WO2023216102A1 - 高压配电盒、电池箱、电池包和用电装置 - Google Patents

高压配电盒、电池箱、电池包和用电装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2023216102A1
WO2023216102A1 PCT/CN2022/091953 CN2022091953W WO2023216102A1 WO 2023216102 A1 WO2023216102 A1 WO 2023216102A1 CN 2022091953 W CN2022091953 W CN 2022091953W WO 2023216102 A1 WO2023216102 A1 WO 2023216102A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
battery
voltage
distribution box
voltage distribution
electrical connector
Prior art date
Application number
PCT/CN2022/091953
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
林本锋
杨隆杰
陈剑
Original Assignee
时代电服科技有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 时代电服科技有限公司 filed Critical 时代电服科技有限公司
Priority to CN202280040751.9A priority Critical patent/CN117480696A/zh
Priority to PCT/CN2022/091953 priority patent/WO2023216102A1/zh
Publication of WO2023216102A1 publication Critical patent/WO2023216102A1/zh

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B1/00—Frameworks, boards, panels, desks, casings; Details of substations or switching arrangements
    • H02B1/26—Casings; Parts thereof or accessories therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G3/00—Installations of electric cables or lines or protective tubing therefor in or on buildings, equivalent structures or vehicles
    • H02G3/02—Details
    • H02G3/08—Distribution boxes; Connection or junction boxes
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

提供了一种高压配电盒(100)、电池箱(300)、电池包和用电装置，高压配电盒(100)与电连接器(200)集成在一起，高压配电盒(100)用于控制电池(311、312、313、314)通过电连接器(200)实现换电。高压配电盒(100)、电池箱(300)、电池包和用电装置，能够降低电池(311、312、313、314)的使用成本。

Description

高压配电盒、电池箱、电池包和用电装置 技术领域
本申请实施例涉及电池技术领域，并且更具体地，涉及一种高压配电盒、电池箱、电池包和用电装置。
背景技术
随着新能源技术的发展，电池的应用领域越来越广泛，如可以为用电装置提供动力或者为用电装置供电。
在电池技术的发展中，除了提高电池的性能外，成本也是一个不可忽视的问题。
发明内容
本申请实施例提供了一种高压配电盒、电池箱、电池包和用电装置，能够降低用电装置的高压系统的成本。
第一方面，提供了一种高压配电盒，该高压配电盒与电连接器集成在一起，该高压配电盒用于控制电池通过该电连接器实现换电。
在该实施例中，将高压配电盒与电连接器集成在一起，可以减少二者之间的线束，从而可以降低用电装置的整个高压系统的成本。
在一种可能的实现方式中，该电连接器与该高压配电盒卡接。
在该实施例中，将电连接器与高压配电盒卡接，能够较好的将电连接器与高压配电盒集成在一起，降低电连接器与高压配电盒之间相对运动的可能性，从而可以提高电池换电的可靠性。另外，由于电连接器与高压配电盒是卡接，在电连接器出现故障的情况下，能够在不损坏高压配电盒的前提下，快捷地将电连接器拆卸下来进行更换。
在一种可能的实现方式中，该电连接器包括相互配合的插头和插座，分别设置于该高压配电盒的内部和外部，设置于该高压配电盒内部的高压接口与该电池的高压系统电连接。
在该实施例中，设置于高压配电盒内部的高压接口可以与电池的高压系统电连接，从而使得电池能够通过该电连接器实现换电。
在一种可能的实现方式中，该设置于该高压配电盒内部的高压接口与该高压系统通过汇流部件电连接。
在一种可能的实现方式中，该电连接器是集成有充电功能和放电功能的连接器。
在该实施例中，将充电连接器和放电连接器合并为集成有充电功能和放电功能的电连接器，可以成倍地减少电连接器的设置数量，对控制器 的资源需求明显降低。另外，在电池与用电装置或充电装置之间设置有该集成有充电功能和放电功能的电连接器，不再需要频繁地切换充电连接器和放电连接器，降低了用电装置能源系统的受损概率。
在一种可能的实现方式中，该电连接器用于该电池在换电站内充电，或者，该电连接器用于该电池为用电装置提供电能。
在该实施例中，该电连接器既可以用于电池在换电站内充电，也可以用于电池为用电装置提供电能，可以实现电池充电和电池放电使用相同的高压接口，从而可以降低电池换电的复杂性。
在一种可能的实现方式中，该电连接器包括至少一对第一高压接口；该第一高压接口用于电连接该电池与换电站内的充电装置，以使得该充电装置为该电池充电，或者，该第一高压接口用于电连接该电池与用电装置，以使得该电池为该用电装置提供动力源。
在该实施例中，电池通过电连接器的第一高压接口既可以实现在换电站内充电，又可以实现为用电装置提供动力源，可以减少电连接器的数量，达到降低成本的目的。
在一种可能的实现方式中，该电连接器包括第二高压接口，该第二高压接口用于电连接该电池与温度管理系统。
在该实施例中，电池通过电连接器的第二高压接口与热管理系统电连接，可以实现热管理系统为电池调节温度的目的。
在一种可能的实现方式中，该电连接器包括低压接口，该低压接口用于电连接该电池与用电装置的通信模块、采样模块以及管理模块中的至少一个。
在该实施例中，电池通过电连接器的低压接口向用电装置的通信模块、采样模块和/或管理模块提供电源，从而为电池的安全性提高了保障。
在一种可能的实现方式中，该电连接器包括接地接口，用于连接至用电装置的地或者连接至充电装置的地。
在一种可能的实现方式中，该高压配电盒内集成有电池管理单元BMU，用于实现对该电池的管理和监控。
在该实施例中，通过将BMU集成在高压配电盒内部，可以减少BMU与高压接线盒之间的低压线束，从而可以提高二者之间的通信可靠性。
在一种可能的实现方式中，该高压配电盒内集成有高压采样板，用于对该电池进行高压采样和绝缘采样。
在一种可能的实现方式中，该高压配电盒包括与该电池的正极串联设置的主正继电器和与该电池的负极串联设置的主负继电器；在该主正继电器和该主负继电器闭合的情况下，该电池通过该电连接器实现换电。
在该实施例中，主正继电器和主负继电器的设置，可以在电池出现故障的情况下，避免进行充电或放电，从而有利于提高电池的安全性。
在一种可能的实现方式中，该高压配电盒还包括预充电阻和预充继电器，该预充电阻的一端与该预充继电器的一端相连，该预充电阻的另一端与该主正继电器的一端相连，该预充继电器的另一端与该主正继电器的另一端相连，该预充电阻和该预充继电器用于在该电池充电时为与该电连接器连接的负载提供限流。
在该实施例中，预充电阻和预充继电器的目的在于为第一高压接口的后端可能连接的容性负载提供限流，避免瞬间电流过大而损坏高压回路中的器件。
第二方面，提供了一种电池箱，包括电池和上述第一方面以及第一方面任一种可能的实现方式中的高压配电盒。
在一种可能的实现方式中，该电池箱包括多个电池，该多个电池通过先串联再并联的方式形成多个电池支路，该电连接器包括多对第一高压接口；该多对第一高压接口用于分别电连接该多个电池支路与换电站内的充电装置，以使该充电装置为该多个电池支路充电，或者，该多对第一高压接口用于分别电连接该多个电池支路与用电装置，以使该多个电池支路为该用电装置提供动力源。
在一种可能的实现方式中，该电池箱集成有国标直流充电插座，用于该电池在换电站之外的充电。
在一种可能的实现方式中，温度管理系统设置在该电池箱之外，该温度管理系统用于为该电池调节温度。
在该实施例中，将温度管理系统设置在电池箱之外，可以明显减少电池箱内部的包络空间、重量和成本。
在一种可能的实现方式中，远程数据传输模块设置在该电池箱之外，该远程数据传输模块用于该电池与其他设备之间的通信。
第三方面，提供了一种电池包，包括电池和如第一方面以及第一方面任一种可能的实现方式中的高压配电盒。
第四方面，提供了一种用电装置，包括如第二方面以及第二方面任一种可能的实现方式中的电池箱，该电池箱用于为该用电装置提供电能。
在一种可能的实现方式中，该用电装置为重型卡车。
第五方面，提供了一种用电装置，包括如第三方面中的电池包，该电池包用于为该用电装置提供电能。
附图说明
图1示出了本申请实施例提供的高压配电盒的示意性框图。
图2示出了本申请实施例提供的电连接器的示意性框图。
图3示出了本申请实施例提供的高压配电盒的另一示意性框图。
图4示出了本申请实施例提供的电池箱的示意性框图。
图5示出了本申请实施例提供的电池箱的示意性结构图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本申请的原理，但不能用来限制本申请的范围，即本申请不限于所描述的实施例。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。“垂直”并不是严格意义上的垂直，而是在误差允许范围之内。“平行”并不是严格意义上的平行，而是在误差允许范围之内。
下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本申请的具体结构进行限定。在本申请的描述中，还需要说明的是，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，可视具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
本申请中，电池可以为锂离子电池、锂金属电池、铅酸电池、镍隔电池、镍氢电池、锂硫电池、锂空气电池或者钠离子电池等，在此并不限定。从规模而言，电池可为电池单体、电池模组或电池包，在此并不限定。
电池技术的发展需要同时考虑多方面的设计因素，例如，能量密度、循环寿命、放电容量、充放电倍率等性能参数，另外，还需要考虑电池的使用成本。
当电池应用于用电装置时，通常会设置高压配电盒，以保证用电装置的高压用电安全。高压配电盒是一种高压配电装置，通常可以包括多个高压继电器、高压保险丝及相关的芯片组成，能与相关模块实现信号通信，确保用电装置的高压用电安全。
随着新能源技术的发展，电池的应用领域越来越广泛，如可以为用电装置提供动力或者为用电装置供电。例如，电池可以作为动力源为车辆提供动力，在车辆中电池的电量不足以支持车辆继续行驶的情况下，可利用充电桩等充电设备对车辆进行充电，即对车辆中的电池进行充电，以实现电池的充、放电循环使用。但电池充电需要花费较长时间，限制了车辆的续航使用。
为了提高车辆的续航使用率，换电技术应运而生。换电技术采用“车电分离”的方式，可以通过换电站为车辆提供电池更换服务，即电池 可以从车辆上快速取下或者安装。从车辆上取下的电池可以放入换电站的换电柜中进行充电，以备为后续进入换电站的车辆进行换电。
换电技术的优势在于能够在几分钟之内完成换电，且消费者可以采用租电池或购买电池，减少初始购车成本。因此，换电技术得到了消费者的一致青睐。由于换电的频次较高，电池与车辆、电池与换电站中的换电柜之间需要频繁的接插，从而可能会影响电池的换电生命周期。一种电连接器的出现，则可以有效地解决该问题。具体地，该电连接器是实现电池与车辆、电池与换电站中的换电柜之间电气快速连接、分离的专用连接器，主要由插头和插座组成。由于该电连接器主要应用于换电场景中，故该电连接器也可以称为是“换电连接器”或者“快换连接器”，但本领域技术人员应理解，本申请实施例的技术方案并不局限于换电场景。
通常，高压配电盒与电连接器是分离设置的，也就是说，高压配电盒与电连接器独立设置，二者之间通过高压线束相连，这种设置方式导致了高压配电盒的集成度不足，线束较多，从而导致用电装置的整个高压系统成本较高。
有鉴于此，本申请实施例提供了一种高压配电盒，该高压配电盒与电连接器是集成在一起的，二者之间省略了高压线束，从而可以降低用电装置的整个高压系统的成本。
应理解，本申请实施例中的用电装置可以是车辆，未来也有可能是小到机器人，大到轮船和飞机等利用电池提供动力或供电的装置。本申请实施例对用电装置不作限定。
图1示出了本申请实施例提供的高压配电盒100的示意性框图。如图1所示，该高压配电盒100与电连接器200集成在一起，该高压配电盒100用于控制电池通过该电连接器200实现换电。
首先，需要解释的是，“集成”是指将高压配电盒100与电连接器200通过非线束的方式安装在一起。可选地，将高压配电盒100与电连接器200集成在一起，可以是将电连接器200安装在高压配电盒100的任意位置，只要在高压配电盒100的外部有能够与充电装置或用电装置电连接的接口即可。
如上文所述，高压配电盒100可以包括多个高压继电器，通过高压继电器的接通或断开来实现电池的换电。也就是说，电池可以在高压配电盒100中的高压继电器的控制下，实现换电。该高压继电器的接通或断开则可以由任一种控制器控制。例如，可以由本领域技术人员所理解的电池管理单元(Battery Management Unit，BMU)控制。再例如，也可以是在将电池单体到底盘(cell to chassis，CTC)场景中，用电装置上的控制器，在该CTC场景中，由于电池单体是放在底盘之中的，因此，该场景中的控制器既可以实现电池内的电池管理单元的功能，又可以实现用电装置上的电池管理单元的功能，还可以实现现有的整车控制器(Vehicle control unit， VCU)的功能，本申请实施例对控制高压配电盒100内的高压继电器的控制器不作限定。
在本申请实施例中，电池的换电既可以是指电池放电，也可以是电池充电。例如，电池放电可以是指电池向用电装置放电，以提供电能。再例如，电池充电也可以是充电装置向电池充电。
在该实施例中，将高压配电盒100与电连接器200集成在一起，可以减少二者之间的线束，从而可以降低用电装置的整个高压系统的成本。
可选地，在本申请实施例中，该电连接器200与高压配电盒100卡接。
在该实施例中，将电连接器200与高压配电盒100卡接，能够较好的将电连接器200与高压配电盒100集成在一起，降低电连接器200与高压配电盒100之间相对运动的可能性，从而可以提高电池换电的可靠性。另外，由于电连接器200与高压配电盒100是卡接，在电连接器200出现故障的情况下，能够在不损坏高压配电盒100的前提下，快捷地将电连接器200拆卸下来进行更换。
上文提到，电连接器200可以安装到高压配电盒100的任意位置。例如，可以将电连接器200卡接至高压配电盒100的底部，具体地，可以卡接至高压配电盒100的底部位于中间的位置。
可选地，在本申请实施例中，该电连接器200可以包括相互配合的插头和插座，分别设置于高压配电盒100的内部和外部，设置于高压配电盒100内部的高压接口与电池的高压系统电连接。
可选地，设置于高压配电盒100内部的可以是电连接器200的插座，而设置于高压配电盒100外部的可以是电连接器100的插头，插头和插座相接，插座上的接口可以包括设置于高压配电盒100内部的高压接口，而插头上的接口可以包括设置于高压配电盒外部的高压接口。或者，设置于高压配电盒100内部的可以是电连接器200的插头，而设置于高压配电盒100外部的可以是电连接器200的插座，插头和插座相接，插座上的接口可以包括设置于高压配电盒100外部的高压接口，插头上的接口可以包括设置于高压配电盒100内部的高压接口。
在该实施例中，设置于高压配电盒100内部的高压接口可以与电池的高压系统电连接，从而使得电池能够通过该电连接器200实现换电。
可选地，在本申请实施例中，设置于高压配电盒100内部的高压接口与电池的高压系统通过汇流部件电连接。
通常，汇流部件所形成的电连接也可以称为是“高压连接”，汇流部件也可以称为连接片或巴片等，例如，该汇流部件可以是铜巴片或者铝巴片。本申请实施例对汇流部件所采用的材料不作限定。
可选地，在本申请实施例中，该电连接器200是集成有充电功能和放电功能的连接器。
通常，电连接器主要包括放电连接器和充电连接器。当电池为用电装置提供电能时需要切换到放电连接器。而当为电池充电时则需要切换到充电连接器。充电连接器和放电连接器的频繁切换增加了用电装置能源系统出现故障的概率，并且充电连接器和放电连接器的分开设置势必会增加成本。而在该实施例中，将充电连接器和放电连接器合并为集成有充电功能和放电功能的电连接器，可以成倍地减少电连接器的设置数量，对控制器的资源需求明显降低。另外，在电池与用电装置或充电装置之间设置有该集成有充电功能和放电功能的电连接器，不再需要频繁地切换充电连接器和放电连接器，降低了用电装置能源系统的受损概率。
可选地，在本申请实施例中，该电连接器200可以用于电池在换电站内充电，或者，该电连接器200也可以用于电池为用电装置提供电能。
通常，该电连接器200可以是跟电池集成在一起的，也就是说，当电池安装在用电装置时，该电连接器200可以与用电装置的高压连接器电连接，从而使得电池可以为用电装置提供电能。当电池从用电装置上拆下来，该电连接器200可以与换电站内充电装置的高压连接器电连接，从而使得充电装置为电池充电。
对于乘用车来说，换电站内设置有换电柜，换电柜可设置有多个充电仓，而用于换电的电池可放置于换电柜的充电仓中。充电仓内设置有充电单元，充电单元可以为充电仓内的电池进行充电，在一些实施例中，充电单元可包括交流/直流模块即AC/DC模块等具有充电功能的部件、装置或设备，在此并不限定。充电单元可与充电仓一一对应设置，也可多个充电仓共用一个充电单元，在此并不限定。
而对于重型卡车来说，电池是设置在电池箱内，一个电池箱内可设置多个电池。在换电站换电时，实际上是更换电池箱。也就是说，将车辆上的电池箱更换为换电站内的电池箱。换电站内的电池箱可以通过设置在换电站内的充电装置为电池箱内的电池充电。换电场景下的电池箱也可以称为是“换电柜”。
在该实施例中，该电连接器200既可以用于电池在换电站内充电，也可以用于电池为用电装置提供电能，可以实现电池充电和电池放电使用相同的高压接口，从而可以降低电池换电的复杂性。
可选地，如图2所示，在本申请实施例中，该电连接器200可以包括至少一对第一高压接口210，该第一高压接口210用于电连接电池与换电站内的充电装置，以使得充电装置为电池充电，或者，该第一高压接口210用于电连接电池与用电装置，以使得电池为用电装置提供动力源。
应理解，下文如无特别说明，图2所示的电连接器200中的接口均是指设置于高压配电盒外部的接口。
如图2所示，一对第一高压接口210可以包括主正高压接口211和主负高压接口212。主正高压接口211与主负高压接口212既可以与用电 装置的两个接口相连，以形成电池的放电回路。主正高压接口211与主负高压接口212页可以与换电站内的充电装置的两个接口相连，以形成电池的充电回路。
在该实施例中，电池通过电连接器200的第一高压接口210既可以实现在换电站内充电，又可以实现为用电装置提供动力源，可以减少电连接器的数量，达到降低成本的目的。
可选地，继续参见图2，该电连接器200包括第二高压接口220，该第二高压接口220用于电连接电池与热管理系统。可选地，该热管理系统用于为该电池调节温度。
温度对电池性能的影响是不言而喻的。无论是低温环境下，电池无法充电，还是温度过高可能会引起热失控问题，都需要对电池的温度进行管理，以提升电池整体性能。热管理系统(Thermal Management System，TMS)就是用来为电池调节温度的。热管理系统也可以与电池进行高压连接。例如，电池可以通过交替形成的充电回路和放电回路进行加热。
可选地，该热管理系统可以是水冷机组。
可选地，如图2所示，一对第二高压接口220可以包括TMS正接口221和TMS负接口222。该TMS正接口221和TMS负接口222可以与热管理系统的两个接口相连。
在该实施例中，电池通过电连接器200的第二高压接口220与热管理系统电连接，可以实现热管理系统为电池调节温度的目的。
可选地，继续参见图2，该电连接器200可以包括低压接口230，该低压接口用于电连接电池与用电装置的通信模块、采样模块以及管理模块中的至少一种。
通常，在用电装置上，还存在通信模块、采样模块以及管理模块中的至少一种。例如，用电装置上的整车控制单元(Vehicle control unit，VCU)、温度采样芯片以及远程数据传输模块等。具体地，电池可以经过直流-直流(Direct current-Direct current，DC-DC)转换器转换成低压，并通过该低压接口230连接至通信模块、采样模块以及管理模块中的至少一个，以为通信模块、采样模块以及管理模块中的至少一个提供电源。
在该实施例中，电池通过电连接器200的低压接口向用电装置的通信模块、采样模块和/或管理模块提供电源，从而为电池的安全性提高了保障。
可选地，继续参见图2，该电连接器200还包括接地接口240，该接地接口240用于连接至用电装置的地或者连接至充电装置的地。
可选地，如图3所示，该高压配电盒100内还集成有电池管理单元(Battery Management Unit，BMU)110，该BMU 110用于实现对电池的管理和监控。例如，该BMU 110可以控制高压配电盒100内的继电器的闭合和断开，以控制电池的充电或放电。再例如，BMU 110还可以判断锁 止机构的锁止状态、电连接器200的连接状态、电连接器的温度状态等。该BMU还支持判断换电站识别信号以及与换电控制器通信。
在该实施例中，通过将BMU 110集成在高压配电盒100内部，可以减少BMU 110与高压接线盒100之间的低压线束，从而可以提高二者之间的通信可靠性。
可选地，继续参见图3，该高压配电盒100内还集成有高压采样板120，用于对电池进行高压采样和绝缘采样。
可选地，该高压采样板(high voltage board，HVB)120可以是电桥法高压采样电路。具体可以对电池进行高压采样和绝缘采样。
需要说明的是，高压采样板120和BMU 110可以分别实现电池管理系统(Battery Management System，BMS)的一部分功能。可选地，该BMU 110可以实现BMS除了高压采样板120之外的所有功能。
可选地，在本申请实施例中，该高压配电盒100还包括与电池的正极串联设置的主正继电器与电池的负极串联设置的主负继电器，在该主正继电器和主负继电器闭合的情况下，电池通过该电连接器200实现换电。
在该实施例中，主正继电器和主负继电器的设置，可以在电池出现故障的情况下，避免进行充电或放电，从而有利于提高电池的安全性。
可选地，在本申请实施例中，该高压配电盒100还包括预充电阻和预充继电器，该预充电阻的一端与预充继电器的一端相连，该预充电阻的另一端与主正继电器的一端相连，该预充继电器的另一端与主正继电器的另一端相连，该预充电阻和预充继电器用于在电池充电或放电时为与该电连接器200连接的负载提供限流。
例如，当电池充电时，该充电过程可以分为预充过程和快速充电过程。预充过程是指控制充电装置输出小电流对电池进行充电。而快速充电过程则是指控制充电装置输出大电流对电池进行充电。其中，在预充继电器、主正继电器和主负继电器均闭合的情况下，预充过程启动。而当电池满足一定的充电条件后，可以断开预充继电器断开，其他继电器保持闭合状态，此时快速充电过程启动。
在该实施例中，预充电阻和预充继电器的目的在于为第一高压接口的后端可能连接的容性负载提供限流，避免瞬间电流过大而损坏高压回路中的器件。
需要说明的是，本申请实施例中的继电器也可以是其他普通开关，相较于普通开关，继电器更安全，并且更便于控制。
可选地，在本申请实施例中，该高压配电盒100内还设置有电流传感器。该电流传感器可以用于检测电池充电或放电时所形成的回路中的电流值。
图4示出了本申请实施例提供的电池箱的示意性框图。如图4所示，该电池箱300可以包括电池310和高压配电盒320。其中，该高压配电盒320可以为上述各种实施例所描述的任一种高压配电盒100。
在该实施例中，通过在电池箱300中设置上述各种实施例所提供的高压配电盒，能够减少该电池箱内的线束和电连接器的数量，从而可以提升电池箱的使用空间和可靠性。
可选地，该电池箱300包括多个电池，该多个电池通过先串联再并联的方式形成多个电池支路，该电连接器包括多对第一高压接口；该多对第一高压接口用于分别电连接该多个电池支路与换电站内的充电装置，以使得该充电装置为该多个电池支路充电，或者，该多对第一高压接口用于分别电连接该多个电池支路与用电装置，以使得该多个电池支路为用电装置提供动力源。
在该实施例中，多个电池支路通过同一电连接器与用电装置或充电装置相连，可以减少电连接器的数量，从而可以减少电池箱的成本。
可选地，在本申请实施例中，该电池箱300还集成有国标直流充电插座，用于电池在换电站之外的充电。
可选地，该国标直流充电插座的数量可以是一个或者是多个，可以与电池箱内包括的电池支路的数量相等。
在该实施例中，使用电连接器在换电站内为电池充电，使用该国标直流充电插座在换电站之外为电池充电，可以满足电池在不同场景下的充电。
可选地，在本申请实施例中，温度管理系统设置在电池箱300之外，温度管理系统用于为电池调节温度。
在该实施例中，将温度管理系统设置在电池箱300之外，可以明显减少电池箱内部的包络空间、重量和成本。
可选地，在本申请实施例中，远程数据传输模块设置在电池箱300之外，该远程数据传输模块用于电池与其他设备之间的通信。
下面结合图5详细描述本申请实施例提供的电池箱300。如图5所示，电池箱300包括4个电池，分别为电池311、电池312、电池313与电池314。电池311和电池312串联，电池313与电池314串联，串联后的电池311和电池312通过第一主正接口E11和第一主负接口E12连接至高压配电盒320，串联后的电池313和电池314通过第二主正接口E21和第二主负接口E22连接至高压配电盒320。电池311、电池312、电池313和电池314的低压输入和低压输出分别通过低压输入接口E31和低压输出接口E32连接至高压配电盒320。高压配电盒320内设置有主正继电器330和主负继电器340，该主正继电器330用于连接第一主正接口E11与电连接器400中的第一主正高压接口411，该主正继电器330还用于连接第二主正接口E21与电连接器300中的第二主正高压接口412，该主负继电器 340用于连接第一主负接口E12与电连接器400中的第一主负高压接口413，该主负继电器340还用于连接第二主负接口E22与电连接器400中的第二主负高压接口414。该高压配电盒320内还设置有预充电阻341和预充继电器342，该预充电阻341与该预充继电器342串联，并且串联后的预充电阻341与预充继电器342与主正继电器330并联。该高压配电盒320内还设置有第一直流充电正继电器351、第二直流充电正继电器352、第一直流充电负继电器353和第二直流充电负继电器354。该第一直流充电正继电器351用于连接第一主正接口E11至第一国标直流充电插座361，该第一直流充电负继电器353用于连接第一主负接口E12至第一国标直流充电插座361。该第二直流充电正继电器352用于连接第二主正接口E21至第二国标直流充电插座362，该第二直流充电负继电器354用于连接第二主负接口E22至第二国标直流充电插座362。该高压配电盒320内还设置有水冷高压继电器355，该水冷高压继电器355用于连接第一主正接口E11和第二主正接口E21至电连接器400的第一水冷高压接口419和第二水冷高压接口420。如图5所示，该高压配电盒320内还设置有电池管理单元BMU 370和高压采样板HVB 380。该BMU 370和该HVB 380与低压输入接口E31和低压输出接口E32相连。在电池箱300的外部设置有远程数据传输模块500，该远程数据传输模块500与低压输入接口E31和低压输出接口E32相连。电池箱300的外部设置有水冷组件600，该水冷组件600与电连接器400中TMS正接口415和TMS负接口416相连。该电连接器400中的接地接口417接用电装置上的地或者充电装置的地。该电连接器400还包括低压接口418。
可选地，本申请实施例中的电池箱可以应用于重型卡车。在重型卡车的应用场景中，该电池箱也可以称为换电柜，电池箱内的电池可以是电池包。
本申请实施例还提供了一种电池包，该电池包包括电池和上述各种实施例所提供的高压配电盒。
也就是说，该高压配电盒可以集成在电池包之内。该电池包可以应用于只有一个电池包的乘用车中。
本申请实施例还提供了一种用电装置，包括上述各种实施例提供的电池箱或电池包，该电池包用于为用电装置提供电能。
可选地，当用电装置采用电池箱为其提供电能时，该用电装置可以是重型卡车。可选地，该重型卡车可以是6*4牵引车或者8*4自卸车。本申请实施例对重型卡车的车型不作限定。
虽然已经参考优选实施例对本申请进行了描述，但在不脱离本申请的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征 均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (23)

  1. 一种高压配电盒，其特征在于，所述高压配电盒与电连接器集成在一起，所述高压配电盒用于控制电池通过所述电连接器实现换电。
  2. 根据权利要求1所述的高压配电盒，其特征在于，所述电连接器与所述高压配电盒卡接。
  3. 根据权利要求1或2所述的高压配电盒，其特征在于，所述电连接器包括相互配合的插头和插座，分别设置于所述高压配电盒的内部和外部；设置于所述高压配电盒内部的高压接口与所述电池的高压系统电连接。
  4. 根据权利要求3所述的高压配电盒，其特征在于，所述设置于所述高压配电盒内部的高压接口与所述高压系统通过汇流部件电连接。
  5. 根据权利要求1至4中任一项所述的高压配电盒，其特征在于，所述电连接器是集成有充电功能和放电功能的连接器。
  6. 根据权利要求1至5中任一项所述的高压配电盒，其特征在于，所述电连接器用于所述电池在换电站内充电，或者，所述电连接器用于所述电池为用电装置提供电能。
  7. 根据权利要求1至6中任一项所述的高压配电盒，其特征在于，所述电连接器包括至少一对第一高压接口；
    所述第一高压接口用于电连接所述电池与换电站内的充电装置，以使得所述充电装置为所述电池充电，或者，所述第一高压接口用于电连接所述电池与用电装置，以使得所述电池为所述用电装置提供动力源。
  8. 根据权利要求1至7中任一项所述的高压配电盒，其特征在于，所述电连接器包括第二高压接口，所述第二高压接口用于电连接所述电池与温度管理系统。
  9. 根据权利要求1至8中任一项所述的高压配电盒，其特征在于，所述电连接器包括低压接口，所述低压接口用于电连接所述电池与用电装置的通信模块、采样模块以及管理模块中的至少一个。
  10. 根据权利要求1至9中任一项所述的高压配电盒，其特征在于，所述电连接器包括接地接口，用于连接至用电装置的地或者连接至充电装置的地。
  11. 根据权利要求1至10中任一项所述的高压配电盒，其特征在于，所述高压配电盒内集成有电池管理单元BMU，用于实现对所述电池的管理和监控。
  12. 根据权利要求1至11中任一项所述的高压配电盒，其特征在于，所述高压配电盒内集成有高压采样板，用于对所述电池进行高压采样和绝缘采样。
  13. 根据权利要求1至12中任一项所述的高压配电盒，其特征在于，所述高压配电盒包括与所述电池的正极串联设置的主正继电器和与所述电 池的负极串联设置的主负继电器；
    在所述主正继电器和所述主负继电器闭合的情况下，所述电池通过所述电连接器实现换电。
  14. 根据权利要求13所述的高压配电盒，其特征在于，所述高压配电盒还包括预充电阻和预充继电器，所述预充电阻的一端与所述预充继电器的一端相连，所述预充电阻的另一端与所述主正继电器的一端相连，所述预充继电器的另一端与所述主正继电器的另一端相连，所述预充电阻和所述预充继电器用于在所述电池充电时为与所述电连接器连接的负载提供限流。
  15. 一种电池箱，其特征在于，包括电池和如权利要求1至14中任一项所述的高压配电盒。
  16. 根据权利要求15所述的电池箱，其特征在于，所述电池箱包括多个电池，所述多个电池通过先串联再并联的方式形成多个电池支路，所述电连接器包括多对第一高压接口；
    所述多对第一高压接口用于分别电连接所述多个电池支路与换电站内的充电装置，以使所述充电装置为所述多个电池支路充电，或者，所述多对第一高压接口用于分别电连接所述多个电池支路与用电装置，以使所述多个电池支路为所述用电装置提供动力源。
  17. 根据权利要求15或16所述的电池箱，其特征在于，所述电池箱集成有国标直流充电插座，用于所述电池在换电站之外的充电。
  18. 根据权利要求15至17中任一项所述的电池箱，其特征在于，温度管理系统设置在所述电池箱之外，所述温度管理系统用于为所述电池调节温度。
  19. 根据权利要求15至18中任一项所述的电池箱，其特征在于，远程数据传输模块设置在所述电池箱之外，所述远程数据传输模块用于所述电池与其他设备之间的通信。
  20. 一种电池包，其特征在于，包括电池和如权利要求1至14中任一项所述的高压配电盒。
  21. 一种用电装置，其特征在于，包括如权利要求15至19中任一项所述的电池箱，所述电池箱用于为所述用电装置提供电能。
  22. 根据权利要求21所述的用电装置，其特征在于，所述用电装置为重型卡车。
  23. 一种用电装置，其特征在于，包括如权利要求17所述的电池包，所述电池包用于为所述用电装置提供电能。
PCT/CN2022/091953 2022-05-10 2022-05-10 高压配电盒、电池箱、电池包和用电装置 WO2023216102A1 (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202280040751.9A CN117480696A (zh) 2022-05-10 2022-05-10 高压配电盒、电池箱、电池包和用电装置
PCT/CN2022/091953 WO2023216102A1 (zh) 2022-05-10 2022-05-10 高压配电盒、电池箱、电池包和用电装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/CN2022/091953 WO2023216102A1 (zh) 2022-05-10 2022-05-10 高压配电盒、电池箱、电池包和用电装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023216102A1 true WO2023216102A1 (zh) 2023-11-16

Family

ID=88729508

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/CN2022/091953 WO2023216102A1 (zh) 2022-05-10 2022-05-10 高压配电盒、电池箱、电池包和用电装置

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN117480696A (zh)
WO (1) WO2023216102A1 (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120087064A1 (en) * 2010-10-11 2012-04-12 Hyundai Motor Company Low-voltage and high-voltage integrated junction box
CN206471638U (zh) * 2017-02-24 2017-09-05 北京新能源汽车股份有限公司 一种电池切断单元bdu装置及汽车
CN207644176U (zh) * 2017-11-30 2018-07-24 浙江众泰汽车制造有限公司 一种动力电池包高压配电盒
CN110126756A (zh) * 2019-05-17 2019-08-16 合肥华同科技有限公司 多源电力耦合的中央集成式高压配电单元架构
CN110356342A (zh) * 2019-07-22 2019-10-22 东风汽车集团有限公司 一种动力电池内置高压配电盒

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120087064A1 (en) * 2010-10-11 2012-04-12 Hyundai Motor Company Low-voltage and high-voltage integrated junction box
CN206471638U (zh) * 2017-02-24 2017-09-05 北京新能源汽车股份有限公司 一种电池切断单元bdu装置及汽车
CN207644176U (zh) * 2017-11-30 2018-07-24 浙江众泰汽车制造有限公司 一种动力电池包高压配电盒
CN110126756A (zh) * 2019-05-17 2019-08-16 合肥华同科技有限公司 多源电力耦合的中央集成式高压配电单元架构
CN110356342A (zh) * 2019-07-22 2019-10-22 东风汽车集团有限公司 一种动力电池内置高压配电盒

Also Published As

Publication number Publication date
CN117480696A (zh) 2024-01-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5937011B2 (ja) 電源装置及びこれを用いた車両並びに蓄電装置
CN102460820B (zh) 用于电池组输出接触器的系统和方法
WO2012128445A1 (ko) 배터리 팩 연결 제어 장치 및 방법
CN104221244A (zh) 通过切换电池的电池单元组块来平衡该电池的充电和放电水平的方法
KR20150014890A (ko) 배터리 제어 장치 및 방법
EP3726692A1 (en) Expandable charging and battery replacing device, and charging and discharging unit thereof
KR102654831B1 (ko) 차량 고전압 전력 망 구조의 충전 제어 방법 및 장치
CN216389527U (zh) 电池加热系统、电池包和用电装置
US9306403B2 (en) Battery module, battery management system, system for supplying a drive of a machine suitable for generating torque with electrical energy, and a motor vehicle
US11901534B2 (en) Auxiliary energy system architecture
CN211844151U (zh) 一种集成化bdu总成及车辆
WO2023216102A1 (zh) 高压配电盒、电池箱、电池包和用电装置
CN116001572A (zh) 一种电池包及电池包管理方法
CN216648500U (zh) 一种可自由配置电量的插拔式电池包及车辆
CN211844309U (zh) 一种集成化动力电池总成及汽车
EP4124498A1 (en) Relay control system and battery system
CN210380376U (zh) 一种ups系统
US20230027996A1 (en) Relay control system and battery system
CN217656463U (zh) 一种车载电池系统及车辆
CN220639529U (zh) 电池配电盒、电池系统及车辆
CN217415495U (zh) 一种消除并线环流的换电电池系统
US20230387492A1 (en) Battery heating system and method, power supply system, and electrical apparatus
CN220570346U (zh) 多蓄电池模块串联的蓄电装置、储能单元和供电系统
CN220391004U (zh) 电池高压盒、电池包及车辆
WO2023020464A1 (zh) 一种可自由配置电量的插拔式电池包、车辆及换电方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22941065

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1