一種動力電池的高壓配電盒的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種動力電池的高壓配電盒，本發(fā)明的動力電池的高壓配電盒內(nèi)的各高壓元器件通過絕緣塑料隔板隔開，降低彼此之間的干擾，提高彼此之間的絕緣距離，防止高壓元器件之間的可導(dǎo)電部分直接接觸而造成的短路風(fēng)險；并且通過銅排將高壓元器件電連接，使得配電盒高壓電氣連接緊湊，系統(tǒng)集成與空間利用率得到提高；該配電盒能為混合動力汽車的電機控制器及電動附件提供電流分配控制，能為電池管理系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電流檢測端子、漏電檢測端子、低壓信號控制端子，能為電動汽車的動力電池提供反向過流保護，大大提高了電動汽車供電系統(tǒng)的安全性。
【專利說明】—種動力電池的高壓配電盒
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及新能源汽車的動力電池包，尤其涉及動力電池的高壓配電盒。
【背景技術(shù)】
[0002]由于汽車工業(yè)引發(fā)的世界范圍的能源危機和環(huán)境問題，使開發(fā)新能源的環(huán)保型汽車成為當(dāng)今汽車工業(yè)界的緊迫任務(wù)。新能源汽車是解決汽車交通所面臨的能源和污染問題的有效途徑，以電能作為動力源的混合動力或純電動汽車代表了汽車產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展方向。
[0003]作為動力源的高壓動力電池系統(tǒng)是電動汽車的核心部件，是發(fā)展電動汽車的主要研究和開發(fā)對象，而同時其安全性也是制約新能源汽車產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵因素。動力電池系統(tǒng)一般包括:動力電池模塊、高壓配電盒、電池管理系統(tǒng)、電池箱體、冷卻系統(tǒng)、連接器。高壓配電盒作為動力電池系統(tǒng)的安全性的重要屏障，其主要功能有:按照整車上、下電控制要求，接通或斷開高壓回路；提供電流及漏電檢測端子；當(dāng)電池包外部電流過大時，能實現(xiàn)可控的帶載切斷；當(dāng)電池包外部線路發(fā)生短路時，配電盒內(nèi)熔斷器斷開動力電池組高壓回路，防止電池組因短路造成起火爆炸；在電池組需要檢修時或拆裝時，能夠方便的斷開檢修開關(guān)來切斷高壓動力回路，安全的實現(xiàn)對動力電池系統(tǒng)實現(xiàn)檢修或拆裝；配電盒的盒體及蓋板能為內(nèi)部高壓元器件提供絕緣、振動、阻燃等方面的保護，對電池組使用人員提供觸電防護。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)所提供的高壓配電盒存在如下問題:體積大、重量大，不利于動力電池系統(tǒng)能量密度的提升；高壓元器件之間無絕緣隔板隔開，存在短路及漏電風(fēng)險；高壓元器件之間采用線纜連接，系統(tǒng)集成度低，無防錯設(shè)計，易發(fā)生錯接；未考慮漏電檢測、高壓連接器、檢修開關(guān)狀態(tài)檢測功能的實現(xiàn)；未考慮反向帶載切斷功能。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的就是針對上述缺陷，提供一種體積小、重量輕、操作方便、安全性高及集成度高的動力電池的高壓配電盒。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:提供一種動力電池的高壓配電盒，包括帶有容置腔的底座、與底座固定連接的蓋板及安裝在底座容置腔內(nèi)的高壓元器件，所述高壓元器件包括正極繼電器、預(yù)充電繼電器、負(fù)極繼電器、熔斷器、維修開關(guān)、電流傳感器、預(yù)充電電阻，所述底座容置腔通過絕緣塑料隔板形成供所述正極繼電器固定安裝的正極繼電器容置槽、供所述預(yù)充電繼電器固定安裝的預(yù)充電繼電器容置槽、供所述負(fù)極繼電器固定安裝的負(fù)極繼電器容置槽、供所述熔斷器固定安裝的熔斷器容置槽、供所述維修開關(guān)固定安裝的維修開關(guān)容置槽、供所述電流傳感器固定安裝的電流傳感器容置槽及供所述預(yù)充電電阻固定安裝的預(yù)充電電阻容置槽；
[0007]其中，所述預(yù)充電繼電器與所述預(yù)充電電阻通過第一導(dǎo)線串聯(lián)后，通過第二導(dǎo)線和第三導(dǎo)線與所述正極繼電器并聯(lián)；[0008]第一銅排的一端穿過所述電流傳感器與所述正極繼電器一端電連接，第一銅排的另一端與第一對電池組的正極相連；
[0009]第二銅排的一端與所述負(fù)極繼電器一端電相連,第二銅排的另一端與第二對電池組的負(fù)極相連；
[0010]第三銅排的一端與所述負(fù)極繼電器的另一端電相連，第三銅排的另一端為負(fù)極輸出端；
[0011]第四銅排的一端與所述正極繼電器的另一端電相連，第四銅排的另一端為正極輸出端；
[0012]第五銅排的一端與所述熔斷器的一端電相連，第五銅排的另一端與第二對電池組的正極相連；
[0013]第六銅排的一端與所述維修開關(guān)的一端電相連，第六銅排的另一端與第一對電池組的負(fù)極相連；
[0014]所述熔斷器的另一端與所述維修開關(guān)的另一端通過第七銅排電連接；
[0015]所述底座的四個角分別設(shè)有固定安裝第一對電池組和第二對電池組的固定孔。
[0016]所述第一銅排的另一端及第二銅排的另一端分別通過螺栓固定在所述底座上的第一安裝孔和第二安裝孔，且分別與第一對電池組的正極相連和第二對電池組的負(fù)極相連；所述第五銅排的另一端及第六銅排的另一端分別通過螺栓固定在所述底座上的第三安裝孔和第四安裝孔，且分別與第二對電池組的正極相連和第一對電池組的負(fù)極相連。
[0017]還包括用于檢測所述正極繼電器、負(fù)極繼電器和預(yù)充電繼電器的低壓信號的低壓信號控制端子，所述低壓信號控制端子固定在所述底座上。
[0018]還包括用于檢測第一對電池組和第二對電池組的漏電檢測端子，所述漏電檢測端子固定在所述底座上。
[0019]所述正極繼電器、負(fù)極繼電器及預(yù)充電繼電器都采用的是雙向滅弧繼電器。
[0020]所述維修開關(guān)為帶互鎖端子的維修開關(guān)。
[0021]所述底座為由絕緣塑料制成的底座，所述蓋板為由絕緣塑料制成的蓋板。
[0022]所述底座容置腔內(nèi)還設(shè)有絕緣塑料加強板形成若干減重槽。
[0023]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果為:本發(fā)明的動力電池的高壓配電盒內(nèi)的各高壓元器件通過絕緣塑料隔板隔開，降低彼此之間的干擾，提高彼此之間的絕緣距離，防止高壓元器件之間的可導(dǎo)電部分直接接觸而造成的短路風(fēng)險；并且通過銅排將高壓元器件電連接，使得配電盒高壓電氣連接緊湊，系統(tǒng)集成與空間利用率得到提高；該配電盒能為混合動力汽車的電機控制器及電動附件提供電流分配控制，能為電池管理系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電流檢測端子、漏電檢測端子、低壓信號控制端子，能為電動汽車的動力電池提供反向過流保護，大大提高了電動汽車供電系統(tǒng)的安全性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中:
[0025]圖1為本發(fā)明配電盒的底座外觀圖；
[0026]圖2為本發(fā)明高壓配電盒的總裝外觀圖；
[0027]圖3為本發(fā)明高壓元器件銅排連接圖；[0028]圖4為本發(fā)明高壓配電盒打開后的立體分解圖；
[0029]圖5為本發(fā)明高壓配電盒打開蓋板時的立體圖；
[0030]圖6為本發(fā)明高壓配電盒的電氣原理圖。
【具體實施方式】
[0031]如圖1、2、3、4、5所示的動力電池的高壓配電盒，包括帶有容置腔的底座35、與底座35固定連接的蓋板25及安裝在底座35容置腔內(nèi)的高壓元器件，高壓元器件包括正極繼電器8、預(yù)充電繼電器9、負(fù)極繼電器12、熔斷器11、維修開關(guān)10、電流傳感器14及預(yù)充電電阻13等。蓋板25通過卡扣與底座35連接固定，并將配電盒內(nèi)的各高壓元器件封閉起來，實現(xiàn)對各高壓元器件的防直觸保護，蓋板采用絕緣、阻燃等級較高的材料，提高系統(tǒng)阻燃特性。
[0032]底座35容置腔通過絕緣塑料隔板形成供正極繼電器8固定安裝的正極繼電器容置槽1、供預(yù)充電繼電器9固定安裝的預(yù)充電繼電器容置槽2、供負(fù)極繼電器12固定安裝的負(fù)極繼電器容置槽6、供熔斷器11固定安裝的熔斷器容置槽5、供維修開關(guān)10固定安裝的維修開關(guān)容置槽4、供電流傳感器14固定安裝的電流傳感器容置槽7、供預(yù)充電電阻13固定安裝的預(yù)充電電阻容置槽3等其他高壓元器件安裝的容置槽及供銅排固定安裝的銅排容置槽。底座35使用的材料也為絕緣、阻燃特性與強度較高的塑料，這樣的好處就是高壓元器件被分隔在不同的空間內(nèi)，降低彼此之間的干擾，提高彼此之間的絕緣距離；即使在發(fā)生碰撞等極端工況條件下、底座35發(fā)生破損、高壓元器件之間的絕緣塑料隔板也能一定程度上絕緣，防止高壓元器件之間的可導(dǎo)電部分直接接觸而造成的短路風(fēng)險；而底座所采用的材料其阻燃特性較高，這樣即使發(fā)生短路或其他高溫電弧也不會造成起火危險。
[0033]其中，預(yù)充電繼電器9與預(yù)充電電阻13通過第一導(dǎo)線21串聯(lián)后，通過第二導(dǎo)線22和第三導(dǎo)線23與正極繼電器8并聯(lián)；
[0034]第一銅排15的一端穿過電流傳感器14與正極繼電器8 一端電連接,第一銅排15的另一端與第一對電池組33的正極相連；
[0035]第二銅排16的一端與負(fù)極繼電器12 —端電相連,第二銅排16的另一端與第二對電池組34的負(fù)極相連；
[0036]第三銅排17的一端與負(fù)極繼電器12的另一端電相連,第三銅排17的另一端為負(fù)極輸出端；
[0037]第四銅排18的一端與正極繼電器8的另一端電相連，第四銅排18的另一端為正極輸出端；
[0038]第五銅排19的一端與熔斷器11的一端電相連，第五銅排19的另一端與第二對電池組34的正極相連；
[0039]第六銅排20的一端與維修開關(guān)10的一端電相連，第六銅排20的另一端與第一對電池組33的負(fù)極相連；
[0040]熔斷器11的另一端與維修開關(guān)10的另一端通過第七銅排電連接；
[0041]底座的四個角分別設(shè)有固定安裝第一對電池組33和第二對電池組34的固定孔24 ；
[0042]第一銅排15的另一端及第二銅排16的另一端分別通過螺栓固定在底座上的第一安裝孔29和第二安裝孔30，且分別與第一對電池組33的正極相連和第二對電池組34的負(fù)極相連；第五銅排19的另一端及第六銅排20的另一端分別通過螺栓固定在底座上的第三安裝孔31和第四安裝孔32，且分別與第二對電池組34的正極相連和第一對電池組33的負(fù)極相連。
[0043]還包括用于檢測正極繼電器8、負(fù)極繼電器12和預(yù)充電繼電器9的低壓信號的低壓信號控制端子26，其低壓信號控制端子26直接固定在底座上；用于檢測第一對電池組33和第二對電池組34的漏電檢測端子27，漏電檢測端子27直接固定在底座上；因此，提高了系統(tǒng)的集成度與可靠性。
[0044]因此，高壓元器件通過銅排及導(dǎo)線按圖6連接起來，形成高壓回路。銅排分別布置在底座35對應(yīng)的銅排容置槽內(nèi)，提高了銅排彼此之間的絕緣性能，并且使配電盒高壓電氣連接緊湊，系統(tǒng)集成與空間利用率得到提高；
[0045]用于連接動力電池包的二對電池組輸入端銅排15、16、19、20為帶通孔的銅排，分別通過底座安裝孔29、30、31、32及蓋板25上的安裝孔28與電池組實現(xiàn)螺栓安裝而直接實現(xiàn)與電池組的電氣連接，電氣接入點裝配操作簡單、連接可靠，通過銅排直接與電池組連接減少了動力線束長度，降低了線損。
[0046]維修開關(guān)10為帶互鎖端子的維修開關(guān)10，當(dāng)維修開關(guān)10高壓端連接好后，維修開關(guān)10的互鎖端子才連接好；在維修開關(guān)10斷開過程中，互鎖端子斷開后，維修開關(guān)10的高壓端子才斷開，這樣能提高配電盒及動力電池系統(tǒng)的檢修安全。同時，正極繼電器8、負(fù)極繼電器12及預(yù)充電繼電器9都采用的是雙向滅弧繼電器，由于電動汽車在工作過程中存在反復(fù)充放電的工作特點，在電動車發(fā)生故障后均存在緊急正反向切斷的可能，因此配電盒設(shè)計過程中選擇雙向滅弧繼電器能提高配電盒及電池系統(tǒng)的安全性能。
[0047]本實施例中的底座35設(shè)計采用一體注塑成型工藝，中間由許多絕緣塑料隔板將底座分隔成不同的獨立空間，在這些空間內(nèi)放置不同的高壓元器件，剩余的空間也通過絕緣塑料加強板形成若干減重槽，一方便通過絕緣塑料加強板增強結(jié)構(gòu)的機械性能，另一方便，設(shè)計成減重槽，有利于符合輕量化的要求。
[0048]上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的【具體實施方式】，上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種動力電池的高壓配電盒，包括帶有容置腔的底座、與底座固定連接的蓋板及安裝在底座容置腔內(nèi)的高壓元器件，所述高壓元器件包括正極繼電器、預(yù)充電繼電器、負(fù)極繼電器、熔斷器、維修開關(guān)、電流傳感器、預(yù)充電電阻，其特征在于，所述底座容置腔通過絕緣塑料隔板形成供所述正極繼電器固定安裝的正極繼電器容置槽、供所述預(yù)充電繼電器固定安裝的預(yù)充電繼電器容置槽、供所述負(fù)極繼電器固定安裝的負(fù)極繼電器容置槽、供所述熔斷器固定安裝的熔斷器容置槽、供所述維修開關(guān)固定安裝的維修開關(guān)容置槽、供所述電流傳感器固定安裝的電流傳感器容置槽、供所述預(yù)充電電阻固定安裝的預(yù)充電電阻容置槽及供銅排固定安裝的銅排容置槽； 其中，所述預(yù)充電繼電器與所述預(yù)充電電阻通過第一導(dǎo)線串聯(lián)后，通過第二導(dǎo)線和第三導(dǎo)線與所述正極繼電器并聯(lián)； 第一銅排的一端穿過所述電流傳感器與所述正極繼電器一端電連接，第一銅排的另一端與第一對電池組的正極相連； 第二銅排的一端與所述負(fù)極繼電器一端電相連，第二銅排的另一端與第二對電池組的負(fù)極相連； 第三銅排的一端與所述負(fù)極繼電器的另一端電相連，第三銅排的另一端為負(fù)極輸出端; 第四銅排的一端與所述正極繼電器的另一端電相連，第四銅排的另一端為正極輸出端; 第五銅排的一端與所述熔斷器的一端電相連，第五銅排的另一端與第二對電池組的正極相連； 第六銅排的一端與所述維修開關(guān)的一端電相連，第六銅排的另一端與第一對電池組的負(fù)極相連； 所述熔斷器的另一端與所述維修開關(guān)的另一端通過第七銅排電連接； 所述底座的四個角分別設(shè)有固定安裝第一對電池組和第二對電池組的固定孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力電池的高壓配電盒，其特征在于，所述第一銅排的另一端及第二銅排的另一端分別通過螺栓固定在所述底座上的第一安裝孔和第二安裝孔，且分別與第一對電池組的正極相連和第二對電池組的負(fù)極相連；所述第五銅排的另一端及第六銅排的另一端分別通過螺栓固定在所述底座上的第三安裝孔和第四安裝孔，且分別與第二對電池組的正極相連和第一對電池組的負(fù)極相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力電池的高壓配電盒，其特征在于，還包括用于檢測所述正極繼電器、負(fù)極繼電器和預(yù)充電繼電器的低壓信號的低壓信號控制端子，所述低壓信號控制端子固定在所述底座上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力電池的高壓配電盒，其特征在于，還包括用于檢測第一對電池組和第二對電池組的漏電檢測端子，所述漏電檢測端子固定在所述底座上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力電池的高壓配電盒，其特征在于，所述正極繼電器、負(fù)極繼電器及預(yù)充電繼電器都采用的是雙向滅弧繼電器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力電池的高壓配電盒，其特征在于，所述維修開關(guān)為帶互鎖端子的維修開關(guān)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力電池的高壓配電盒，其特征在于，所述底座為由絕緣塑料制成的底座，所述蓋板為由絕緣塑料制成的蓋板。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力電池的高壓配電盒，其特征在于，所述底座容置腔內(nèi)還設(shè)有絕緣塑料加強板形成若干減重槽 。
【文檔編號】B60L11/18GK103481792SQ201310422708
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月17日
【發(fā)明者】劉爽, 吳杰余, 王玉姣, 楊問弘, 劉曉康, 朱立賓, 倪錚, 劉坤, 李丹林 申請人:東風(fēng)汽車公司