一种电池箱和电动汽车的制作方法

本发明涉及电池保护控制领域，特别涉及一种具有通断保护电路可分离的电池箱以及采用该电池箱的电动汽车。

背景技术：

目前，电池箱，特别是电动车使用的电池箱一般分为两种结构形式。

一种结构形式是将所有的电池模组和控制器件放置于一个箱体结构内，其中包含了熔断器、接触器等元器件。该种结构形式可实现短路保护和高压输出控制，在维修时需要将箱体整体打开，再将其中需要更换或者修理的器件拆除。该种箱体结构的优点在于电池箱内部电路整合于电池箱中，避免外部连线过多，对内部电路起到了很好的保护作用，避免漏电的发生，缺点在于维修时的拆装过程针对整个电池箱，当维修空间较小时，带来了拆装和维修的不便。

另一种结构形式是，采用多个标准的仅具有高、低压(正负极)输出接口的电池箱，相互连接(如串联)组成电池箱电路。该种结构形式的优点在于维修时便于拆卸，缺点在于外部连线过多，缺少保护造成漏点危险，同时该种结构形式基本没有短路保护器件和高压输出控制器件，在使用时具有断路、短路风险。

可见，现有的电池箱结构形式在维护方面存在安全风险和不便。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种电池箱，将其中各个电池模组内置于箱体中，并将具有通断保护功能的通断电路以插拔的方式安装于箱体，以便于对电池箱进行通断电操作以及便于对其中通断电路器件进行维修更换，提高电池箱维护的便利性和安全性。

本发明提供了一种电池箱，包括：

箱体；

电池模组，所述电池模组为至少一个，安装于所述箱体中；以及，

通断控制器，所述通断控制器可插拔地安装于所述箱体，并与所述电池模组组成电池串联电路，以对所述电池串联电路进行通断控制。

进一步，所述电池箱还包括：

控制器连接座，所述控制器连接座安装于所述箱体中；

所述通断控制器具有：

控制器连接头，所述控制器连接头与所述控制器连接座适配；其中，

在所述电池串联电路中，与所述通断控制器相邻的电池模组电连接于所述控制器连接座，并通过所述控制器连接头和控制器连接座的插接与所述通断控制器电连接。

进一步，所述控制器连接座具有第一串联接口和第二串联接口；

所述控制器连接头，具有分别与所述第一串联接口和第二串联接口相适配的第一控制器连接端和第二控制器连接端；其中，

在所述电池串联电路中，与所述通断控制器相邻的电池模组电连接于所述第一串联接口或者第二串联接口，并通过所述第一控制器连接端和第一串联接口的接触或者通过所述第二控制器连接端和第二串联接口的接触，与所述通断控制器电连接。

进一步，所述电池箱还包括：

外电路接口，所述外电路接口设置于所述箱体；

所述外电路接口具有第一高压接口和第二高压接口，分别位于所述电池串联电路两端的两个输出端分别电连接于所述第一高压接口和第二高压接口，使得所述电池串联电路通过所述外电路接口的第一高压接口和第二高压接口向外部用电负载供电。

进一步，所述外电路接口还具有第二低压接口和第一控制信号接口，所述第二低压接口接入外部低压电源接地端，所述第一控制信号接口用于接收外部控制信号；

所述控制器连接座还具有第三低压接口和第二控制信号接口，所述第三低压接口电连接于所述第二低压接口，所述第二控制信号接口电连接于所述第一控制信号接口；

所述控制器连接头，具有第四低压接口和第三控制信号接口，其中，所述第四低压接口与所述第三低压接口相适配，所述第三控制信号接口与所述第二控制信号接口相适配；

所述通断控制器通过所述第四低压接口与所述第三低压接口的接触，与外部低压电源接地端电连接；所述通断控制器通过所述第三控制信号接口与所述第二控制信号接口的接触，以接收所述外部控制信号。

进一步，所述通断控制器包括：

高压接触器，所述高压接触器的常开触点的一个连接端电连接于所述控制器连接头的第一控制器连接端，所述高压接触器的控制端的一个连接端电连接于所述控制器连接头的第四低压接口，所述高压接触器的控制端的另一个连接端电连接于所述控制器连接头的第三控制信号接口；

熔断器，所述熔断器的一个连接端电连接于所述高压接触器的常开触点的另一个连接端，所述熔断器的另一个连接端电连接于所述控制器连接头的第二控制器连接端；以及，

壳体，所述高压接触器、熔断器安装于所述壳体中，并且，所述控制器连接头安装于所述壳体并朝向所述控制器连接座，当所述通断控制器插入所述箱体使得所述控制器连接头与所述控制器连接座接通时，所述壳体远离所述控制器连接头一侧的外表面露出所述电池箱的箱体。

进一步，所述通断控制器还包括：

手动急停开关，所述手动急停开关安装于所述壳体远离所述控制器连接头的一侧，当所述通断控制器插入所述箱体使得所述控制器连接头与所述控制器连接座接通时，所述手动急停开关的按钮位于所述电池箱的箱体的外侧；

并且，所述高压接触器的控制端的一个连接端通过所述手动急停开关电连接于所述控制器连接头的第一控制器连接端。

进一步，所述电池箱还包括：

控制器容纳腔，所述控制器容纳腔与所述壳体相适配，当所述通断控制器安装于所述箱体中时，所述壳体恰好完全容纳于所述控制器容纳腔中。

进一步，所述电池模组为两个，分别为第一电池模组和第二电池模组；其中，

所述第一电池模组的第一连接端电连接于所述外电路接口的第一高压接口，所述第一电池模组的第二连接端电连接于所述控制器连接座的第一串联接口；

所述第二电池模组的第一连接端电连接于所述控制器连接座的第二串联接口，所述第二电池模组的第二连接端电连接于所述外电路接口的第二高压接口。

本发明还提供了一种电动汽车，其采用如上任一项所述的电池箱。

从上述方案可以看出，本发明的电池箱，将其中提供电力来源的电池模组和控制电流回路通断的通断控制器进行分体设计，并以插拔的形式，利用所设计的连接座和连接头，将通断控制器连接于电池模组的串联电路中，同时通过电路设计，利用高压接触器和手动急停开关，实现了低压信号和手动形式控制电池箱内电池模组串联电路的通断，手动急停开关的设计也提供了手动快速切断高压电源的作用。相比于现有的电池箱，本发明的电池箱可避免人员直接接触高压电的危险，并且当通断控制器出现故障时，只需将其抽出电池箱，而不必对电池箱进行整体拆卸，提高电池箱维护的便利性和安全性。采用本发明的电池箱的电动汽车，在对电池箱进行维护时，不必受制于车身空间的限制，维护更加灵活方便。

附图说明

以下附图仅对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。

图1为本发明的电池箱实施例的立体结构示意图；

图2为本发明的电池箱实施例的俯视结构示意图；

图3为本发明的电池箱实施例中抽出通断控制器时的结构示意图；

图4为本发明的电池箱实施例中抽出通断控制器时的俯视结构示意图；

图5为本发明的电池箱实施例中的通断控制器的第一视角示意图；

图6为本发明的电池箱实施例中的通断控制器的第二视角示意图；

图7为本发明的电池箱实施例中抽出所述通断控制器后的箱体第一视角示意图；

图8为本发明的电池箱实施例中抽出所述通断控制器后的箱体第二视角示意图；

图9为本发明的电池箱另一实施例的俯视结构示意图；

图10为本发明的电池箱另一实施例去掉箱体后的结构示意图；

图11为本发明的电池箱另一实施例的电路结构示意图。

标号说明

1、箱体

2、电池模组

21、第一电池模组

22、第二电池模组

3、通断控制器

31、高压接触器

32、熔断器

33、手动急停开关

34、壳体

4、控制器连接座

41、第一串联接口

42、第二串联接口

43、第三低压接口

44、第二控制信号接口

45、第一扩展接口

5、控制器连接头

51、第一控制器连接端

52、第二控制器连接端

53、第四低压接口

54、第三控制信号接口

55、第二扩展接口

6、外电路接口

61、第一高压接口

62、第二高压接口

63、第二低压接口

64、第一控制信号接口

65、第一低压接口

66、第一通讯接口

67、第二通讯接口

7、控制器容纳腔

具体实施方式

为了对发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。

在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。

为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本发明相关部分，而并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。

在本文中，“一个”并不表示将本发明相关部分的数量限制为“仅此一个”，并且“一个”不表示排除本发明相关部分的数量“多于一个”的情形。

在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示重要程度及顺序、以及互为存在的前提等。

图1为本发明的电池箱实施例结构示意图，图2为该电池箱实施例的俯视结构示意图，图3为该电池箱实施例中抽出通断控制器3时的结构示意图，图4为该电池箱实施例中抽出通断控制器3时的俯视结构示意图。

请同时参照图1、图2、图3、图4所示，本发明的电池箱包括箱体1、电池模组2和通断控制器3。其中，所述电池模组2为至少一个，安装于所述箱体1中，本实施例中的电池模组2例如两个，分别为第一电池模组21和第二电池模组22，依据本发明实施例，电池模组也可以仅为一个，也可以为多余两个，仅需对各个电池模组进行串联即可。所述通断控制器3可插拔地安装于所述箱体1中，并与所述电池模组2组成电池串联电路，以对所述电池串联电路进行通断控制。图1至图4所示实施例中，通断控制器3串联于第一电池模组21和第二电池模组22之间，依据本发明实施例的说明，也可以将通断控制器3串联在多个电池模组所组成的串联电路中的其他位置。

图5示出了本发明实施例中的通断控制器的第一视角结构，图6示出了本发明实施例中的通断控制器的第二视角结构，图7示出了本发明实施例中抽出所述通断控制器后的箱体第一视角示意图，图8示出了本发明实施例中抽出所述通断控制器后的箱体第二视角示意图。其中，图7、图8所示为带有箱盖的电池箱结构，而图1至图4所示结构是为了便于展示箱体内部结构而未显示箱盖，在实际应用中，应当将箱盖盖合于箱体，以避免电池箱内部电路的裸露。图8所示视角为从所述通断控制器3所处一侧的箱体望去的视角，从图8所示视角中能够清楚看到箱体1内的控制器连接座4。如图2、图4和图8所示，本发明的电池箱实施例还包括控制器连接座4，所述控制器连接座4安装于所述箱体1中。如图5、图6所示，与所述控制器连接座4对应地，所述通断控制器3具有控制器连接头5，所述控制器连接头5与所述控制器连接座4适配。其中，在所述电池串联电路中，与所述通断控制器3相邻的电池模组电连接于所述控制器连接座4，并通过所述控制器连接头5和控制器连接座4的插接与所述通断控制器3电连接。例如，图1至4所示实施例中，第一电池模组21和第二电池模组22均与所述通断控制器3相邻，第一电池模组21和第二电池模组22均电连接于所述控制器连接座4，并通过所述控制器连接头5和控制器连接座4的插接与所述通断控制器3电连接，进而实现了第一电池模组21、第二电池模组22和所述控制器连接座4的串联。

图9示出了本发明的电池箱的另一实施例的俯视结构，图10示出了该实施例去掉箱体1后的结构，图9、图10所示实施例是在上述图1至图8所示实施例的基础上增加了电池控制系统连线。图11示出了该实施例结构的电路示意图。铁别地，图11中中标记出了控制器连接座4、控制器连接头5以及通断控制器3的内部具体连接结构。具体地，结合图9、图10、图11所示，该实施例中，所述控制器连接座4具有第一串联接口41和第二串联接口42。所述控制器连接头5具有分别与所述第一串联接口41和第二串联接口42相适配的第一控制器连接端51和第二控制器连接端52。其中，在所述电池串联电路中，与所述通断控制器3相邻的电池模组电连接于所述第一串联接口41或者第二串联接口42，并通过所述第一控制器连接端51和第一串联接口41的接触或者通过所述第二控制器连接端52和第二串联接口42的接触(图11中虚线表示)，与所述通断控制器3电连接。

所述电池箱还包括外电路接口6，所述外电路接口6设置于所述箱体1。所述外电路接口6具有第一高压接口61和第二高压接口62，分别位于所述电池串联电路两端的两个输出端分别电连接于所述第一高压接口61和第二高压接口62，使得所述电池串联电路通过所述外电路接口6的第一高压接口61和第二高压接口62向外部用电负载供电。

所述外电路接口6还具有第二低压接口63和第一控制信号接口64，所述第一控制信号接口64用于接收外部控制信号，所述第二低压接口63接入外部低压电源接地端(即低压电源负极或者车身地)。所述控制器连接座4还具有第三低压接口43和第二控制信号接口44，如图11所示，所述控制器连接座4的第三低压接口43电连接于所述外电路接口6的第二低压接口63，所述控制器连接座4的第二控制信号接口44电连接于所述外电路接口6的第一控制信号接口64。

所述控制器连接头5具有分别与所述控制器连接座4的第三低压接口43和第二控制信号接口44相适配的第四低压接口53和第三控制信号接口54。所述通断控制器3通过所述第四低压接口53与所述控制器连接座4的第三低压接口43的接触(图11中用虚线表示)，以与外部低压电源接地端(即低压电源负极或者车身地)电连接；所述通断控制器3通过所述第三控制信号接口54与所述控制器连接座4的第二控制信号接口44的接触(图11中用虚线表示)，以接收所述外部控制信号。

所述通断控制器3包括高压接触器31、熔断器32、壳体34。其中，所述高压接触器31的常开触点的一个连接端电连接于所述控制器连接头5的第一控制器连接端51，所述高压接触器31的控制端的一个连接端电连接于所述控制器连接头5的第四低压接口53，所述高压接触器31的控制端的另一个连接端电连接于所述控制器连接头5的第三控制信号接口54。所述熔断器32的一个连接端电连接于所述高压接触器31的常开触点的另一个连接端，所述熔断器32的另一个连接端电连接于所述控制器连接头5的第二控制器连接端52。所述高压接触器31、熔断器32安装于所述壳体34中，并且，所述控制器连接头5安装于所述壳体34并朝向所述控制器连接座4，当所述通断控制器3插入所述箱体1使得所述控制器连接头5与所述控制器连接座4接通时，所述壳体34远离所述控制器连接头5一侧的外表面露出所述电池箱的箱体1。

所述通断控制器3还包括手动急停开关33，所述手动急停开关33安装于所述壳体34远离所述控制器连接头5的一侧，当所述通断控制器3插入所述箱体1使得所述控制器连接头5与所述控制器连接座4接通时，所述手动急停开关33的按钮位于所述电池箱的箱体1的外侧，如图1、图2所示。并且，所述高压接触器31的控制端的一个连接端通过所述手动急停开关33电连接于所述控制器连接头5的第一控制器连接端51。

参见图1至图4以及图7所示，所述电池箱还包括控制器容纳腔7，所述控制器容纳腔7与所述通断控制器的壳体34相适配，当所述通断控制器3插入并安装于所述箱体1中时，所述通断控制器3的壳体34恰好完全容纳于所述控制器容纳腔7中。

本发明中，图1至图11所示的实施例中，所述电池模组2为两个，分别为第一电池模组21和第二电池模组22。其中，所述第一电池模组21的第一连接端电连接于所述外电路接口6的第一高压接口61，所述第一电池模组21的第二连接端电连接于所述控制器连接座4的第一串联接口41。所述第二电池模组22的第一连接端电连接于所述控制器连接座4的第二串联接口42，所述第二电池模组22的第二连接端电连接于所述外电路接口6的第二高压接口62。该实施例中，所述第一电池模组21的第一连接端例如正极端，所述第一电池模组21的第二连接端例如负极端，所述第二电池模组22的第一连接端例如正极端，所述第二电池模组22的第二连接端例如负极端。

在图9至图11所示实施例中，各个电池模组还具有连接外部电池管理系统的控制模块。进而，在外电路接口6中，还包括第一低压接口65、第一通讯接口66、第二通讯接口67。其中，第一低压接口65、第二低压接口663、第一通讯接口66和第二通讯接口67均连接于各个电池模组中控制模块。其中，第一低压接口65和第二低压接口63连接于电池模组中控制模块的接电端，用于向电池模组中控制模块供电，以使得电池模组中控制模块能够工作，此处需要说明的是，电池模组中控制模块需要外部低电压供电才能够执行相应的电池模块控制工作，电池模组中控制模块进行工作的电力来源并非电池模组自身存储的高压电，而是需要额外的外部低压电源进行供电。第一通讯接口66和第二通讯接口67电连接于外部的电池管理系统，从而电池管理系统能够以通过第一通讯接口66和第二通讯接口67与电池箱中各个电池模组的控制模块进行通讯，进而实现对各个电池模组的状态信息的采集以及控制。

本发明实施例中，第二低压接口63和第一低压接口65接入外部低压电源，例如，第二低压接口63接入低压电源的负极，第一低压接口65接入低压电源的正极。从图11中能够看出，第一低压接口65和第一控制信号接口64均与第二低压接口63形成回路，在本发明实施例中，第二低压接口63被定义为接地(负极)，即第一低压接口65和第一控制信号接口64的回路共用一个低压的接地端，这种设计简化了电路，可减少一个接地端。

在本发明实施例的启示下，还可以在所述电池模组2中继续串联多个电池模组，只需相邻的电池模组之间的正极端和负极端相连即可，所述通断控制器3也可以设置于电池串联电路中的任意两个相邻电池模组之间，或者所述通断控制器3还可以设置于电池串联电路的两端中的任意一端。

本发明的电池箱在处于非工作状态时，不向第一控制信号接口64通入外部控制信号，此时，高压接触器31未得电工作，进而，高压接触器31的常开触点处于断开状态，因此，电池箱的第一高压接口61和第二高压接口62没有输出。

当向第一控制信号接口64通入外部控制信号后，高压接触器31得电工作，进而，由于手动急停开关33处于常通状态，进而高压接触器31的常开触点处于闭合状态，使得电池箱内的电池串联电路导通，电池箱的第一高压接口61和第二高压接口62处于正常输出状态；反之，当停止向向第一控制信号接口64通入外部控制信号后，高压接触器31的常开触点恢复常开状态，使得电池箱内的电池串联电路处于断路状态，电池箱的第一高压接口61和第二高压接口62没有输出。

在电池箱处于上电状态，进行正常输出时，即第一控制信号接口64通入外部控制信号时，当遇到特殊需紧急断电情况下，可通过按下手动急停开关33，断开高压接触器31的低压控制回路，使得高压接触器31的常开触点恢复常开状态，使得电池箱内的电池串联电路处于断路状态，电池箱的第一高压接口61和第二高压接口62没有输出。本发明实施例中，通过低压电控制电池箱内电池模组的高压电，人员直接对低压器件(如手动急停开关33)进行操作，不存在人员直接高压触电的危险。

在维修维护时，可通过按下手动急停开关33，断开高压接触器31的低压控制回路，使得高压接触器31停止工作，使其常开触点保持常开状态，保证电池箱高压正和负(即第一高压接口61和第二高压接口62)没有输出，防止出现误供电等操作，以提高安全性；当需要更换维修通断控制器3或通断控制器3内的元器件时(如更换短路保护的熔断器32、控制高压回路的高压接触器31等)，只需将通断控制器3从电池箱的箱体1中拔出拆下，进行维修或更换，不需要对电池箱整体进行拆装，省时省力方便。

对于电动汽车而言，电池箱还需要例如bms系统等电池管理系统的接入，本发明实施例中，如上所述，提供了电池管理系统的接入功能。参见图11所示以及上述说明。

另外，本发明实施例中，还在控制器连接座4留有第一扩展接口45，在控制器连接头5留有第二扩展接口55，第二扩展接口55和第一扩展接口45相适配。本发明实施例中，第一扩展接口45和第二扩展接口55并未与其它部分连接。，其目的是考虑到将来可能对通断控制器3中电路升级设计而进行预留。另外，本发明实施例中，在外电路接口6中也可设置或者预留其它控制信号的接口，并连接至第一扩展接口45，以为将来可能实现的新功能提供扩展。

本发明实施例还同时提供了一种电动汽车，该电动汽车采用如上实施例介绍的电池箱。

本发明的电池箱，将其中提供电力来源的电池模组和控制电流回路通断的通断控制器进行分体设计，并以插拔的形式，利用所设计的连接座和连接头，将通断控制器连接于电池模组的串联电路中，同时通过电路设计，利用高压接触器和手动急停开关，实现了低压信号和手动形式控制电池箱内电池模组串联电路的通断，手动急停开关的设计也提供了手动快速切断高压电源的作用。相比于现有的电池箱，本发明的电池箱可避免人员直接接触高压电的危险，并且当通断控制器出现故障时，只需将其抽出电池箱，而不必对电池箱进行整体拆卸，提高电池箱维护的便利性和安全性。采用本发明的电池箱的电动汽车，在对电池箱进行维护时，不必受制于车身空间的限制，维护更加灵活方便。

应当理解，虽然本说明书是按照各个实施方式描述的，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，而并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方案或变更，如特征的组合、分割或重复，均应包含在本发明的保护范围之内。