本發(fā)明屬于動(dòng)力電池領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種低壓動(dòng)力電池包。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有動(dòng)力電池包未實(shí)現(xiàn)模塊化裝配，電池零部件在箱體內(nèi)各自安裝，特別是低壓動(dòng)力電池包，由于箱體內(nèi)空間狹小，安裝時(shí)工具與箱體之間存在互相干涉的問題。同時(shí)，現(xiàn)有動(dòng)力電池包的制造無法展開流水線式的裝配，只能一個(gè)人在箱體內(nèi)裝配，裝配效率低。

現(xiàn)有動(dòng)力電池包的電器控制系統(tǒng)未實(shí)現(xiàn)集成化和模塊化，它們分散地安裝在箱體內(nèi)部，需要在箱體上設(shè)計(jì)相應(yīng)的結(jié)構(gòu)來配合安裝，造成箱體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占用較大的空間，并增加了整體重量，導(dǎo)致動(dòng)力電池包的重量比能量密度和體積比能量密度降低；同時(shí)，現(xiàn)有電池包需在箱體上開設(shè)安裝孔，用于安裝低壓連接器等，增加了設(shè)計(jì)難度，降低了電池包的密封等性能。

現(xiàn)有電池包中電池模組的能量輸出載體——銅片通常利用焊接、螺栓等方式連接，需設(shè)計(jì)特有的工裝，增加成本，影響生產(chǎn)節(jié)拍；此外，在狹小的空間內(nèi)不便于安裝，不便于拆卸。

有鑒于此，確有必要提供能夠解決上述問題的低壓動(dòng)力電池包。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于：提供一種空間利用率高、裝配效率高的低壓動(dòng)力電池包，實(shí)現(xiàn)低壓動(dòng)力電池包的快速安裝以及能量密度的提高。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種低壓動(dòng)力電池包，其包括電池箱體、電池模組、箱蓋、電池管理系統(tǒng)、快接插頭、電池正負(fù)極柱和低壓連接器；電 池箱體設(shè)有收容空間和箱體對(duì)接部，電池模組收容于電池箱體的收容空間中，箱蓋設(shè)有與箱體對(duì)接部連接的箱蓋對(duì)接部；電池模組設(shè)有正負(fù)極端子；電池管理系統(tǒng)、快接插頭、電池正負(fù)極柱和低壓連接器均集成于箱蓋而與箱蓋共同形成模塊化的集成控制單元；集成控制單元通過快接插頭與電池模組的正負(fù)極端子分別插接連接，并以外露于箱蓋的電池正極柱和電池負(fù)極柱作為整個(gè)低壓動(dòng)力電池包的能量輸出端，以穿出箱蓋的低壓連接器作為數(shù)據(jù)輸出端。

作為本發(fā)明低壓動(dòng)力電池包的一種改進(jìn)，所述集成控制單元還集成有繼電器、保險(xiǎn)裝置、分流器、平衡閥中的一個(gè)或一個(gè)以上；分流器、繼電器各自與電池管理系統(tǒng)電連接。

作為本發(fā)明低壓動(dòng)力電池包的一種改進(jìn)，所述集成控制單元還集成有正極連接銅片和負(fù)極連接銅片；其中，正極快插接頭、正極連接銅片、電池正極柱連接形成電池的正極輸出系統(tǒng)，負(fù)極快插接頭、負(fù)極連接銅片、電池負(fù)極柱連接形成電池的負(fù)極輸出系統(tǒng)；電池管理系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)采樣線從正極輸出系統(tǒng)和/或負(fù)極輸出系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)而實(shí)現(xiàn)管理功能；低壓連接器與電池管理系統(tǒng)電連接，且輸出端以密封方式自箱蓋穿出。

作為本發(fā)明低壓動(dòng)力電池包的一種改進(jìn)，所述繼電器、保險(xiǎn)裝置連接在正極輸出系統(tǒng)中，分流器連接在負(fù)極輸出系統(tǒng)中，平衡閥安裝在箱蓋上。

作為本發(fā)明低壓動(dòng)力電池包的一種改進(jìn)，所述集成控制單元還包括固定在箱蓋內(nèi)側(cè)的隔板，隔板采用絕緣材料制成，其與箱蓋一起作為集成控制單元中各元器件的安裝界面；電池管理系統(tǒng)固定于隔板。

作為本發(fā)明低壓動(dòng)力電池包的一種改進(jìn)，所述電池模組包括用于收容電池的模組裝配外殼，模組裝配外殼的至少一個(gè)端板上沖壓出用于增強(qiáng)端板強(qiáng)度和剛度的凹槽。

作為本發(fā)明低壓動(dòng)力電池包的一種改進(jìn)，所述電池模組設(shè)有線束隔離板和匯流條；匯流條置于線束隔離板開設(shè)的卡槽內(nèi)，按預(yù)設(shè)規(guī)則將各個(gè)電池的端子 連接至正負(fù)極端子，使正負(fù)極端子成為電池模組的總正極和總負(fù)極。

作為本發(fā)明低壓動(dòng)力電池包的一種改進(jìn)，所述快插接頭包括導(dǎo)電彈片；導(dǎo)電彈片中間部分尺寸小于首尾兩端尺寸，中間部位鏤空并設(shè)有交錯(cuò)相替的凸起結(jié)構(gòu)。

作為本發(fā)明低壓動(dòng)力電池包的一種改進(jìn)，所述快插接頭還包括導(dǎo)電彈片、導(dǎo)電彈片連接板、導(dǎo)電彈片框架和絕緣固定座；導(dǎo)電彈片的兩端分別與導(dǎo)電彈片連接板連接，導(dǎo)電彈片連接板外套設(shè)導(dǎo)電彈片框架后安裝在絕緣固定座中；絕緣固定座的尺寸大于正負(fù)極端子、導(dǎo)電彈片、導(dǎo)電彈片連接板的尺寸。

作為本發(fā)明低壓動(dòng)力電池包的一種改進(jìn)，所述箱蓋對(duì)接部與箱體對(duì)接部的連接為凸塊與凹槽的卡接結(jié)構(gòu)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明低壓動(dòng)力電池包實(shí)現(xiàn)了電池控制單元的集成化和模塊化，提高了生產(chǎn)和裝配效率，并節(jié)約了空間，可顯著提高低壓動(dòng)力電池包的重量比能量密度和體積比能量密度。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明低壓動(dòng)力電池包及其有益技術(shù)效果進(jìn)行詳細(xì)說明。

圖1為本發(fā)明低壓動(dòng)力電池包的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明低壓動(dòng)力電池包的箱蓋的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為圖2中a部分的局部放大圖。

圖4為本發(fā)明低壓動(dòng)力電池包的電池箱體的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為圖4中b部分的局部放大圖。

圖6為本發(fā)明低壓動(dòng)力電池包的電池模組的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為本發(fā)明低壓動(dòng)力電池包的集成控制單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為本發(fā)明低壓動(dòng)力電池包的集成控制單元去掉箱蓋后的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9為本發(fā)明低壓動(dòng)力電池包的集成控制單元去掉箱蓋和隔板后的結(jié)構(gòu)示 意圖。

圖10為本發(fā)明低壓動(dòng)力電池包的箱蓋內(nèi)側(cè)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖11為本發(fā)明低壓動(dòng)力電池包的快插接頭的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖12為本發(fā)明低壓動(dòng)力電池包的快插接頭去掉導(dǎo)電彈片框架后的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖13為本發(fā)明低壓動(dòng)力電池包的快插接頭的導(dǎo)電彈片正視圖。

圖14為圖13中c部分的局部放大圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益技術(shù)效果更加清晰明白，以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，本說明書中描述的具體實(shí)施方式僅僅是為了解釋本發(fā)明，并不是為了限定本發(fā)明。

請(qǐng)參閱圖1-8，本發(fā)明低壓動(dòng)力電池包包括電池箱體10、電池模組30和箱蓋20。電池箱體10設(shè)有收容空間和箱體對(duì)接部11，電池模組30收容于電池箱體10的收容空間中，箱蓋20設(shè)有與箱體對(duì)接部11連接的箱蓋對(duì)接部21。電池模組30設(shè)有正負(fù)極端子34a、34b。低壓動(dòng)力電池包中的外接元器件以及與電氣控制相關(guān)的元器件全部集成于箱蓋20，與箱蓋20共同形成模塊化的集成控制單元50。集成控制單元50通過兩個(gè)快接插頭80分別與電池模組30的正負(fù)極端子34a、34b連接，并以固定在箱蓋20外的電池正極柱55a和電池負(fù)極柱55b作為整個(gè)低壓動(dòng)力電池包的能量輸出端，以低壓連接器590作為數(shù)據(jù)輸出端。

請(qǐng)參閱圖2-5，電池箱體10為設(shè)有收容空間且上部開口的長(zhǎng)方體或正方體，箱體對(duì)接部位11設(shè)于電池箱體10的上沿，根據(jù)圖示實(shí)施方式，箱體對(duì)接部11為如圖5所示的凹槽。箱蓋對(duì)接部21位于箱蓋20的下沿，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，箱蓋對(duì)接部21為與電池箱體10上沿的凹槽相配合的凸塊。

請(qǐng)參閱圖6，電池模組30收容于電池箱體10的收容空間中，其側(cè)面設(shè)有第一端板31a和第二端板31b，第一端板31a和第二端板31b通過焊接形成模組裝 配外殼；多個(gè)電池堆棧并用膠粘接成為一體、兩端覆蓋絕緣罩后安裝在模組裝配外殼內(nèi)。第一端板31a和第二端板31b采用導(dǎo)熱性能優(yōu)異的鋁合金等材料，提高了電池模組30的導(dǎo)熱性能。根據(jù)圖示實(shí)施方式，第二端板31b上沖壓出4個(gè)凹槽，使其強(qiáng)度和剛度增強(qiáng)，同時(shí)散熱面積增大，增強(qiáng)了電池模組30的散熱性能。

電池模組30設(shè)有線束隔離板32和匯流條33，匯流條33置于線束隔離板32的卡槽內(nèi)。匯流條33按預(yù)設(shè)規(guī)則將各個(gè)電池的端子連接至正負(fù)極端子34a、34b，使正負(fù)極端子34a、34b成為電池模組30的總正極和總負(fù)極，匯流條33起到在電池和電池模組30的總正極、總負(fù)極之間傳遞能量的作用。

請(qǐng)參閱圖7-10，集成控制單元50包括箱蓋20、電池管理系統(tǒng)51、繼電器52、保險(xiǎn)裝置53、平衡閥54、正極連接銅片57a、負(fù)極連接銅片57b、電池正極柱55a、電池負(fù)極柱55b、分流器58、連接器59、低壓連接器590、數(shù)據(jù)采樣線56、隔板70和兩個(gè)快插接頭80。其中，正極快插接頭80、正極連接銅片57a、繼電器52、保險(xiǎn)裝置53、電池正極柱55a共同構(gòu)成電池的正極輸出系統(tǒng)；負(fù)極快插接頭80、負(fù)極連接銅片57b、分流器58、電池負(fù)極柱55b共同構(gòu)成電池的負(fù)極輸出系統(tǒng)。

箱蓋20上開設(shè)有極柱穿孔222和連接器穿孔(圖未示出)，且箱蓋20的內(nèi)側(cè)設(shè)有卡槽220和多個(gè)連接凸柱224。隔板70固定在箱蓋20的內(nèi)側(cè)，與箱蓋20一起作為集成控制單元50中其他元器件的安裝界面，其背向箱蓋20的一面設(shè)有凸臺(tái)72和插頭。

低壓動(dòng)力電池包的正極輸出系統(tǒng)的元器件連接順序?yàn)椋赫龢O快插接頭80---正極連接銅片57a---繼電器52---正極連接銅片57a---保險(xiǎn)裝置53---正極連接銅片57a---電池正極柱55a。固定方式為：正極快插接頭80卡入箱蓋20的卡槽220固定，且與正極連接銅片57a的對(duì)應(yīng)端焊接固定；繼電器52、保險(xiǎn)裝置53的兩端連接方式均是先與正極連接銅片57a的對(duì)應(yīng)端對(duì)齊后，再通過螺栓固定在箱 蓋20的連接凸柱224上；電池正極柱55a在箱蓋20外，與箱蓋12的極柱穿孔222及箱蓋20內(nèi)的正極連接銅片57a的對(duì)應(yīng)端對(duì)齊，并通過螺栓固定于箱蓋20。

低壓動(dòng)力電池包的負(fù)極輸出系統(tǒng)的元器件連接順序?yàn)椋贺?fù)極快插接頭80---負(fù)極連接銅片57b---分流器58---電池負(fù)極柱55b。固定方式為：負(fù)極快插接頭80卡入箱蓋20的卡槽220固定，且與負(fù)極連接銅片57b的對(duì)應(yīng)端焊接固定；分流器58的一端與負(fù)極連接銅片57b的對(duì)應(yīng)端對(duì)齊，再一起通過螺栓固定在箱蓋20的連接凸柱224上；分流器58的中部穿過隔板70的通孔實(shí)現(xiàn)固定；電池負(fù)極柱55b在箱蓋20外，與箱蓋12的極柱穿孔222及箱蓋20內(nèi)的分流器58的另一端對(duì)齊，并通過螺栓固定于箱蓋20。

電池管理系統(tǒng)51、連接器59、低壓連接器590和數(shù)據(jù)采樣線56的電連接關(guān)系為：連接器59、低壓連接器590均插接在電池管理系統(tǒng)51而與電池管理系統(tǒng)51電連接；數(shù)據(jù)采樣線56的一端與正極連接銅片57a或負(fù)極連接銅片57b連接，另一端經(jīng)連接器59與電池管理系統(tǒng)51連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)電池模組30的溫度、電壓等數(shù)據(jù)的采集，以便于電池管理系統(tǒng)51實(shí)現(xiàn)管理功能；分流器58的凸柱卡進(jìn)電池管理系統(tǒng)51的卡槽內(nèi)實(shí)現(xiàn)電連接；繼電器52與電池管理系統(tǒng)51電連接，受電池管理系統(tǒng)51控制。

電池管理系統(tǒng)51、連接器59、低壓連接器590的物理固定關(guān)系為：連接器59、低壓連接器590插接在隔板70的對(duì)應(yīng)插頭上實(shí)現(xiàn)固定；電池管理系統(tǒng)51通過螺栓鎖在隔板70的凸臺(tái)72上實(shí)現(xiàn)固定。隔板70可采用塑料等絕緣材料制成，在起到保護(hù)電池管理系統(tǒng)51的作用的同時(shí)，有效阻隔電池模組30，起到絕緣保護(hù)的作用。低壓連接器590的輸出端以密封的方式自箱蓋20的連接器穿孔伸出，作為低壓動(dòng)力電池包的數(shù)據(jù)輸出端。

平衡閥54安裝在箱蓋20上。當(dāng)電池模組30內(nèi)溫度較高導(dǎo)致箱體20內(nèi)氣體膨脹時(shí)，平衡閥54自動(dòng)開啟而使氣體可經(jīng)平衡閥54向外部排氣，以防動(dòng)力電池包的箱體爆炸，提高了低壓動(dòng)力電池包的安全性。

請(qǐng)參閱圖11-14，快插接頭80包括導(dǎo)電彈片81、導(dǎo)電彈片連接板82、導(dǎo)電彈片框架84和絕緣固定座83。導(dǎo)電彈片81的兩端分別與導(dǎo)電彈片連接板82連接，導(dǎo)電彈片連接板82外套設(shè)導(dǎo)電彈片框架84后安裝在絕緣固定座83中。導(dǎo)電彈片81采用獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，其中間尺寸小于首尾兩端尺寸，且中間部分鏤空以減小導(dǎo)電彈片81的剛度。導(dǎo)電彈片81的中間部位通過折彎形成如圖14所示的交錯(cuò)相替的凸起結(jié)構(gòu)。

正負(fù)極端子34a、34b插入快插接頭80時(shí)，需要一定的插拔力才能插入快插接頭80的導(dǎo)電彈片81中，插接時(shí)會(huì)使導(dǎo)電彈片81變形；插入后，導(dǎo)電彈片81形變恢復(fù)，導(dǎo)電彈片81的凸起結(jié)構(gòu)使其與正負(fù)極端子34a、34b緊密貼合而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的電連接。在使用低壓動(dòng)力電池包的車輛受到外力振動(dòng)和撞擊時(shí)，正負(fù)極端子34a、34b不會(huì)出現(xiàn)松動(dòng)，裝配牢靠，大大提高了裝配的連接可靠性。

導(dǎo)電彈片連接板82的結(jié)構(gòu)為折彎而成，工藝簡(jiǎn)單，導(dǎo)電彈片連接板82上設(shè)置有凹槽，導(dǎo)電彈片81通過沖裁出的懸臂梁結(jié)構(gòu)卡入導(dǎo)電彈片連接板82的凹槽內(nèi)。導(dǎo)電彈片連接板82由導(dǎo)電材料制成，當(dāng)它與外部導(dǎo)體連接時(shí)，可以形成導(dǎo)電通路。

導(dǎo)電彈片框架84用于保護(hù)導(dǎo)電彈片81和導(dǎo)電彈片連接板82，同時(shí)防止導(dǎo)電彈片81與不需要連接的導(dǎo)體接觸造成短路。

絕緣固定座83的結(jié)構(gòu)尺寸較大，其側(cè)板的尺寸大于插入導(dǎo)體、導(dǎo)電彈片連接板82和導(dǎo)電彈片81的尺寸，如此，當(dāng)正負(fù)極端子34a、34b插入絕緣固定座83時(shí)，絕緣固定座83能夠提供充分的空間隔離，確保正負(fù)極端子34a、34b、導(dǎo)電彈片連接板82和導(dǎo)電彈片81不會(huì)與周圍其他不需要連接的導(dǎo)體接觸而造成短路，起到了有效地絕緣保護(hù)作用。另外，絕緣固定座83還用于固定導(dǎo)電彈片連接板82，并提供插入導(dǎo)體進(jìn)入的插口。

本發(fā)明低壓動(dòng)力電池包裝配時(shí)，先將電池模組30裝于電池箱體10內(nèi)，然后再安裝集成控制單元50，將電池模組30的正負(fù)極端子34a、34b插入集成控 制單元50的快插接頭80而實(shí)現(xiàn)與集成控制單元50的電連接，使得電池能量從電池模組30傳遞到集成控制單元50，進(jìn)而輸出至外部連接設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，箱蓋20通過其下沿的凸塊與電池箱體10上沿的凹槽進(jìn)行卡接，實(shí)現(xiàn)電池的密封。這種設(shè)計(jì)可以提高系統(tǒng)的密封等級(jí)，防止水、灰塵等進(jìn)入電池箱體10內(nèi)部，有效保護(hù)電池箱體10內(nèi)的部件。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1)將電池管理系統(tǒng)51、繼電器52、數(shù)據(jù)采樣線56、保險(xiǎn)裝置53、分流器58、電池正極柱55a、電池負(fù)極柱55b、低壓連接器590等元器件與隔板70一起集成在箱蓋20上，形成集成控制單元50，作為低壓動(dòng)力電池包的一個(gè)組模塊進(jìn)行裝配，實(shí)現(xiàn)了低壓動(dòng)力電池包中電氣控制元器件的集成化和模塊化，避免了在狹小的箱體空間內(nèi)對(duì)各元器件的分別裝配，解決了裝配過程中出現(xiàn)的干涉和部件裝配不牢的問題，顯著提高了生產(chǎn)效率，同時(shí)提高了低壓動(dòng)力電池包的優(yōu)率；

2)由于將原本分散安裝于電池箱體10內(nèi)的電池管理系統(tǒng)51和電氣控制系統(tǒng)集成于箱蓋20內(nèi)，節(jié)約了電池箱體10的空間，因此，本發(fā)明設(shè)計(jì)的低壓動(dòng)力電池包具有較高的重量比能量密度和體積比能量密度；

3)集成控制單元50的設(shè)計(jì)降低了電池箱體10的設(shè)計(jì)難度，減少了低壓動(dòng)力電池包的結(jié)構(gòu)支撐件數(shù)量，降低了低壓動(dòng)力電池包的重量；

4)電池模組30通過快插接頭80與集成控制單元50連接，增強(qiáng)了連接的可靠性，可實(shí)現(xiàn)快速插接和取拔，避免了螺栓連接方式的弊端，提高了裝配效率，減少了裝配流程，降低了成本；

5)快插接頭80一方面實(shí)現(xiàn)了電池模組30與集成控制單元50間的快速插接，另一方面實(shí)現(xiàn)了電池箱體10和箱蓋20的連接，保證電池包密封性的同時(shí)，減少了電池箱體10和箱蓋20間額外的連接部件，降低了成本，提高了裝配效率；

6)在箱蓋20上安裝平衡閥54，使低壓動(dòng)力電池包的安全性得到了極大地提高；

7)繼電器52、保險(xiǎn)裝置53的設(shè)置提高了整個(gè)電氣回路的安全可靠性。

根據(jù)上述原理，本發(fā)明還可以對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兏托薷摹Ｒ虼?，本發(fā)明并不局限于上面揭示和描述的具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語，但這些術(shù)語只是為了方便說明，并不對(duì)本發(fā)明構(gòu)成任何限制。