一种电池配电盒和动力电池包的制作方法

[0001]
本实用新型涉及电池，特别涉及一种电池配电盒。此外，本实用新型还涉及一种动力电池包。


背景技术：

[0002]
新能源电车的动力电池包中通常设置有电池配电盒，用于控制电池系统通断。其中，电池配电盒主要包括主接触器、快充接触器、预充电阻、预充接触器、熔断器、电流传感器等电气元件。在动力电池包的正常输出或者快充过程中，由于接触器本身动静触点及输出部与铜排之间存在电阻，致使接触器输出部会在大电流的输出条件下产生较多热量，造成接触器输出部的温度快速升高，且接触器输出部温度一般能达到120-130℃，并且，接触器输出部的发热情况在回路电流增加时将更为严重。随着新能源电车的不断推广，以及人们对新能源电车的要求越来越高，人们对新能源电车快充时间要求的越来越高，要求快充时间不断缩短，随之带来的是快充电流不断增大，这将导致新能源电车快充过程中接触器及接触器输出部的发热情况更为严重。
[0003]
而目前，现有的电池配电盒的冷却方式却主要以自然冷却为主，这样就导致在快充过程中，无法有效地快速缓解接触器及接触器输出部的发热情况，过高的温度不仅加速了接触器的老化，降低了接触器对电流的承载能力，还造成了电池配电盒内部温度升高，影响其他电气元件性能。更有甚者，在某种特殊工况下，如短路时熔断器不能及时断开，接触器或其他元器件可能因为短路而发生起火爆炸的情况，容易引起电池包整包热失控。
[0004]
因此，需要设计一种电池配电盒，以解决或克服上述技术问题。


技术实现要素：

[0005]
有鉴于此，本实用新型一方面提出一种电池配电盒，以能够在工作过程中快速冷却，冷却效果好。
[0006]
另外，本实用新型另一方面提出一种动力电池包，该动力电池包的电池配电盒在工作过程中能够迅速冷却，冷却效果好。
[0007]
为达到上述目的，本实用新型一方面提供一种电池配电盒，包括发热电气元件组件，所述发热电气元件组件的外部设有配电盒下壳体以及与所述配电盒下壳体密封连接的密封挡板，所述配电盒下壳体形成为一端开口的壳体结构，所述密封挡板密封连接于所述配电盒下壳体的开口端，以能够使所述配电盒下壳体和所述密封挡板围合成密封腔体，所述发热电气元件组件设于所述密封腔体内，所述密封腔体适于储存冷却液以能够对所述发热电气元件组件进行冷却。
[0008]
进一步的，所述发热电气元件组件设于靠近所述配电盒下壳体的封闭端。
[0009]
进一步的，所述配电盒下壳体的封闭端穿设有多个连接部，所述连接部的一端凸出于所述配电盒下壳体的封闭端的外侧面，另一端与所述发热电气元件组件连接。
[0010]
更进一步的，所述连接部为双头螺柱，且各所述双头螺柱上与所述配电盒下壳体
的封闭端连接处设有密封结构。
[0011]
进一步的，所述配电盒下壳体为长方体壳体结构或正方体壳体结构。
[0012]
优选的，所述配电盒下壳体或所述密封挡板上设有进液口和排污口，所述排污口设于所述配电盒下壳体的侧面，且靠近所述密封挡板。
[0013]
更优选的，所述发热电气元件组件包括熔断器、主接触器、快充接触器和铜排，所述铜排分别与所述熔断器、所述主接触器和所述快充接触器连接。
[0014]
进一步的，所述密封挡板为金属密封挡板。
[0015]
更进一步的，所述配电盒下壳体的封闭端的外侧端面上设有预充接触器和预充电阻。
[0016]
相对于现有技术，本实用新型所述的电池配电盒具有以下优势：
[0017]
(1)本实用新型所述的电池配电盒中设有配电盒下壳体和密封挡板，配电盒下壳体和密封挡板能够围合成密封腔体，配电盒下壳体的外部则形成为开放空间，发热电气元件组件设置在该密封腔体内，其他电气元件则设置在开放空间内，同时在密封腔体填充有冷却液，因此，发热电气元件组件在工作过程中散发的热量能够迅速传导至冷却液中，保证发热电气元件组件在工作过程中的温度不会过高。
[0018]
(2)本实用新型所述的密封挡板为金属密封挡板，具有良好的导热性能，能够迅速将冷却液中的热量传导出去。
[0019]
进一步的，本实用新型另一方面还提供一种动力电池包，包括根据上述技术方案中任一项所述的电池配电盒。
[0020]
通过上述技术方案，本实用新型的电池配电盒包括发热电气元件组件，所述发热电气元件组件的外部设有配电盒下壳体以及与所述配电盒下壳体密封连接的密封挡板，所述配电盒下壳体形成为一端开口的壳体结构，所述密封挡板密封连接于所述配电盒下壳体的开口端，以能够使所述配电盒下壳体和所述密封挡板围合成密封腔体，所述发热电气元件组件设于所述密封腔体内，所述密封腔体适于储存冷却液以能够对所述发热电气元件组件进行冷却。本实用新型的电池配电盒通过将发热电气元件组件设置在由配电盒下壳体和密封挡板围合而成的密封腔体中，由密封腔体内的冷却液将发热电气元件组件工作过程中产生的热量传导至密封挡板上，并由密封挡板传导出去，热交换效率较高，能够有效控制工作中的发热电气元件组件的温度，保证发热电气元件组件的正常工作。
[0021]
本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0022]
构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施方式及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
[0023]
图1是本实用新型实施方式所述的电池配电盒的一个具体实施例的外部结构示意图；
[0024]
图2是图1的俯视图；
[0025]
图3是图2的a-a剖视图；
[0026]
图4是发热电气元件组件、连接部、预充接触器和预充电阻的一个具体实施例外部
结构示意图；
[0027]
图5是本实用新型实施方式所述的电池配电盒的一个具体实施例的内部结构示意图。
[0028]
附图标记说明：
[0029]
1 发热电气元件组件
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
101 熔断器
[0030]
102 主接触器
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
103 快充接触器
[0031]
104 铜排
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
2 配电盒下壳体
[0032]
3 密封挡板
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
4 连接部
[0033]
5 进液口
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
6 排污口
[0034]
7 预充接触器
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
8 预充电阻
具体实施方式
[0035]
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
[0036]
下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本实用新型。
[0037]
如图1、图3和图5所示，本实用新型一方面提供一种电池配电盒，包括发热电气元件组件1，所述发热电气元件组件1的外部设有配电盒下壳体2以及与所述配电盒下壳体2密封连接的密封挡板3，所述配电盒下壳体2形成为一端开口的壳体结构，所述密封挡板3密封连接于所述配电盒下壳体2的开口端，以能够使所述配电盒下壳体2和所述密封挡板3围合成密封腔体，所述发热电气元件组件1设于所述密封腔体内，所述密封腔体适于储存冷却液以能够对所述发热电气元件组件1进行冷却。
[0038]
从图3中可以看出，配电盒下壳体2和密封挡板3密封连接，配电盒下壳体2的内部形成为密封腔体，配电盒下壳体2的外部则形成为开放空间，发热电气元件组件1则是设置在密封腔体内，其他电气元件设置在开放空间中。密封腔体内能够注入冷却液，冷却液高度要求覆盖发热电气元件组件1，这样可以保证冷却液与发热电气元件组件1的接触面积最大，发热电气元件组件1在工作过程中产生的热量尽可能多的传导至冷却液中，从而保证发热电气元件组件1的正常工作温度。
[0039]
在这里需要说明的是，配电盒下壳体2和密封挡板3密封连接围合而成的密封腔体，在该密封腔体的四周周壁上还设有能够安装其他零部件的安装孔，但是，这些零部件在安装时均采用密封结构进行密封，各零部件安装好后，各零部件、配电盒下壳体2与密封挡板3能够围合成密封空间，保证冷却液置入密封空间内不会泄漏。
[0040]
另外，还需要说明的是，冷却液需要满足以下三个特性：
[0041]
第一，具有良好的绝缘性能。
[0042]
第二，冷却液的化学活性低且性质稳定，不会被电解，有阻燃性、无腐蚀性，无毒无害，不会与配电盒下壳体2及其他各类金属发生反应而产生腐蚀。
[0043]
第三，冷却液的流动性好且质量轻，有较大比热容，高温时不易气化，低温时不易凝固，且在遇到极端条件下凝固，其凝固后依然具有良好绝缘性能。
[0044]
作为本实用新型的一个优选实施方式，如图3所示，所述发热电气元件组件1设于靠近所述配电盒下壳体2的封闭端。
[0045]
从图3中可以看出，配电盒下壳体2的封闭端的内侧面能够作为发热电气元件组件1的安装面，将发热电气元件组件1固定在配电盒下壳体2内，这样设置的优点是当打开密封挡板3后进行清理或维修等作业时，并不会影响到发热电气元件组件1的正常安装结构。当然，也可以在配电盒下壳体2内设置安装板或安装支架等安装结构，用于安装固定发热电气元件组件1，同样不会在打开密封挡板3时不影响发热电气元件组件1，也属于本实用新型的保护范围。
[0046]
更优选地，如图4所示，所述配电盒下壳体2的封闭端穿设有多个连接部4，所述连接部4的一端凸出于所述配电盒下壳体2的封闭端的外侧面，另一端与所述发热电气元件组件1连接。
[0047]
进一步优选地，所述连接部4为双头螺柱，且各所述双头螺柱上与所述配电盒下壳体2的封闭端连接处设有密封结构。
[0048]
从图4中可以看出，双头螺柱一方面能够起安装固定作用，无论是在密封腔体内，还是在开放空间中，均能够形成安装点位；另一方面，能够起导电作用，将密封腔体与开放空间进行连接，实现电流导通作用。
[0049]
进一步的，本实用新型的发热电气元件组件1包括熔断器101、主接触器102、快充接触器103和铜排104，所述铜排104分别与所述熔断器101、所述主接触器102和所述快充接触器103连接。从图4中可以看出，本实用新型的连接部4设置为7个双头螺柱，7个双头螺柱的一端分别与发热电气元件组件1连接，另一端能够穿过配电盒下壳体2的封闭端，凸出于配电盒下壳体2的封闭端的外侧面，用于与其他电气元件连接。
[0050]
由此，本实用新型的一个具体实施例中，这7个双头螺柱的凸出于配电盒下壳体2的封闭端的外侧面的一端分别可以设置为快充接触器103的正/负极、输出正/负极、电池正/负极以及熔断器101与预充接触器7连接导线的连接端。当然，根据实际需求，可以增加或减少双头螺柱的数量，只要能够满足实际使用需求即可，均属于本实用新型的保护范围。
[0051]
进一步的，所述配电盒下壳体2为长方体壳体结构或正方体壳体结构。
[0052]
本实用新型的配电盒下壳体2优选为长方体壳体结构或正方体壳体结构，但是，本实用新型的配电盒下壳体2并不仅限于上述两种结构形式，可以采用其他结构，仅需要满足以三点要求：
[0053]
第一，能够与密封挡板3密封连接，形成具有密封腔体的结构形式；
[0054]
第二，密封腔体内能够容纳安装发热电气元件组件1，并能够将发热电气元件组件1与其他电气元件电连接；
[0055]
第三，配电盒下壳体2和密封挡板3连接后能够安装到其他零件上，满足安装使用要求。
[0056]
进一步的，所述配电盒下壳体2或所述密封挡板3上设有进液口5和排污口6，所述排污口6设于所述配电盒下壳体2的侧面，且靠近所述密封挡板3。
[0057]
本实用新型中对于进液口5的位置没有太多限制，主要是在电池配电盒安装在动力电池包上以后，与其他零部件不产生干涉即可。而对于排污口6，则是将排污口6设置在靠近密封腔体的下部，有利于将冷却液及冷却液中的残渣排除干净，因此，排污口6可以设置在配电盒下壳体2的下部，即配电盒下壳体2的开口端，也可以设置在密封挡板3上，只要不影响电池配电盒的安装即可。
[0058]
进一步的，所述密封挡板3为金属密封挡板。
[0059]
本实用新型的密封挡板3利用金属导热效果好的特性，采用金属成型，能够有效将冷却液中的热量传导出去。
[0060]
由此，本实用新型的电池配电盒可以采用以下两种布置形式：
[0061]
第一，如果动力电池包内设置有水冷板，可将本实用新型的电池配电盒固定安装在水冷板上，密封挡板3贴靠水冷板。当发热电气元件组件1进行工作时，发热电气元件组件1产生的热量经冷却液传导至密封挡板3上，再经水冷板进行扩散。
[0062]
第二，如果动力电池包内未设置有水冷板，可将将本实用新型的电池配电盒固定安装在动力电池包内的其他金属安装结构上(如金属壳体等导热性能较好的部件)，当发热电气元件组件1进行工作时，发热电气元件组件1产生的热量经冷却液传导至密封挡板3上，再经其他金属零部件将热量散发出去。
[0063]
上述两种结构形式均能够有效将发热电气元件组件1工作时产生的热量传导出去，不会造成局部积热过多的情况，比现有技术中的采用自然冷却形式的电池配电盒的冷却效果更优。
[0064]
并且，当出现某种特殊工况时，如发生短路时，如果熔断器101不能及时断开，主接触器102、快充接触器103或其他元器件可能因为短路而发生起火爆炸的情况，容易引起动力电池包整包热失控，而本实用新型的电池配电盒中却能够由于冷却液的存在，产生的热量能被冷却液迅速吸收，能够有效避免热失控的情况发生。
[0065]
进一步的，如图2所示，所述配电盒下壳体2的封闭端的外侧端面上设有预充接触器7和预充电阻8。
[0066]
本实用新型的预充接触器7和预充电阻8在工作过程中，由于工作时间短，产生的热量较低，因此，适于设置在开放空间内，一般设置在配电盒下壳体2的封闭端的外侧端面上，当然，也可以根据实际需要设置在配电盒下壳体2的外侧的其他部位，均属于本实用新型的保护范围。
[0067]
由以上描述可以了解到本实用新型的电池配电盒的工作过程可以分为放电模式和充电模式：
[0068]
在放电模式下，需先闭合主接触器102和快充接触器103，随后需闭合预充回路进行预充，降低主接触器102两端的压差，当预充完成后闭合主接触器102，当主接触器102闭合完成时，再断开预充回路，之后动力电池包将开始对外输出。
[0069]
在快充模式下，电流经快充接触器103进入电池，此时充电电流将不会经过主接触器102。需说明的是，图中未画出电流传感器位置，电流传感器可根据实际需要进行安装。
[0070]
本实用新型另一方面还提供一种动力电池包，包括上述技术方案中任一项所述的电池配电盒。
[0071]
以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。