一种抗机械冲击的电池系统配电盒以及电池包的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，具体涉及一种抗机械冲击的电池系统配电盒以及电池包。


背景技术：

2.目前，新能源行业，已经有很多的整车厂开始使用800v系统，当前大多数800v系统是通过电池系统配电盒内部的继电器控制两个400v模组群的串并联来实现800v系统的高压。考虑到电池包的机械冲击测试，当前常开继电器在安装到电池包上时，无法承受电池包所受到的冲击力，当受到巨大冲击力时，冲击的瞬间继电器容易闭合，一旦闭合，将发生短路，造成安全隐患。
3.通常电池系统配电盒由底座、上盖、连接排、继电器等电子元器件组成，电子元器件通过螺栓和螺母等固定在底座上，电子元器件之间通过连接排连接。当前大多数800v系统是通过电池系统配电盒内部的继电器控制两个400v模组群的串并联来实现800v系统的高压。当前800v系统电池系统配电盒由于集成了2个400v回路，目前结构设计上通常会将电池系统配电盒通过螺栓固定在底座上；考虑到电池包的机械冲击测试，冲击力的传递关系是从冲击台—冲击工装—电池包箱体—电池系统配电盒底座衬套—电池系统配电盒底座—继电器，其中由于电池系统配电盒底座以及电池系统配电盒底座衬套是弹性材料，会将冲击力放大，当放大后的冲击力大于继电器所能承受的极限时，继电器会闭合，将会发生短路。


技术实现要素：

4.本实用新型为了解决现有技术存在技术问题的一种或几种，提供了一种抗机械冲击的电池系统配电盒以及电池包。
5.本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种抗机械冲击的电池系统配电盒，包括配电盒本体，所述配电盒本体内设有多个继电器，多个所述继电器中存在至少一个继电器的触点方向与其他继电器的触点方向不同；至少一个所述继电器上设有第一连接结构，所述配电盒本体上设有第二连接结构，所述第一连接结构和所述第二连接结构中的任意一个上嵌设有第一嵌设件，另一个上开设有连接孔，所述连接孔内设有连接螺栓，所述连接螺栓与所述第一嵌设件连接。
6.本实用新型的有益效果是：本实用新型的抗机械冲击的电池系统配电盒(电池系统配电盒又称bdu，battery disconnect unit)，由于配电盒本体一般采用塑胶材料，由于塑胶材料为弹性体，在冲击过程中会将冲击力放大并传递到继电器上，因此通过在第一连接结构或第二连接结构中嵌入第一嵌设件，可以将两个连接结构之间的连接为硬连接，降低冲击力的传递大小。而且本实用新型还将多个继电器中的至少一个继电器的触点方向与其他继电器的触点方向错开，由于继电器在触点运动方向所能承受的冲击力最小，即使触点方向与受到冲击力方向相同或平行的继电器闭合，其他继电器也不会闭合，电池系统配
电盒也不会发生短路风险，降低了安全隐患发生的可能。第一嵌设件可以采用嵌设的连接螺母，连接螺栓直接与连接螺母进行连接即可；第一嵌设件也可以采用嵌设的金属嵌套，金属嵌套的内表面可以为光面，连接螺栓穿过金属嵌套再与螺母连接，将金属嵌套压紧即可。
7.在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
8.进一步，所述第一连接结构与所述第二连接结构相对的一面为第一连接面，所述第二连接结构与所述第一连接结构相对的一面为第二连接面，所述第一连接面和第二连接面之间预留有间隙；所述第一嵌设件凸出于所述第一连接面并抵接于所述第二连接面，或所述第一嵌设件凸出于所述第二连接面并抵接于所述第一连接面。
9.采用上述进一步方案的有益效果是：通过将第一嵌设件凸出于所在的连接面并与另一个连接面抵接，使得连接面与第一嵌设件直接接触，形成稳定的硬连接，可以有效降低冲击力的传递大小。
10.进一步，所述第一嵌设件的外侧壁上设有法兰，所述第一连接结构或第二连接结构上设有与所述第一嵌设件外侧壁适配的第一嵌设孔，所述第一嵌设孔的一端内侧壁上设有限位边，所述第一嵌设件的法兰抵接在所述限位边的内侧面上，所述第一嵌设件的一端从所述限位边伸出并抵接在第二连接结构或第一连接结构上。
11.采用上述进一步方案的有益效果是：通过将第一嵌设件的法兰抵接在限位边的内侧面上，可以为第一嵌设件起到有效稳定的结构限位，使第一嵌设件既能够与所在的连接结构有效稳定连接，又能与另一个连接结构稳定抵接，并通过连接螺栓稳定牢固连接，使整个连接结构更加稳定可靠。
12.进一步，所述配电盒本体的外侧壁上设有第三连接结构，所述第三连接结构上开设有第二嵌设孔，所述第二嵌设孔内嵌设有第二嵌设件，所述第二嵌设件凸出于所述第三连接结构的装配面。
13.采用上述进一步方案的有益效果是：当将电池系统配电盒安装在电池箱体上时一般采用橡胶垫作为弹性材料，橡胶垫在冲击过程中会将冲击力放大并传递到继电器上，将橡胶垫取消并通过设置第二嵌设件，将第二嵌设件直接与电池箱体接触，形成硬连接，可以有效降低冲击力的传递大小。第二嵌设件可以采用嵌设的连接螺母，直接利用连接螺栓与连接螺母进行连接；第二嵌设件也可以采用嵌设的金属嵌套，金属嵌套的内表面可以为光面，通过连接螺栓穿过金属嵌套与螺母连接，将金属嵌套压紧即可。
14.进一步，所述第二嵌设孔贯穿所述第三连接结构的装配面，所述第二嵌设件的至少一端从所述第二嵌设孔凸出并设有一圈环边，所述环边压接在所述装配面上。
15.采用上述进一步方案的有益效果是：通过在第二嵌设件的至少一端设置环边，进一步实现了第二嵌设件与配合螺栓之间的硬接触，形成硬连接。
16.进一步，所述第三连接结构包括固定在所述配电盒本体外侧壁上的多个装配耳板，所述第一嵌设件的嵌设方向与所述第二嵌设件的嵌设方向平行布置。
17.采用上述进一步方案的有益效果是：将第一嵌设件的嵌设方向与第二嵌设件的嵌设方向平行布置，当存在机械冲击时，两个嵌设件使受力分散，有利于缓冲机械冲击，降低冲击力集中在某一区域。
18.进一步，所述配电盒本体内设有多个继电器回路，多个所述继电器回路分别通过控制回路进行连接，每个继电器回路中连接有至少两个第一继电器，所述控制回路中连接
有第二继电器；所述继电器回路中存在至少一个第一继电器的触点方向与该继电器回路中的其他第一继电器的触点方向不同。
19.采用上述进一步方案的有益效果是：在每个继电器回路中存在两个触点方向错开的继电器，可以避免每个继电器回路发生短路，进一步降低了安全隐患发生的可能。
20.进一步，所述配电盒本体内设有多个继电器回路，多个所述继电器回路分别通过控制回路进行连接，每个继电器回路中设有第一继电器，所述控制回路中设有第二继电器，所述第一继电器的触点方向与所述第二继电器的触点方向不同。
21.采用上述进一步方案的有益效果是：即使继电器回路中的第一继电器闭合，但由于控制回路中的第二继电器没有闭合，也不会发生短路风险。
22.进一步，所述继电器回路中连接有熔断器，所述控制回路中连接有保险器。
23.采用上述进一步方案的有益效果是：熔断器的设置，可以避免继电器回路的第一继电器闭合后发生短路的风险；保险器可以对控制回路起到保险控制作用。
24.进一步，多个所述继电器中，存在至少一个立式继电器和至少一个卧式继电器。
25.采用上述进一步方案的有益效果是：可以通过选用不同类型的继电器，来实现将继电器的触点方向错开布置。
26.进一步，所述配电盒本体包括底座和盖板，所述盖板安装在底座上，所述底座中部一体注塑形成有隔板，所述隔板上设有第二连接结构。
27.采用上述进一步方案的有益效果是：采用一体注塑成型的底座，可以将继电器等电子元器件固定在底座中部隔板的正反两面，即节省了空间，也提高了电池系统配电盒的模态，使得传递到继电器的冲击力减小。
28.一种电池包，包括电池包本体以及上述的一种抗机械冲击的电池系统配电盒，所述配电盒本体安装在电池包本体上。
29.本实用新型的有益效果是：本实用新型的电池包，通过将配电盒本体中的第一连接结构和第二连接结构之间的连接采用硬连接，降低冲击力的传递大小。而且本实用新型还将多个继电器中的至少一个继电器的触点方向与其他继电器的触点方向错开，即使触点方向与受到冲击力方向相同或平行的继电器闭合，其他继电器也不会闭合，电池系统配电盒也不会发生短路风险，降低了电池包安全隐患发生的可能。
附图说明
30.图1为本实用新型抗机械冲击的电池系统配电盒的原理示意图；
31.图2为本实用新型抗机械冲击的电池系统配电盒的俯视结构示意图；
32.图3为图2中b-b剖面结构示意图；
33.图4为图3中a部的放大结构示意图；
34.图5为本实用新型抗机械冲击的电池系统配电盒的主视结构示意图；
35.图6为图5中a-a剖面结构示意图；
36.图7为本实用新型连接螺母的主视结构示意图；
37.图8为本实用新型连接螺母的立体结构示意图。
38.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
39.1、继电器回路；11、熔断器；12、连接排；
40.2、控制回路；21、保险器；
41.3、立式继电器；4、卧式继电器；5、配电盒本体；51、底座；52、隔板；53、盖板；
42.6、第一连接结构；61、连接孔；62、连接螺栓；63、第一连接面；64、间隙；
43.7、第二连接结构；71、连接螺母；72、第一嵌设孔；73、第二连接面；74、法兰；75、限位边；
44.8、第三连接结构；81、金属嵌套；82、第二嵌设孔；83、装配面；84、环边；85、装配耳板。
具体实施方式
45.以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
46.实施例1
47.如图1～图8所示，本实施例的一种抗机械冲击的电池系统配电盒，包括配电盒本体5，所述配电盒本体5内设有多个继电器，多个所述继电器中存在至少一个继电器的触点方向与其他继电器的触点方向不同；至少一个所述继电器上设有第一连接结构6，所述配电盒本体5上设有第二连接结构7，所述第一连接结构6和所述第二连接结构7中的任意一个上嵌设有第一嵌设件，另一个上开设有连接孔61，所述连接孔61内设有连接螺栓62，所述连接螺栓62与所述第一嵌设件连接。
48.其中，第一连接结构6和第二连接结构7可以采用连接耳板结构，当然也可以采用其他能够实现连接的结构。
49.如图3和图4所示，本实施例的所述第一连接结构6与所述第二连接结构7相对的一面为第一连接面63，所述第二连接结构7与所述第一连接结构6相对的一面为第二连接面73，所述第一连接面63和第二连接面73之间预留有间隙64；所述第一嵌设件凸出于所述第一连接面63并抵接于所述第二连接面73，或所述第一嵌设件凸出于所述第二连接面73并抵接于所述第一连接面63。通过将第一嵌设件凸出于所在的连接面并与另一个连接面抵接，使得连接面与第一嵌设件直接接触，形成稳定的硬连接，可以有效降低冲击力的传递大小。
50.如图4、图6～图8所示，本实施例的所述第一嵌设件的外侧壁上设有法兰74，所述第一连接结构6或第二连接结构7上设有与所述第一嵌设件外侧壁适配的第一嵌设孔72，所述第一嵌设孔72的一端内侧壁上设有限位边75，所述第一嵌设件的法兰74抵接在所述限位边75的内侧面上，所述第一嵌设件的一端从所述限位边75伸出并抵接在第二连接结构7或第一连接结构6上。通过将第一嵌设件的法兰抵接在限位边的内侧面上，可以为第一嵌设件起到有效稳定的结构限位，使第一嵌设件既能够与所在的连接结构有效稳定连接，又能与另一个连接结构稳定抵接，并通过连接螺栓稳定牢固连接，使整个连接结构更加稳定可靠。
51.本实施例的所述第一嵌设件采用连接螺母71或金属嵌套81，金属嵌套的内表面可以为光面，连接螺栓穿过金属嵌套再与螺母连接，将金属嵌套压紧即可。图4给出了第一嵌设件采用连接螺母71的图示，可将连接螺栓62直接螺纹连接在第一连接结构6的连接孔61内，再与第一嵌设件的连接螺母71进行螺纹连接。当然第一嵌设件也可以采用金属嵌套81，可将连接螺栓62螺纹连接在第一连接结构6的连接孔61内，再穿过第一嵌设件的金属嵌套81，然后再通过一个螺母将连接螺栓62锁紧固定在第一嵌设件的金属嵌套81上。
52.如图2、图5和图6所示，本实施例的所述配电盒本体5的外侧壁上设有第三连接结构8，所述第三连接结构8上开设有第二嵌设孔82，所述第二嵌设孔82内嵌设有第二嵌设件，所述第二嵌设件凸出于所述第三连接结构8的装配面83。当将电池系统配电盒安装在电池箱体上时一般采用橡胶垫作为弹性材料，橡胶垫在冲击过程中会将冲击力放大并传递到继电器上，将橡胶垫取消并通过设置第二嵌设件，将第二嵌设件直接与电池箱体接触，形成硬连接，可以有效降低冲击力的传递大小。第二嵌设件可以采用嵌设的连接螺母，直接利用连接螺栓与连接螺母进行连接；第二嵌设件也可以采用嵌设的金属嵌套81，金属嵌套的内表面可以为光面，通过连接螺栓穿过金属嵌套81与螺母连接，将金属嵌套压紧即可。
53.如图2、图5和图6所示，本实施例的所述第二嵌设孔82贯穿所述第三连接结构8的装配面83，所述第二嵌设件的至少一端从所述第二嵌设孔82凸出并设有一圈环边84，所述环边84压接在所述装配面83上。通过在第二嵌设件的至少一端设置环边，进一步实现了第二嵌设件与配合螺栓之间的硬接触，形成硬连接。
54.如图5和图6所示，本实施例的所述第三连接结构8包括固定在所述配电盒本体5外侧壁上的多个装配耳板85，所述第一嵌设件的嵌设方向与所述第二嵌设件的嵌设方向平行布置。将第一嵌设件的嵌设方向与第二嵌设件的嵌设方向平行布置，当存在机械冲击时，两个嵌设件使受力分散，有利于缓冲机械冲击，降低冲击力集中在某一区域。
55.如图1所示，本实施例的所述配电盒本体5内设有多个通过连接排12连接的继电器回路1，多个所述继电器回路1分别通过控制回路2进行连接，每个继电器回路1中连接有至少两个第一继电器，所述控制回路2中连接有第二继电器；所述继电器回路1中存在至少一个第一继电器的触点方向与该继电器回路1中的其他第一继电器的触点方向不同。在每个继电器回路中存在两个触点方向错开的继电器，可以避免每个继电器回路发生短路，进一步降低了安全隐患发生的可能。
56.如图1所示，本实施例的所述配电盒本体5内设有多个通过连接排12连接的继电器回路1，多个所述继电器回路1分别通过控制回路2进行连接，每个继电器回路1中设有第一继电器，所述控制回路2中设有第二继电器，所述第一继电器的触点方向与所述第二继电器的触点方向不同。即使继电器回路中的第一继电器闭合，但由于控制回路中的第二继电器没有闭合，也不会发生短路风险。
57.如图1所示，本实施例的所述继电器回路1中连接有熔断器11，所述控制回路2中连接有保险器21。熔断器的设置，可以避免继电器回路的第一继电器闭合后发生短路的风险；保险器可以对控制回路起到保险控制作用。
58.如图1所示，本实施例的多个所述继电器中，存在至少一个立式继电器3和至少一个卧式继电器4。可以通过选用不同类型的继电器，来实现将继电器的触点方向错开布置。
59.假设电池包受到z方向的冲击，由于卧式继电器4和立式继电器3的触点运动方向错开，即使立式继电器闭合，但由于卧式继电器没有闭合，也不会发生短路风险，而且继电器回路1中通常有熔断器，也能保证不发生短路。
60.其中，如图1所示，本实施例的立式继电器3的布置方向可以沿垂直于x方向以及y方向布置，而卧式继电器的布置方向可以沿x方向或y方向布置。
61.如图2、图3、图5和图6所示，本实施例的所述配电盒本体5包括底座51和盖板53，所述盖板53安装在底座51上，所述底座51中部一体注塑形成有隔板52，所述隔板52上设有第
二连接结构7。采用一体注塑成型的底座，可以将继电器等电子元器件固定在底座中部隔板的正反两面，即节省了空间，也提高了电池系统配电盒的模态，使得传递到继电器的冲击力减小。
62.本实施例的抗机械冲击的电池系统配电盒，由于配电盒本体一般采用塑胶材料，由于塑胶材料为弹性体，在冲击过程中会将冲击力放大并传递到继电器上，因此通过在第一连接结构或第二连接结构中嵌入第一嵌设件，可以将第一连接结构和第二连接结构之间的连接采用硬连接，降低冲击力的传递大小。而且本实用新型还将多个继电器中的至少一个继电器的触点方向与其他继电器的触点方向错开，由于继电器在触点运动方向所能承受的冲击力最小，即使触点方向与受到冲击力方向相同或平行的继电器闭合，其他继电器也不会闭合，电池系统配电盒也不会发生短路风险，降低了安全隐患发生的可能。
63.实施例2
64.本实施例的一种电池包，包括电池包本体以及上述实施例1的一种抗机械冲击的电池系统配电盒，所述配电盒本体5安装在电池包本体上。
65.本实施例的电池包，通过将配电盒本体中的第一连接结构和第二连接结构之间的连接为硬连接，降低冲击力的传递大小。而且本实施例还将多个继电器中的至少一个继电器的触点方向与其他继电器的触点方向错开，即使触点方向与受到冲击力方向相同或平行的继电器闭合，其他继电器也不会闭合，电池系统配电盒也不会发生短路风险，降低了电池包安全隐患发生的可能。
66.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
67.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
68.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
69.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
70.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表
述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
71.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。