一種電池系統控制箱的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種電池系統控制箱,包括箱體,以及安裝在箱體內部的低壓控制設備和高壓充放電電氣器件,低壓控制設備固定在箱體的一個側壁上,高壓充放電電氣器件安裝在箱體的底部。當控制箱中的相關器件出現故障時,只需打開該控制箱,對其進行維護和修理即可,不用專門對電池箱進行拆解,也就不存在影響到電池箱安全和密封的問題,所以,該獨立的控制箱能夠有效維護和保養電池管理系統和高壓元器件。該控制箱中,將控制設備和元器件設置在兩個不同的位置,當維修或者更換其中一個部分時,不會影響到另一個部分,保證了其他部分的正常工作,方便后續的維護和維修。
【專利說明】
一種電池系統控制箱
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種電池系統控制箱。【背景技術】
[0002]電動汽車由于清潔和環保的特點成為今后電動汽車發展的一個重要趨勢。其中動力電池作為電動汽車的儲能單元,擔負著為整車各個負載提供動力的重要作用。動力電池電壓高、功率大,具有一定的危險性,為了保證電動汽車的安全運行,需要對各個電氣回路進行電流分配,并通過繼電器或繼電器實現對各個回路的控制,通過熔斷器或保險絲實現各個回路的安全保護。
[0003]現有技術中,一種方式是將所有的電池管理系統控制板和繼電器、熔斷器等高壓元器件均安裝在電池箱內部,這種方式不便于高壓元器件的維護和保養。當電池箱內部元器件發生故障時,需對整個電池箱進行拆卸,由于電池箱重量較大,元器件的維護比較困難,且不利于電池箱安全和密封。另一種方式為將電池管理系統與高壓元器件分離開,通過低壓線束實現對高壓元器件的控制,這種方式需要較長的控制線束來實現回路的控制,不利于控制的安全可靠性。【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的是提供一種電池系統控制箱,用以解決電池管理系統和高壓元器件均安裝在電池箱中造成的維護不便的問題。
[0005]為實現上述目的,本實用新型的方案包括:一種電池系統控制箱,包括箱體,以及安裝在箱體內部的低壓控制設備和高壓充放電電氣器件,所述低壓控制設備固定在箱體的一個側壁上,所述高壓充放電電氣器件安裝在箱體的底部。
[0006]所述箱體的另一個側壁上設置有動力插口和通訊插口,所述動力插口通過對應的高壓充放電電氣器件與低壓控制設備對應連接,所述通訊插口與所述低壓控制設備對應通訊連接。
[0007]所述低壓控制設備固定在所述箱體的后側壁上,所述動力插口和通訊插口設置在所述箱體的前側壁上。
[0008]所述高壓充放電電氣器件固定安裝在一個安裝板上,所述安裝板絕緣安裝在所述箱體的底部。
[0009]所述箱體上部邊沿固定安裝有與箱體的底部平行的行線槽。
[0010]所述箱體底部對應所述安裝板的四個邊角位置處均設置有墊塊,安裝板的四個邊角對應固定在墊塊上。
[0011]所述箱體對應設置有一個箱蓋,所述箱蓋與箱體之間粘貼有一層密封墊。
[0012]所述密封墊的材質為發泡EPDM。
[0013]所述高壓充放電電氣器件之間采用銅排進行動力連接。
[0014]所述高壓充放電電氣器件包括霍爾電流傳感器、電源正極繼電器、電源負極繼電器和充電繼電器,所述動力插口包括電源正負極插口、充電插口、放電插口、除霜插口和空調插口,電源正負極插口之間連接有一條由一條主線路與所述電源負極繼電器的觸點串聯構成的電源線路,所述主線路包括并聯設置的供電線路和充電線路,所述供電線路由所述電源正極繼電器的觸點與一條供電支路串聯構成,所述供電支路包括并聯設置的空調供電支路、除霜供電支路和放電支路,所述空調供電支路上串設所述空調插口和空調支路熔斷器,所述除霜供電支路上串設所述除霜插口和除霜支路熔斷器,所述放電支路上串設所述放電插口;所述充電線路上串設有所述充電繼電器的觸點、充電插口和充電線路熔斷器;所述控制設備包括電池管理系統,所述電池管理系統控制連接所述電源正極繼電器、電源負極繼電器和充電繼電器;所述霍爾電流傳感器用于檢測所述電源線路上的電流,所述電池管理系統采樣連接所述霍爾電流傳感器;所述通訊插口與電池管理系統上的通訊端口連接;所述空調支路熔斷器、除霜支路熔斷器、充電線路熔斷器和霍爾電流傳感器均通過絕緣安裝支座固定在所述安裝板上。
[0015]本實用新型提供一種專門與電池系統配套的控制箱,內部設置有控制設備、相關電氣元器件及其連接線路,該控制箱為一個獨立的控制用設備,內部并沒有涉及電池系統, 與電池系統分屬于兩個設備。當控制箱中的相關器件出現故障時,只需打開該控制箱,對其進行維護和修理即可,不用專門對電池箱進行拆解,也就不存在影響到電池箱安全和密封的問題,所以,該獨立的控制箱能夠有效維護和保養電池管理系統和高壓元器件,并且,在部分元器件出現故障時,能夠方便維修和更換;另外,該控制箱中,將控制設備和元器件設置在兩個不同的位置,當維修或者更換其中一個部分時,不會影響到另一個部分,保證了其他部分的正常工作,方便后續的維護和維修。【附圖說明】
[0016]圖1是控制箱外部立體示意圖;[〇〇17]圖2是除去箱蓋的控制箱立體示意圖;
[0018]圖3是控制箱內部剖視圖;[〇〇19]圖4是控制箱前面板示意圖;[〇〇2〇]圖5是控制箱電氣連接線路原理圖。【具體實施方式】[0021 ]下面結合附圖對本實用新型做進一步詳細的說明。
[0022]本實用新型提供的電池系統控制箱可以應用到電動汽車上,本實施例以應用到純電動大巴車上為例。
[0023]如圖1和2所示,為該電池系統控制箱的立體示意圖,該電池系統控制箱包括箱體1 和箱蓋2。如圖3所示,在箱體1內部,設置有一個電氣安裝絕緣板5,該安裝板5固定設置在箱體底部的箱壁上,安裝板5上固定有所需的高壓充放電電氣元器件,電氣元器件之間通過對應的連接線路進行連接。在箱體的內側后側箱壁上固定有低壓控制設備,一般情況下,低壓控制設備(也稱為控制設備)為電池管理系統,在本實施例中,控制設備包括兩部分,分別為電池管理系統主控單元9以及電池管理系統絕緣監測單元11,這兩個單元固定在后側箱壁上,比如通過緊固螺釘固定。當然,作為其他的實施例,控制設備還可以只為電池管理系統主控單元。
[0024]如圖4所示,在箱體的前側箱壁上分布有高低壓輸入輸出航插(即插口),用于動力和通訊的輸入和輸出,這些航插大致分為動力航插和通訊航插,這些航插與前側箱壁構成航插前面板。動力航插通過對應的電氣元器件與控制設備對應連接,以實現對應的控制;通訊航插與控制設備通訊連接,以實現與外部設備的信息交互。
[0025]在本實施例中,電氣安裝絕緣板5上通過緊固螺釘安裝的電氣元器件有霍爾電流傳感器6、電源負極繼電器7、預充回路電阻8、電源正極繼電器10、預充回路繼電器12、充電回路繼電器13、加熱回路繼電器14、加熱回路熔斷器15、充電回路熔斷器16、空調支路熔斷器17、除霜支路熔斷器19以及輔助支路熔斷器20。[〇〇26] 前面板上的航插包含充電通訊航插22、內部通訊航插23、診斷通訊航插24、外部通訊航插25、空調航插26、輔助接口航插27、放電正極航插28、維修開關29、電源正極航插30、 充電正極航插31、加熱接口航插32、充電負極航插33、除霜航插34、放電負極航插35、電源負極航插36。[〇〇27]電源正極航插30和電源負極航插36用于連接電池系統;放電正極航插28和放電負極航插35分別連接車輛的動力系統的正負端,用于向車輛的動力系統輸出電能,為驅動車輛提供動力;充電正極航插31和充電負極航插33用于接入充電線路,為電池系統進行充電; 通訊用航插,比如充電通訊航插22、內部通訊航插23、診斷通訊航插24、外部通訊航插25等用于與外界進行相互通信,接收外界的數據信息和相外界發送數據信息;空調航插26用于連接外界的空調設備,當外界的空調設備的對應端口插入到該空調航插26后,電池系統就能夠為空調設備供電,同理,加熱接口航插32和除霜航插34分別用于連接外界的加熱器和除霜器。[〇〇28]如圖5所示,電源正極航插30和電源負極航插36之間連接有一條電源線路,該電源線路由一條主線路與電源負極繼電器7(圖中的K4)的觸點串聯構成,該主線路包括并聯設置的供電線路、預充線路和充電線路,其中,供電線路由電源正極繼電器1〇(圖中的K1)的觸點與一條供電支路串聯構成,該供電支路包括并聯設置的空調供電支路、除霜供電支路和放電支路,空調供電支路上串設空調航插26和空調支路熔斷器17(圖中的FU4),除霜供電支路上串設除霜航插34和除霜支路熔斷器19(圖中的FU3),放電支路上串設放電正極航插28 和放電負極航插35;預充線路上串設有輔助接口航插27、預充回路電阻8、預充回路繼電器 12 (圖中的K2)的觸點和輔助支路熔斷器20 (圖中的FU2);充電線路上串設有充電回路繼電器13 (圖中的K3)的觸點、充電正極航插31、充電負極航插33和充電回路熔斷器16 (圖中的 FU5)。如圖5所示,該電源線路還包括一條加熱線路,該加熱線路上串設有加熱接口航插32、 加熱回路熔斷器15(圖中的FU6)和加熱回路繼電器14(圖中的K5)的觸點。[〇〇29]電池管理系統主控單元控制連接電源負極繼電器7、電源正極繼電器10、預充回路繼電器12、充電回路繼電器13和加熱回路繼電器14;霍爾電流傳感器用于檢測電源線路上的電流,其設置的位置可以為圖3所示,負極銅排21通過霍爾傳感器6的中心圓孔,負極銅排 21的一端安裝在電源負極航插36上,并且該霍爾傳感器6通過絕緣安裝支座固定在安裝板5 上;電池管理系統主控單元采樣連接霍爾傳感器6;通訊用航插,比如充電通訊航插22、內部通訊航插23、診斷通訊航插24、外部通訊航插25與電池管理系統主控單元上的通訊端口對應連接。
[0030]另外,電氣元器件中的每個熔斷器的兩端均有絕緣安裝支座18,通過對應的絕緣安裝支座使熔斷器與安裝板5之間不能直接接觸,保證絕緣。
[0031]為了保證箱體內部的走線美觀、整齊,并且為了維護方便,在箱體1的上部邊沿固定安裝有行線槽4,該行線槽與箱體的底部平行,用于低壓線束的固定。
[0032]箱體1的底部對應安裝板5的四個邊角位置處均設置有墊塊,安裝板5的四個邊角分別一一對應固定在墊塊上,墊塊墊高安裝板5的安裝位置,使其與箱體1的底部之間具有一定高度的間隙,保證了安裝板5與箱體1的底部之間的絕緣。[〇〇33]箱體1與箱蓋2之間粘貼有一層密封墊3,為了保證密封效果,該密封墊的厚度為 5_,箱蓋2通過緊固螺釘固定于箱體1上,緊固后,密封墊3被壓縮變形,起到防護作用,提高高壓控制箱的防護等級;另外,為了保證密封的效果,密封墊3的材質選用壓縮量及回彈率高的發泡EPDM。
[0034]安裝板5上的電氣元器件之間采用銅排進行動力連接,比如電氣元器件之間的大電流動力連接,且銅排上設置有所需規格的安裝孔,通過安裝孔進行線路連接,為了保證良好導電性,銅排的采集選擇為紫銅T2。
[0035]由于箱體1內部的前側壁設置有航插,后側壁設置有控制設備,所以,為了保證安裝板5與另外兩個側壁,即左右兩個側壁之間的絕緣性,在左右兩個側壁上粘貼有絕緣樹脂板,以1mm厚為例,通過該樹脂板,能夠防止安裝板5與左右兩個側壁直接接觸,進而避免影響安裝板5的絕緣性。
[0036]上述實施例中,電氣元器件設置在一個電氣安裝絕緣板上,該安裝板固定設置在箱體底部的箱壁上,這能夠保證電氣元器件與箱體底部的絕緣性,作為其他的實施例,如果電氣元器件與箱體的底部箱壁之間能夠保證良好絕緣的情況下,電氣元器件還可以直接固定在箱體底部箱壁上。
[0037]上述實施例中,航插(插口)與控制設備分別安裝在相對的側壁上,作為其他的實施例,航插(插口)與控制設備還可以分別安裝在相鄰的側壁上,或者,航插(插口)還可以設置在箱體的底部、箱蓋或者與控制設備安裝在同一側壁上。
[0038]上述實施例中,給出了航插(插口)的具體種類,每種航插具有各自的功能作用,對應的,電氣元器件中也有對航插對應的器件,但是,本實用新型的基本思路在于上述控制箱的結構,對于電氣元器件具體的類型和個數、連接線路和插口的具體類型和個數均可以根據具體情況進行設置,比如:在車輛無需除霜或者加熱的情況下,就無需設置除霜支路,以及加熱支路,相應地,電氣元器件中也就無需設置除霜支路熔斷器、除霜插口、加熱接口航插、加熱回路熔斷器以及加熱回路繼電器;或者在車輛無需預充檢測的情況下,預充線路也可以不設置,與該預充檢測相關的電氣元器件以及航插也可以對應舍去。或者箱體內的電路結構采用申請號為201220139430.8的專利申請文件中公開的控制電路。總之,具體的電路不是本實用新型的發明點,其可以根據具體情況具體設置。在不脫離本實用新型的原理和精神的情況下對實施方式進行的變化、修改、替換和變型仍落入本實用新型的保護范圍內。
【主權項】
1 ? 一種電池系統控制箱,包括箱體,以及安裝在箱體內部的低壓控制設備和尚壓充放 電電氣器件,其特征在于,所述低壓控制設備固定在箱體的一個側壁上,所述高壓充放電電 氣器件安裝在箱體的底部;所述箱體的另一個側壁上設置有動力插口和通訊插口,所述動力插口通過對應的高壓 充放電電氣器件與低壓控制設備對應連接,所述通訊插口與所述低壓控制設備對應通訊連接。2.根據權利要求1所述的電池系統控制箱,其特征在于,所述低壓控制設備固定在所述 箱體的后側壁上,所述動力插口和通訊插口設置在所述箱體的前側壁上。3.根據權利要求1所述的電池系統控制箱,其特征在于,所述高壓充放電電氣器件固定 安裝在一個安裝板上,所述安裝板絕緣安裝在所述箱體的底部。4.根據權利要求3所述的電池系統控制箱,其特征在于,所述箱體上部邊沿固定安裝有 與箱體的底部平行的行線槽。5.根據權利要求3所述的電池系統控制箱,其特征在于,所述箱體底部對應所述安裝板 的四個邊角位置處均設置有墊塊,安裝板的四個邊角對應固定在墊塊上。6.根據權利要求1所述的電池系統控制箱,其特征在于,所述箱體對應設置有一個箱 蓋,所述箱蓋與箱體之間粘貼有一層密封墊。7.根據權利要求6所述的電池系統控制箱,其特征在于,所述密封墊的材質為發泡 ETOM。8.根據權利要求1所述的電池系統控制箱,其特征在于,所述高壓充放電電氣器件之間 采用銅排進行動力連接。9.根據權利要求3所述的電池系統控制箱,其特征在于,所述高壓充放電電氣器件包括 霍爾電流傳感器、電源正極繼電器、電源負極繼電器和充電繼電器,所述動力插口包括電源 正負極插口、充電插口、放電插口、除霜插口和空調插口,電源正負極插口之間連接有一條 由一條主線路與所述電源負極繼電器的觸點串聯構成的電源線路,所述主線路包括并聯設 置的供電線路和充電線路,所述供電線路由所述電源正極繼電器的觸點與一條供電支路串 聯構成,所述供電支路包括并聯設置的空調供電支路、除霜供電支路和放電支路,所述空調 供電支路上串設所述空調插口和空調支路熔斷器,所述除霜供電支路上串設所述除霜插口 和除霜支路熔斷器,所述放電支路上串設所述放電插口;所述充電線路上串設有所述充電 繼電器的觸點、充電插口和充電線路熔斷器;所述控制設備包括電池管理系統,所述電池管 理系統控制連接所述電源正極繼電器、電源負極繼電器和充電繼電器;所述霍爾電流傳感 器用于檢測所述電源線路上的電流,所述電池管理系統采樣連接所述霍爾電流傳感器;所 述通訊插口與電池管理系統上的通訊端口連接;所述空調支路熔斷器、除霜支路熔斷器、充 電線路熔斷器和霍爾電流傳感器均通過絕緣安裝支座固定在所述安裝板上。
【文檔編號】H02B1/24GK205622080SQ201620180084
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年3月9日
【發明人】王瓊, 李躍峰
【申請人】中航鋰電(洛陽)有限公司