一种电动汽车高压配电控制箱的制作方法

本实用新型涉及配电控制箱设备技术领域，具体涉及一种电动汽车高压配电控制箱。

背景技术：

电动汽车凭借其零污染、零噪音、驾驶简单的优势一度成为人们关注的焦点。我国在电动汽车行业起步早、发展快，发展电动汽车已经成为节能减排与改善地球环境的必然趋势。其中动力电池作为电动汽车的储能单元，担负着为整车各个用电器提供动力的重要作用，由于动力电池电压高、功率大，具有一定的危险性。为了保证电动汽车的安全运行，需要对各条电气回路进行电流分配，并通过接触器实现对各个回路的控制，通过熔断器和保险丝实现各条回路的安全保护。目前国内的高压箱种类较多，应用最为广泛的是只含有一个电源控制模块的管理装置，因此只能对动力电池进行管理和控制，这种高压配电箱箱具有控制点比较分散的缺陷，不便于后期的保养和维修，而且接触器和熔断器分配不够合理，对各个回路的安全控制性不高，存在一定的应用风险。因此，急需开发一种安全度高、控制集成度高的新型高压箱。

目前在国家的支持和市场的利好下，电动汽车的使用会愈加频繁，所以一些电池行业发展也非常迅速，但是随着动力电池的大规模应用，日益凸显的问题也越来越多。首先传统高压配电箱箱体积大、质量重，由于国家对商用车电池包能量密度要求逐渐提高，更小更轻的配电箱是技术优化的重点之一。

技术实现要素：

现有新能源汽车电池包的体积较大，重量较重。在布局方面不够紧凑，空间利用率低，造成了空间和材料的浪费。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，本实用新型的目的在于提出一种电动汽车高压配电控制箱，具体技术方案如下所述：

一种电动汽车高压配电控制箱，包括箱体和箱盖，所述箱盖覆盖在所述箱体的开口端；

所述箱体内安装有支架，所述支架与所述箱盖之间设置有电池管理模块，所述电池管理模块水平设置；所述支架与所述箱体底部之间设置有电流传感器、主负极继电器、正极加热继电器、负极加热继电器、加热熔断器和高压采集模块；所述箱体的外壁上安装有接插件和开关；

所述电池管理模块、所述电流传感器、所述主负极继电器、所述正极加热继电器、所述负极加热继电器、所述加热熔断器、所述高压采集模块与所述接插件之间通过连接排连接。

进一步地，所述箱体与所述支架可拆卸地连接，所述支架与所述电池管理模块可拆卸地连接。

进一步地，所述支架的形状为口字型，所述支架水平设置。

进一步地，所述连接排为铜排或铝排。

进一步地，所述高压采集模块靠近所述箱体的后侧壁板设置；

所述正极加热继电器、所述加热熔断器和所述负极加热继电器的一端均靠近所述箱体的左侧壁板设置，所述正极加热继电器靠近所述箱体的前侧壁板设置，所述加热熔断器与所述负极加热继电器依次远离所述箱体的前侧壁板设置。

进一步地，所述正极加热继电器、所述加热熔断器和所述负极加热继电器在长度方向上相互平行。

进一步地，所述接插件包括设置在所述箱体的左侧壁板上的第一电池正极接口、第一电池负极接口、第二电池正极接口、第二电池负极接口、PTC正极接口、PTC负极接口和内网通讯接口，以及设置在箱体的右侧壁板上的电池放电正极接口、电池放电负极接口、充电通讯接口、诊断调试接口和整车通讯接口；

所述开关包括设置在所述箱体的前侧壁板上的第一手动维护开关和第二手动维护开关。

进一步地，还包括通气阀，所述通气阀安装在所述箱体的外壁上。

进一步地，所述高压配电控制箱为钢结构钣金箱体，所述箱盖与所述箱体的贴合处设置有折边和防护胶圈。

进一步地，所述钢结构钣金箱体采用厚度为1.5mm的Q235钢材制成。

进一步地，所述高压配电控制箱外形尺寸为长*宽*高＝426.5mm*390mm*194mm。

本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型在箱体内将电源管理模块单独用支架托起，所述箱体与所述支架可拆卸地连接，所述支架与所述电池管理模块可拆卸地连接，方便更换和检修。

2、本实用新型的电源管理模块在支架上水平放置，能够有效防止冷凝水对电源管理模块的内部精密电子器件产生影响。

3、本实用新型在使用连接排连接箱体内部的电子元器件，与采用线束连接相比采用连接排连接有利于节省空间和减轻重量。

4、本实用新型优化了高压配电控制箱的电子元器件以及接插件、开关等的布局和固定方式，缩减了连接排的用量，改进后的高压配电控制箱提高了电池系统的能量密度，使高压配电控制箱体积更小巧、结构更紧凑，无材料和空间浪费，在满足技术需要的同时，大大减轻了箱体的材料用量、有利于节约成本。

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

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1是本实用新型实施例提供的高压配电控制箱的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的高压配电控制箱的仰视图；

图3是本实用新型实施例提供的高压配电控制箱的后视图；

图4是本实用新型实施例提供的高压配电控制箱箱体的分解视图；

图5是本实用新型实施例提供的高压配电控制箱箱体的一个俯视图；

图6是本实用新型实施例提供的高压配电控制箱箱体的另一个俯视图；

图7是本实用新型实施例提供的高压配电控制箱箱体的左侧视图；

图8是本实用新型实施例提供的高压配电控制箱箱体的右侧视图；

图9是本实用新型实施例提供的高压配电控制箱箱体的前视图；

图10是本实用新型实施例提供的高压配电控制箱箱体的电路原理图；

图11是本实用新型实施例提供的高压配电控制箱的俯视图。

其中，箱体1；

后侧壁板11；

左侧壁板12，第一电池正极接口121，第一电池负极接口122，第二电池正极接口123，第二电池负极接口124，PTC正极接口125，PTC负极接口126，内网通讯接口127，通气阀128；

右侧壁板13，电池放电正极接口131，电池放电负极接口132，充电通讯接口133，诊断调试接口134，整车通讯接口135；

前侧壁板14，第一手动维护开关141，第二手动维护开关142；

底板15；

箱盖2，支架3，电池管理模块4；

电流传感器51，主负极继电器52，正极加热继电器53，负极加热继电器54，加热熔断器55，高压采集模块56。

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，旨在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“上”、“下”、“顶”、“底”、“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者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。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

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，可以使固定连接，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；可以使直接相连，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。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。

实施例1

随着纯电动客车对续航里程要求日益增高，整车各部件需要不断地进行轻量化设计。高压配电控制箱作为锂电池包的控制和保护单元，对储能系统的作用举足轻重，现有的新能源汽车电池包的体积较大，重量较重，在布局方面不够紧凑，空间利用率低，造成了空间和材料的浪费。随着国家对商用车电池包能量密度要求逐渐提高，更小更轻的高压配电箱成为技术优化的重点之一。

图1是本实用新型实施例提供的高压配电控制箱的结构示意图，图2是本实用新型实施例提供的高压配电控制箱的俯视图，图3是本实用新型实施例提供的高压配电控制箱的后视图，如图1-图3所示，本实施例提供的电动汽车高压配电控制箱，包括箱体1和箱盖2，箱盖2覆盖在箱体1的开口端。箱体1的底板15包括向箱体外部左右两侧延伸的连接部，连接部上开设有用于固定该高压配电控制箱的安装孔。

图4是本实用新型实施例提供的高压配电控制箱箱体的分解视图，图5是本实用新型实施例提供的高压配电控制箱箱体的一个俯视图，图6是本实用新型实施例提供的高压配电控制箱箱体的另一个俯视图，如图4-图6所示，箱体1内安装有支架3，支架3与箱盖2之间设置有电池管理模块4，电池管理模块4水平设置；支架3与箱体1底部之间设置有电流传感器51、主负极继电器52、正极加热继电器53、负极加热继电器54、加热熔断器55和高压采集模块56；箱体1的外壁上安装有接插件和开关。

请继续参照图4和图5，电池管理模块4作为整个电池系统的大脑，要确保其稳定的运行，放置位置的防护格外重要。传统高压配电控制箱都将电池管理模块4垂直箱底面放置，再使用螺栓将电池管理模块4的壳体固定于配电控制箱箱体1的侧板上，这样安装和拆卸过程都十分繁琐，在拆卸过程中可能还需要拆卸其他(可能妨碍拆卸或更换的)连接排或电气元件。此外，电池管理模块4垂直箱底面放置(立放)还会因为器件内外温差而产生冷凝水，对精密电子器件产生影响。为解决上述问题，本实施例将电池管理模块4单独用支架3托起且水平放置，不仅使得安装和拆卸都更加便捷，显著提升了生产和维修的效率，还能最大程度的避免冷凝水对电池管理模块4控制板的影响。

请继续参照图4和图5，箱体1与支架3可拆卸地连接，支架3与电池管理模块4可拆卸地连接。支架3的形状为口字型，支架3水平设置。本实施例对支架3和紧固件进行了优化设计，在保证强度的前提下，不仅减轻了重量，更方便了安装和拆卸。

本实施例中电池管理模块4、电流传感器51、主负极继电器52、正极加热继电器53、负极加热继电器54、加热熔断器55、高压采集模块56与接插件之间通过连接排连接。连接排与导线相比无需安装导线接头，能够节省安装时间及费用，有利于节省空间和减轻重量。并且连接排还具有易于弯折成型、设计灵活、抗震动性好、安装方便等优点。优选地，连接排为铜排。可替代地，连接排也可以选用铝排，铝的导电性能比铜稍差，但是相同结构的铝排比铜排重量更轻。

高压采集模块56用于采集整个系统的电压并向外发送，请继续参照图5和图6，在本实施例中高压采集模块56靠近箱体1的后侧壁板11设置。

请继续参照图6，正极加热继电器53、加热熔断器55和负极加热继电器54的一端均靠近箱体1的左侧壁板12设置，正极加热继电器53靠近箱体1的前侧壁板14设置，加热熔断器55与负极加热继电器54依次远离箱体1的前侧壁板14设置。优选地，正极加热继电器53、加热熔断器55和负极加热继电器54在长度方向上相互平行。

图7是本实用新型实施例提供的高压配电控制箱箱体的左侧视图，如图7所示，接插件包括设置在箱体1的左侧壁板12上的第一电池正极接口121、第一电池负极接口122、第二电池正极接口123、第二电池负极接口124、PTC正极接口125、PTC负极接口126、内网通讯接口127和通气阀128，以上接插件在箱体1的左侧壁板12上呈两行四列的矩形阵列排布，第一行由前往后依次是第一电池正极接口121、第一电池负极接口122、第二电池负极接口124与通气阀128，第二行由前往后依次是第二电池正极接口123、PTC正极接口125、PTC负极接口126与内网通讯接口127。需要指出的是，本领域技术人员可以根据实际需要改变以上接插件的排列顺序以及布局，本实施例不以此为限。

图7所示的各接插件的功能如下所述：第一电池正极接口121、第一电池负极接口122、第二电池正极接口123、第二电池负极接口124用于连接控制箱与电池箱的电源连线，PTC正极接口125、PTC负极接口126用于连接电池箱加热回路电源连线，内网通讯接口127用于连接电池箱数据通信线，通气阀128用于平衡箱体1内外气压，将过大的箱体1气压泄放到箱体1外部。

图8是本实用新型实施例提供的高压配电控制箱箱体的右侧视图，如图8所示，设置在箱体1的右侧壁板13上的电池放电正极接口131、电池放电负极接口132、充电通讯接口133、诊断调试接口134和整车通讯接口135。其中，电池放电正极接口131、电池放电负极接口132同行设置，充电通讯接口133、诊断调试接口134和整车通讯接口135同行设置。需要指出的是，本领域技术人员可以根据实际需要改变以上接插件的排列顺序以及布局，本实施例不以此为限。

图8所示的各接插件的功能如下所述：电池放电正极接口131、电池放电负极接口132用于连接高压配电控制箱与整车的电源连线；充电通讯接口133用于与充电桩通讯，交换实时数据；诊断调试接口134用于与上位机连接，调试和维修电源管理模块；整车通讯接口135用于与汽车通讯，交换实时数据。

图9是本实用新型实施例提供的高压配电控制箱箱体的前视图，如图9所示，开关包括设置在箱体1的前侧壁板14上的第一手动维护开关141和第二手动维护开关142。手动维护开关用于人为主动断开系统回路，进行系统检修或强行为系统断电，其内部的熔断器也可以被动地保护主回路，避免发生过流或短路。

本实施例提供的高压配电控制箱将内部元器件摆放做了优化，使器件排布更紧密，占用空间更小，与传统新能源汽车配电箱相比，体积减小百分之十以上，且箱体1厚度不变，使得箱体1整体强度大大增加，并减小了震动对箱体1内部器件的影响。重量更轻，并极大的缩短了铜排长度，重量减小百分之五以上。

图10是本实用新型实施例提供的高压配电控制箱箱体的电路原理图，涵盖了高压配电控制箱所使用主要电气元件。如图10所示，充电通讯接口133、诊断调试接口134、整车通讯接口135和内网通讯接口127均与电池管理模块4连接，BMS(电池管理模块4)用于监控和管理电芯的实时状态，控制各个继电器的动作，是电动汽车电池系统的“大脑”；充电通讯接口133用于与充电桩通讯，交换实时数据；诊断调试接口134用于与上位机连接，调试和维修电源管理模块；整车通讯接口135用于与汽车通讯，交换实时数据；内网通讯接口127用于连接电池箱数据通信线。

整车端正极与电流传感器51连接，电流传感器51用于采集主回路电流信号，第一手动维护开关141(图10所示的1#MSD)连接在电流传感器51与第一电池正极接口121之间，第二手动维护开关142(图10所示的2#MSD)连接在电流传感器51与第二电池正极接口123之间。整车端正极还与加热正极继电器连接，加热正极继电器与加热熔断器55连接，加热熔断器55与加热正极连接。加热熔断器55用于保护加热回路，避免发生短路和过流。

整车端负极与主负继电器连接，主负极继电器52用于控制主回路电源的通断。总负继电器分别与第一电池负极接口122和第二电池负极接口124连接；加热负极继电器连接在整车端负极与加热负极之间。

高压采集模块56的第一高压检测点设置在加热熔断器55与加热正极之间，第二高压检测点设置在加热负极继电器与加热负极之间。

加热正极继电器、加热负极继电器用于控制加热回路电源的通断。

高压配电控制箱为钢结构钣金箱体1，该钢结构钣金箱体1采用厚度为1.5mm的Q235钢材制成，对箱盖2与箱底的贴合处进行了钣金折边处理，增加了防护胶圈的厚度，经测试完全达到了IP67防护等级。具体地，高压配电控制箱外形尺寸为长*宽*高＝426.5mm*390mm*194mm。

图11是本实用新型实施例提供的高压配电控制箱的俯视图，如图11所示，箱盖2上还设有若干个铭牌或警示标志，例如，高压危险、注意安全等。为方便将铭牌或警示标志黏贴在箱盖2上对应的位置，使成品高压配电控制箱美观整齐，可以在箱盖2上设置若干个用于安装铭牌或警示标志的定位凹槽。

实施本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型在箱体1内将电源管理模块单独用支架3托起，箱体1与支架3可拆卸地连接，支架3与电池管理模块4可拆卸地连接，方便更换和检修。

2、本实用新型的电源管理模块在支架3上水平放置，能够有效防止冷凝水对电源管理模块的内部精密电子器件产生影响。

3、本实用新型在使用连接排连接箱体1内部的电子元器件，与采用线束连接相比采用连接排连接有利于节省空间和减轻重量。

4、本实用新型优化了高压配电控制箱的电子元器件以及接插件、开关等的布局和固定方式，缩减了连接排的用量，使高压配电控制箱体1积更小巧，在满足技术需要的同时，大大减轻了箱体1的材料用量。

实施例2

本实施例提供的电动汽车高压配电控制箱，包括用于盛放电路器件的箱体1，在箱体1上端设有用于封闭的箱盖2，在箱体1侧面设有用于连接电路的接插件，箱体1内部电路器件通过铜排相连接实现各电路器件间的电路连通。本实施例采用为铸铝箱体1来替代实施例1的钢结构钣金箱体1，从而进一步减轻了配电箱的重量，能够满足极端轻量化设计要求。

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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

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、修改和变型。