專利名稱：電池斷路單元及組裝該電池斷路單元的方法
電池斷路單元及組裝該電池斷路單元的方法
背景技術：
能夠將電池與混合動力車輛的動力傳動系斷開的電池用電氣系統已經投入使用。然而，該電池用電氣系統具有聯接到每個部件的、各自不同的電線，其組裝極為耗時且易于產生組裝錯誤。因此，本發明人在此認識到需要一種減少上述缺陷和/或使上述缺陷最小的、改進的電池斷路單兀(battery disconnect unit)
發明內容
提供了根據本發明示例性實施例的、用于將電池組選擇性地聯接到負載的電池斷路單元。該電池斷路單元包括基部，該基部被構造成將第一接觸器、第二接觸器、預充電繼電器和充電繼電器保持在該基部上。該電池斷路單元還包括電路板，該電路板具有第一匯流條、第二匯流條、第三匯流條和第四匯流條，該第一匯流條、第二匯流條、第三匯流條和第四匯流條聯接到所述電路板并從所述電路板向外延伸。第一匯流條和第二匯流條分別聯接到第一接觸器的第一端子和第二端子。第一匯流條還構造成聯接到所述電池組。第二匯流條還構造成聯接到所述負載。第三匯流條和第四匯流條分別聯接到第二接觸器的第三端子和第四端子。第三匯流條還構造成聯接到所述電池組，而第四匯流條還構造成聯接到所述負載。還提供了根據另一示例性實施例的、用于組裝電池斷路單元的方法。該方法包括將第一接觸器、第二接觸器、預充電繼電器以及充電繼電器保持基部上。該方法還包括將具有第一匯流條、第二匯流條、第三匯流條和第四匯流條的電路板布置在所述基部上方。該方法還包括將第一匯流條和第二匯流條分別聯接到第一接觸器的第一端子和第二端子。該方法還包括將第三匯流條和第四匯流條分別聯接到第二接觸器的第一端子和第二端子。該方法還包括將罩部聯接到所述基部，使得所述第一接觸器、第二接觸器、充電繼電器以及電路板布置在所述基部與罩部之間。
圖I是根據一示例性實施例的、具有電池斷路單元的混合動力車輛的示意圖；圖2是圖I的電池斷路單元的等距視圖；圖3是圖I的電池斷路單元的一部分的另一等距視圖；圖4是圖I的電池斷路單元的一部分的俯視圖；圖5是圖I的電池斷路單元的一部分的另一俯視圖；圖6是圖I的電池斷路單元的一部分的又一俯視圖；圖7是在圖4的電池斷路單元中使用的電路板的等距視圖；并且圖8是根據另一示例性實施例的、用于組裝圖I的電池斷路單元的方法的流程圖。
具體實施方式
參考圖I和圖2，提供了根據一示例性實施例的、具有電池斷路單元30的混合動力車輛10。該混合動力車輛10包括電池組20、電池斷路單元30、混合動力傳動系統34、電容器36、充電系統40以及微處理器42。為了便于理解，本文使用的術語“負載”是指電負載。例如，該負載可以包括電容器36和混合動力傳動系統34中的至少一種。電池組20被構造成輸出用于該混合動力傳動系統34的工作電壓。在一個示例性實施例中，電池組20包括彼此串聯或并聯聯接在一起的多個鋰離子電池模塊。當然，在替代實施例中，該電池組20中也可使用其他類型的電池模塊，這是本領域技術人員所公知的。電池斷路單元30被構造成用于將電池組20選擇性地電聯接到作為電負載的混合動力傳動系統34。電池斷路單元30包括基部60、充電繼電器62、預充電繼電器64、第一接
觸器70和第二接觸器74、電路板80、第一匯流條90、第二匯流條92、第三匯流條94、第四匯流條96、預充電電阻器110、第一連接器端子組件120、第二連接器端子組件130、第三連接器端子組件140、以及罩部142。基部60被構造成將所述充電繼電器62、預充電繼電器64、第一接觸器70、第二接觸器74以及電路板80保持在該基部60上。在一個示例性實施例中，基部60由塑料構成。而且，基部60可利用螺釘或螺栓而附接到充電繼電器62、預充電繼電器64、第一接觸器70以及第二接觸器74。當然，在替代實施例中，也可考慮其他的附接裝置。參考圖I以及圖3至圖6，充電繼電器62電聯接在充電系統40和電池組20之間。該充電繼電器62包括充電繼電器開關160、充電繼電器線圈162、第一充電繼電器端子164、第二充電繼電器端子166、螺母168和170、以及軸172和174。響應于充電繼電器線圈162接收到來自微處理器42的控制信號，該充電繼電器線圈162使得充電繼電器開關160具有閉合工作位置(close operational position)。當微處理器42從線圈162移除該控制信號時，開關160具有斷開工作位置(open operational position)。在一個示例性實施例中，充電繼電器開關160具有40安培的載流量。當然，在替代實施例中，充電繼電器開關160也可具有小于40安培或大于40安培的載流量。第一充電繼電器端子164電聯接到節點260，該節點260進一步電聯接到電池組20的正電壓端子。第二充電繼電器端子166電聯接到充電系統40。參考圖3、圖5和圖7，螺母168用于將軸172聯接到電路板80。螺母174用于將軸174聯接到電路板80。充電繼電器62利用螺釘176、178聯接到基部60。參考圖I以及圖3至圖6，預充電繼電器64電聯接在電池組20和混合動力傳動系統34之間。節點260電聯接到電池組20的正電壓端子，而節點270電聯接到混合動力傳動系統34。預充電繼電器64包括預充電繼電器開關190、預充電繼電器線圈192、第一預充電繼電器端子194、第二預充電繼電器端子196、螺母198和200、以及軸202和204。響應于預充電繼電器線圈192接收到來自微處理器42的控制信號，該預充電繼電器線圈192使得預充電繼電器開關190具有閉合工作位置。當微處理器42從線圈192移除該控制信號時，開關190具有斷開工作位置。在一個示例性實施例中，預充電繼電器開關190具有15安培的載流量。當然，在替代實施例中，該預充電繼電器開關190也可具有小于15安培或大于15安培的載流量。第一預充電繼電器端子194電聯接到節點260，該節點260進一步電聯接到電池組20的正電壓端子。第二預充電繼電器端子196與預充電電阻器110串聯地電聯接，該預充電電阻器110聯接到節點270，該節點270進一步電聯接到混合動力傳動系統34。參考圖3、圖5和圖7，螺母198用于將軸202聯接到電路板80。螺母200用于將軸204聯接到電路板80。預充電繼電器64利用螺釘206、208聯接到基部60。參考圖I以及圖3至圖6，第一接觸器70電聯接在電池組20的正電壓端子與混合動力傳動系統34之間。第一接觸器70包括第一接觸器開關210、第一接觸器線圈212、第一端子214、第二端子216、以及螺母218、220。響應于第一接觸器線圈212接收到來自微處理器42的控制信號，該第一接觸器線圈212使得第一接觸器開關210具有閉合工作位置。當微處理器42從線圈212移除該控制信號時，開關210具有斷開工作位置。第一端子214經由第一匯流條90而電聯接到節點260并電聯接到電池組20。第二端子216經由第二匯流條92而電聯接到節點270并電聯接到混合動力傳動系統34。參考圖3、圖5和圖7，螺母218用于將第一端子214聯接到第一匯流條90，而螺母220用于將第二端子216聯接到第二匯流條92。螺釘222、224用于將第一接觸器70聯接到基部60。在一個示例性實施例中，第一接觸器開關210具有500安培的載流量。當然，在替代實施例中，第一接觸器開關210也可具有小于500安培或大于500安培的載流量。
參考圖I以及圖3至圖6，第二接觸器74電聯接在電池組20的負電壓端子與混合動力傳動系統34之間。第二接觸器74包括第二接觸器開關230、第二接觸器線圈232、第一端子234、第二端子236、以及螺母238、240。響應于第二接觸器線圈232接收到來自微處理器42的控制信號，該第二接觸器線圈232使得第二接觸器開關230具有閉合工作位置。當微處理器42從線圈232移除該控制信號時，開關230具有斷開工作位置。第一端子234經由第三匯流條94而電聯接到電池組20。第二端子236經由第四匯流條96而電聯接到節點280并電聯接到混合動力傳動系統34。參考圖3、圖5和圖7，螺母238用于將第一端子234聯接到第三匯流條94，而螺母240用于將第二端子236聯接到第四匯流條96。螺 釘242、244用于將第二接觸器74聯接到基部60。在一個示例性實施例中，第二接觸器開關230具有500安培的載流量。當然，在替代實施例中，第二接觸器開關230也可具有小于500安培或大于500安培的載流量。參考圖I和圖7，電路板80被構造成將第一匯流條90、第二匯流條92、第三匯流條94、第四匯流條96、預充電電阻器110、第一連接器端子組件120以及第二連接器端子組件130保持在其第一側上。匯流條90、92、94、96具有延伸穿過該電路板的突片并焊接到電路板80上的電跡線上。在示例性實施例中，匯流條90、92、94、96從電路板80向外延伸，以聯接到所述接觸器的、未布置在電路板80正下方的端子。此外，第一匯流條90、第二匯流條92、第三匯流條94、第四匯流條96分別具有孔290、292、294、296，這些孔290、292、294、296被構造成用于分別容納從其內穿過的端子214、216、234、236。在一個示例性實施例中，第一匯流條90、第二匯流條92、第三匯流條94、第四匯流條96由銅構成。當然，在替代實施例中，這些匯流條也可由本領域技術人員已知的其他導電材料構成。在一個示例性實施例中，預充電電阻器110具有25歐姆的電阻值和2安培的載流量。當然，在替代實施例中，預充電電阻器110也可具有大于25歐姆或小于25歐姆的電阻。而且，預充電電阻器110也可具有大于2安培或小于2安培的載流量。此外，在替代實施例中，預充電電阻器110可布置在離開該電路板80的另一位置。還應注意，電路板80上的部件可基于充電系統40或混合動力傳動系統34的功能和電氣要求而不同。參考圖I和圖5，第一連接器端子組件120電聯接到充電繼電器線圈162和預充電繼電器線圈192。第一連接器端子組件120進一步電聯接到微處理器42，該微處理器42產生控制信號，以經由第一連接器端子組件120來激勵所述充電繼電器線圈162和預充電繼電器線圈192。第二連接器端子組件130電聯接到第一接觸器70的第一端子214、第二端子216及第一接觸器線圈212，并電聯接到第二接觸器74的第一端子234、第二端子236及第二接觸器線圈232。第二連接器端子組件130進一步電聯接到微處理器42，該微處理器42產生控制信號，以經由第二連接器端子組件130來激勵第一接觸器線圈212和第二接觸器線圈232。微處理器42還能夠通過經由第二連接器端子組件130測量第一接觸器70的第一端子214和第二端子216兩端的電壓以及第二接觸器74的第一端子234和第二端子236兩端的電壓，來對接觸器70、74進行診斷。第三連接器端子組件140聯接到基部60。第三連接器端子組件140電聯接到充電繼電器線圈162和預充電繼電器線圈192。第三連接器端子組件140進一步電聯接到微處理器42。微處理器42還能夠通過經由第三連接器端子組件140測量充電繼電器線圈162 處的電壓以及預充電繼電器線圈192處的電壓來對充電繼電器線圈162和預充電繼電器線圈192進行診斷。參考圖2，罩部142被構造成選擇性地聯接到基部60，從而將電池斷路單元30的其余部件設置在基部60和罩部142之間。在一個示例性實施例中，罩部142由塑料構成。參考圖1，混合動力傳動系統34電聯接在節點270、280與電接觸器70、74之間。當接觸器70、74具有閉合工作位置時，電池組20電聯接到混合動力傳動系統34，并且，來自電池組20的工作電壓被供應到混合動力傳動系統34。當接觸器70、74中的至少一個具有斷開工作位置時，來自電池組20的工作電壓被從混合動力傳動系統34移除。電容器36聯接在節點270、280之間并與混合動力傳動系統34并聯地電聯接。電容器36也是所述電負載的一部分。在運行期間，微處理器42產生控制信號，以使預充電繼電器64具有閉合工作位置并使接觸器70具有閉合工作位置，從而向電容器36施加工作電壓，以對電容器36充電。此后，當預充電繼電器64具有斷開工作位置時，微處理器42產生控制信號以使接觸器70、74二者具有閉合工作位置，以將電池組20連接到混合動力傳動系統34，從而把來自電池組20的工作電壓施加給混合動力傳動系統34。當微處理器42確定從混合動力傳動系統34移除該工作電壓時，微處理器42從接觸器70、74的線圈移除上述控制信號以使接觸器70、74具有斷開工作位置，從而將電池組20與混合動力傳動系統34斷開。當微處理器42確定電池組20需要由充電系統40充電時，微處理器42產生控制信號以使充電繼電器62和接觸器74具有閉合工作位置，從而把來自充電系統40的工作電壓施加給電池組20。參考圖8，示出了根據另一示例性實施例的、用于組裝電池斷路單元30的方法的流程圖。在步驟300中，操作者將第一接觸器70和第二接觸器74、預充電繼電器64以及充電繼電器62布置在基部60上。在步驟302中，操作者把其上聯接有第一匯流條90、第二匯流條92、第三匯流條94、第四匯流條96、預充電電阻器110、第一連接器端子組件120和第二連接器端子組件130的電路板80布置在基部60上方。將第一連接器端子組件120電聯接到充電繼電器62和預充電繼電器64。將第二連接器端子組件130電聯接到第一接觸器70和第二接觸器74。在步驟304中，操作者將第一匯流條90和第二匯流條92分別聯接到第一接觸器70的第一端子214和第二端子216。在步驟306中，操作者將第三匯流條94和第四匯流條96分別聯接到第二接觸器74的第一端子234和第二端子236。在步驟308中，操作者將罩部142聯接到基部60，使得第一接觸器70、第二接觸器74、預充電繼電器64、充電繼電器62以及電路板80布置在基部60與罩部142之間。電池斷路單元30以及該單元30的組裝方法相對于其他單元和方法具有明顯優點。特別地，與其他單元和方法相比，該電池斷路單元30提供如下技術效果S卩，利用了其上布置有第一匯流條、第二匯流條、第三匯流條、第四匯流條以及預充電電阻器的電路板，這大大簡化了電池斷路單元30的組裝并減少了組裝錯誤。 盡管僅結合有限數量的實施例詳細描述了本發明，但應當理解，本發明不限于這些公開的實施例。而是，可以對本發明進行修改，以包含任意種變化、變型、替換或者上文沒有描述過但與本發明的精神和范圍相符的等同布置結構。另外，盡管已經描述了本發明的各個實施例，但應當理解，本發明的方面可以僅包括所描述的一部分實施例。因此，不應認為本發明受限于上文的描述。
權利要求
1.一種電池斷路単元，所述電池斷路単元用于將電池組選擇性地聯接到負載，所述電池斷路單元包括 基部，所述基部被構造成將第一接觸器、第二接觸器、預充電繼電器以及充電繼電器保持在所述基部上； 電路板，所述電路板具有第一匯流條、第二匯流條、第三匯流條和第四匯流條，所述第一匯流條、第二匯流條、第三匯流條和第四匯流條聯接到所述電路板并從所述電路板向外延伸； 所述第一匯流條和所述第二匯流條分別聯接到所述第一接觸器的第一端子和第二端子，所述第一匯流條還構造成聯接到所述電池組，所述第二匯流條還構造成聯接到所述負載；并且 所述第三匯流條和所述第四匯流條分別聯接到所述第二接觸器的第三端子和第四端子，所述第三匯流條還構造成聯接到所述電池組，所述第四匯流條還構造成聯接到所述負載。
2.根據權利要求I所述的電池斷路単元，其中，所述電路板還包括布置在其上的預充電電阻器，所述預充電繼電器及所述預充電電阻器彼此串聯聯接并且還與所述第一接觸器并聯聯接，從而，第一控制信號使得所述預充電繼電器將所述電池組通過所述預充電電阻器連接到所述負載并且第二控制信號使得所述第二接觸器將所述電池組連接到所述負載，以對所述負載進行預充電。
3.根據權利要求2所述的電池斷路単元，其中，第三控制信號使得所述第一接觸器將所述電池組連接到所述負載，以激勵所述負載。
4.根據權利要求2所述的電池斷路単元，其中，所述電路板還包括與其聯接的第一連接器端子組件和第二連接器端子組件。
5.根據權利要求4所述的電池斷路単元，其中，所述第一連接器端子組件電聯接到所述預充電繼電器中的預充電繼電器線圈，并且所述第一連接器端子組件還電聯接到所述充電繼電器中的充電繼電器線圈。
6.根據權利要求4所述的電池斷路単元，其中，所述第二連接器端子組件電聯接到所述第一接觸器的第一接觸器線圈，并且所述第二連接器端子組件還電聯接到所述第二接觸器的第二接觸器線圈。
7.根據權利要求I所述的電池斷路単元，還包括罩部，所述罩部被構造成附接到所述基部。
8.一種用于組裝電池斷路単元的方法，包括 將第一接觸器、第二接觸器、預充電繼電器以及充電繼電器保持在基部上； 把具有第一匯流條、第二匯流條、第三匯流條和第四匯流條的電路板布置在所述基部上方； 將所述第一匯流條和所述第二匯流條分別聯接到所述第一接觸器的第一端子和第二端子； 將所述第三匯流條和所述第四匯流條分別聯接到所述第二接觸器的第一端子和第二端子；以及 將罩部聯接到所述基部，使得所述第一接觸器、所述第二接觸器、所述充電繼電器以及所述電路板 布置在所述基部與所述罩部之間。
全文摘要
提供了一種電池斷路單元及組裝該電池斷路單元的方法，該電池斷路單元用于將電池組選擇性地聯接到負載。該單元包括基部，該基部將第一接觸器、第二接觸器、預充電繼電器和充電繼電器保持在其上。該單元還包括其上布置有第一匯流條、第二匯流條、第三匯流條和第四匯流條的電路板。該第一匯流條和第二匯流條分別聯接到所述第一接觸器的第一端子和第二端子。該第一匯流條還聯接到所述電池組，該第二匯流條還聯接到所述負載。第三匯流條和第四匯流條分別聯接到所述第二接觸器的第三端子和第四端子。第三匯流條還聯接到所述電池組，而第四匯流條還聯接到所述負載。
文檔編號H02J7/00GK102700424SQ20121005482
公開日2012年10月3日 申請日期2012年3月5日 優先權日2011年3月28日
發明者布萊恩·塞蒙斯, 格里戈·菲利普斯, 梁熙國, 馬克·內德茨維基, 鮑伯·莫麗曼, 鮑伯·馬特杰克 申請人:株式會社Lg化學