CN103481792B - 一种动力电池的高压配电盒 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种动力电池的高压配电盒，本发明的动力电池的高压配电盒内的各高压元器件通过绝缘塑料隔板隔开，降低彼此之间的干扰，提高彼此之间的绝缘距离，防止高压元器件之间的可导电部分直接接触而造成的短路风险；并且通过铜排将高压元器件电连接，使得配电盒高压电气连接紧凑，系统集成与空间利用率得到提高；该配电盒能为混合动力汽车的电机控制器及电动附件提供电流分配控制，能为电池管理系统提供稳定的电流检测端子、漏电检测端子、低压信号控制端子，能为电动汽车的动力电池提供反向过流保护，大大提高了电动汽车供电系统的安全性。

Description

一种动力电池的高压配电盒

技术领域

本发明涉及新能源汽车的动力电池包，尤其涉及动力电池的高压配电盒。

背景技术

由于汽车工业引发的世界范围的能源危机和环境问题，使开发新能源的环保型汽车成为当今汽车工业界的紧迫任务。新能源汽车是解决汽车交通所面临的能源和污染问题的有效途径，以电能作为动力源的混合动力或纯电动汽车代表了汽车产业未来的发展方向。

作为动力源的高压动力电池系统是电动汽车的核心部件，是发展电动汽车的主要研究和开发对象，而同时其安全性也是制约新能源汽车产业化的关键因素。动力电池系统一般包括：动力电池模块、高压配电盒、电池管理系统、电池箱体、冷却系统、连接器。高压配电盒作为动力电池系统的安全性的重要屏障，其主要功能有：按照整车上、下电控制要求，接通或断开高压回路；提供电流及漏电检测端子；当电池包外部电流过大时，能实现可控的带载切断；当电池包外部线路发生短路时，配电盒内熔断器断开动力电池组高压回路，防止电池组因短路造成起火爆炸；在电池组需要检修时或拆装时，能够方便的断开检修开关来切断高压动力回路，安全的实现对动力电池系统实现检修或拆装；配电盒的盒体及盖板能为内部高压元器件提供绝缘、振动、阻燃等方面的保护，对电池组使用人员提供触电防护。

现有技术所提供的高压配电盒存在如下问题：体积大、重量大，不利于动力电池系统能量密度的提升；高压元器件之间无绝缘隔板隔开，存在短路及漏电风险；高压元器件之间采用线缆连接，系统集成度低，无防错设计，易发生错接；未考虑漏电检测、高压连接器、检修开关状态检测功能的实现；未考虑反向带载切断功能。

发明内容

本发明的目的就是针对上述缺陷，提供一种体积小、重量轻、操作方便、安全性高及集成度高的动力电池的高压配电盒。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种动力电池的高压配电盒，包括带有容置腔的底座、与底座固定连接的盖板及安装在底座容置腔内的高压元器件，所述高压元器件包括正极继电器、预充电继电器、负极继电器、熔断器、维修开关、电流传感器、预充电电阻，所述底座容置腔通过绝缘塑料隔板形成供所述正极继电器固定安装的正极继电器容置槽、供所述预充电继电器固定安装的预充电继电器容置槽、供所述负极继电器固定安装的负极继电器容置槽、供所述熔断器固定安装的熔断器容置槽、供所述维修开关固定安装的维修开关容置槽、供所述电流传感器固定安装的电流传感器容置槽及供所述预充电电阻固定安装的预充电电阻容置槽；

其中，所述预充电继电器与所述预充电电阻通过第一导线串联后，通过第二导线和第三导线与所述正极继电器并联；

第一铜排的一端穿过所述电流传感器与所述正极继电器一端电连接，第一铜排的另一端与第一对电池组的正极相连；

第二铜排的一端与所述负极继电器一端电相连，第二铜排的另一端与第二对电池组的负极相连；

第三铜排的一端与所述负极继电器的另一端电相连，第三铜排的另一端为负极输出端；

第四铜排的一端与所述正极继电器的另一端电相连，第四铜排的另一端为正极输出端；

第五铜排的一端与所述熔断器的一端电相连，第五铜排的另一端与第二对电池组的正极相连；

第六铜排的一端与所述维修开关的一端电相连，第六铜排的另一端与第一对电池组的负极相连；

所述熔断器的另一端与所述维修开关的另一端通过第七铜排电连接；

所述底座的四个角分别设有固定安装第一对电池组和第二对电池组的固定孔。

所述第一铜排的另一端及第二铜排的另一端分别通过螺栓固定在所述底座上的第一安装孔和第二安装孔，且分别与第一对电池组的正极相连和第二对电池组的负极相连；所述第五铜排的另一端及第六铜排的另一端分别通过螺栓固定在所述底座上的第三安装孔和第四安装孔，且分别与第二对电池组的正极相连和第一对电池组的负极相连。

还包括用于检测所述正极继电器、负极继电器和预充电继电器的低压信号的低压信号控制端子，所述低压信号控制端子固定在所述底座上。

还包括用于检测第一对电池组和第二对电池组的漏电检测端子，所述漏电检测端子固定在所述底座上。

所述正极继电器、负极继电器及预充电继电器都采用的是双向灭弧继电器。

所述维修开关为带互锁端子的维修开关。

所述底座为由绝缘塑料制成的底座，所述盖板为由绝缘塑料制成的盖板。

所述底座容置腔内还设有绝缘塑料加强板形成若干减重槽。

本发明与现有技术相比，有益效果为：本发明的动力电池的高压配电盒内的各高压元器件通过绝缘塑料隔板隔开，降低彼此之间的干扰，提高彼此之间的绝缘距离，防止高压元器件之间的可导电部分直接接触而造成的短路风险；并且通过铜排将高压元器件电连接，使得配电盒高压电气连接紧凑，系统集成与空间利用率得到提高；该配电盒能为混合动力汽车的电机控制器及电动附件提供电流分配控制，能为电池管理系统提供稳定的电流检测端子、漏电检测端子、低压信号控制端子，能为电动汽车的动力电池提供反向过流保护，大大提高了电动汽车供电系统的安全性。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明配电盒的底座外观图；

图2为本发明高压配电盒的总装外观图；

图3为本发明高压元器件铜排连接图；

图4为本发明高压配电盒打开后的立体分解图；

图5为本发明高压配电盒打开盖板时的立体图；

图6为本发明高压配电盒的电气原理图。

具体实施方式

如图1、2、3、4、5所示的动力电池的高压配电盒，包括带有容置腔的底座35、与底座35固定连接的盖板25及安装在底座35容置腔内的高压元器件，高压元器件包括正极继电器8、预充电继电器9、负极继电器12、熔断器11、维修开关10、电流传感器14及预充电电阻13等。盖板25通过卡扣与底座35连接固定，并将配电盒内的各高压元器件封闭起来，实现对各高压元器件的防直触保护，盖板采用绝缘、阻燃等级较高的材料，提高系统阻燃特性。

底座35容置腔通过绝缘塑料隔板形成供正极继电器8固定安装的正极继电器容置槽1、供预充电继电器9固定安装的预充电继电器容置槽2、供负极继电器12固定安装的负极继电器容置槽6、供熔断器11固定安装的熔断器容置槽5、供维修开关10固定安装的维修开关容置槽4、供电流传感器14固定安装的电流传感器容置槽7、供预充电电阻13固定安装的预充电电阻容置槽3等其他高压元器件安装的容置槽及供铜排固定安装的铜排容置槽。底座35使用的材料也为绝缘、阻燃特性与强度较高的塑料，这样的好处就是高压元器件被分隔在不同的空间内，降低彼此之间的干扰，提高彼此之间的绝缘距离；即使在发生碰撞等极端工况条件下、底座35发生破损、高压元器件之间的绝缘塑料隔板也能一定程度上绝缘，防止高压元器件之间的可导电部分直接接触而造成的短路风险；而底座所采用的材料其阻燃特性较高，这样即使发生短路或其他高温电弧也不会造成起火危险。

其中，预充电继电器9与预充电电阻13通过第一导线21串联后，通过第二导线22和第三导线23与正极继电器8并联；

第一铜排15的一端穿过电流传感器14与正极继电器8一端电连接，第一铜排15的另一端与第一对电池组33的正极相连；

第二铜排16的一端与负极继电器12一端电相连，第二铜排16的另一端与第二对电池组34的负极相连；

第三铜排17的一端与负极继电器12的另一端电相连，第三铜排17的另一端为负极输出端；

第四铜排18的一端与正极继电器8的另一端电相连，第四铜排18的另一端为正极输出端；

第五铜排19的一端与熔断器11的一端电相连，第五铜排19的另一端与第二对电池组34的正极相连；

第六铜排20的一端与维修开关10的一端电相连，第六铜排20的另一端与第一对电池组33的负极相连；

熔断器11的另一端与维修开关10的另一端通过第七铜排电连接；

底座的四个角分别设有固定安装第一对电池组33和第二对电池组34的固定孔24；

第一铜排15的另一端及第二铜排16的另一端分别通过螺栓固定在底座上的第一安装孔29和第二安装孔30，且分别与第一对电池组33的正极相连和第二对电池组34的负极相连；第五铜排19的另一端及第六铜排20的另一端分别通过螺栓固定在底座上的第三安装孔31和第四安装孔32，且分别与第二对电池组34的正极相连和第一对电池组33的负极相连。

还包括用于检测正极继电器8、负极继电器12和预充电继电器9的低压信号的低压信号控制端子26，其低压信号控制端子26直接固定在底座上；用于检测第一对电池组33和第二对电池组34的漏电检测端子27，漏电检测端子27直接固定在底座上；因此，提高了系统的集成度与可靠性。

因此，高压元器件通过铜排及导线按图6连接起来，形成高压回路。铜排分别布置在底座35对应的铜排容置槽内，提高了铜排彼此之间的绝缘性能，并且使配电盒高压电气连接紧凑，系统集成与空间利用率得到提高；

用于连接动力电池包的二对电池组输入端铜排15、16、19、20为带通孔的铜排，分别通过底座安装孔29、30、31、32及盖板25上的安装孔28与电池组实现螺栓安装而直接实现与电池组的电气连接，电气接入点装配操作简单、连接可靠，通过铜排直接与电池组连接减少了动力线束长度，降低了线损。

维修开关10为带互锁端子的维修开关10，当维修开关10高压端连接好后，维修开关10的互锁端子才连接好；在维修开关10断开过程中，互锁端子断开后，维修开关10的高压端子才断开，这样能提高配电盒及动力电池系统的检修安全。同时，正极继电器8、负极继电器12及预充电继电器9都采用的是双向灭弧继电器，由于电动汽车在工作过程中存在反复充放电的工作特点，在电动车发生故障后均存在紧急正反向切断的可能，因此配电盒设计过程中选择双向灭弧继电器能提高配电盒及电池系统的安全性能。

本实施例中的底座35设计采用一体注塑成型工艺，中间由许多绝缘塑料隔板将底座分隔成不同的独立空间，在这些空间内放置不同的高压元器件，剩余的空间也通过绝缘塑料加强板形成若干减重槽，一方便通过绝缘塑料加强板增强结构的机械性能，另一方便，设计成减重槽，有利于符合轻量化的要求。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种动力电池的高压配电盒，包括带有容置腔的底座、与底座固定连接的盖板及安装在底座容置腔内的高压元器件，所述高压元器件包括正极继电器、预充电继电器、负极继电器、熔断器、维修开关、电流传感器、预充电电阻，其特征在于，所述底座容置腔通过绝缘塑料隔板形成供所述正极继电器固定安装的正极继电器容置槽、供所述预充电继电器固定安装的预充电继电器容置槽、供所述负极继电器固定安装的负极继电器容置槽、供所述熔断器固定安装的熔断器容置槽、供所述维修开关固定安装的维修开关容置槽、供所述电流传感器固定安装的电流传感器容置槽、供所述预充电电阻固定安装的预充电电阻容置槽及供铜排固定安装的铜排容置槽；

其中，所述预充电继电器与所述预充电电阻通过第一导线串联后，通过第二导线和第三导线与所述正极继电器并联；

第一铜排的一端穿过所述电流传感器与所述正极继电器一端电连接，第一铜排的另一端与第一对电池组的正极相连；

第二铜排的一端与所述负极继电器一端电相连，第二铜排的另一端与第二对电池组的负极相连；

第三铜排的一端与所述负极继电器的另一端电相连，第三铜排的另一端为负极输出端；

第四铜排的一端与所述正极继电器的另一端电相连，第四铜排的另一端为正极输出端；

第五铜排的一端与所述熔断器的一端电相连，第五铜排的另一端与第二对电池组的正极相连；

第六铜排的一端与所述维修开关的一端电相连，第六铜排的另一端与第一对电池组的负极相连；

所述熔断器的另一端与所述维修开关的另一端通过第七铜排电连接；

所述底座的四个角分别设有固定安装第一对电池组和第二对电池组的固定孔；

所述第一铜排的另一端及第二铜排的另一端分别通过螺栓固定在所述底座上的第一安装孔和第二安装孔，且分别与第一对电池组的正极相连和第二对电池组的负极相连；所述第五铜排的另一端及第六铜排的另一端分别通过螺栓固定在所述底座上的第三安装孔和第四安装孔，且分别与第二对电池组的正极相连和第一对电池组的负极相连；

还包括用于检测所述正极继电器、负极继电器和预充电继电器的低压信号的低压信号控制端子，所述低压信号控制端子固定在所述底座上；

还包括用于检测第一对电池组和第二对电池组的漏电检测端子，所述漏电检测端子固定在所述底座上。

2.根据权利要求1所述的动力电池的高压配电盒，其特征在于，所述正极继电器、负极继电器及预充电继电器都采用的是双向灭弧继电器。

3.根据权利要求1所述的动力电池的高压配电盒，其特征在于，所述维修开关为带互锁端子的维修开关。

4.根据权利要求1所述的动力电池的高压配电盒，其特征在于，所述底座为由绝缘塑料制成的底座，所述盖板为由绝缘塑料制成的盖板。

5.根据权利要求1所述的动力电池的高压配电盒，其特征在于，所述底座容置腔内还设有绝缘塑料加强板形成若干减重槽。