流道200，电连接件靠近冷却装置20一侧设置，使冷却液流道200内部流动的冷水将电连接件及电子元器件散出的热量带走，从而避免电子元器件工作时过热。之所以将电连接件设置为特定的扁平状结构，不仅能够满足高压回路中载流的需要，也能通过增大散热面积来提高散热效果，降低热失控；更进一步地，将电连接件与PCB板30之间设置一预设距离D，且所述电连接件设置在靠近冷却装置20的一侧的特定结构的布局，更是为了利于电连接件的气体流通，增大散热面积，提高散热效果，降低热失控，进而能够大大延长新能源高压配电盒产品的使用寿命，也能够充分实现低发热功耗，提升续航及降低高压回路内阻发热的有益效果。

利用本实施例的技术方案，本实施例通过提供一种基于PCB架构的新能源高压配电盒，不仅能够缩小安装空间、优化成本，更能够在系统功耗和稳定性方面发挥极大的优势，给电芯布置腾出较大空间及降低发热功耗，从而利于实现提升续航及降低高压回路内阻发热的技术效果。具体通过PCB板和扁平状的电连接件的设置，相对于现有技术采用装配线束的采样电连接方式，能够实现降低整体生产成本的同时，也易于实现产品小型化；进一步通过将电连接件与PCB板之间设置一预设距离，及将电连接件设置在靠近冷却装置的一侧，能够实现满足载流的前提下，提高散热效率，降低发热功耗，利于实现提升续航及降低高压回路内阻发热的技术效果；更进一步通过具有型腔的壳体对各个回路的元器件的定位和支撑，来提高产品的结构可靠性，紧凑合理的结构布局，满足电气间隙和爬电距离的前提下，实现了产品体积小型化，同时降低工作发热能耗，达到保障产品的使用寿命，实现提升续航的效果。

实施例二

在实施例一的基础上，作为一种优选的实施方式，如图7所示，本实施例中的工作回路包括主正回路1和主负回路2；本实施例中的电连接件优选但不限于为铜排，根据实际情况，还可选择金、银、铁、锡、铝等容易导电的材料。具体地，本实施例中的铜排包括设置在主正回路1上的第一铜排12和设置在主负回路2上的第二铜排22。

作为一种优选的实施方式，请参阅图3、图4、图5所示，本实施例中的主正回路1包括设置在PCB板30上的主正继电器K1、熔断器11以及用于连接主正继电器K1和熔断器11的第一铜排12，该第一铜排12和主正继电器K1分别位于PCB板30的两侧，且第一铜排12电连接在所述主正继电器K1的正极触点上。

需要说明的是，本实施例中的主正继电器K1位于PCB板30的下侧位置，通过主正继电器K1靠近高压配电盒壳体一侧的两个固定孔固定连接在壳体上，以实现主正继电器K1的固定。然后再PCB板上开设有相应的孔，以使PCB板放置在主正继电器K1上，第一铜排 12放置在PCB板的另一面，结构设计合理、新颖，下述的主负继电器K3的固定方式同主正继电器K1的固定方式。

同理，作为一种优选的实施方式，请参阅图3、图4、图5所示，本实施例中的主负回路2包括设置在PCB板30上的主负继电器K3、分流式电流传感器21以及用于连接所述主负继电器K3和所述分流式电流传感器21的第二铜排22，该第二铜排22和主负继电器K3分别位于PCB板30的两侧，且所述第二铜排22电连接在所述主负继电器K3的负极触点上。

作为一种优选的实施方式，请参阅图3、图4、图5所示，本实施例中的通讯控制回路还包括设置在PCB板30上的高压接插件31 和低压接插件32，该高压接插件31通过预设在PCB板30上的第一铜泊板路连接所述预充回路4；及低压接插件32通过预设在所述PCB 板30上的第二铜泊板路321连接所述分流式电流传感器21。

需要说明的是，通过通讯控制回路来实现对主正、负继电器和分流式电流传感器的控制，具体地，通过将主正、负继电器和分流式电流传感器控制端子引至PCB板焊盘位置，可经波峰焊接实现连接，通过PCB板上预设的铜箔板路引至低压接插件，再通过外部线束接入BMS系统。

其中，结合图7所示，本实施例中的所述预充回路4包括设置在 PCB板30上的预充继电器K2和与所述预充继电器K2相邻设置的预充电阻R，所述预充回路4与所述主正回路1并联。

作为一种优选的实施方式，请参阅图5所示，本实施例中的PCB 板30上开设有用于放置熔断器11的第一孔洞，该熔断器11两端的触点均高出PCB板表面，已能够实现与第一铜排12的稳定电连接，且进一步保障实现本申请中的电连接件与PCB板间的预设距离的重要作用。

另外，如图5所示，本实施例中的熔断器11两端的接触点上和第一铜排两端处均开设有用于固定连接的螺纹孔，以进一步实现第一铜排的稳定电连接，且能够实现便于安装与拆卸的效果。

如图5所示，本实施例中的第一铜排12呈片状长条结构，其一端固定电连接在熔断器11的一个触点上，熔断器的另一个触点与电池的正极电气连接。结合图6所示，本实施例中的第一铜排12的另一端靠近PCB板表面的一侧设置有用于固定电连接在主正继电器的正极触点上的第一凸台120。该第一凸台的设置，保证了第一铜排和主正继电器的正极触点的有效接触，满足额定载流工况，又能够实现第一铜排与PCB板分离，达到有效散热的目的，进一步实现降低发热对PCB板的影响，保障产品的使用寿命，利于实现提升续航的效果。

同理，本实施例中的分流式电流传感器21和第二铜排22的设置方式同熔断器11、第一铜排12的设置方式，具体地，如图5所示，在PCB板30上开设有用于放置分流式电流传感器21的第二孔洞，该分流式电流传感器两端的触点均高出PCB板表面，已能够实现与第二铜排22的稳定电连接，且进一步保障实现本申请中的电连接件与PCB板间的预设距离的重要作用。

再者，如图5所示，本实施例中的分流式电流传感器21两端的接触点上和第二铜排两端处均开设有用于固定连接的螺纹孔，以进一步实现第二铜排的稳定电连接，且能够实现便于安装与拆卸的效果。

进一步地，本实施例中的第二铜排22呈片状长条结构，其一端固定电连接在所述分流式电流传感器21的一个触点上，分流式电流传感器21的另一个触点与电池的负极电气连接。本实施例中的第二铜排22的另一端靠近所述PCB板表面的一侧设置有用于固定电连接在所述主负继电器的负极触点上的第二凸台。通过第二凸台的设置，保证了第二铜排和主负继电器的负极触点的有效接触，满足额定载流工况，又能够实现第二铜排与PCB板分离，达到有效散热的目的，进一步实现降低发热对PCB板的影响，保障产品的使用寿命，利于实现提升续航的效果。

实施例三

在实施例一、实施例二的基础上，为更好的能够实现本申请提升续航及降低高压回路内阻发热的技术效果，作为一种优选的实施方式，结合图6所示，对本实施例中的电连接件与PCB板之间预设的垂直距离D作出进一步的限定,即，0＜D≤30mm；更进一步地，本实施例中D的取值优选但不限于设定为15mm，还可以根据实际情况设定为5mm、6mm、8mm、10mm、20mm、25mm、28mm和30mm。并且，又将本实施例中的冷却装置20的内壁与扁平状长条结构的电连接件之间设置有带有绝缘膜的导热垫。

需要说明的是，电连接件铜排在额定工况条件下，热量不能有效控制，不仅会降低铜排载流能力，也会导致热失控，故通过电连接件铜排与导热垫的接触，实现充分贴合，及时将热量传导至冷却装置，通过冷却液实现降温。另外，为了实现高压绝缘，在电连接件铜排和导热垫之间设置一层绝缘膜，来满足绝缘耐压要求，进一步保障产品的使用寿命，达到实现提升续航的效果。

综上，本实用新型通过提供一种基于PCB架构的新能源高压配电盒，不仅能够缩小安装空间、优化成本，更能够在系统功耗和稳定性方面发挥极大的优势，给电芯布置腾出较大空间及降低发热功耗，利于实现提升续航及降低高压回路内阻发热的技术效果。具体通过 PCB板和扁平状的电连接件的设置，实现降低整体生产成本的同时，也易于实现产品小型化；进一步通过将电连接件与PCB板之间设置一预设距离，及将电连接件设置在靠近冷却装置的一侧，能够实现满足载流的前提下，提高散热效率，降低发热功耗，利于实现提升续航及降低高压回路内阻发热的技术效果；更进一步通过具有型腔的壳体对各个回路的元器件的定位和支撑，来提高产品的结构可靠性，紧凑合理的结构布局，满足电气间隙和爬电距离的前提下，实现了产品体积小型化，同时降低工作发热能耗，达到保障产品的使用寿命，实现提升续航的效果。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种基于PCB架构的新能源高压配电盒，其特征在于，包括：具有型腔的壳体、设置在所述壳体内的工作回路、预充回路、通讯控制回路以及盖合在所述壳体上的冷却装置；

所述通讯控制回路包括PCB板；

所述工作回路和所述预充回路设置在所述PCB板上，所述工作回路中的电子元器件通过扁平状的电连接件实现电连接，所述电连接件与所述PCB板之间设置一预设距离，且所述电连接件设置在靠近所述冷却装置的一侧。

2.根据权利要求1所述的一种基于PCB架构的新能源高压配电盒，其特征在于，

所述工作回路包括主正回路和主负回路；

所述电连接件为铜排，所述铜排包括设置在所述主正回路上的第一铜排和设置在所述主负回路上的第二铜排。

3.根据权利要求2所述的一种基于PCB架构的新能源高压配电盒，其特征在于，所述主正回路包括设置在所述PCB板上的主正继电器、熔断器以及用于连接所述主正继电器和所述熔断器的第一铜排，所述第一铜排和所述主正继电器分别位于所述PCB板的两侧，且所述第一铜排电连接在所述主正继电器的正极触点上。

4.根据权利要求3所述的一种基于PCB架构的新能源高压配电盒，其特征在于，所述主负回路包括设置在所述PCB板上的主负继电器、分流式电流传感器以及用于连接所述主负继电器和所述分流式电流传感器的第二铜排，所述第二铜排和所述主负继电器分别位于所述PCB板的两侧，且所述第二铜排电连接在所述主负继电器的负极触点上。

5.根据权利要求4所述的一种基于PCB架构的新能源高压配电盒，其特征在于，所述通讯控制回路还包括设置在所述PCB板上的高压接插件和低压接插件，所述高压接插件通过预设在所述PCB板上的第一铜箔板路连接所述预充回路；所述低压接插件通过预设在所述PCB板上的第二铜箔板路连接所述分流式电流传感器。

6.根据权利要求2所述的一种基于PCB架构的新能源高压配电盒，其特征在于，所述预充回路包括设置在PCB板上的预充继电器和与所述预充继电器相邻设置的预充电阻，所述预充回路与所述主正回路并联。

7.根据权利要求4所述的一种基于PCB架构的新能源高压配电盒，其特征在于，所述PCB板上开设有用于放置所述熔断器的第一孔洞，所述熔断器两端的触点均高出所述PCB板表面，所述第一铜排呈片状结构，其一端固定电连接在所述熔断器的一个触点上，所述第一铜排的另一端靠近所述PCB板表面的一侧设置有用于固定电连接在所述主正继电器的正极触点上的第一凸台；所述PCB板上开设有用于放置所述分流式电流传感器的第二孔洞，所述分流式电流传感器两端的触点均高出所述PCB板表面，所述第二铜排呈片状结构，其一端固定电连接在所述分流式电流传感器的一个触点上，所述第二铜排的另一端靠近所述PCB板表面的一侧设置有用于固定电连接在所述主负继电器的负极触点上的第二凸台。

8.根据权利要求1所述的一种基于PCB架构的新能源高压配电盒，其特征在于，所述电连接件与所述PCB板之间预设的垂直距离为D,则0＜D≤30mm。

9.根据权利要求1所述的一种基于PCB架构的新能源高压配电盒，其特征在于，所述冷却装置上开设有冷却液流道和设置有利于散热的多个散热片。

10.根据权利要求1所述的一种基于PCB架构的新能源高压配电盒，其特征在于，所述冷却装置的内壁与所述电连接件之间设置有带有绝缘膜的导热垫。

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