电池断路单元及电池包的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池断路单元及电池包。


背景技术：

2.电池断路单元(bdu，battery disconnect unit)是电池包中常见的模块，bdu可以进行电路的通断，从而控制电池的充放电。bdu通常会包括继电器、熔断器等电气元件，bdu运行时会产生热量；现有的一些bdu，会采用液冷的方式对bdu进行冷却，以免bdu的承载能力下降，以及避免出现安全事故。
3.然而，现有的一些液冷bdu，其液冷装置的安装位置设置不合理，不便于bdu的组装；而且安装位置不合理会增加冷却介质的流路的复杂性，增加冷却介质的流动阻力，从而降低电池断路单元的散热效果。


技术实现要素：

4.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断路单元，该电池断路单元采用液冷散热，液冷装置的位置合理，该电池断路单元的组装便捷性高、冷却介质的流路复杂性低、散热效果好。
5.本实用新型还提出一种具有上述电池断路单元的电池包。
6.根据本实用新型的第一方面实施例的电池断路单元，包括：外壳；电气部件，容置于所述外壳中，所述电气部件用于通断电池包中的电路；液冷装置，容置于所述外壳中，且覆盖于所述电气部件的上方，所述液冷装置具有供冷却介质流动的冷却流道、供所述冷却介质进入所述冷却流道的介质入口以及供所述冷却介质离开所述冷却流道的介质出口。
7.根据本实用新型实施例的电池断路单元，至少具有如下有益效果：本实用新型提供的电池断路单元，采用液冷散热的散热形式。由于液冷装置覆盖在电气部件的上方，在该电池断路单元的组装过程中，可以先将电气部件都安装在下壳的内部后，再将液冷装置覆盖到电气部件的上方，液冷装置不需要伸入至外壳内部较深的位置，安装更方便。同时，由于液冷装置覆盖在电气部件的上方且不需要伸入至外壳内部较深的位置，液冷装置的冷却流道的走向可以设置得相对较简单，相应地，冷却介质的流动阻力会较小，这有利于提高对电气部件的冷却效果。因此，对于本实用新型提供的电池断路单元，其液冷装置的位置较合理，该电池断路单元的组装便捷性高、冷却介质的流路复杂性低、散热效果好。
8.根据本实用新型的一些实施例，所述液冷装置包括两个纵向部和至少一个横向部，其中一个所述纵向部具有所述介质入口，另一所述纵向部具有所述介质出口，两个所述纵向部间隔设置，所述横向部的两端分别与两个所述纵向部连接，所述纵向部的内腔和所述横向部的内腔相互连通以形成所述冷却流道。
9.根据本实用新型的一些实施例，所述液冷装置还包括至少一个延伸部，所述纵向部和所述横向部中的至少一者与所述延伸部连接，所述延伸部能够导热，所述延伸部与所述电气部件接触。
10.根据本实用新型的一些实施例，所述液冷装置还包括至少一个延伸部，所述电池断路单元还包括至少一个衔接件；所述纵向部和所述横向部中的至少一者与所述延伸部连接，所述延伸部能够导热；所述衔接件绝缘且能够导热，所述衔接件的一侧与所述延伸部接触，所述衔接件的另一侧与所述电气部件接触。
11.根据本实用新型的一些实施例，所述衔接件具有弹性。
12.根据本实用新型的一些实施例，所述衔接件具有避让缺口和避让通孔中的至少一者，所述避让缺口和所述避让通孔供所述电气部件穿设。
13.根据本实用新型的一些实施例，所述外壳包括上盖和下壳，所述电气部件设置于所述下壳的内部，所述上盖连接于所述下壳的顶部以覆盖所述电气部件和所述液冷装置；所述横向部的端部连接于所述纵向部的底部，且所述横向部的端部相对于所述纵向部的底侧表面凸出，所述下壳的顶部具有定位槽，横向部的端部容置于所述定位槽中。
14.根据本实用新型的一些实施例，所述外壳包括上盖和下壳，所述电气部件设置于所述下壳的内部，所述上盖连接于所述下壳的顶部以覆盖所述电气部件和所述液冷装置；所述上盖的内侧具有相对设置的第一定位壁和第二定位壁，所述第一定位壁和所述第二定位壁能够分别与不同的所述纵向部抵持，以共同夹持所述液冷装置。
15.根据本实用新型的一些实施例，至少一个所述延伸部通过螺纹紧固件与所述电气部件或所述外壳连接。
16.根据本实用新型的第二方面实施例的电池包，包括第一方面实施例的电池断路单元。
17.根据本实用新型实施例的电池包，至少具有如下有益效果：该电池包中，液冷装置能够与电气部件有良好的接触，且冷却介质流动路径的复杂程度低，冷却介质的流动阻力小，电池断路单元的散热效果好，电池包的安全性较高。
18.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
19.下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明，其中：
20.图1为本实用新型一实施例的电池断路单元的分解示意图；
21.图2为图1中的电池断路单元的液冷装置示意图；
22.图3为图1中的电池断路单元的装配图(省略上盖)；
23.图4为一些实施例中衔接件的示意图；
24.图5为一些实施例中下壳与液冷装置的配合关系示意图；
25.图6为图1中的上盖的示意图；
26.图7为一些实施例中上盖与液冷装置的配合关系示意图。
27.附图标记：100-电池断路单元，101-上盖，102-液冷装置，103-衔接件，104-连接排，105-继电器，106-熔断器，107-下壳，201-纵向部，202-横向部，203-主流动部，204-连接部，205-避让空间，206-延伸部，207-介质入口，208-介质出口，301-避让通孔，302-避让缺口，501-定位槽，601-连接槽，602-连接孔，603-穿设口，701-第一定位壁，702-第二定位壁，703-冷却流道。
具体实施方式
28.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。
29.在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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。
30.在本实用新型的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
31.本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
32.本实用新型的描述中，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。
33.本实用新型提供了一种电池断路单元100。
34.在一些实施例中，电池断路单元100包括外壳、电气部件和液冷装置102。电气部件和液冷装置102均设置在外壳的内部，电气部件用于通断电池包的电路，液冷装置102的内部供冷却介质流动，液冷装置102用于吸收电气部件运行时产生的热量，从而对电气部件进行冷却。
35.参照图1，外壳可以包括上盖101和下壳107，电气部件安装在下壳107的内部，液冷装置102可以安装在下壳107的顶部，上盖101亦安装在下壳107的顶部并覆盖电气部件和液冷装置102。外壳可以由塑料之类的绝缘的材料制成。上盖101与下壳107之间可以通过螺钉进行连接，也可以通过卡扣实现卡接。电气部件可以通过螺钉固定在外壳的内部。
36.参照图1，电气部件可以包括继电器105、熔断器106和连接排104，连接排104设置有多个，连接排104为导体(例如，连接排104的材料设置为铜、铝)。连接排104用于实现继电器105和熔断器106之间的电连接，或者用于实现继电器105与外部设备之间的电连接，又或者用于实现熔断器106与外部设备之间的电连接。继电器105和熔断器106还可以通过通讯线缆(未示出)与外部设备进行通讯连接，以便外部设备控制电池断路单元100的动作。电池断路单元100的具体电路结构和电路原理属于本领域的公知技术，此处不详细说明。
37.结合图2和图7，液冷装置102具有介质入口207、介质出口208和冷却流道703，冷却流道703位于液冷装置102的内部，介质入口207和介质出口208均与冷却流道703连通。冷却介质通过介质入口207进入冷却流道703中，并通过介质出口208离开冷却流道703。液冷装
置102设置在外壳的内部，且液冷装置102覆盖在电气部件的上方。在一些实施例中，液冷装置102可以直接与电气部件接触；在另一些实施例中，液冷装置102和电气部件也可以同时与一中间部件接触，从而实现传热(中间部件可以是下文将要提及的衔接件103)；在另一些实施例中，液冷装置102也可以与电气部件之间具有一定的间隙而不直接接触。液冷装置102内部的冷却介质，可以吸收电气部件的热量，从而对电气部件进行冷却。
38.本实用新型提供的电池断路单元100，采用液冷散热的散热形式。由于液冷装置102覆盖在电气部件的上方，在该电池断路单元100的组装过程中，可以先将电气部件都安装在下壳107的内部后，再将液冷装置102覆盖到电气部件的上方，液冷装置102不需要伸入至外壳内部较深的位置，安装更方便。同时，由于液冷装置102覆盖在电气部件的上方且不需要伸入至外壳内部较深的位置，液冷装置102的冷却流道703的走向可以设置得相对较简单，相应地，冷却介质的流动阻力会较小，这有利于提高对电气部件的冷却效果。因此，对于本实用新型提供的电池断路单元100，其液冷装置102的位置较合理，该电池断路单元100的组装便捷性高、冷却介质的流路复杂性低、散热效果好。
39.参照图2，为了降低液冷装置102的结构复杂度，液冷装置102可以包括纵向部201和横向部202；其中，纵向部201设置有两个，横向部202设置有至少一个，介质入口207设置在其中一个纵向部201上，介质出口208设置在另一个纵向部201上，纵向部201设置有介质入口207或介质出口208的一端可以与外部管路连接。结合图2和图7，纵向部201和横向部202中空设置，纵向部201的内腔和横向部202的内腔相互连通，从而形成冷却流道703。若液冷装置102需要与电气部件或中间部件(衔接件103)接触，那么可以是纵向部201和横向部202中的至少一者，与电气部件或中间部件接触。
40.参照图2，在一些实施例中，除纵向部201和横向部202以外，液冷装置102还包括至少一个延伸部206。延伸部206的内部则没有冷却介质流过。纵向部201和横向部202中的至少一者，与延伸部206连接。图2中示出的多个延伸部206中，部分延伸部206仅与横向部202连接，部分延伸部206既与纵向部201连接又与横向部202连接；在另一些实施例中，延伸部206可以仅与纵向部201连接，延伸部206与横向部202间隔设置。
41.延伸部206能够导热，延伸部206与电气部件接触。具体来说，延伸部206可以与连接排104接触，在继电器105、熔断器106等部件的轮廓复杂度较低的情况下，延伸部206也可以与继电器105和熔断器106接触。
42.设置有延伸部206的液冷装置102对电气部件的冷却原理大致如下：冷却介质流入其中一个纵向部201，再通过横向部202流向另一个纵向部201；电气部件的热量被延伸部206吸收，而延伸部206的热量会被纵向部201或横向部202吸收，纵向部201或横向部202的热量被冷却介质吸收，即，电气部件的热量依次传递至延伸部206、纵向部201(或横向部202)、冷却介质，并最终被冷却介质带走。
43.由于延伸部206的内部没有冷却介质通过，用于接触电气部件的延伸部206的布置灵活性较高；为了实现与电气部件之间的良好接触，延伸部206可灵活设置，且延伸部206的位置基本不影响冷却介质在液冷装置102中的流动阻力。即，设置延伸部206也有利于降低冷却介质的流动路径的曲折程度和复杂程度，从而降低冷却介质的流动阻力，提高对电气部件的冷却效果。
44.在液冷装置102包括纵向部201、横向部202和延伸部206的情况下，电池断路单元
100还可以包括绝缘且能够导热的衔接件103，且衔接件103的两侧分别与电气部件以及延伸部206接触。以图1为例，衔接件103的上侧表面与延伸部206接触，衔接件103的下侧表面与连接排104接触。
45.这样主要是为了防止设置为导体的衔接件103与电气部件接触而造成电气部件短路，同时增大传热面积。例如，为了提高衔接件103的导热性能，衔接件103设置为金属，若电气部件用于散热的部分为连接排104或者其他带电的部位，此时不便于直接使衔接件103与电气部件接触。设置绝缘且能够导热的衔接件103则可以避免这一问题，在设置有衔接件103的情况下，电器部件的热量会从衔接件103传递至延伸部206，最终再被横向部202或纵向部201中的冷却介质吸收。为了保证导热的稳定性，衔接件103可以通过胶体与电气部件、延伸部206粘接。若延伸部206本身绝缘，或者电气部件用于与延伸部206直接接触的部位不带电，那么可以不设置衔接件103。此外，衔接件103也可以增大传热面积，提高液冷装置102对电气部件的冷却效果。
46.衔接件103需要选用绝缘且导热性良好的材料。在此基础上，在一些实施例中，衔接件103还可以选用具有弹性的材料。具有弹性的衔接件103可以形变以适配电气部件和延伸部206的表面，这样设置可以保证衔接件103与延伸部206之间以及衔接件103与电气部件之间均有良好的接触，从而提高衔接件103的导热效率，提高液冷装置102对电气部件的冷却效果。例如，衔接件103可以设置为导热硅胶垫。
47.参照图3和图4，在一些实施例中，衔接件103还设置有避让缺口302和避让通孔301中的至少一者，以便对电气部件进行避让，避让缺口302和避让通孔301均供电气部件穿设。例如，衔接件103需要与连接排104接触，继电器105的顶部具有用于固定连接排104的螺钉，螺钉相对于连接排104凸出，为了方便衔接件103与连接排104接触，同时为了避免衔接件103凹凸不平，可以设置避让缺口302或者避让通孔301。图4中示出的衔接件103中，同时设置有避让缺口302和避让通孔301；在另一些实施例中，若电气部件中需要被衔接件103避让的部位，位于衔接件103的边缘处，那么可以仅设置避让缺口302；电气部件中需要被衔接件103避让的部位，位于衔接件103的中心区域，那么可以仅设置避让通孔301。
48.参照图2，对于设置有多个横向部202的液冷装置102，相邻的两个横向部202、两个纵向部201共同围出避让空间205，电气部件的顶部可以设置在避让空间205中，例如，继电器105的顶部设置在避让空间205中；这样设置可以提高电池断路单元100的结构紧凑性。
49.下面再介绍液冷装置102与外壳之间的装配关系。需要说明的是，下文提及的结构，既可以适用于设置有衔接件103的电池断路单元100，也可以适用于没有衔接件103的电池断路单元100。
50.在一些实施例中，为了提高液冷装置102的安装便捷性和连接牢固性，可以通过螺纹紧固件(螺钉、螺栓等)将延伸部206和外壳进行固定，从而实现液冷装置102的固定(需要在延伸部206开设供螺纹紧固件穿设的孔)。类似地，也可以通过螺纹紧固件将延伸部206和电气部件进行固定，从而实现液冷装置102的固定。在另一些实施例中，也可以使液冷装置102的外表与下壳107进行粘接。
51.参照图5，在一些实施例中，横向部202的端部连接于纵向部201的底部，且横向部202的端部相对于纵向部201的底侧表面凸出，下壳107的顶部具有定位槽501，横向部202的端部设置在定位槽501中，纵向部201则搭在下壳107的顶端端面上，定位槽501的壁面能够
抵持横向部202的端部。在横向部202的端部放入定位槽501后，下壳107对液冷装置102有定位的作用，方便通过螺纹紧固件或者胶体将液冷装置102固定到正确的位置上。
52.在电池断路单元100的组装过程中，需要在液冷装置102与下壳107固定完成后，再安装上盖101。上盖101与液冷装置102之间也可以具有定位配合，以便上盖101的安装。具体来说，参照图7，上盖101的内侧具有第一定位壁701和第二定位壁702，且第一定位壁701和第二定位壁702分布于上盖101相对的两侧；纵向部201能够与第一定位壁701或第二定位壁702抵持，第一定位壁701和第二定位壁702相当于夹持液冷装置102，从而实现上盖101与液冷装置102之间的定位。若上盖101通过螺钉与下壳107进行固定，那么上盖101与液冷装置102之间的定位，可以方便后续的打螺钉操作。
53.参照图6和图7，在一些实施例中，上盖101的外侧具有多个连接槽601，连接槽601的底壁开设有供螺钉穿设的连接孔602，相应地，下壳107也开设有与连接孔602对齐的供螺钉穿设的孔。结合图6和图7，上盖101的朝内凹陷以形成连接槽601，同时形成第一定位壁701或第二定位壁702。例如，参照图7，第一定位壁701与左侧的连接槽601的右侧壁面之间内外对应；第二定位壁702与右侧的连接槽601的左侧壁面之间内外对应。
54.上盖101还具有穿设口603，穿设口603供纵向部201的端部穿出，介质入口207和介质出口208均位于外壳的外部，这样设置方便外部管路与纵向部201的连接；同时，穿设口603与纵向部201之间的配合，也对上盖101与液冷装置102之间的装配起到防呆的作用。纵向部201包括主流动部203以及连接部204，连接部204连接于主流动部203的端部，连接部204从穿设口603穿出至外壳的外部，介质入口207或介质出口208设置在连接部204远离主流动部203的一端。主流动部203与横向部202连接，连接部204呈圆柱状，以便与外部管路连接。
55.本实用新型还提供了一种电池包，该电池包包括上述实施例中的电池断路单元100。该电池包可包括上述电池断路单元100和多个电池模组，电池模组与电池断路单元100电连接。该电池包中，液冷装置102能够与电气部件有良好的接触，且冷却介质流动路径的复杂程度低，冷却介质的流动阻力小，电池断路单元100的散热效果好，电池包的安全性较高。
56.上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互组合。