CN222915010U - 一种电池能量分配单元结构和电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电池能量分配单元结构和电池包，属于动力电池设备技术领域。包括BDU壳体、放电高压连接器、快充高压连接器、主正继电器、主负继电器、快充正继电器和快充负继电器。BDU壳体包括底板和围绕底板设置的多个侧板，主正继电器、主负继电器、快充正继电器和快充负继电器安装于底板上，放电高压连接器和快充高压连接器安装于侧板上，主正继电器与放电高压连接器的正极连接，主负继电器与放电高压连接器的负极连接，快充正继电器与快充高压连接器的正极连接，快充负继电器与快充高压连接器的负极连接。能够解决因现有电池包内电池能量分配单元与高压连接器之间的连接设置缺陷造成的空间占用大和工作温升高所带来的安全问题。

Description

一种电池能量分配单元结构和电池包

技术领域

本实用新型涉及动力电池设备技术领域，特别涉及一种电池能量分配单元结构和电池包。

背景技术

BDU(Battery Disconnect Unit，电池能量分配单元)，又称为电池切断单元，是新能源车高回路中重要的配件。BDU与高压插件之间通过汇流排相连，控制着电动汽车的充电与放电过程，是高压回路中至关重要的组件。经过电动汽车行业的发展，具备了体积小，回路多，装配精度高，绝缘性能优异，抗振动效果好，可承受较大负载等特点。

在相关技术中，电池能量分配单元通常设置于动力电池的电池包箱体内，其壳体上布置有电气连接点，通过多根汇流排将电气连接点与箱体外的高压连接器相连，再通过高压连接器与车辆的电气件插头插接，实现电池包与车辆的电气件之间的充放电。

在电池包箱体内设置汇流排进行电池能量分配单元与高压连接器之间的连接，需要在电池包内的狭小空间进行连接操作，安装不便，且会极大占用电池包的内部空间。并且随着新能源汽车的性能要求提升，电池需要增大充放电功率，其充放电电流也相应增大，长时间过大电流工作会使汇流排以及周围的其他电器件温度升高，容易造成电池包的热失控等安全隐患。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种电池能量分配单元结构和电池包，能够解决因现有电池包内电池能量分配单元与高压连接器之间的连接设置缺陷造成的空间占用大和工作温升高所带来的安全问题。所述技术方案如下：

第一方面，一种电池能量分配单元结构，包括：BDU壳体、放电高压连接器、快充高压连接器、主正继电器、主负继电器、快充正继电器和快充负继电器，

所述BDU壳体包括底板和围绕所述底板设置的多个侧板，所述主正继电器、所述主负继电器、所述快充正继电器和所述快充负继电器安装于所述底板上，所述放电高压连接器和所述快充高压连接器安装于所述侧板上，所述主正继电器与所述放电高压连接器的正极连接，所述主负继电器与所述放电高压连接器的负极连接，所述快充正继电器与所述快充高压连接器的正极连接，所述快充负继电器与所述快充高压连接器的负极连接。

可选地，所述放电高压连接器和所述快充高压连接器间隔安装于同一所述侧板上。

可选地，所述主正继电器与所述放电高压连接器、所述主负继电器与所述放电高压连接器、所述快充正继电器与所述快充高压连接器以及所述快充负继电器与所述快充高压连接器之间均通过汇流排连接。

可选地，在垂直于所述侧板的方向上，所述主负继电器和所述快充负继电器排列形成第一继电器组，所述主正继电器和所述快充正继电器排列形成第二继电器组，所述第一继电器组合所述第二继电器组沿平行于所述侧板的方向间隔布置。

可选地，所述电池能量分配单元结构还包括液冷板，所述液冷板设置于所述底板下方，所述底板的一端设置有位于所述BDU盒体外部的进水嘴和出水嘴，所述进水嘴和所述出水嘴与所述液冷板的内部流道连接。

可选地，所述侧板上设置有沿水平方向间隔布置的第一过孔和第二过孔，所述放电高压连接器和所述快充高压连接器对应插接安装于所述第一过孔和所述第二过孔中。

可选地，安装有所述放电高压连接器和所述快充高压连接器的所述侧板的厚度大于其他所述侧板的厚度。

可选地，所述侧板上设置有沿水平方向间隔布置的第一过孔和第二过孔，所述放电高压连接器和所述快充高压连接器对应插接安装于所述第一过孔和所述第二过孔中。

可选地，所述BDU壳体的相对两所述侧板外部设置有连接引脚，所述连接引脚上设置有安装孔。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种电池包，包括前述第一方面所述的电池能量分配单元结构。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

采用本实用新型实施例所提供的电池能量分配单元结构，其通过BDU壳体的内部空间对用于形成充放电回路的主正继电器、主负继电器、快充正继电器和快充负继电器等电器元件进行承装，同时将原本用于与电池包外部的电气件插头连接的放电高压连接器和快充高压连接器集成于BDU壳体的侧板上，可以直接与外部电器件插头连接以形成充放电回路。相比现有方案中需要再电池能量分配单元的电气连接点与高压连接器之间设置额外的汇流排进行连接的方式相比能够大幅减少汇流排数量，降低电池包内的占用空间，在电池包工作时随着汇流排的减少，相应段落的发热也会减少，从而有效解决因现有电池包内电池能量分配单元与高压连接器之间的连接设置缺陷造成的空间占用大和工作温升高所带来的安全问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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是本实用新型实施例提供的电池能量分配单元结构的立体结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的电池能量分配单元结构的俯视结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的电池能量分配单元结构的正结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的电池能量分配单元结构的电连接原理图。

图中：1-壳体；2-放电高压连接器；3-快充高压连接器；4-主正继电器；5-主负继电器；6-快充正继电器；7-快充负继电器；8-汇流排；9-液冷板；11-底板；12-侧板；81-第一汇流排；82-第二汇流排；83-第三汇流排；84-第四汇流排；91-进水嘴；92-出水嘴；93-盖帽；121-第一过孔；122-第二过孔；123-连接引脚；1231-安装孔；a-预充继电器；b-预充电阻；c-主熔断器；d-激励熔断器；e-电流传感器；f-BMS主控模块。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

图1是本实用新型实施例提供的电池能量分配单元结构的立体结构示意图；图2是本实用新型实施例提供的电池能量分配单元结构的俯视结构示意图；图3是本实用新型实施例提供的电池能量分配单元结构的正结构示意图；图4是本实用新型实施例提供的电池能量分配单元结构的电连接原理图。如图1至4所示，本实用新型实施例提供了一种电池能量分配单元结构，包括：BDU壳体1、放电高压连接器2、快充高压连接器3、主正继电器4、主负继电器5、快充正继电器6和快充负继电器7。

其中，BDU壳体1包括底板11和围绕底板11设置的多个侧板12。主正继电器4、主负继电器5、快充正继电器6和快充负继电器7安装于底板11上，放电高压连接器2和快充高压连接器3安装于侧板12上。主正继电器4与放电高压连接器2的正极连接，主负继电器5与放电高压连接器2的负极连接，快充正继电器6与快充高压连接器3的正极连接，快充负继电器7与快充高压连接器3的负极连接。

在本实用新型实施例中，BDU壳体1为由长方形底板11和四块侧板12围绕形成的长方形盒体结构，安装于电池包箱体内。BDU壳体1的内部空间中安装有主正继电器4、主负继电器5、快充正继电器6和快充负继电器7，分别通过汇流排8与安装于侧板12上的放电高压连接器2和快充高压连接器3连接。其中汇流排8分别包括第一汇流排81、第二汇流排82、第三汇流排83和第四汇流排84，主正继电器4与放电高压连接器2的正极通过第一汇流排81连接，主负继电器5与放电高压连接器2的负极通过第二汇流排82连接，快充正继电器6与快充高压连接器3的正极通过第三汇流排83连接，快充负继电器7与快充高压连接器3的负极通过第四汇流排84连接。本实用新型实施例中的汇流排8结构均仅限于BDU壳体1内部的继电器元件与侧板12上的连接器元件连接。BDU壳体1内部还包括通过线束配合连接的预充继电器a、预充电阻b、主熔断器c、激励熔断器d和电流传感器e等电器元件，与电池管理系统BMS主控模块f一同形成完整的充放电回路，其电连接原理图见图4。如图4所示，在采用该电池能量分配单元结构的电池包工作时，用于与电池包连接形成充放电回路的电气件插头直接由电池包壳体外部引入，并与BDU壳体1的侧板12上的放电高压连接器2和快充高压连接器3连接形成充放电回路。在电池包放电时，BMS主控模块f控制预充继电器a、主负继电器5闭合，待预充完成后，闭合主正继电器4，断开预充继电器a，此时完成放电上高压流程，可正常放电。在电池包充电时，BMS主控模块f控制快充正继电器6、快充负继电器7闭合，此时完成充电上高压流程，可正常充电。主动保护功能通过激励熔断器d来实现，一旦发生严重故障例如热失控事故，在整车控制器判断需要立即断开高压回路时，整车控制器通过L1、L2回路发送电信号，激励熔断器d由电信号触发激励装置，使其释放储存的能力，通过机械力快速产生断口并完成大幅故障电流的灭弧，从而切断电流，可在毫秒内实现保护动作。被动保护功能由主熔断器c来实现，当回路中的电流超过规定值时，主熔断器c通过本身产生的热量使熔体熔断，从而断开回路。

采用本实用新型实施例所提供的电池能量分配单元结构，其通过BDU壳体1的内部空间对用于形成充放电回路的主正继电器4、主负继电器5、快充正继电器6和快充负继电器7等电器元件进行承装，同时将原本用于与电池包外部的电气件插头连接的放电高压连接器2和快充高压连接器3集成于BDU壳体1的侧板12上，可以直接与外部电器件插头连接以形成充放电回路。相比现有方案中需要再电池能量分配单元的电气连接点与高压连接器之间设置额外的汇流排进行连接的方式相比能够大幅减少汇流排数量，降低电池包内的占用空间，在电池包工作时随着汇流排的减少，相应段落的发热也会减少，从而有效解决因现有电池包内电池能量分配单元与高压连接器之间的连接设置缺陷造成的空间占用大和工作温升高所带来的安全问题。

可选地，放电高压连接器2和快充高压连接器3间隔安装于同一侧板12上。示例性地，在本实用新型实施例中，通过将放电高压连接器2和快充高压连接器3安装于BDU壳体1的同一侧板12上，在BDU壳体1外侧方便外部电器件插头进行同侧连接，进行电池包箱体内走线规划。在BDU壳体1内侧则方便进行汇流排8的结果弯折和排序规划。其中，在垂直于侧板12的方向上，主负继电器5和快充负继电器7排列形成第一继电器组，主正继电器4和快充正继电器6排列形成第二继电器组，第一继电器组合第二继电器组沿平行于侧板12的方向，也即是BDU壳体1的长度方向上间隔布置。提供足够的空间方便预充继电器a、预充电阻b、主熔断器c、激励熔断器d和电流传感器e等其他电器元件，以及连接线束的穿插布置。同时，通过规划汇流8与第一继电器组、第二继电器组中连接点位的连接位置，将第一汇流排81、第二汇流排82设置为先相互聚拢，并在靠近于放电高压连接器2的中间位置转向为并列延伸，最终弯折与放电高压连接器2伸入BDU壳体1内的尾部端子搭接并通过螺栓固定；将第三汇流排83和第四汇流排84设置为沿低于第一汇流排81和第二汇流排82的高度，且紧贴快充正继电器6和快充负继电器7的侧边相互聚拢，并在靠近快充高压连接器3的中间位置转向为并列延伸，最终弯折与快充高压连接器3伸入BDU壳体1内的尾部端子搭接并通过螺栓固定。形成高低错落，并共用靠近同一侧板12内壁之间公共空间的排列结果，方便组装，同时提高BDU壳体1内的空间利用率。

可选地，电池能量分配单元结构还包括液冷板9，液冷板9设置于底板11下方，底板11的一端设置有位于BDU盒体外部的进水嘴91和出水嘴92，进水嘴91和出水嘴92与液冷板9的内部流道连接。示例性地，在本实用新型实施例中，通过在BDU壳体1底部设置液冷板9结构，可以通过液冷板9内流道与进水嘴91和出水嘴92形成连接外部冷却水的液冷循环，对BDU壳体1内的电器件，特别是汇流排8结构和高压连接器连接位置的工作发热进行换热均温，降低电池能量分配单元结构工作时内部环境温度，为各电器件与汇流排8散热，可提升载流能力并减缓老化速度，满足电池包高倍率持续充放电需求的同时进一步降低安全风险。

可选地，进水嘴91和出水嘴92上设置有盖帽93。示例性地，在本实用新型实施例中，在进行装配连接时则可以取下用于与冷却液回路进行连接。在电池能量分配单元结构不工作时，可以通过盖帽93对进水嘴91和出水嘴92进行盖合封闭，避免长时间与外部空气接触造成锈蚀。

可选地，安装有放电高压连接器2和快充高压连接器3的侧板12的厚度大于其他侧板12的厚度。示例性地，在本实用新型实施例中，通过将用于装载放电高压连接器2、快充高压连接器3的侧板12进行加厚处理，提高其机械强度和承载能力，避免因长时间工作承重不均而造成变形损坏，提高整体使用寿命。

可选地，侧板12上设置有沿水平方向间隔布置的第一过孔121和第二过孔122，放电高压连接器2和快充高压连接器3对应插接安装于第一过孔121和第二过孔122中。示例性地，在本实用新型实施例中，采用过孔对接安装的可拆卸安装形式，在装配时放电高压连接器2、快充高压连接器3分别与对应的第一过孔121和第二过孔122对齐，两者安装面的密封垫与侧板12接触并压缩，安装螺栓按顺序穿过高压连接器的密封垫和侧板12，最后固定在BDU壳体1上，且BDU壳体1上的螺栓安装位置有拉铆结构，通过密封垫压缩与拉铆结构来保证电池包防护等级满足IP67，无需设置其它防护设计。同时方便进行拆替更换，进一步提高了整体使用寿命。

可选地，BDU壳体1的相对两侧板12外部设置有连接引脚123，连接引脚123上设置有安装孔1231。示例性地，在本实用新型实施了中，BDU壳体1通过连接引脚123上的安装孔1231与电池包箱体内对应的安装孔位配合，通过下入螺栓进行拧紧固定，实现BDU壳体1以及内部电气元件的整体固定安装。其中，连接引脚123两两一组共四个，并对称设置于BDU壳体1壳体宽度方向的两端，实现电池能量分配单元间隔的四角固定，结构简单，安装紧固方便。

本实用新型还提供了一种电池包，包括如图1至图4所示的电池能量分配单元结构。采用本实用新型实施例所提供的电池能量分配单元结构并组装于电池包的箱体内，其通过BDU壳体1的内部空间对用于形成充放电回路的主正继电器4、主负继电器5、快充正继电器6和快充负继电器7等电器元件进行承装，同时将原本用于与电池包外部的电气件插头连接的放电高压连接器2和快充高压连接器3集成于BDU壳体1的侧板12上，可以直接与外部电器件插头连接以形成充放电回路。相比现有方案中需要再电池能量分配单元的电气连接点与高压连接器之间设置额外的汇流排进行连接的方式相比能够大幅减少汇流排数量，降低电池包内的占用空间，在电池包工作时随着汇流排的减少，相应段落的发热也会减少，从而有效解决因现有电池包内电池能量分配单元与高压连接器之间的连接设置缺陷造成的空间占用大和工作温升高所带来的安全问题。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则所述相对位置关系也可能相应地改变。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池能量分配单元结构，其特征在于，包括：BDU壳体(1)、放电高压连接器(2)、快充高压连接器(3)、主正继电器(4)、主负继电器(5)、快充正继电器(6)和快充负继电器(7)，

所述BDU壳体(1)包括底板(11)和围绕所述底板(11)设置的多个侧板(12)，所述主正继电器(4)、所述主负继电器(5)、所述快充正继电器(6)和所述快充负继电器(7)安装于所述底板(11)上，所述放电高压连接器(2)和所述快充高压连接器(3)安装于所述侧板(12)上，所述主正继电器(4)与所述放电高压连接器(2)的正极连接，所述主负继电器(5)与所述放电高压连接器(2)的负极连接，所述快充正继电器(6)与所述快充高压连接器(3)的正极连接，所述快充负继电器(7)与所述快充高压连接器(3)的负极连接。

2.根据权利要求1所述的一种电池能量分配单元结构，其特征在于，所述放电高压连接器(2)和所述快充高压连接器(3)间隔安装于同一所述侧板(12)上。

3.根据权利要求2所述的一种电池能量分配单元结构，其特征在于，所述主正继电器(4)与所述放电高压连接器(2)、所述主负继电器(5)与所述放电高压连接器(2)、所述快充正继电器(6)与所述快充高压连接器(3)以及所述快充负继电器(7)与所述快充高压连接器(3)之间均通过汇流排(8)连接。

4.根据权利要求3所述的一种电池能量分配单元结构，其特征在于，在垂直于所述侧板(12)的方向上，所述主负继电器(5)和所述快充负继电器(7)排列形成第一继电器组，所述主正继电器(4)和所述快充正继电器(6)排列形成第二继电器组，所述第一继电器组合所述第二继电器组沿平行于所述侧板(12)的方向间隔布置。

5.根据权利要求2所述的一种电池能量分配单元结构，其特征在于，所述电池能量分配单元结构还包括液冷板(9)，所述液冷板(9)设置于所述底板(11)下方，所述底板(11)的一端设置有位于所述BDU壳体外部的进水嘴(91)和出水嘴(92)，所述进水嘴(91)和所述出水嘴(92)与所述液冷板(9)的内部流道连接。

6.根据权利要求5所述的一种电池能量分配单元结构，其特征在于，所述进水嘴(91)和所述出水嘴(92)上设置有盖帽(93)。

7.根据权利要求2所述的一种电池能量分配单元结构，其特征在于，安装有所述放电高压连接器(2)和所述快充高压连接器(3)的所述侧板(12)的厚度大于其他所述侧板(12)的厚度。

8.根据权利要求1至5任一项所述的一种电池能量分配单元结构，其特征在于，所述侧板(12)上设置有沿水平方向间隔布置的第一过孔(121)和第二过孔(122)，所述放电高压连接器(2)和所述快充高压连接器(3)对应插接安装于所述第一过孔(121)和所述第二过孔(122)中。

9.根据权利要求1至5任一项所述的一种电池能量分配单元结构，其特征在于，所述BDU壳体(1)的相对两所述侧板(12)外部设置有连接引脚(123)，所述连接引脚(123)上设置有安装孔(1231)。

10.一种电池包，其特征在于，包括如权利要求1至5任一项所述电池能量分配单元结构。