开关盒的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种开关盒，其包括盒体、上盖以及安装在盒体上的两条支路，两条支路中的第一支路包括串联在一起的电流传感器和总负继电器，第二支路由预充电阻和预充继电器串联后再与总正继电器并联而成，第一支路靠近电流传感器的一端连接至输入端的负极，另一端连接至输出端的负极；第二支路靠近预充电阻的一端连接至输入端的正极，另一端连接至输出端的正极。与现有技术相比，本实用新型开关盒具有以下有益效果：1)具有过压、过流保护；2)高压充电先进行预充，避免电流冲击粘连继电器而导致后续高压无法断开；3)监控检测高压、反馈系统和控制继电器；4)检测电流。
【专利说明】开关盒
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及储能系统和电动汽车电池系统高压控制领域，更具体地说，本实用新型涉及一种开关盒。
【背景技术】
[0002]近年来，储能技术和电动汽车技术不断发展，储能设备和电动汽车所采用的电池组都需要进行高压、大电流的充放电，因此，高压控制的安全设计已经引起了越来越多的重视。
[0003]在储运、运行和维护等各种情况下，如何防止人员触电、损毁电池系统本身或其它部件就是很重要的研究课题。现有技术主要是通过机械设计来保障安全性的，机械安全设计主要关注电池系统如何在加工、储运、安装、使用和维护等环节，避免因机械结构故障危害人身和电池系统安全，因此，其考虑的主要是设备结构的强度，所采用材料的阻燃性以及抗撞击能力等方面。
[0004]在实践中，不难发现，看似完美的机械性的安全设计也不能完全杜绝安全事故的发生，其主要原因是，它只能在形式上对电池系统的安全使用进行保护，但不能从根本上彻底解决电池系统使用的安全问题，例如，不能对电池过压、过流等进行保护。再者，现有开关盒采用钣金结构，电气器件分布在钣金上，不仅系统结构体积大、占用空间大，而且由于系统复杂，电气器件、控制线束很多，导致线束和连接片容易接触让他造成短路等危险，因此系统很不稳定。
[0005]有鉴于此，确有必要提供一种新型的开关盒以克服上述缺陷。
实用新型内容
[0006]本实用新型的目的在于:提供一种结构紧凑、外观简洁、装配简便快速、性能稳定、散热效果好、集成度高的开关盒。
[0007]为了实现上述目的，本实用新型提供了一种开关盒，其包括盒体、上盖以及安装在盒体上的两条支路，两条支路中的第一支路包括串联在一起的电流传感器和总负继电器，第二支路由预充电阻和预充继电器串联后再与总正继电器并联而成；所述第一支路靠近电流传感器的一端连接至输入端的负极，另一端连接至输出端的负极；第二支路靠近预充电阻的一端连接至输入端的正极，另一端连接至输出端的正极。
[0008]作为本实用新型开关盒的一种改进，所述电流传感器、总负继电器、预充继电器和总正继电器均设有用于监测电池系统电压和电流状态的控制信号线。
[0009]作为本实用新型开关盒的一种改进，所述输入端的正负极以及输出端的正极均连接有高压信号采集线。
[0010]作为本实用新型开关盒的一种改进，所述盒体内设有至少三个收容槽，三个收容槽分别用于容置预充继电器、总负继电器和总正继电器。
[0011]作为本实用新型开关盒的一种改进，所述盒体或上盖上开设有与预充电阻相对应的散热通槽。
[0012]作为本实用新型开关盒的一种改进，所述盒体或上盖上开设有用于约束线束以避免线束与元器件混搭的走线通槽，走线通槽分为高压走线通槽和低压走线通槽，选择性地开设在盒体或上盖的侧壁、底壁和顶壁上。
[0013]作为本实用新型开关盒的一种改进，所述两个支路的部分元器件之间通过连接片连接；连接片是具有一定厚度、带有通孔或者铆接螺栓的导体；连接片根据其所连接元器件的连接关系设计成异型形状，并避开开关盒内部的线束。
[0014]作为本实用新型开关盒的一种改进，所述盒体或上盖内还设置有若干用于固定线束的卡勾位。
[0015]作为本实用新型开关盒的一种改进，所述上盖扣合于盒体上，其与盒体扣合的一侧面上设有若干加强筋和定位顶柱。
[0016]作为本实用新型开关盒的一种改进，所述盒体和上盖均为塑胶材料制成。
[0017]与现有技术相比，本实用新型开关盒具有以下有益效果:1)具有过压、过流保护；2)高压充电先进行预充，避免电流冲击粘连继电器而导致后续高压无法断开；3)监控检测高压、反馈系统和控制继电器；4)检测电流。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]下面结合附图和【具体实施方式】，对本实用新型开关盒及其有益技术效果进行详细说明，其中:
[0019]图1是本实用新型开关盒的原理框图；
[0020]图2是本实用新型开关盒的爆炸示意图；
[0021]图3是本实用新型开关盒的盒体内侧结构示意图；
[0022]图4是本实用新型开关盒的盒体底面结构示意图；
[0023]图5是本实用新型开关盒的上盖顶面结构示意图；
[0024]图6是本实用新型开关盒的上盖内侧结构示意图；
[0025]图7是本实用新型开关盒的正面装配图；
[0026]图8是本实用新型开关盒的反面装配图。
【具体实施方式】
[0027]为了使本实用新型的发明目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，以下结合附图和【具体实施方式】，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的【具体实施方式】仅仅是为了解释本实用新型，并不是为了限定本实用新型。
[0028]请参阅图1和图2，本实用新型开关盒包括盒体2、上盖8以及安装在盒体上的两个支路:第一支路包括串联在一起的电流传感器Jl和总负继电器J2，第二支路由预充电阻J3和预充继电器J5串联后再与总正继电器J4并联而成；两个支路的各个元器件之间通过电线或连接片12连接。所述第一支路靠近电流传感器的一端连接至输入端的负极B-，另外一端连接至输出端的负极HV-;第二支路靠近预充电阻的一端连接至输入端的正极B+，另外一端连接至输出端的正极HV+。电流传感器J1、总负继电器J2、预充继电器J5和总正继电器J4均设有用于监测电池系统电压和电流状态的控制信号线L1、L2、L3、L4。输入端的正负极B+、B-以及输出端的正极HV+均连接有高压信号采集线H1、H2、H3。
[0029]使用时，输入端正负极B+、B_连接于电池系统，作为开关盒的高压输入；总正继电器J4和总负继电器J2对电池系统的充放电进行控制；匹配的预充电阻J3和预充继电器J5组成预充回路，从而避免电池系统高压放电时电流冲击而粘连继电器J2、J4 ;输出端正极HV+和负极HV-作为开关盒的输出端而连接负载。
[0030]请参阅图3和图4，所述盒体2呈矩形状，自盒体2的上表面向下凹设有三个收容槽16，分别用于容置预充继电器J5、总负继电器J2和总正继电器J4。在收容槽16旁还凹设有上端开口大、下端开口小的收容部，收容部的底部为贯穿盒底的散热通槽17 ;预充电阻J3收容在收容部内，预充电阻J3在工作时产生的大量热量可以通过散热通槽17散发出去，从而避免开关盒工作时温度过高。收容槽16与散热通槽17之间还设有走线通槽26。为了将开关盒内的布线整理地比较有条理，在盒体上还设置有若干卡勾位18，其中有一个卡勾位18设置于走线通槽26内，这样可以很容易地实现线束固定，利于走线，并防止线束碰触连接片12等发热体。盒体2的侧壁和/或底壁上分布有用于约束线束以避免线束与器件混搭的走线通槽19。盒体2的两个相对侧边上设有开设固定孔20的固定脚，用紧固部件穿过固定孔20可以将开关盒固定在其他装配面上。
[0031]请参阅图5和图6，上盖8扣合于盒体2上，其与盒体2扣合的一侧面上设有若干纵横交错的加强筋24、固定孔21和定位顶柱25，所述加强筋24用于增强上盖8的强度，固定孔21可配合锁紧螺母7和螺钉9将上盖8与盒体2固定在一起，定位顶柱25有利于上盖8定位于盒体2之上。与之相对的另一侧面上设有矩形状的凸台22，所述上盖8的一侧面还设有一槽孔23。
[0032]请参阅图7和图8，本实用新型开关盒的上盖8和盒体2采用塑胶材料进行集成一体化设计,所有元器件集成于盒体2中，上盖8和盒体2的形状根据各继电器J2、J4、J5、预充电阻J3、电流传感器J1、连接片12、预充电阻线15和检测线束等形状进行嵌入设计，空间利用率高。其中，开关盒内部各元器件的连接关系是根据低压信号控制高压输出进行设计的，并设计有用于实现高压和低压走线分离的走线通槽26、19 ;连接片12则是具有一定厚度、带有通孔或者铆接螺栓的导体，由于导电片12在高压电流的作用下会产生大量热量，因此其根据相关元器件的连接关系设计成异型形状，并避开开关盒内部的线束，以保证连接片12和高低压线均不接触，从而保证系统能够长期运行稳定。
[0033]将本实用新型开关盒的输入端正负极B+、B-连接至电池组的正负极，再将输出端正负极HV+、HV-连接至负载时，开关盒便开始进入工作状态。由于设有匹配的预充电阻J3和预充继电器J5组成的预充回路，因此，初始时，开关盒便进行预充，从而避免了电流冲击导致继电器J2、J4粘连而出现后续高压无法断开的情况。
[0034]可见，本实用新型开关盒可以配合电池管理系统实现电池系统的充放电控制，从硬件和软件策略等方面避免电池被滥用而导致安全危害，避免过充、过放和过温等危害，有效保证系统的安全，因此能够广泛地应用于储能系统和电动汽车系统中。
[0035]与现有技术相比，本实用新型开关盒至少具有如下保护和监控功能来保证电池系统的安全运行:1)具有过压、过流保护；2)高压充电先进行预充，避免电流冲击粘连继电器而导致后续高压无法断开；3)监控检测高压、反馈系统和控制继电器；4)检测电流。
[0036]根据上述原理，本实用新型还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的【具体实施方式】，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。
【权利要求】
1.一种开关盒，包括盒体、上盖以及安装在盒体上的两条支路，其特征在于:所述两条支路中的第一支路包括串联在一起的电流传感器和总负继电器，第二支路由预充电阻和预充继电器串联后再与总正继电器并联而成；所述第一支路靠近电流传感器的一端连接至输入端的负极，另一端连接至输出端的负极；第二支路靠近预充电阻的一端连接至输入端的正极，另一端连接至输出端的正极。
2.根据权利要求1所述的开关盒，其特征在于:所述电流传感器、总负继电器、预充继电器和总正继电器均设有用于监测电池系统电压和电流状态的控制信号线。
3.根据权利要求2所述的开关盒，其特征在于:所述输入端的正负极以及输出端的正极均连接有高压信号采集线。
4.根据权利要求1所述的开关盒，其特征在于:所述盒体内设有至少三个收容槽，三个收容槽分别用于容置预充继电器、总负继电器和总正继电器。
5.根据权利要求1所述的开关盒，其特征在于:所述盒体或上盖上开设有与预充电阻相对应的散热通槽。
6.根据权利要求1所述的开关盒，其特征在于:所述盒体或上盖上开设有用于约束线束以避免线束与元器件混搭的走线通槽，走线通槽分为高压走线通槽和低压走线通槽，选择性地开设在盒体或上盖的侧壁、底壁和顶壁上。
7.根据权利要求1所述的开关盒，其特征在于:所述两个支路的部分元器件之间通过连接片连接；连接片是具有一定厚度、带有通孔或者铆接螺栓的导体；连接片根据其所连接元器件的连接关系设计成异型形状，并避开开关盒内部的线束。
8.根据权利要求1所述的开关盒，其特征在于:所述盒体或上盖内还设置有若干用于固定线束的卡勾位。
9.根据权利要求1所述的开关盒，其特征在于:所述上盖扣合于盒体上，其与盒体扣合的一侧面上设有若干加强筋和定位顶柱。
10.根据权利要求1所述的开关盒，其特征在于:所述盒体和上盖均为塑胶材料制成。
【文档编号】B60R16/02GK204011127SQ201420453206
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月12日 优先权日:2014年8月12日
【发明者】黄银成 申请人:宁德时代新能源科技有限公司