一種電池系統(tǒng)控制箱的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種電池系統(tǒng)控制箱，包括箱體，以及安裝在箱體內(nèi)部的低壓控制設(shè)備和高壓充放電電氣器件，低壓控制設(shè)備固定在箱體的一個(gè)側(cè)壁上，高壓充放電電氣器件安裝在箱體的底部。當(dāng)控制箱中的相關(guān)器件出現(xiàn)故障時(shí)，只需打開該控制箱，對(duì)其進(jìn)行維護(hù)和修理即可，不用專門對(duì)電池箱進(jìn)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(dú)立的控制箱能夠有效維護(hù)和保養(yǎng)電池管理系統(tǒng)和高壓元器件。該控制箱中，將控制設(shè)備和元器件設(shè)置在兩個(gè)不同的位置，當(dāng)維修或者更換其中一個(gè)部分時(shí)，不會(huì)影響到另一個(gè)部分，保證了其他部分的正常工作，方便后續(xù)的維護(hù)和維修。
【專利說明】
一種電池系統(tǒng)控制箱
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電池系統(tǒng)控制箱?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]電動(dòng)汽車由于清潔和環(huán)保的特點(diǎn)成為今后電動(dòng)汽車發(fā)展的一個(gè)重要趨勢。其中動(dòng)力電池作為電動(dòng)汽車的儲(chǔ)能單元，擔(dān)負(fù)著為整車各個(gè)負(fù)載提供動(dòng)力的重要作用。動(dòng)力電池電壓高、功率大，具有一定的危險(xiǎn)性，為了保證電動(dòng)汽車的安全運(yùn)行，需要對(duì)各個(gè)電氣回路進(jìn)行電流分配，并通過繼電器或繼電器實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)回路的控制，通過熔斷器或保險(xiǎn)絲實(shí)現(xiàn)各個(gè)回路的安全保護(hù)。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，一種方式是將所有的電池管理系統(tǒng)控制板和繼電器、熔斷器等高壓元器件均安裝在電池箱內(nèi)部，這種方式不便于高壓元器件的維護(hù)和保養(yǎng)。當(dāng)電池箱內(nèi)部元器件發(fā)生故障時(shí)，需對(duì)整個(gè)電池箱進(jìn)行拆卸，由于電池箱重量較大，元器件的維護(hù)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(tǒng)與高壓元器件分離開，通過低壓線束實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓元器件的控制，這種方式需要較長的控制線束來實(shí)現(xiàn)回路的控制，不利于控制的安全可靠性?！緦?shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種電池系統(tǒng)控制箱，用以解決電池管理系統(tǒng)和高壓元器件均安裝在電池箱中造成的維護(hù)不便的問題。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的方案包括:一種電池系統(tǒng)控制箱，包括箱體，以及安裝在箱體內(nèi)部的低壓控制設(shè)備和高壓充放電電氣器件，所述低壓控制設(shè)備固定在箱體的一個(gè)側(cè)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(gè)側(cè)壁上設(shè)置有動(dòng)力插口和通訊插口，所述動(dòng)力插口通過對(duì)應(yīng)的高壓充放電電氣器件與低壓控制設(shè)備對(duì)應(yīng)連接，所述通訊插口與所述低壓控制設(shè)備對(duì)應(yīng)通訊連接。
[0007]所述低壓控制設(shè)備固定在所述箱體的后側(cè)壁上，所述動(dòng)力插口和通訊插口設(shè)置在所述箱體的前側(cè)壁上。
[0008]所述高壓充放電電氣器件固定安裝在一個(gè)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(duì)應(yīng)所述安裝板的四個(gè)邊角位置處均設(shè)置有墊塊，安裝板的四個(gè)邊角對(duì)應(yīng)固定在墊塊上。
[0011]所述箱體對(duì)應(yīng)設(shè)置有一個(gè)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(zhì)為發(fā)泡EPDM。
[0013]所述高壓充放電電氣器件之間采用銅排進(jìn)行動(dòng)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(fù)極繼電器和充電繼電器，所述動(dòng)力插口包括電源正負(fù)極插口、充電插口、放電插口、除霜插口和空調(diào)插口，電源正負(fù)極插口之間連接有一條由一條主線路與所述電源負(fù)極繼電器的觸點(diǎn)串聯(lián)構(gòu)成的電源線路，所述主線路包括并聯(lián)設(shè)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(diǎn)與一條供電支路串聯(lián)構(gòu)成，所述供電支路包括并聯(lián)設(shè)置的空調(diào)供電支路、除霜供電支路和放電支路，所述空調(diào)供電支路上串設(shè)所述空調(diào)插口和空調(diào)支路熔斷器，所述除霜供電支路上串設(shè)所述除霜插口和除霜支路熔斷器，所述放電支路上串設(shè)所述放電插口；所述充電線路上串設(shè)有所述充電繼電器的觸點(diǎn)、充電插口和充電線路熔斷器;所述控制設(shè)備包括電池管理系統(tǒng)，所述電池管理系統(tǒng)控制連接所述電源正極繼電器、電源負(fù)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(tǒng)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(tǒng)上的通訊端口連接;所述空調(diào)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(shí)用新型提供一種專門與電池系統(tǒng)配套的控制箱，內(nèi)部設(shè)置有控制設(shè)備、相關(guān)電氣元器件及其連接線路，該控制箱為一個(gè)獨(dú)立的控制用設(shè)備，內(nèi)部并沒有涉及電池系統(tǒng)， 與電池系統(tǒng)分屬于兩個(gè)設(shè)備。當(dāng)控制箱中的相關(guān)器件出現(xiàn)故障時(shí)，只需打開該控制箱，對(duì)其進(jìn)行維護(hù)和修理即可，不用專門對(duì)電池箱進(jìn)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(dú)立的控制箱能夠有效維護(hù)和保養(yǎng)電池管理系統(tǒng)和高壓元器件，并且，在部分元器件出現(xiàn)故障時(shí)，能夠方便維修和更換；另外，該控制箱中，將控制設(shè)備和元器件設(shè)置在兩個(gè)不同的位置，當(dāng)維修或者更換其中一個(gè)部分時(shí)，不會(huì)影響到另一個(gè)部分，保證了其他部分的正常工作，方便后續(xù)的維護(hù)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(nèi)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?！揪唧w實(shí)施方式】[0021 ]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0022]本實(shí)用新型提供的電池系統(tǒng)控制箱可以應(yīng)用到電動(dòng)汽車上，本實(shí)施例以應(yīng)用到純電動(dòng)大巴車上為例。
[0023]如圖1和2所示，為該電池系統(tǒng)控制箱的立體示意圖，該電池系統(tǒng)控制箱包括箱體1 和箱蓋2。如圖3所示，在箱體1內(nèi)部，設(shè)置有一個(gè)電氣安裝絕緣板5,該安裝板5固定設(shè)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(duì)應(yīng)的連接線路進(jìn)行連接。在箱體的內(nèi)側(cè)后側(cè)箱壁上固定有低壓控制設(shè)備，一般情況下，低壓控制設(shè)備(也稱為控制設(shè)備)為電池管理系統(tǒng)，在本實(shí)施例中，控制設(shè)備包括兩部分，分別為電池管理系統(tǒng)主控單元9以及電池管理系統(tǒng)絕緣監(jiān)測單元11，這兩個(gè)單元固定在后側(cè)箱壁上，比如通過緊固螺釘固定。當(dāng)然，作為其他的實(shí)施例，控制設(shè)備還可以只為電池管理系統(tǒng)主控單元。
[0024]如圖4所示，在箱體的前側(cè)箱壁上分布有高低壓輸入輸出航插(即插口)，用于動(dòng)力和通訊的輸入和輸出，這些航插大致分為動(dòng)力航插和通訊航插，這些航插與前側(cè)箱壁構(gòu)成航插前面板。動(dòng)力航插通過對(duì)應(yīng)的電氣元器件與控制設(shè)備對(duì)應(yīng)連接，以實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的控制;通訊航插與控制設(shè)備通訊連接，以實(shí)現(xiàn)與外部設(shè)備的信息交互。
[0025]在本實(shí)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(fù)極繼電器7、預(yù)充回路電阻8、電源正極繼電器10、預(yù)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(diào)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(nèi)部通訊航插23、診斷通訊航插24、外部通訊航插25、空調(diào)航插26、輔助接口航插27、放電正極航插28、維修開關(guān)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(fù)極航插33、除霜航插34、放電負(fù)極航插35、電源負(fù)極航插36。[〇〇27]電源正極航插30和電源負(fù)極航插36用于連接電池系統(tǒng);放電正極航插28和放電負(fù)極航插35分別連接車輛的動(dòng)力系統(tǒng)的正負(fù)端，用于向車輛的動(dòng)力系統(tǒng)輸出電能，為驅(qū)動(dòng)車輛提供動(dòng)力;充電正極航插31和充電負(fù)極航插33用于接入充電線路，為電池系統(tǒng)進(jìn)行充電； 通訊用航插，比如充電通訊航插22、內(nèi)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(jìn)行相互通信，接收外界的數(shù)據(jù)信息和相外界發(fā)送數(shù)據(jù)信息；空調(diào)航插26用于連接外界的空調(diào)設(shè)備，當(dāng)外界的空調(diào)設(shè)備的對(duì)應(yīng)端口插入到該空調(diào)航插26后，電池系統(tǒng)就能夠?yàn)榭照{(diào)設(shè)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(fù)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(fù)極繼電器7(圖中的K4)的觸點(diǎn)串聯(lián)構(gòu)成，該主線路包括并聯(lián)設(shè)置的供電線路、預(yù)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(diǎn)與一條供電支路串聯(lián)構(gòu)成，該供電支路包括并聯(lián)設(shè)置的空調(diào)供電支路、除霜供電支路和放電支路，空調(diào)供電支路上串設(shè)空調(diào)航插26和空調(diào)支路熔斷器17(圖中的FU4)，除霜供電支路上串設(shè)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(shè)放電正極航插28 和放電負(fù)極航插35;預(yù)充線路上串設(shè)有輔助接口航插27、預(yù)充回路電阻8、預(yù)充回路繼電器 12 (圖中的K2)的觸點(diǎn)和輔助支路熔斷器20 (圖中的FU2);充電線路上串設(shè)有充電回路繼電器13 (圖中的K3)的觸點(diǎn)、充電正極航插31、充電負(fù)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(shè)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(diǎn)。[〇〇29]電池管理系統(tǒng)主控單元控制連接電源負(fù)極繼電器7、電源正極繼電器10、預(yù)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(shè)置的位置可以為圖3所示，負(fù)極銅排21通過霍爾傳感器6的中心圓孔，負(fù)極銅排 21的一端安裝在電源負(fù)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(tǒng)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(nèi)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(tǒng)主控單元上的通訊端口對(duì)應(yīng)連接。
[0030]另外，電氣元器件中的每個(gè)熔斷器的兩端均有絕緣安裝支座18,通過對(duì)應(yīng)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(nèi)部的走線美觀、整齊，并且為了維護(hù)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(duì)應(yīng)安裝板5的四個(gè)邊角位置處均設(shè)置有墊塊，安裝板5的四個(gè)邊角分別一一對(duì)應(yīng)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(hù)作用，提高高壓控制箱的防護(hù)等級(jí)；另外，為了保證密封的效果，密封墊3的材質(zhì)選用壓縮量及回彈率高的發(fā)泡EPDM。
[0034]安裝板5上的電氣元器件之間采用銅排進(jìn)行動(dòng)力連接，比如電氣元器件之間的大電流動(dòng)力連接，且銅排上設(shè)置有所需規(guī)格的安裝孔，通過安裝孔進(jìn)行線路連接，為了保證良好導(dǎo)電性，銅排的采集選擇為紫銅T2。
[0035]由于箱體1內(nèi)部的前側(cè)壁設(shè)置有航插，后側(cè)壁設(shè)置有控制設(shè)備，所以，為了保證安裝板5與另外兩個(gè)側(cè)壁，即左右兩個(gè)側(cè)壁之間的絕緣性，在左右兩個(gè)側(cè)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(gè)側(cè)壁直接接觸，進(jìn)而避免影響安裝板5的絕緣性。
[0036]上述實(shí)施例中，電氣元器件設(shè)置在一個(gè)電氣安裝絕緣板上，該安裝板固定設(shè)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(shí)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(shí)施例中，航插(插口)與控制設(shè)備分別安裝在相對(duì)的側(cè)壁上，作為其他的實(shí)施例，航插(插口)與控制設(shè)備還可以分別安裝在相鄰的側(cè)壁上，或者，航插(插口)還可以設(shè)置在箱體的底部、箱蓋或者與控制設(shè)備安裝在同一側(cè)壁上。
[0038]上述實(shí)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(duì)應(yīng)的，電氣元器件中也有對(duì)航插對(duì)應(yīng)的器件，但是，本實(shí)用新型的基本思路在于上述控制箱的結(jié)構(gòu)，對(duì)于電氣元器件具體的類型和個(gè)數(shù)、連接線路和插口的具體類型和個(gè)數(shù)均可以根據(jù)具體情況進(jìn)行設(shè)置，比如:在車輛無需除霜或者加熱的情況下，就無需設(shè)置除霜支路，以及加熱支路，相應(yīng)地，電氣元器件中也就無需設(shè)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(yù)充檢測的情況下，預(yù)充線路也可以不設(shè)置，與該預(yù)充檢測相關(guān)的電氣元器件以及航插也可以對(duì)應(yīng)舍去?；蛘呦潴w內(nèi)的電路結(jié)構(gòu)采用申請(qǐng)?zhí)枮?01220139430.8的專利申請(qǐng)文件中公開的控制電路?？傊唧w的電路不是本實(shí)用新型的發(fā)明點(diǎn)，其可以根據(jù)具體情況具體設(shè)置。在不脫離本實(shí)用新型的原理和精神的情況下對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行的變化、修改、替換和變型仍落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1 ? 一種電池系統(tǒng)控制箱，包括箱體，以及安裝在箱體內(nèi)部的低壓控制設(shè)備和尚壓充放 電電氣器件，其特征在于，所述低壓控制設(shè)備固定在箱體的一個(gè)側(cè)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(gè)側(cè)壁上設(shè)置有動(dòng)力插口和通訊插口，所述動(dòng)力插口通過對(duì)應(yīng)的高壓 充放電電氣器件與低壓控制設(shè)備對(duì)應(yīng)連接，所述通訊插口與所述低壓控制設(shè)備對(duì)應(yīng)通訊連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池系統(tǒng)控制箱，其特征在于，所述低壓控制設(shè)備固定在所述 箱體的后側(cè)壁上，所述動(dòng)力插口和通訊插口設(shè)置在所述箱體的前側(cè)壁上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池系統(tǒng)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(gè)安裝板上，所述安裝板絕緣安裝在所述箱體的底部。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池系統(tǒng)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(jù)權(quán)利要求3所述的電池系統(tǒng)控制箱，其特征在于，所述箱體底部對(duì)應(yīng)所述安裝板 的四個(gè)邊角位置處均設(shè)置有墊塊，安裝板的四個(gè)邊角對(duì)應(yīng)固定在墊塊上。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池系統(tǒng)控制箱，其特征在于，所述箱體對(duì)應(yīng)設(shè)置有一個(gè)箱 蓋，所述箱蓋與箱體之間粘貼有一層密封墊。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池系統(tǒng)控制箱，其特征在于，所述密封墊的材質(zhì)為發(fā)泡 ETOM。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池系統(tǒng)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(jìn)行動(dòng)力連接。9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池系統(tǒng)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(fù)極繼電器和充電繼電器，所述動(dòng)力插口包括電源 正負(fù)極插口、充電插口、放電插口、除霜插口和空調(diào)插口，電源正負(fù)極插口之間連接有一條 由一條主線路與所述電源負(fù)極繼電器的觸點(diǎn)串聯(lián)構(gòu)成的電源線路，所述主線路包括并聯(lián)設(shè) 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(diǎn)與一條供電支路串 聯(lián)構(gòu)成，所述供電支路包括并聯(lián)設(shè)置的空調(diào)供電支路、除霜供電支路和放電支路，所述空調(diào) 供電支路上串設(shè)所述空調(diào)插口和空調(diào)支路熔斷器，所述除霜供電支路上串設(shè)所述除霜插口 和除霜支路熔斷器，所述放電支路上串設(shè)所述放電插口；所述充電線路上串設(shè)有所述充電 繼電器的觸點(diǎn)、充電插口和充電線路熔斷器;所述控制設(shè)備包括電池管理系統(tǒng)，所述電池管 理系統(tǒng)控制連接所述電源正極繼電器、電源負(fù)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(tǒng)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(tǒng)上的通訊端口連接;所述空調(diào)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(hào)】H02B1/24GK205622080SQ201620180084
【公開日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2016年3月9日
【發(fā)明人】王瓊, 李躍峰
【申請(qǐng)人】中航鋰電（洛陽）有限公司