一种电池系统控制箱的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种电池系统控制箱，包括箱体，以及安装在箱体内部的低压控制设备和高压充放电电气器件，低压控制设备固定在箱体的一个侧壁上，高压充放电电气器件安装在箱体的底部。当控制箱中的相关器件出现故障时，只需打开该控制箱，对其进行维护和修理即可，不用专门对电池箱进行拆解，也就不存在影响到电池箱安全和密封的问题，所以，该独立的控制箱能够有效维护和保养电池管理系统和高压元器件。该控制箱中，将控制设备和元器件设置在两个不同的位置，当维修或者更换其中一个部分时，不会影响到另一个部分，保证了其他部分的正常工作，方便后续的维护和维修。
【专利说明】
一种电池系统控制箱
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种电池系统控制箱。【背景技术】
[0002]电动汽车由于清洁和环保的特点成为今后电动汽车发展的一个重要趋势。其中动力电池作为电动汽车的储能单元，担负着为整车各个负载提供动力的重要作用。动力电池电压高、功率大，具有一定的危险性，为了保证电动汽车的安全运行，需要对各个电气回路进行电流分配，并通过继电器或继电器实现对各个回路的控制，通过熔断器或保险丝实现各个回路的安全保护。
[0003]现有技术中，一种方式是将所有的电池管理系统控制板和继电器、熔断器等高压元器件均安装在电池箱内部，这种方式不便于高压元器件的维护和保养。当电池箱内部元器件发生故障时，需对整个电池箱进行拆卸，由于电池箱重量较大，元器件的维护比较困难，且不利于电池箱安全和密封。另一种方式为将电池管理系统与高压元器件分离开，通过低压线束实现对高压元器件的控制，这种方式需要较长的控制线束来实现回路的控制，不利于控制的安全可靠性。【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种电池系统控制箱，用以解决电池管理系统和高压元器件均安装在电池箱中造成的维护不便的问题。
[0005]为实现上述目的，本实用新型的方案包括:一种电池系统控制箱，包括箱体，以及安装在箱体内部的低压控制设备和高压充放电电气器件，所述低压控制设备固定在箱体的一个侧壁上，所述高压充放电电气器件安装在箱体的底部。
[0006]所述箱体的另一个侧壁上设置有动力插口和通讯插口，所述动力插口通过对应的高压充放电电气器件与低压控制设备对应连接，所述通讯插口与所述低压控制设备对应通讯连接。
[0007]所述低压控制设备固定在所述箱体的后侧壁上，所述动力插口和通讯插口设置在所述箱体的前侧壁上。
[0008]所述高压充放电电气器件固定安装在一个安装板上，所述安装板绝缘安装在所述箱体的底部。
[0009]所述箱体上部边沿固定安装有与箱体的底部平行的行线槽。
[0010]所述箱体底部对应所述安装板的四个边角位置处均设置有垫块，安装板的四个边角对应固定在垫块上。
[0011]所述箱体对应设置有一个箱盖，所述箱盖与箱体之间粘贴有一层密封垫。
[0012]所述密封垫的材质为发泡EPDM。
[0013]所述高压充放电电气器件之间采用铜排进行动力连接。
[0014]所述高压充放电电气器件包括霍尔电流传感器、电源正极继电器、电源负极继电器和充电继电器，所述动力插口包括电源正负极插口、充电插口、放电插口、除霜插口和空调插口，电源正负极插口之间连接有一条由一条主线路与所述电源负极继电器的触点串联构成的电源线路，所述主线路包括并联设置的供电线路和充电线路，所述供电线路由所述电源正极继电器的触点与一条供电支路串联构成，所述供电支路包括并联设置的空调供电支路、除霜供电支路和放电支路，所述空调供电支路上串设所述空调插口和空调支路熔断器，所述除霜供电支路上串设所述除霜插口和除霜支路熔断器，所述放电支路上串设所述放电插口；所述充电线路上串设有所述充电继电器的触点、充电插口和充电线路熔断器;所述控制设备包括电池管理系统，所述电池管理系统控制连接所述电源正极继电器、电源负极继电器和充电继电器;所述霍尔电流传感器用于检测所述电源线路上的电流，所述电池管理系统采样连接所述霍尔电流传感器;所述通讯插口与电池管理系统上的通讯端口连接;所述空调支路熔断器、除霜支路熔断器、充电线路熔断器和霍尔电流传感器均通过绝缘安装支座固定在所述安装板上。
[0015]本实用新型提供一种专门与电池系统配套的控制箱，内部设置有控制设备、相关电气元器件及其连接线路，该控制箱为一个独立的控制用设备，内部并没有涉及电池系统， 与电池系统分属于两个设备。当控制箱中的相关器件出现故障时，只需打开该控制箱，对其进行维护和修理即可，不用专门对电池箱进行拆解，也就不存在影响到电池箱安全和密封的问题，所以，该独立的控制箱能够有效维护和保养电池管理系统和高压元器件，并且，在部分元器件出现故障时，能够方便维修和更换；另外，该控制箱中，将控制设备和元器件设置在两个不同的位置，当维修或者更换其中一个部分时，不会影响到另一个部分，保证了其他部分的正常工作，方便后续的维护和维修。【附图说明】
[0016]图1是控制箱外部立体示意图；[〇〇17]图2是除去箱盖的控制箱立体示意图；
[0018]图3是控制箱内部剖视图；[〇〇19]图4是控制箱前面板示意图；[〇〇2〇]图5是控制箱电气连接线路原理图。【具体实施方式】[0021 ]下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。
[0022]本实用新型提供的电池系统控制箱可以应用到电动汽车上，本实施例以应用到纯电动大巴车上为例。
[0023]如图1和2所示，为该电池系统控制箱的立体示意图，该电池系统控制箱包括箱体1 和箱盖2。如图3所示，在箱体1内部，设置有一个电气安装绝缘板5,该安装板5固定设置在箱体底部的箱壁上，安装板5上固定有所需的高压充放电电气元器件，电气元器件之间通过对应的连接线路进行连接。在箱体的内侧后侧箱壁上固定有低压控制设备，一般情况下，低压控制设备(也称为控制设备)为电池管理系统，在本实施例中，控制设备包括两部分，分别为电池管理系统主控单元9以及电池管理系统绝缘监测单元11，这两个单元固定在后侧箱壁上，比如通过紧固螺钉固定。当然，作为其他的实施例，控制设备还可以只为电池管理系统主控单元。
[0024]如图4所示，在箱体的前侧箱壁上分布有高低压输入输出航插(即插口)，用于动力和通讯的输入和输出，这些航插大致分为动力航插和通讯航插，这些航插与前侧箱壁构成航插前面板。动力航插通过对应的电气元器件与控制设备对应连接，以实现对应的控制;通讯航插与控制设备通讯连接，以实现与外部设备的信息交互。
[0025]在本实施例中，电气安装绝缘板5上通过紧固螺钉安装的电气元器件有霍尔电流传感器6、电源负极继电器7、预充回路电阻8、电源正极继电器10、预充回路继电器12、充电回路继电器13、加热回路继电器14、加热回路熔断器15、充电回路熔断器16、空调支路熔断器17、除霜支路熔断器19以及辅助支路熔断器20。[〇〇26] 前面板上的航插包含充电通讯航插22、内部通讯航插23、诊断通讯航插24、外部通讯航插25、空调航插26、辅助接口航插27、放电正极航插28、维修开关29、电源正极航插30、 充电正极航插31、加热接口航插32、充电负极航插33、除霜航插34、放电负极航插35、电源负极航插36。[〇〇27]电源正极航插30和电源负极航插36用于连接电池系统;放电正极航插28和放电负极航插35分别连接车辆的动力系统的正负端，用于向车辆的动力系统输出电能，为驱动车辆提供动力;充电正极航插31和充电负极航插33用于接入充电线路，为电池系统进行充电； 通讯用航插，比如充电通讯航插22、内部通讯航插23、诊断通讯航插24、外部通讯航插25等用于与外界进行相互通信，接收外界的数据信息和相外界发送数据信息；空调航插26用于连接外界的空调设备，当外界的空调设备的对应端口插入到该空调航插26后，电池系统就能够为空调设备供电，同理，加热接口航插32和除霜航插34分别用于连接外界的加热器和除霜器。[〇〇28]如图5所示，电源正极航插30和电源负极航插36之间连接有一条电源线路，该电源线路由一条主线路与电源负极继电器7(图中的K4)的触点串联构成，该主线路包括并联设置的供电线路、预充线路和充电线路，其中，供电线路由电源正极继电器1〇(图中的K1)的触点与一条供电支路串联构成，该供电支路包括并联设置的空调供电支路、除霜供电支路和放电支路，空调供电支路上串设空调航插26和空调支路熔断器17(图中的FU4)，除霜供电支路上串设除霜航插34和除霜支路熔断器19(图中的FU3)，放电支路上串设放电正极航插28 和放电负极航插35;预充线路上串设有辅助接口航插27、预充回路电阻8、预充回路继电器 12 (图中的K2)的触点和辅助支路熔断器20 (图中的FU2);充电线路上串设有充电回路继电器13 (图中的K3)的触点、充电正极航插31、充电负极航插33和充电回路熔断器16 (图中的 FU5)。如图5所示，该电源线路还包括一条加热线路，该加热线路上串设有加热接口航插32、 加热回路熔断器15(图中的FU6)和加热回路继电器14(图中的K5)的触点。[〇〇29]电池管理系统主控单元控制连接电源负极继电器7、电源正极继电器10、预充回路继电器12、充电回路继电器13和加热回路继电器14;霍尔电流传感器用于检测电源线路上的电流，其设置的位置可以为图3所示，负极铜排21通过霍尔传感器6的中心圆孔，负极铜排 21的一端安装在电源负极航插36上，并且该霍尔传感器6通过绝缘安装支座固定在安装板5 上；电池管理系统主控单元采样连接霍尔传感器6;通讯用航插，比如充电通讯航插22、内部通讯航插23、诊断通讯航插24、外部通讯航插25与电池管理系统主控单元上的通讯端口对应连接。
[0030]另外，电气元器件中的每个熔断器的两端均有绝缘安装支座18,通过对应的绝缘安装支座使熔断器与安装板5之间不能直接接触，保证绝缘。
[0031]为了保证箱体内部的走线美观、整齐，并且为了维护方便，在箱体1的上部边沿固定安装有行线槽4,该行线槽与箱体的底部平行，用于低压线束的固定。
[0032]箱体1的底部对应安装板5的四个边角位置处均设置有垫块，安装板5的四个边角分别一一对应固定在垫块上，垫块垫高安装板5的安装位置，使其与箱体1的底部之间具有一定高度的间隙，保证了安装板5与箱体1的底部之间的绝缘。[〇〇33]箱体1与箱盖2之间粘贴有一层密封垫3,为了保证密封效果，该密封垫的厚度为 5_，箱盖2通过紧固螺钉固定于箱体1上，紧固后，密封垫3被压缩变形，起到防护作用，提高高压控制箱的防护等级；另外，为了保证密封的效果，密封垫3的材质选用压缩量及回弹率高的发泡EPDM。
[0034]安装板5上的电气元器件之间采用铜排进行动力连接，比如电气元器件之间的大电流动力连接，且铜排上设置有所需规格的安装孔，通过安装孔进行线路连接，为了保证良好导电性，铜排的采集选择为紫铜T2。
[0035]由于箱体1内部的前侧壁设置有航插，后侧壁设置有控制设备，所以，为了保证安装板5与另外两个侧壁，即左右两个侧壁之间的绝缘性，在左右两个侧壁上粘贴有绝缘树脂板，以1mm厚为例，通过该树脂板，能够防止安装板5与左右两个侧壁直接接触，进而避免影响安装板5的绝缘性。
[0036]上述实施例中，电气元器件设置在一个电气安装绝缘板上，该安装板固定设置在箱体底部的箱壁上，这能够保证电气元器件与箱体底部的绝缘性，作为其他的实施例，如果电气元器件与箱体的底部箱壁之间能够保证良好绝缘的情况下，电气元器件还可以直接固定在箱体底部箱壁上。
[0037]上述实施例中，航插(插口)与控制设备分别安装在相对的侧壁上，作为其他的实施例，航插(插口)与控制设备还可以分别安装在相邻的侧壁上，或者，航插(插口)还可以设置在箱体的底部、箱盖或者与控制设备安装在同一侧壁上。
[0038]上述实施例中，给出了航插(插口)的具体种类，每种航插具有各自的功能作用，对应的，电气元器件中也有对航插对应的器件，但是，本实用新型的基本思路在于上述控制箱的结构，对于电气元器件具体的类型和个数、连接线路和插口的具体类型和个数均可以根据具体情况进行设置，比如:在车辆无需除霜或者加热的情况下，就无需设置除霜支路，以及加热支路，相应地，电气元器件中也就无需设置除霜支路熔断器、除霜插口、加热接口航插、加热回路熔断器以及加热回路继电器;或者在车辆无需预充检测的情况下，预充线路也可以不设置，与该预充检测相关的电气元器件以及航插也可以对应舍去。或者箱体内的电路结构采用申请号为201220139430.8的专利申请文件中公开的控制电路。总之，具体的电路不是本实用新型的发明点，其可以根据具体情况具体设置。在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1 ? 一种电池系统控制箱，包括箱体，以及安装在箱体内部的低压控制设备和尚压充放 电电气器件，其特征在于，所述低压控制设备固定在箱体的一个侧壁上，所述高压充放电电 气器件安装在箱体的底部；所述箱体的另一个侧壁上设置有动力插口和通讯插口，所述动力插口通过对应的高压 充放电电气器件与低压控制设备对应连接，所述通讯插口与所述低压控制设备对应通讯连接。2.根据权利要求1所述的电池系统控制箱，其特征在于，所述低压控制设备固定在所述 箱体的后侧壁上，所述动力插口和通讯插口设置在所述箱体的前侧壁上。3.根据权利要求1所述的电池系统控制箱，其特征在于，所述高压充放电电气器件固定 安装在一个安装板上，所述安装板绝缘安装在所述箱体的底部。4.根据权利要求3所述的电池系统控制箱，其特征在于，所述箱体上部边沿固定安装有 与箱体的底部平行的行线槽。5.根据权利要求3所述的电池系统控制箱，其特征在于，所述箱体底部对应所述安装板 的四个边角位置处均设置有垫块，安装板的四个边角对应固定在垫块上。6.根据权利要求1所述的电池系统控制箱，其特征在于，所述箱体对应设置有一个箱 盖，所述箱盖与箱体之间粘贴有一层密封垫。7.根据权利要求6所述的电池系统控制箱，其特征在于，所述密封垫的材质为发泡 ETOM。8.根据权利要求1所述的电池系统控制箱，其特征在于，所述高压充放电电气器件之间 采用铜排进行动力连接。9.根据权利要求3所述的电池系统控制箱，其特征在于，所述高压充放电电气器件包括 霍尔电流传感器、电源正极继电器、电源负极继电器和充电继电器，所述动力插口包括电源 正负极插口、充电插口、放电插口、除霜插口和空调插口，电源正负极插口之间连接有一条 由一条主线路与所述电源负极继电器的触点串联构成的电源线路，所述主线路包括并联设 置的供电线路和充电线路，所述供电线路由所述电源正极继电器的触点与一条供电支路串 联构成，所述供电支路包括并联设置的空调供电支路、除霜供电支路和放电支路，所述空调 供电支路上串设所述空调插口和空调支路熔断器，所述除霜供电支路上串设所述除霜插口 和除霜支路熔断器，所述放电支路上串设所述放电插口；所述充电线路上串设有所述充电 继电器的触点、充电插口和充电线路熔断器;所述控制设备包括电池管理系统，所述电池管 理系统控制连接所述电源正极继电器、电源负极继电器和充电继电器;所述霍尔电流传感 器用于检测所述电源线路上的电流，所述电池管理系统采样连接所述霍尔电流传感器;所 述通讯插口与电池管理系统上的通讯端口连接;所述空调支路熔断器、除霜支路熔断器、充 电线路熔断器和霍尔电流传感器均通过绝缘安装支座固定在所述安装板上。
【文档编号】H02B1/24GK205622080SQ201620180084
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年3月9日
【发明人】王琼, 李跃峰
【申请人】中航锂电（洛阳）有限公司