动力电池BDU结构及车辆的制作方法

动力电池bdu结构及车辆
技术领域
1.本技术涉及车辆动力电池技术领域，更具体地，涉及一种动力电池bdu结构和具有该动力电池bud结构的车辆。


背景技术：

2.现有技术中，电池管理控制器(battery management controller；bmc)和高压监控模块(high voltage supervising unit；hvsu)等通常设置在电池包断路单元(battery disconnect unit；bdu)的外部，导致整个车辆电池系统占据空间较大。


技术实现要素：

3.本技术的一个目的是提供一种动力电池bdu结构的新技术方案，能够至少解决现有技术中的车辆电池系统占据空间较大的问题。
4.根据本技术的第一方面，提供了一种动力电池bdu结构，包括：壳体，所述壳体内设有容纳腔；电池管理控制器，所述电池管理控制器沿第一方向可拆卸地集成在所述容纳腔内；高压监控模块，所述高压监控模块沿第一方向可拆卸地集成在所述容纳腔内，所述高压监控模块用于将采集的电压信号反馈给所述电池管理控制器，所述电池管理控制器根据所述高压监控模块反馈的电压信号，给所述高压监控模块供电。
5.可选地，所述壳体包括：上壳；中壳，所述中壳设于所述上壳的底部，所述中壳与所述上壳可拆卸的连接；下壳，所述下壳设于所述上壳的底部，所述下壳与所述中壳在所述下壳的底部并排设置，所述电池管理控制器和所述高压监控模块分别沿竖直方向可拆卸地设于所述下壳的侧壁。
6.可选地，动力电池bdu结构还包括：第一保护盖、第二保护盖、第三保护盖和第四保护盖，所述第一保护盖、所述第二保护盖、所述第三保护盖和所述第四保护盖设于所述上壳，其中，所述第一保护盖和所述第二保护盖设于所述上壳的长度方向的一侧，且所述第一保护盖和所述第二保护盖分别与所述下壳卡接，所述第三保护盖和所述第四保护盖分别设于所述壳体的宽度方向的相对两侧，所述第三保护盖与所述下壳卡接，所述第四保护盖与所述中壳卡接。
7.可选地，动力电池bdu结构还包括：第一连接片、第一铜排和主负继电器，所述第一连接片与所述高压监控模块连接，所述第一铜排的一端与所述高压监控模块连接，所述第一铜排的另一端与所述主负继电器连接，所述第一连接片和所述高压监控模块为主负回路的输入点。
8.可选地，动力电池bdu结构还包括：第二连接片和主正继电器，所述第二连接片和所述主正继电器分别设于所述容纳腔内，所述第二连接片与所述主正继电器连接器连接，以作为主正回路输入点。
9.可选地，动力电池bdu结构还包括：第二铜排、第三铜排和第三连接片和熔断器，其中，所述熔断器设于所述第二铜排上，所述第二铜排的一端与所述主正继电器连接，所述第
二铜排的另一端与所述第三铜排连接，所述熔断器的上端与所述第三连接片连接，以作为后驱正回路的输出点。
10.可选地，动力电池bdu结构还包括：第四铜排和第四连接片，所述第四铜排与所述第四连接片连接，以作为后驱负回路的输出点。
11.可选地，动力电池bdu结构还包括：第五铜排和高压接插件，所述第三铜排和所述第五铜排分别设于所述高压接插件的两端，以作为主回路的输出点。
12.可选地，动力电池bdu结构还包括：预充继电器，所述预充继电器设于所述下壳的侧壁，且位于所述电池管理控制器的下方；低压接插件，所述低压接插件和所述高压接插件分别设于所述中壳。
13.根据本技术的第二方面，提供一种车辆，包括上述实施例中所述的动力电池bdu结构。
14.根据本公开的一个实施例，电池管理控制器和高压监控模块可拆卸地设置在bdu的壳体内，通过在bdu的壳体内对电池管理控制器、高压监控模块以及bdu内部元器件的合理布置，合理利用了bdu的内部空间，减小整车电池系统的占据空间，满足整车小型化的设计需求。同时可以将线束布置在壳体内，避免电池包内部的繁琐走线，减少和减短各转接线束的数量和长度，降低成本，提高线束使用寿命。
15.通过以下参照附图对本技术的示例性实施例的详细描述，本技术的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
16.被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本技术的实施例，并且连同其说明一起用于解释本技术的原理。
17.图1是本实用新型实施例的动力电池bdu结构的外观示意图；
18.图2是本实用新型实施例的动力电池bdu结构中上壳和保护盖的外观示意图；
19.图3是本实用新型实施例的动力电池bdu结构的回路示意图；
20.图4是本实用新型实施例的动力电池bdu结构的爆炸图；
21.图5本实用新型实施例的动力电池bdu结构的电气原理图。
22.附图标记：
23.动力电池bdu结构100；
24.上壳11；中壳12；下壳13；
25.电池管理控制器20；
26.高压监控模块30；
27.第一保护盖41；第二保护盖42；第三保护盖43；第四保护盖44；
28.第一连接片51；第二连接片52；第三连接片53；第四连接片54；
29.第一铜排61；第二铜排62；第三铜排63；第四铜排64；第五铜排65；
30.主负继电器71；主正继电器72；熔断器73；高压接插件74；低压接插件75；预充电阻76；预充继电器77。
具体实施方式
31.现在将参照附图来详细描述本技术的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本技术的范围。
32.以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本技术及其应用或使用的任何限制。
33.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
34.在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
35.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
36.下面结合附图具体描述根据本实用新型实施例的动力电池bdu结构100。
37.如图1至图5所示，根据本实用新型实施例的动力电池bdu结构100包括壳体、电池管理控制器20和高压监控模块30。
38.具体而言，壳体内设有容纳腔。电池管理控制器20沿第一方向可拆卸地集成在容纳腔内。高压监控模块30沿第一方向可拆卸地集成在容纳腔内，高压监控模块30用于将采集的电压信号反馈给电池管理控制器20，电池管理控制器20根据高压监控模块30反馈的电压信号，给高压监控模块30供电。
39.换言之，参见图1和图4，根据本实用新型实施例的动力电池bdu结构100主要由壳体、电池管理控制器20和高压监控模块30组成。其中，壳体内设置有容纳腔。bdu(battery disconnect unit)为电池包断路单元，bdu中的结构布置在容纳腔内。电池管理控制器20沿第一方向设置在容纳腔内。其中，第一方向可以理解为动力电池bdu结构100的高度方向。
40.电池管理控制器20(bmc：battery management controller)与壳体可拆卸地连接，电池控制单元在容纳腔内沿第一方向(第一方向为bdu的高度方向，如图1中箭头方向所示，或者如图4中高度方向的箭头所示)设置在壳体的内壁中。在本技术中，通过将电池管理控制器20集成在bdu的壳体内部，合理利用了bdu的内部第一方向(下壳13的高度方向，如图1中箭头方向所示)上的空间，合理利用了bdu的内部空间。电池管理控制器20与壳体可以采用卡扣连接或螺栓连接等易于装配的可拆卸的连接方式，简化电池管理控制器20与壳体的装配难度。
41.高压监控模块30(hvsu:high voltage supervising unit)沿第一方向设置在容纳腔内，有效利用壳体内沿第一方向上的有限空间。通过将电池管理控制器20和高压监控模块30集成在bdu的壳体内部，合理利用了bdu的内部空间，对于提高整车续航或电池包电芯的合理增加提供了便利。
42.高压监控模块30与壳体可拆卸地连接，高压监控模块30与壳体可以采用卡扣连接或螺栓连接等连接方式，降低高压监控模块30在bdu中的装配难度，提高装配效率。
43.高压监控模块30用于将采集的电压信号反馈给电池管理控制器20，电池管理控制器20根据高压监控模块30反馈的电压信号，给高压监控模块30供电。
44.在本技术中，通过将bmc和hvsu集成在壳体内部，bmc和hvsu与bdu中的元器件的连
接线束集成在bdu内部，避免了客户端电池包内部各种繁琐走线，减短、减少各转接线束长度及数量，降低成本。
45.线束在bdu的壳体内部，减少了对线束的耐极端环境方面的要求，不需对线束做类似波纹管包裹等耐极端环境的保护措施，有效降低成本。
46.由此，根据本实用新型实施例的动力电池bdu结构100，电池管理控制器20和高压监控模块30可拆卸地集成在bdu内，通过在bdu的壳体内对电池管理控制器20、高压监控模块30以及bdu内部元器件的合理排布，合理利用了bdu的内部空间，减小整车电池系统的占据空间，满足整车小型化的设计需求。同时可以将线束布置在壳体内，避免电池包内部的繁琐走线，减少和减短各转接线束的数量和长度，降低成本，提高线束使用寿命。
47.根据本实用新型的一个实施例，壳体包括上壳11、中壳12和下壳13。
48.具体地，中壳12设于上壳11的底部，中壳12与上壳11可拆卸的连接。下壳13设于上壳11的底部，下壳13与中壳12在下壳13的底部并排设置，电池管理控制器20和高压监控模块30分别沿竖直方向可拆卸地设于下壳13的侧壁。
49.也就是说，如图1和图2所示，壳体主要由上壳11、中壳12和下壳13组成。其中，中壳12设置在上壳11的底部，中壳12与上壳11可以采用卡接或螺接等可拆卸的连接方式。下壳13安装在上壳11的底部，下壳13与中壳12在下壳13的底部并排设置，通过上壳11、中壳12和下壳13限定出用于安装容纳电池管理控制器20、高压监控模块30以及bdu中各元器件的容纳腔。上壳11、中壳12和下壳13上可以分别设置有嵌件螺母，保证bdu内部各个结构限位和装配的合理性，保证bdu内部零部件的固定。
50.参见图4，电池管理控制器20和高压监控模块30分别沿竖直方向(竖直方向大致如图4中高度方向的箭头所示)可拆卸地设置在下壳13的侧壁。具体来说，电池管理控制器20(bmc)通过竖直侧向固定在下壳13侧壁，电池管理控制器20与下壳13侧壁四处相应嵌件螺母螺栓连接。竖直固定有利于bmc较少占用bdu内部宽度空间，便于bdu内部主回路的合理排布，有利于完成bdu轻量化、小型化的设计。
51.高压监控模块30(hvsu)通过竖直固定在下壳13的侧壁，充分利用了bdu在此位置处的宽度和高度空间(bdu的高度方向和宽度方向大致如图4中箭头方向所示)，下壳13侧壁的该位置处设置有相应螺丝固定孔，便于高压监控模块30与下壳13的连接。
52.在本技术中，电池管理控制器20和高压监控模块30等相关元器件集成于bdu内部，有利于针对电池包可靠性提升设计方案的实施。例如，针对电池包emc测试，可以通过增加金属屏蔽板，或直接更换bdu的壳体为金属材质，就能实现较好的抗电磁干扰性能。该动力电池bdu结构100简化了电池包装配难度，节省了电池包内部空间，对于提高整车续航或电池包电芯的合理增加提供了便利。同时电池管理控制器20和高压监控模块30等相关元器件集成于bdu结构中，有利于电池包售后拆装，高效率地分析解决问题。
53.在本实用新型的一些具体实施方式中，动力电池bdu结构100还包括第一保护盖41、第二保护盖42、第三保护盖43和第四保护盖44。第一保护盖41、第二保护盖42、第三保护盖43和第四保护盖44分别与上壳11连接，通过在上壳11设置第一保护盖41、第二保护盖42、第三保护盖43和第四保护盖44，增加bdu防护等级，有效避免操作人员直接触碰带电体。
54.其中，如图1至图4所示，上壳11大致为方形盖体，第一保护盖41和第二保护盖42设置在上壳11的长度方向的一侧，并且第一保护盖41和第二保护盖42分别与下壳13卡接。第
三保护盖43和第四保护盖44分别设置在壳体的宽度方向的相对两侧，第三保护盖43与下壳13卡接，第四保护盖44与中壳12卡接，有效增加bdu防护等级，避免操作人员直接触碰带电体，提高安全性。可选地，第一保护盖41、第二保护盖42、第三保护盖43和第四保护盖44可以分别通过卡扣连接固定在上壳11的相应转轴上，实现保护盖与上壳11的连接。
55.根据本实用新型的一个实施例，如图4所示，动力电池bdu结构100还包括：第一连接片51、第一铜排61和主负继电器71，第一连接片51与高压监控模块30连接，并且第一连接片51与高压监控模块30规定在下壳13侧壁中相应嵌件螺母处。第一铜排61的一端与高压监控模块30连接，第一铜排61的另一端与主负继电器71的触点连接。第一连接片51和高压监控模块30为主负回路的输入点。hvsu竖直侧向固定在下壳13侧壁的四处的相应嵌件螺母处，hvsu在此处的竖直固定方式，充分利用了此处bdu宽度高度空间，下壳13的侧边增加相应螺丝固定孔，用于连接固定hvsu。
56.在本实用新型的一些具体实施方式中，如图4所示，动力电池bdu结构100还包括：第二连接片52和主正继电器72，第二连接片52和主正继电器72分别安装在容纳腔内，第二连接片52与主正继电器72连接器连接，以作为主正回路输入点。
57.根据本实用新型的一个实施例，参见图4，动力电池bdu结构100还包括：第二铜排62、第三铜排63和第三连接片53和熔断器73。其中，熔断器73固定在第二铜排62上，第二铜排62的一端与主正继电器72的触点连接，第二铜排62的另一端与第三铜排63连接并固定在下壳13相应的嵌件螺母处，熔断器73的上端与第三连接片53连接，以作为后驱正回路的输出点。
58.动力电池bdu结构100还包括第四铜排64和第四连接片54，第四铜排64与第四连接片54连接，并固定在下壳13相应的嵌件螺母处，以作为后驱负回路的输出点。
59.动力电池bdu结构100还包括第五铜排65和高压接插件74，第三铜排63和第五铜排65分别固定在高压接插件74的两端，以作为主回路的输出点。
60.动力电池bdu结构100还包括预充继电器77和低压接插件75。其中，预充继电器77可以侧向固定在下壳13的侧壁，预充继电器77与下壳13侧壁四处的相应嵌件螺母固定连接。预充继电器77设置在电池管理控制器20的下方，低压接插件75和高压接插件74分别固定在中壳12的侧壁上。通过将高压接插件74和低压接插件75固定在同一中壳12平面上，控制壳体平面度，实现电池包较稳定可靠的密封性。
61.在本技术中，如图5所示，动力电池bdu结构100为电流储存元件(通常指电池)和用电器之间进行导通与切断的控制器或组成部分。动力电池bdu结构100主要用于在上电、断电过程中，回路会产生极大电流的控制场所(例：电动汽车、电动轮船、电动轨道交通、飞机等)。
62.动力电池bdu结构100主要由bmc、hvsu、两个主继电器、一个预充继电器77、一个熔断器73、一个线绕电阻、壳体、线束、紧固件等零部件组成。该动力电池bdu结构100在正常使用过程时，预充继电器77先吸合对用电器产品内电容元件充电，其中该回路内，电阻限制电流在合理范围内。预充完成后主继电器吸合、预充继电器77断开，完成了上电过程，并持续供电工作。
63.熔断器73在用电器短路异常时，能被动强制熔断断开用电器与电源连接，保护电池包/车辆内部其他元器件不被损坏。
64.在本技术中，动力电池bdu回路示意图如图3所示，其主要是表明了用电器正常工作时电流的方向。电芯电流经第二连接片52流入，过主正继电器72、第二铜排62，一路经过第三铜排63到高压接插件74的正极，流向第一负载，组成图示a-b-c2主正回路，另一路经过第三连接片53，流向第二负载，组成图示a-b-c1后驱正回路。
65.参见图3，预充回路为预充电阻76和预充继电器77形成的回路。经过第一负载的电流从高压接插件74的负极流入第五铜排65，经过第四铜排64流经主负继电器71，再通过第一铜排61过hvsu、第一连接片51最终回到电芯，组成图示d-e2-f-g主负回路。经过第二负载的电流从第四连接片54流入，经过第四铜排64流经主负继电器71，再通过第一铜排61过hvsu、第一连接片51最终回到电芯，组成图示e1-f-g后驱负回路。
66.需要说明的是，主正回路和主负回路分别连接在电池的正负极上，主正回路和主负回路之间并联设置有前驱电机和后驱电机。其中，一方面，主正回路、前驱电机、主负回路和电池之间形成电流通路，保证前驱电机正常工作。另一方面，主正回路、后驱正回路、后驱电机、后驱负回路、主负回路和电池之间形成电流回路，保证后驱电机正常工作。当然，对于本领域技术人员来说，车辆的前驱电机、后驱电机与各个回路之间的连接关系和工作原理是本领域技术人员可以理解并且能够实现的，在本技术中不再详细赘述。
67.通讯回路主要用于整车通过低压接插件75与bmc完成通讯。bmc负责控制供电给hvsu、主正继电器72、主负继电器71、预充继电器77，实现回路正常通断。hvsu通过内部采样线束反馈电压信号给bmc分析判断。
68.当然，对于本领域技术人员来说，动力电池bdu结构100中各个元器件的工作原理是可以理解并且能够实现的，在本技术中不再详细赘述。
69.总而言之，根据本实用新型实施例的动力电池bdu结构100，电池管理控制器20和高压监控模块30可拆卸地集成在bdu内，通过在bdu的壳体内对电池管理控制器20、高压监控模块30以及bdu内部元器件的合理排布，合理利用了bdu的内部空间，减小整车电池系统的占据空间，满足整车小型化的设计需求。同时可以将线束布置在壳体内，避免电池包内部的繁琐走线，减少和减短各转接线束的数量和长度，降低成本，提高线束使用寿命。
70.根据本技术的第二方面，提供一种车辆，包括上述实施例中的动力电池bdu结构100。由于根据本实用新型实施例的动力电池bdu结构100具有上述技术效果，因此，根据本实用新型实施例的车辆也应具有相应的技术效果，即本实用新型的车辆，通过采用该动力电池bdu结构100，合理利用了bdu的内部空间，减小整车电池系统的占据空间，满足整车小型化的设计需求。同时可以将线束布置在壳体内，避免电池包内部的繁琐走线，减少和减短各转接线束的数量和长度，降低成本，提高线束使用寿命。
71.虽然已经通过例子对本技术的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本技术的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本技术的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本技术的范围由所附权利要求来限定。