车用电池换电模块的制作方法

1.本实用新型涉及车用电池领域，尤其涉及一种车用电池换电模块。


背景技术：

2.电动汽车作为一种新能源交通工具，具有噪音低、能源利用效率高、无移动废弃排放等特点。能源供给是电动汽车产业链中的重要环节，能源供给模式与电动汽车的发展密切相关。当前，电动汽车的能源供应可分为插充和换电池两种模式，其中插充可分为慢充和快充。在插充模式下，制约电动汽车发展的电池问题尤为突出：一方面购买电池的初期投资成本太大，一般占到电动汽车本体费用的一半以上，昂贵的电池成本在很大程度上阻碍了电动汽车的推广；另一方面充电时间太长，慢充一般要4～5h，即使快充也需要0.5h，与传统能源汽车的加油或者加气相比，其获取能源的便捷性远不能满足人们的需要。同时，快充对电池有较大损伤，会造成电池寿命急剧衰减，因此实际上也进一步增加了电动汽车的电池成本。此外，在插充模式下，电动汽车充电负荷具有显著的时空随机性，对电网的运行和规划会带来不利的影响。目前基于电池租赁的换电池模式配合大规模集中型充电已经成为当前电动汽车发展具有竞争力的商业技术模式，这是由于采用电池租赁方式，由电网公司承担电池的初期投资成本，可显著降低用户的初始购车费用。但是，现有的车用电池在换电池模式下不方便快速连接入整车系统和充电系统，造成用户使用不便。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题在于如何将车用电池快速连接入整车系统和充电系统。
4.本实用新型是通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：车用电池换电模块，包括上盖总成、下壳体总成、模组总成；
5.所述上盖总成包括上盖、电池管理系统、保险丝、快插连接器、线束总成；所述电池管理系统和所述保险丝分别固定连接在所述上盖的内部；所述快插连接器固定连接在所述上盖上且穿过所述上盖，所述快插连接器位于所述上盖内部的部分通过所述线束总成与模组总成、电池管理系统和保险丝形成电路连接，所述快插连接器位于所述上盖外部的部分设有插口；
6.所述下壳体总成包括下壳体，所述上盖固定连接在所述下壳体上组成电池壳体，所述模组总成设置于所述电池壳体的内部。
7.该换电模块通过快插连接器能够快速连接入整车系统和充电系统，换电方便，大大增加了电池的利用效率和缩小了周转时间。
8.作为优化的技术方案，所述线束总成包括第一高压导线、第一铜排、第二铜排、第三铜排、第二高压导线、第一低压导线、第二低压导线；
9.所述快插连接器的正极端子通过所述第一高压导线连接所述保险丝的一端，所述保险丝的另一端通过所述第一铜排连接所述模组总成的正极，所述模组总成的负极通过第
二铜排连接所述电池管理系统的高压输入端口，所述电池管理系统的高压输出端口固定连接有第三铜排，所述第三铜排通过所述第二高压导线连接所述快插连接器的负极端子，形成快插连接器、模组总成、电池管理系统和保险丝的高压电路连接；
10.所述模组总成的低压采集端口通过所述第一低压导线连接所述电池管理系统的低压输入端口，所述电池管理系统的低压输出端口通过所述第二低压导线连接所述快插连接器的低压端子，形成快插连接器、模组总成和电池管理系统的低压电路连接。
11.作为优化的技术方案，所述上盖上对应所述模组总成的正极位置和负极位置分别设有开口，对应正极位置的开口中设有第一堵盖，对应负极位置的开口中设有第二堵盖，所述第一堵盖与所述上盖之间以及所述第二堵盖与所述上盖之间均粘胶密封。方便连接电路，保证了气密性。
12.作为优化的技术方案，所述上盖的一侧安装有透气阀。
13.作为优化的技术方案，所述上盖的下边缘一周设置有限位筋，所述下壳体的上边缘一周设有限位槽，所述上盖与所述下壳体卡接，所述限位筋与所述限位槽之间粘接有结构胶。操作简单可靠，保证了气密性。
14.作为优化的技术方案，所述下壳体上与所述快插连接器相对的一侧的外表面固定连接有把手，所述把手上设有镂空结构；所述下壳体的外侧面设有多个导向凸台。固定式的把手能够承受更大的拉拔力且更具操作性，镂空结构用于减重和增强刚度，紧凑轻便；利用导向凸台和把手，可单手操作，方便插拔。
15.作为优化的技术方案，所述下壳体上与所述快插连接器同侧的外表面设有限位凸台；所述下壳体上与所述快插连接器相对的一侧的外表面设有安装槽，所述安装槽中固定连接有缓冲块。限位凸台和缓冲块具有限位和缓冲作用。
16.作为优化的技术方案，所述下壳体的内侧面设有多个导向筋。导向筋具有导向限位功能，使模组总成放入下壳体更加便捷。
17.作为优化的技术方案，所述模组总成的底部两侧与所述下壳体的底板之间通过导热结构胶粘接。操作简单可靠，保证了气密性。
18.作为优化的技术方案，所述模组总成包括电芯、集成盖板、模组上盖板、缓冲层、防护件，多个电芯组成电池模组，所述集成盖板位于所述电池模组的上方并与各电芯固定连接，所述模组上盖板固定连接在所述集成盖板的上表面，所述缓冲层包裹在所述电池模组的外侧，所述防护件包裹在所述缓冲层的外侧。
19.本实用新型的优点在于：
20.1、该换电模块通过快插连接器能够快速连接入整车系统和充电系统，换电方便，大大增加了电池的利用效率和缩小了周转时间。
21.2、上盖与下壳体以及模组总成与下壳体均粘接固定，操作简单可靠，保证了气密性。
22.3、固定式的把手能够承受更大的拉拔力且更具操作性，镂空结构用于减重和增强刚度，紧凑轻便；利用导向凸台和把手，可单手操作，方便插拔。
附图说明
23.图1是本实用新型实施例车用电池换电模块的爆炸图。
24.图2是本实用新型实施例上盖总成的轴测示意图。
25.图3是本实用新型实施例下壳体总成、结构胶和导热结构胶的轴测示意图。
26.图4是本实用新型实施例模组总成的爆炸图。
27.图5是本实用新型实施例模组总成的仰视示意图。
具体实施方式
28.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
29.如图1所示，本实用新型实施例公开一种车用电池换电模块，包括上盖总成100、下壳体总成200、模组总成300、结构胶400。
30.如图2所示，上盖总成100包括上盖101、电池管理系统(bms)102、保险丝103、快插连接器104、第一堵盖105、第二堵盖106、透气阀107、限位筋108、线束总成。
31.所述线束总成包括第一高压导线109、第一铜排110、第二铜排111、第三铜排112、第二高压导线113、第一低压导线114、第二低压导线115。
32.电池管理系统102和保险丝103分别固定连接在上盖101的内部，电池管理系统102具有mosfet；快插连接器104固定连接在上盖101上且穿过上盖101，快插连接器104位于上盖101内部的部分通过所述线束总成与电池管理系统102、保险丝103和模组总成300形成电路连接，快插连接器104位于上盖101外部的部分设有插口；快插连接器104支持一万次快速插拔，且具备导向设计，在插拔过程中能够吸收更大的冗余公差。
33.快插连接器104的正极端子通过第一高压导线109连接保险丝103的一端，保险丝103的另一端通过第一铜排110连接模组总成300的正极，模组总成300的负极通过第二铜排111连接电池管理系统102的高压输入端口，电池管理系统102的高压输出端口固定连接有第三铜排112，第三铜排112通过第二高压导线113连接快插连接器104的负极端子，形成快插连接器104、电池管理系统102、保险丝103和模组总成300的高压电路连接。
34.模组总成300的低压采集端口通过第一低压导线114连接电池管理系统102的低压输入端口，电池管理系统102的低压输出端口通过第二低压导线115连接快插连接器104的低压端子，形成快插连接器104、电池管理系统102和模组总成300的低压电路连接。
35.上盖101上对应模组总成300的正极位置和负极位置分别设有开口，对应正极位置的开口中设有第一堵盖105，对应负极位置的开口中设有第二堵盖106，第一堵盖105与上盖101之间以及第二堵盖106与上盖101之间均粘胶密封；上盖101的一侧安装有透气阀107；上盖101的下边缘一周设置有限位筋108。
36.如图3所示，下壳体总成200包括下壳体201、限位槽202、把手203、导向凸台204，安装槽205、缓冲块206、导向筋207，所述车用电池换电模块还包括导热结构胶500。
37.下壳体201的上边缘一周设有限位槽202，上盖101与下壳体201卡接，限位筋108与限位槽202之间粘接有结构胶400，操作简单可靠，保证了气密性。
38.下壳体201上与快插连接器104相对的一侧的外表面固定连接有把手203，把手203
上设有镂空结构，固定式的把手203能够承受更大的拉拔力且更具操作性，镂空结构用于减重和增强刚度，紧凑轻便；下壳体201外侧面设有多个导向凸台204，利用导向凸台和把手，可单手操作，方便插拔。
39.下壳体201上与快插连接器104同侧的外表面设有限位凸台；下壳体201上与快插连接器104相对的一侧的外表面设有安装槽205，安装槽205中固定连接有缓冲块206，缓冲块206采用压缩泡棉，限位凸台和缓冲块206具有限位和缓冲作用。
40.下壳体201的内侧面设有多个导向筋207，导向筋207具有导向限位功能，使模组总成300放入下壳体201更加便捷。
41.如图4、图5所示，模组总成300包括电芯301、集成盖板302、模组上盖板303、缓冲层304、防护件305，模组总成300的底部两侧为粘接区域306。
42.多个电芯301组成电池模组，本实施例为48v锂电池模组，集成盖板302位于所述电池模组的上方并与各电芯301固定连接；模组上盖板303固定连接在集成盖板302的上表面；缓冲层304包裹在所述电池模组的外侧，缓冲层304采用泡棉；金属的防护件305包裹在缓冲层304的外侧。
43.上盖101固定连接在下壳体201上组成电池壳体，模组总成300设置于所述电池壳体的内部，模组总成300的底部两侧与下壳体201的底板之间通过导热结构胶500粘接。
44.装配顺序是先将模组总成300与下壳体总成200通过导热结构胶500粘接固定，再将上盖总成100与下壳体总成200通过结构胶400粘接固定，然后在上盖101的开口处将第一铜排110与模组总成300的正极通过螺栓固定连接，将第二铜排111与模组总成300的负极通过螺栓固定连接，最后将第一堵盖105和第二堵盖106分别与上盖101粘胶密封。
45.本实用新型车用电池换电模块的工作原理为：换电模块通过快插连接器104连接整车系统，需取下充电时抓住把手203向外拔出，换上已充满电的换电模块，将待充电的换电模块通过快插连接器104连接充电系统即可充电，通过快插连接器104能够快速连接入整车系统和充电系统，换电方便，大大增加了电池的利用效率和缩小了周转时间；采用电池管理系统102控制和保护系统电路，安全可靠性高。
46.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。