电池切断单元的电路板组件及动力电池包的制作方法

本实用新型涉及电池技术领域，具体而言，尤其涉及一种电池切断单元的电路板组件及动力电池包。

背景技术：

相关技术中，动力电池包的BDU(Battery Disconnect Unit，中文全称：电池切断单元)的高压电器元件(继电器、熔断器、电阻、电流传感器等)固定安装在BDU外壳上，并通过高、低压线束连接，由此BDU装配复杂，且占用了动力电池包内部较多的空间，同时每一个高压电器元件都需要额外的结构固定，且连接各器件的高、低压线束比较分散，安装固定不便，增加了BDU由于断路或短路而无法工作的风险。此外，BDU的部件分散安装无法令动力电池包的安装和生产标准化。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种电池切断单元的电路板组件，所述电池切断单元的电路板组件具有结构排布规律、集成化高的优点。

本实用新型还提出一种动力电池包，所述动力电池包包括如上所述的电池切断单元的电路板组件。

根据本实用新型实施例的电池切断单元的电路板组件，包括：电路板，所述电路板包括第一安装槽、第二安装槽和电气隔离沟，所述电气隔离沟用于隔离高压信号和低压信号；第一电器元件，所述第一电器元件与所述电路板栓接；多个第二电器元件，部分所述第二电器元件设于所述第一安装槽内，另一部分所述第二电器元件设于所述第二安装槽内；第三电器元件，所述第三电器元件与所述电路板焊接；第一电路走线，所述第一电路走线设于所述电路板，与所述第一电器元件直接电连接的线路为所述第一电路走线，与所述第二电器元件直接电连接的线路为所述第一电路走线；第二电路走线，所述第二电路走线设于所述电路板，与所述第三电器元件直接电连接的线路为第二电路走线。

根据本实用新型实施例的电池切断单元的电路板组件，通过将第一电器元件、多个第二电器元件和第三电器元件直接排布在电路板上，并通过设在电路板上的第一电路走线和第二电路走线分别实现第一电器元件、多个第二电器元件和第三电器元件的电连接，从而可以方便第一电器元件、多个第二电器元件和第三电器元件的安装与固定，省掉了所有低压线和部分高压线，电路板组件的固定只需考虑电路板和高压出线位置和低压出线位置即可，从而便于电路板组件的标准化生产与安装。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一电器元件包括主正继电器和主负继电器。由此，主正继电器和主负继电器可以对电池切断单元进行自动调节、安全保护、转换电路等。

根据本实用新型的一些实施例，部分所述第二电器元件为主熔断器，部分所述第二电器元件为电流传感器，所述主熔断器位于所述第一安装槽内，所述电流传感器位于所述第二安装槽内。由此，可以便于主熔断器和电流传感器的安装，同时第一安装槽可以避免主熔断器内部短路，第二安装槽可以避免电流传感器内部短路的情况。

在本实用新型的一些实施例中，所述主熔断器具有连接部，所述连接部与所述电路板栓接。由此，可以方便地实现主熔断器的安装且栓接的连接稳定性较高，还便于主熔断器从电路板上拆卸下来，以便于主熔断器的维修与更换。

在本实用新型的一些实施例中，所述电流传感器与所述电路板栓接。由此，可以方便地实现电流传感器的安装且栓接的连接稳定性较高，还便于电流传感器从电路板上拆卸下来，以便于电流传感器的维修与更换。

根据本实用新型的一些实施例，所述第三电器元件包括加热熔断器和第一预充继电器。由此，熔断器和第一预充继电器可以保护电池切断单元。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一电路走线为附铜牌电路线。由此，可以增加第一电路走线的载流，可以提高第一电路走线的抗干扰能力，降低其压降。

根据本实用新型的一些实施例，所述第二电路走线为镀锡电路线。由此，可以增加第二电路走线的载流，可以提高第二电路走线的导电性，从而可以提高第二电路走线的电流效率。

根据本实用新型的一些实施例，还包括：第四电器元件，所述第四电器元件与所述电路板焊接，与所述第四电器元件直接电连接的电路为所述第二电路走线。焊接工艺已经很成熟，将第四电器元件直接焊接在电路板上，可以提高第四电器元件的安装效率。

进一步地，所述第四电器元件包括预充电阻和第二预充继电器。由此，预充电阻和第二预充继电器可以控制预充回路的断开和闭合，从而可以保护电池切断单元。

根据本实用新型的一些实施例，所述电气隔离沟的至少部分段沿直线延伸。由此，可以方便电气隔离沟的设置与形成。

根据本实用新型实施例的动力电池包，包括：电路板组件，所述电路板组件为如上中任一项所述的电池切断单元的电路板组件。

根据本实用新型实施例的动力电池包，通过将第一电器元件、多个第二电器元件和第三电器元件直接排布在电路板上，并通过设在电路板上的第一电路走线和第二电路走线分别实现第一电器元件、多个第二电器元件和第三电器元件的电连接，从而可以方便第一电器元件、多个第二电器元件和第三电器元件的安装与固定，省掉了所有低压线和部分高压线，电路板组件的固定只需考虑电路板和高压出线位置和低压出线位置即可，从而便于电路板组件的标准化生产与安装。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型实施例的电池切断单元的电路板组件的原理图；

图2是根据本实用新型实施例的电池切断单元的电路板组件的结构排布图；

图3是根据本实用新型实施例的电池切断单元的电路板组件的电路板的正面布线图；

图4是根据本实用新型实施例的电池切断单元的电路板组件的电路板的背面布线图；

图5是根据本实用新型实施例的电池切断单元的电路板组件的载流能力加强图。

附图标记：

电路板组件1，

电路板10，第一安装槽101，第二安装槽102，电气隔离沟103，

第一电器元件20，主正继电器200，主负继电器210，

第二电器元件30，主熔断器300，电流传感器310，

第三电器元件40，加热熔断器400，第一预充继电器410，

第四电器元件50，预充电阻500，第二预充继电器510，

继电器接插件60，电源接插件70，地线接插件80，高电压输出接插件90，低电压输出接插件100，加热接插件110，

第一电路走线11，第一线路111，第二线路112，第三线路113，第四线路114，

第五线路115，第六线路116，

第二电路走线12。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“左”、“右”、“厚度”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。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1-图5所示，根据实用新型实施例的电池切断单元的电路板组件1，包括电路板10、第一电器元件20、多个第二电器元件30、第三电器元件40、第一电路走线11和第二电路走线12。

具体地，如图2-图5所示，电路板10可以包括第一安装槽101、第二安装槽102和电气隔离沟103，电气隔离沟103可以用于隔离高压信号和低压信号。第一电器元件20与电路板10栓接，部分第二电器元件30设于第一安装槽101内，另一部分第二电器元件30设于第二安装槽102内。第三电器元件40与电路板10焊接。第一电路走线11设于电路板10，与第一电器元件20直接电连接的线路为第一电路走线11，与第二电器元件30直接电连接的线路为第一电路走线11。第二电路走线12设于电路板10，与第三电器元件40直接电连接的线路为第二电路走线12。

可以理解的是，如图2-图5所示，电路板10上可以设有第一安装槽101、第二安装槽102、电气隔离沟103。第一安装槽101、第二安装槽102和电气隔离沟103均在电路板10的厚度方向上贯穿电路板10。电路板10上排布有第一电器元件20、多个第二电器元件30和第三电器元件40。其中，第一电器元件20可以直接通过外部触点栓接在电路板10上，例如，第一电器元件20可以去除塑料外壳，第一电器元件20本身就是导电的，电路板10上可以设有通孔，第一电器元件20可以通过螺栓固定在电路板10上。

第三电器元件40均可以通过焊脚焊接在电路板10上，例如，第三电器元件40可以通过焊丝(如铅锡焊丝)焊接在电路板10上。多个第二电器元件30可以对应地放置于第一安装槽101和第二安装槽102内。如图2-图5所示，电路板10上可以形成第一电路走线11和第二电路走线12，第一电路走线11经过第一电器元件20和多个第二电器元件30，第一电路走线11可以与第一电器元件20及多个第二电器元件30实现电连接，与第一电器元件20直接电连接的为部分第一电路走线11，与第二电器元件30直接电连接是其余的部分第一电路走线11。第二电路走线12经过第三电器元件40，第二电路走线12可以与第三电器元件40实现电连接，与第三电器元件40直接电连接的为第二电路走线12。需要说明的是，这里所提到的“直接电连接”可以是电路走线直接延伸至电器元件处且与元件直接接触实现电连接情况。

电气隔离沟103可以用于隔离高压信号和低压信号，例如，电气隔离沟103可以用于隔离电器元件内部的高压和低压，从而可以避免电器元件内部短路。需要说明的是，这里所提到的“高压”与“低压”是针对电压的高低而言的，“高”与“低”是相对而言的，“高压”的电压高于“低压”。需要说明的是，第一安装槽101与第二安装槽102可以同样具有隔离电器元件内部的高压和低压的作用效果。

根据本实用新型实施例的电池切断单元的电路板组件1，通过将第一电器元件20、多个第二电器元件30和第三电器元件40直接排布在电路板10上，并通过设在电路板10上的第一电路走线11和第二电路走线12实现第一电器元件20、多个第二电器元件30和第三电器元件40的电连接，从而可以方便第一电器元件20、多个第二电器元件30和第三电器元件40的安装与固定，省掉了所有低压线和部分高压线，电路板组件1的固定只需考虑电路板10和高压出线位置和低压出线位置即可，从而便于电路板组件1的标准化生产与安装。

如图2-图5所示，根据本实用新型的一些实施例，第一电器元件20可以包括主正继电器200和主负继电器210。继电器是一种电控制器件，是当输入量(激励量)的变化达到规定要求时，在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器。它具有控制系统(又称输入回路)和被控制系统(又称输出回路)之间的互动关系。通常应用于自动化的控制电路中，它实际上是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。主正继电器200可以是与电源连接的继电器，主负继电器210可以是与地线连接的继电器。

如图2-图5所示，根据本实用新型的一些实施例，部分第二电器元件30为主熔断器300，部分第二电器元件30为电流传感器310，主熔断器300位于第一安装槽101内，电流传感器310位于第二安装槽102内。例如，电路板10上可以设有一个主熔断器300和一个电流传感器310，主熔断器300可以嵌设在第一安装槽101内，电流传感器310可以嵌设在第二安装槽102内。由此，可以便于主熔断器300及电流传感器310的安装，且第一安装槽101可以阻断连接到主熔断器300上的两端的高电压信号与低电压信号直接短路的情况，从而可以使得电压信号可以流经主熔断器300，同理，第二安装槽102可以阻断连接到电流传感器310上的两端的高电压信号与低电压信号直接短路的情况，从而可以使得电压信号可以流经电流传感器310。

在本实用新型的一些实施例中，主熔断器300具有连接部，连接部与电路板10栓接。例如，主熔断器300具有两个伸出的第一栓接端子，每个第一栓接端子均在电路板10上对应存在两个间隔的、相邻排布的第一通孔，第一栓接端子可以依次穿过两个第一通孔，并与两个第一通孔之间的部分电路板10栓接在一起。由此，可以方便地实现主熔断器300的安装且栓接的连接稳定性较高，还便于主熔断器300从电路板10上拆卸下来，以便于主熔断器300的维修与更换。

在本实用新型的一些实施例中，电流传感器310与电路板10栓接。例如，电流传感器310具有伸出的两个第二栓接端子，每个第二栓接端子在电路板10上均对应存在两个间隔的、相邻排布的第二通孔，第二栓接端子可以依次穿过两个第二通孔，并与两个第二通孔之间的部分电路板10栓接在一起。由此，可以方便地实现电流传感器310的安装且栓接的连接稳定性较高，还便于电流传感器310从电路板10上拆卸下来，以便于电流传感器310的维修与更换。

如图2-图5所示，根据本实用新型的一些实施例，第三电器元件40包括加热熔断器400和第一预充继电器410。熔断器是指当电流超过规定值时，以本身产生的热量使熔体熔断，断开电路的一种电器。由此，加热熔断器400可以作为电池切断单元短路或是过电流的保护器，从而可以提高电池切断单元的电路板组件1的使用性能及安全性能。通常情况下，继电器会配备有预充回路，预充回路可以保护继电器，预充继电器位于预充回路中，预充继电器可以用于控制预充回路的断开、闭合的作用。进一步地，部分第二电路走线12位于加热熔断器400和第一预充继电器410之间，加热熔断器400和第一预充继电器410通过该部分第二电路走线12实现电连接。

根据本实用新型的一些实施例，第一电路走线11可以为附铜牌电路线。可以理解的是，电路板10上第一电路走线11经过的位置可以铺设铜，例如，电路板10上第一电路走线11的路径可以形成有凹槽，凹槽内可以用固体铜填充。由此，可以增加第一电路走线11的载流，可以提高第一电路走线11的抗干扰能力，降低其压降。进一步地，第一电路走线11与电源直接电连接，由此可以提高电源效率。

根据本实用新型的一些实施例，第二电路走线12可以为镀锡电路线。镀锡是一种可焊性良好并具有一定耐蚀能力的涂层，在电子元件、印制线路板中广泛应用。可以理解的是，电路板10上第二电路走线12经过的位置可以涂覆有镀锡。由此，可以增加第二电路走线12的载流，可以提高第二电路走线12的导电性，从而可以提高第二电路走线12的电流效率。

如图2-图5所示，根据本实用新型的一些实施例，电池切断单元的电路板组件1还包括第四电器元件50，第四电器元件50与电路板10焊接，与第四电器元件50电连接的电路为第二电路走线12。可以理解的是，第四电器元件50可以直接通过其具有的焊脚焊接在电路板10上，从而方便第四电器元件50的安装。部分第二电路走线12经过第四电器元件50，与第四电器元件50之间连接的均为第二电路走线12的部分。

进一步地，如图2-图5所示，第四电器元件50包括预充电阻500和第二预充继电器510。预充电阻500和第二预充继电器510可以构成电池切断单元的预充回路，预充回路可以保护电池切断单元，可以有效地防止电池切断单元短路，第二预充继电器510位于预充回路中，第二预充继电器510可以用于控制预充回路的断开、闭合的作用，预充电阻500可以分担部分电流，达到限流的作用。进一步地，部分第二电路走线12位于预充电阻500和第二预充继电器510之间，预充电阻500和第二预充继电器510通过该部分第二电路走线12实现电连接。

如图2-图5所示，根据本实用新型的一些实施例，电气隔离沟103的至少部分段沿直线延伸。由此，可以方便电气隔离沟103的设置与形成。

根据本实用新型实施例的动力电池包，包括电路板组件1，电路板组件1为如上所述的电池切断单元的电路板组件1。

根据本实用新型实施例的动力电池包，通过将第一电器元件20、多个第二电器元件30和第三电器元件40直接排布在电路板10上，并通过设在电路板10上的第一电路走线11和第二电路走线12分别实现第一电器元件20、多个第二电器元件30和第三电器元件40的电连接，从而可以方便第一电器元件20、多个第二电器元件30和第三电器元件40的安装与固定，省掉了所有低压线和部分高压线，电路板组件1的固定只需考虑电路板10和高压出线位置和低压出线位置即可，从而便于电路板组件1的标准化生产与安装。

下面参考图1-图5详细描述根据本实用新型的电池切断单元的电路板组件1。值得理解的是，下述描述仅是示例性说明，而不是对本实用新型的具体限制。

如图1-图5所示，电路板组件1包括电路板10、主正继电器200、主负继电器210、主熔断器300、连接部、电流传感器310、、第一预充继电器410、预充电阻500、第二预充继电器510、继电器接插件60、电源接插件70、地线接插件80、高电压输出接插件90、低电压输出接插件100和加热接插件110。

具体地，如图2-图5所示，电源接插件70和地线接插件80位于电路板10的左侧(如图2所示的左)，电源接插件70和地线接插件80对称分布。继电器接插件60位于电源接插件70和地线接插件80之间，继电器接插件60、电源接插件70和地线接插件80两两间隔开，可以理解的是，继电器接插件60、电源接插件70和地线接插件80中任意两个电器元件之间均有间隔。高电压输出接插件90和低电压输出接插件100位于电路板10的右侧方向(如图2所示的右侧)，高电压输出接插件90和低电压输出接插件100对称分布。加热接插件110位于高电压输出接插件90和低电压输出接插件100之间，加热接插件110、高电压输出接插件90和低电压输出接插件100两两间隔开，可以理解的是，加热接插件110、高电压输出接插件90和低电压输出接插件100中任意两个电器元件之间均有间隔。

如图2-图5所示，主正继电器200、主熔断器300位于电源接插件70和高电压输出接插件90之间，且主正继电器200、主熔断器300、电源接插件70和高电压输出接插件90两两间隔开。主负继电器210、电流传感器310位于地线接插件80和低电压输出接插件100之间，主负继电器210、电流传感器310、地线接插件80和低电压输出接插件100两两间隔开。第二预充继电器510、预充电阻500、第一预充继电器410和加热熔断器400位于继电器接插件60和加热接插件110之间，且它们均两两间隔开。

如图2-图5所示，主正继电器200、主负继电器210、主熔断器300、电流传感器310、加热熔断器400、第一预充继电器410、预充电阻500、第二预充继电器510、继电器接插件60、电源接插件70、地线接插件80、高电压输出接插件90、低电压输出接插件100和加热接插件110均排布在电路板10上。电路板10上设有第一安装槽101、第二安装槽102和多个电气隔离沟103。第一安装槽101、第二安装槽102和电气隔离沟103均在电路板10的厚度方向上贯穿电路板10。

如图2-图5所示，主正继电器200和主负继电器210均采用新型外观(去掉塑料外壳)，主正继电器200和主负继电器210均通过外部触点接线柱与PCB栓接。加热熔断器400、第一预充继电器410和第二预充继电器510均可以直接焊接在PCB上。主熔断器300可以嵌设在第一安装槽101内，主熔断器300具有两个伸出的第一栓接端子，每个第一栓接端子均可以与电路板10栓接在一起。电流传感器310可以嵌设在第二安装槽102内，电流传感器310具有两个伸出的第二栓接端子，每个第二栓接端子均可以与电路板10栓接在一起。可以利用螺栓连接电流传感器310与电路板10，以提高电流传感器310的连接稳定性。预充电阻500可以焊接在电路板10上，并用螺栓进行固定。加热接插件110采用探针结构焊接在电路板10上。

如图2-图5所示，与主正继电器200相对的电路板10处形成有电气隔离沟103，与主负继电器210相对的电路板10处形成有电气隔离沟103，与第一预充继电器410相对的电路板10处形成有电气隔离沟103，与第二预充继电器510相对的电路板10处形成有电气隔离沟103，与预充电阻500相对的电路板10处也形成有电气隔离沟103，与加热接插件110相对的电路板10处形成有电气隔离沟103。电源接插件70与第二预充继电器510之间具有电气隔离沟103，预充电阻500与第一预充继电器410之间具有电气隔离沟103，地线接插件80与第二预充继电器510之间具有电气隔离沟103，电流传感器310与第一预充继电器410之间具有电气隔离沟103，加热熔断器400与加热接插件110之间具有电气隔离沟103。

如图3-图5所示，继电器接插件60与主正继电器200、主负继电器210、第一预充继电器410、第二预充继电器510均采用印制线实现电连接。电流采样低压线束，加热回路高压线都采用印制线，通过接插件输出。电源接插件70与主正继电器200之间的线路为第一线路111，第一线路111为附铜牌电路线。主熔断器300与主正继电器200之间的线路为第二线路112，第二线路112为附铜牌电路线。主熔断器300与高电压输出接插件90之间的线路为第三线路113，第三线路113为附铜牌电路线。地线接插件80与主负继电器210之间的线路为第四线路114，第四线路114为附铜牌电路线。电流传感器310与主负继电器210之间的线路为第五线路115，第五线路115为附铜牌电路线。电流传感器310与低电压输出接插件100之间的线路为第六线路116，第六线路116为附铜牌电路线。

第二预充继电器510的一端通过镀锡电路线与第一线路111电连接，第二预充继电器510的另一端通过镀锡电路线与预充电阻500的一端电连接，预充电阻500的另一端通过镀锡电路线与第二线路112电连接，加热熔断器400的一端通过镀锡电路线与第三线路113电连接，加热熔断器400的另一端通过镀锡电路线与第一预充继电器410的一端电连接，第一预充继电器410的另一端通过镀锡电路线与加热线圈的一端电连接，加热线圈的另一端通过镀锡电路线与第六线路116电连接。

根据本实用新型实施例的电池切断单元的电路板组件1，通过焊接、栓接等工艺将电器件安装在电路板10上，并通过印制线路、附铜牌电路线及镀锡电路线根据电器元件之间的实际连接关系实现电连接，既可以方便电器元件的安装与固定，也可以省掉所有低压线和部分高压线，电路板组件1的固定只需考虑电路板10和高压出线位置和低压出线位置即可，从而便于电路板组件1的标准化生产与安装，具有结构简单、线束精简、固定可靠、性能稳定及实用性强等优点。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。