專利名稱：一種集成式高壓包安全模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及動(dòng)力電池技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種集成式高壓包安全模塊。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，全球鋰電池需求量隨著應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展而逐年遞增，市場(chǎng)增長(zhǎng)空間巨大，目前我國(guó)鋰電池行業(yè)已逐步向電動(dòng)自行車、電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能電站等領(lǐng)域拓展。現(xiàn)今電動(dòng)自行車電池技術(shù)已趨于成熟穩(wěn)定，隨著整車和電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)廠家更多的投入鋰電池關(guān)鍵零部件的開發(fā)，鋰電池必將快速成為電動(dòng)汽車行業(yè)的主流電池。儲(chǔ)能方面，隨著最近幾年國(guó)際電力儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，目前年增長(zhǎng)9%左右，遠(yuǎn)高于全球電力2. 5%的增 長(zhǎng)率，儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)已成為世界主要發(fā)達(dá)國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)。隨著我國(guó)電網(wǎng)容量的不斷增大，谷峰差不斷增加，可再生能源、分布式供能和智能電網(wǎng)飛蓬勃發(fā)展，對(duì)大規(guī)模發(fā)展儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的需求也越來(lái)越大。該系列高壓包應(yīng)用于各種儲(chǔ)能裝置，是一款體積小，重量輕，功能齊全，標(biāo)識(shí)清晰，無(wú)環(huán)境污染的高壓控制系統(tǒng)。作為電源系統(tǒng)與負(fù)載的總控系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種集成式高壓包安全模塊，該高壓包模塊集成度高,結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大、體積小重量輕、功能齊全、易于安裝拆卸和維修。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種集成式高壓包安全模塊，其特點(diǎn)是，該高壓包安全模塊包含
依次電路連接的輸入總正、輸入總正跨接片、電流傳感器、第一內(nèi)部跨接片、整流模塊、第一繼電器、輸出總正跨接片和輸出總正；
依次電路連接的輸入總負(fù)、輸入總負(fù)跨接片、保險(xiǎn)絲、第二內(nèi)部跨接片、第二繼電器、輸出總負(fù)跨接片和輸出總負(fù)；
電池管理單元，上述電流傳感器輸出電流信號(hào)至該電池管理單元；該電池管理單元輸出端分別電路連接第一繼電器和第二繼電器，控制第一繼電器和第二繼電器導(dǎo)通或斷開；直流轉(zhuǎn)直流電源模塊，其分別采集第一繼電器與第二繼電器的信號(hào)；
斷路器，其電路連接所述電池管理單元，并輸出第一繼電器和第二繼電器導(dǎo)通信號(hào)或斷開信號(hào)至電池管理單元。上述高壓包安全模塊還包含
分別電路連接上述電池管理單元的第一 FCI接插件和第二 FCI接插件；
通信輸入端，其電路連接上述第一 FCI接插件；
通信輸出端，其電路連接上述第二 FCI接插件。上述高壓包安全模塊還包含
殼體以及設(shè)置在上述的殼體上的上蓋；上述的輸入總正、輸入總正跨接片、電流傳感器、第一內(nèi)部跨接片、整流模塊、第一繼電器、輸出總正跨接片、輸出總正、輸入總負(fù)、輸入總負(fù)跨接片、保險(xiǎn)絲、弟~■內(nèi)部跨接片、弟二繼電器、輸出總負(fù)跨接片、輸出總負(fù)、電池管理單元、直流轉(zhuǎn)直流電源模塊、第一 FCI接插件、第二 FCI接插件、通信輸入端、通信輸出端、斷路器集成設(shè)置在殼體與上蓋中；
上述上蓋結(jié)合殼體對(duì)設(shè)置在殼體中的電氣元件進(jìn)行卡夾限位。
上述通信輸入端和通信輸出端分別具有多路CAN接口和一路485接口。上述殼體和上蓋采用阻燃絕緣塑料ABS。上述殼體的四個(gè)頂角分別設(shè)有豎筋，每個(gè)豎筋中通過(guò)UPS金屬軸環(huán)設(shè)置安裝孔； 上述上蓋上對(duì)應(yīng)上述殼體的安裝孔分別設(shè)有螺孔，通過(guò)螺孔與安裝孔中對(duì)應(yīng)串設(shè)螺
釘，實(shí)現(xiàn)殼體與上蓋緊密固定。上述殼體內(nèi)設(shè)有卡槽、內(nèi)嵌螺母和側(cè)筋的結(jié)構(gòu)，對(duì)殼體內(nèi)設(shè)置電氣元件進(jìn)行固定。上述電池管理單元還電路連接外接的煙霧傳感器，煙霧傳感器中預(yù)設(shè)有煙霧濃度閾值，煙霧傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)環(huán)境中煙霧濃度，當(dāng)煙霧濃度達(dá)到煙霧傳感器中預(yù)設(shè)的煙霧濃度閾值，則煙霧傳感器傳輸報(bào)警信號(hào)至電池管理單元，電池管理單元控制第一繼電器和第二繼電器斷開，并控制煙霧傳感器進(jìn)行報(bào)警。本發(fā)明一種集成式高壓包安全模塊和現(xiàn)有技術(shù)高壓包相比，其優(yōu)點(diǎn)在于，本發(fā)明集成度高，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大、體積小重量輕、功能齊全、易于安裝拆卸和維修；
本發(fā)明設(shè)有直流轉(zhuǎn)直流電源模塊，采用自供電系統(tǒng)，內(nèi)置的PCB板通過(guò)電源系統(tǒng)內(nèi)部電路轉(zhuǎn)化為PCB板的電源，無(wú)需額外配置電源；
本發(fā)明正負(fù)極之間設(shè)有第一繼電器、第二繼電器，以及與繼電器連接的斷路器，斷路器控制繼電器開關(guān)，只需閉合控制系統(tǒng)的斷路器開關(guān)，高壓控制系統(tǒng)便開始工作，操作簡(jiǎn)單；本發(fā)明外接煙霧傳感器，實(shí)現(xiàn)具有至少一路煙霧采樣的功能，當(dāng)檢測(cè)到的煙霧濃度超過(guò)煙霧傳感器設(shè)定值時(shí)，變化對(duì)外輸出電平信號(hào)，使得煙霧傳感器報(bào)警，同時(shí)切斷電源系統(tǒng)對(duì)負(fù)載的輸出；
本發(fā)明通信輸入端和通信輸出端分別具有多路CAN接口和一路485接口，通信方式多樣，可以與多種接口設(shè)備進(jìn)行通信；
本發(fā)明適用的電壓、電流范圍寬，對(duì)外具備一路16V、5A對(duì)外輸出電源。


圖I為本發(fā)明一種集成式高壓包安全模塊的外部結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明一種集成式高壓包安全模塊的結(jié)構(gòu)分解 圖3為本發(fā)明一種集成式高壓包安全模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖，進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施例。如圖I結(jié)合圖2所示，本發(fā)明公開了一種集成式高壓包安全模塊，其包含外部的殼體I，以及設(shè)置在殼體I上的上蓋2。殼體I形成一個(gè)開口向上的半封閉腔室，上蓋2蓋合在殼體I腔室的開口上，形成封閉空間。該殼體I和上蓋2采用阻燃絕緣塑料ABS制成，阻燃等級(jí)為UL94-V0，介電強(qiáng)度大于12KV/mm，拉伸強(qiáng)大于30/MPa，可使用溫度在-40° 120°。
本實(shí)施例中，殼體I的半封閉腔室設(shè)為矩形，其四個(gè)頂角分別設(shè)有一個(gè)豎筋26，該四個(gè)豎筋26增加了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的同時(shí)，也改善了整體外觀。每個(gè)豎筋26中通過(guò)UPS金屬軸環(huán)設(shè)置安裝孔。在上蓋2上，對(duì)應(yīng)殼體I的各個(gè)安裝孔分別設(shè)有螺孔，通過(guò)螺孔與安裝孔中對(duì)應(yīng)串設(shè)螺釘，實(shí)現(xiàn)殼體I與上蓋2緊密固定。如圖3所示，集成式高壓包安全模塊還包含輸入總正20、輸入總正跨接片5、電流傳感器7、第一內(nèi)部跨接片10、整流模塊9、第一繼電器14、輸出總正跨接片13、輸出總正22、輸入總負(fù)21、輸入總負(fù)跨接片3、保險(xiǎn)絲19、第二內(nèi)部跨接片18、第二繼電器17、輸出總負(fù)跨接片15、輸出總負(fù)23、電池管理單元(BMU板)8、直流轉(zhuǎn)直流電源模塊(DC/DC板)16、第一 FCI接插件6、第二 FCI接插件12、通信輸入端24、通信輸出端25、斷路器4。上述這些電氣元件都采用品牌電氣元器件，產(chǎn)品可靠性高，器件符合儲(chǔ)能系統(tǒng)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)。輸入總正20、輸出總正22、輸入總負(fù)21、輸出總負(fù)23、斷路器4、通信輸入端24、通信輸出端25分別固定在殼體I的側(cè)壁上，用于連接外接設(shè)備。并且都分別清晰標(biāo)識(shí)了其與 電源系統(tǒng)以及負(fù)載系統(tǒng)電氣連接。輸入總正20、輸入總正跨接片5、電流傳感器7、第一內(nèi)部跨接片10、整流模塊9、第一繼電器14、輸出總正跨接片13和輸出總正22依次電路連接。輸入總負(fù)21、輸入總負(fù)跨接片3、保險(xiǎn)絲19、第二內(nèi)部跨接片18、第二繼電器17、輸出總負(fù)跨接片15和輸出總負(fù)23依次電路連接。電池管理單元8 (BMU板)與電流傳感器7通過(guò)線束11電路連接，該電流傳感器7實(shí)時(shí)采集輸入總正跨接片5與第一內(nèi)部跨接片10之間的電流信號(hào)，并輸出電流信號(hào)至該電池管理單元8。電池管理單元8的輸出端還分別電路連接第一繼電器14和第二繼電器17，控制第一繼電器14和第二繼電器17導(dǎo)通或斷開。斷路器4電路連接電池管理單元8，并輸出第一繼電器14和第二繼電器17導(dǎo)通信號(hào)或斷開信號(hào)至電池管理單元8。直流轉(zhuǎn)直流電源模塊16分別采集第一繼電器14與第二繼電器17的信號(hào)。第一 FCI接插件6和第二 FCI接插件12分別電路連接電池管理單元8，第一 FCI接插件6與通信輸入端24電路連接，第二 FCI接插件12與通信輸出端25電路連接。通信輸入端24、通信輸出端25分別通過(guò)第一 FCI接插件6和第二 FCI接插件12螺紋聯(lián)接集成于殼體I內(nèi)，并通過(guò)線束11采集信號(hào)到電池管理單元8 (BMU板)。通信輸入端24和通信輸出端25的接口型號(hào)相同，都具有多路CAN接口和一路485接口。上述的輸入總正20、輸入總正跨接片5、電流傳感器7、第一內(nèi)部跨接片10、整流模塊9、第一繼電器14、輸出總正跨接片13、輸出總正22、輸入總負(fù)21、輸入總負(fù)跨接片3、保險(xiǎn)絲19、第二內(nèi)部跨接片18、第二繼電器17、輸出總負(fù)跨接片15、輸出總負(fù)23、電池管理單元8、直流轉(zhuǎn)直流電源模塊16、第一 FCI接插件6、第二 FCI接插件12、通信輸入端24、通信輸出端25、斷路器4集成設(shè)置在殼體I與上蓋2之間形成的腔室中。在殼體I內(nèi)分別對(duì)應(yīng)上述的輸入總正20、輸入總正跨接片5、電流傳感器7、第一內(nèi)部跨接片10、整流模塊9、第一繼電器14、輸出總正跨接片13、輸出總正22、輸入總負(fù)21、輸入總負(fù)跨接片3、保險(xiǎn)絲19、弟_■內(nèi)部跨接片18、弟_■繼電器17、輸出總負(fù)跨接片15、輸出總負(fù)23、電池管理單元8、直流轉(zhuǎn)直流電源模塊16、第一 FCI接插件6、第二 FCI接插件12、通信輸入端24、通信輸出端25、斷路器4設(shè)有卡槽和側(cè)筋的結(jié)構(gòu)，對(duì)上述這些電氣元件進(jìn)行固定。同時(shí)殼體I中還設(shè)有內(nèi)嵌螺母，上述電氣元件還通過(guò)螺釘固定于殼體I內(nèi)嵌螺母的位置。同時(shí),上蓋2蓋合在殼體I上后，該上蓋2即于殼體I結(jié)合對(duì)設(shè)置在殼體I內(nèi)腔中的上述這些電氣元件進(jìn)行卡夾限位，保證整個(gè)高壓包內(nèi)部電氣元件的定位安全牢靠。電池管理單元8還電路連接有外接的煙霧傳感器，煙霧傳感器中預(yù)設(shè)煙霧濃度閾值，煙霧傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)環(huán)境中煙霧濃度，當(dāng)煙霧濃度達(dá)到煙霧傳感器中預(yù)設(shè)的煙霧濃度閾值，則煙霧傳感器進(jìn)行報(bào)警，并傳輸報(bào)警信號(hào)至電池管理單元8，控制第一繼電器14和第二繼電器17斷開。若煙霧濃度未達(dá)到煙霧傳感器中預(yù)設(shè)的煙霧濃度閾值，則煙霧傳感器不報(bào)警，也不傳輸報(bào)警信號(hào)至電池管理單元8。本集成式高壓安全模塊的電池管理單元8具有2路干接點(diǎn)輸出功能，外接煙霧傳感器，煙霧傳感器中預(yù)設(shè)有煙霧濃度閾值，煙霧傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)環(huán)境中煙霧濃度，當(dāng)煙霧濃度達(dá)到煙霧傳感器中預(yù)設(shè)的煙霧濃度閾值，則煙霧傳感器傳輸報(bào)警信號(hào)至電池管理單元8，電池管理單元8控制第一繼電器14和第二繼電器17斷開，并控制煙霧傳感器進(jìn)行報(bào)警。若煙霧濃度未達(dá)到煙霧傳感器中預(yù)設(shè)的煙霧濃度閾值，則煙霧傳感器不傳輸報(bào)警信號(hào)至電池管理單元8。本發(fā)明集成式高壓包安全模塊外接煙霧傳感器，實(shí)現(xiàn)該模塊具有至少一路煙霧采樣的功能，當(dāng)檢測(cè)到的煙霧濃度超過(guò)煙霧傳感器預(yù)設(shè)煙霧濃度閾值時(shí)，煙霧傳感器輸出報(bào)警信號(hào)至電池管理單元8，電池管理單元8變化對(duì)外輸出電平信號(hào)，煙霧傳感器根據(jù)煙霧傳感器接線不同而不同對(duì)外輸出12V或者OV的電平信號(hào)，使得煙霧傳感器報(bào)警，同時(shí)通過(guò)控制第一繼電器14和第二繼電器17，切斷電源系統(tǒng)對(duì)負(fù)載的輸出；通過(guò)控制高壓安全模塊內(nèi)的繼電器通斷，從而控制高壓安全模塊對(duì)外是否有輸出。盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過(guò)上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對(duì)于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來(lái)限定。
權(quán)利要求
1.一種集成式高壓包安全模塊，其特征在于，該高壓包安全模塊包含 依次電路連接的輸入總正(20)、輸入總正跨接片(5)、電流傳感器(7)、第一內(nèi)部跨接片(10)、整流模塊(9)、第一繼電器(14)、輸出總正跨接片(13)和輸出總正(22)； 依次電路連接的輸入總負(fù)(21)、輸入總負(fù)跨接片(3)、保險(xiǎn)絲(19)、弟_■內(nèi)部跨接片(18)、第二繼電器(17)、輸出總負(fù)跨接片(15)和輸出總負(fù)(23)； 電池管理單元(8)，所述電流傳感器(7)輸出電流信號(hào)至該電池管理單元(8);該電池管理單元(8)輸出端分別電路連接所述的第一繼電器(14)和第二繼電器(17)，控制第一繼電器(14)和第二繼電器(17)導(dǎo)通或斷開； 直流轉(zhuǎn)直流電源模塊(16)，其分別采集第一繼電器(14)與第二繼電器(17)的信號(hào)； 斷路器(4)，其電路連接所述電池管理單元(8)，并輸出第一繼電器(14)和第二繼電器(17)導(dǎo)通信號(hào)或斷開信號(hào)至電池管理單元(8)。
2.如權(quán)利要求I所述的集成式高壓包安全模塊，其特征在于，所述高壓包安全模塊還包含 分別電路連接所述電池管理單元(8)的第一 FCI接插件(6)和第二 FCI接插件(12)； 通信輸入端(24)，其電路連接所述第一 FCI接插件(6)； 通信輸出端(25 )，其電路連接所述第二 FCI接插件(12 )。
3.如權(quán)利要求2所述的集成式高壓包安全模塊，其特征在于，所述高壓包安全模塊還包含 殼體(I)以及設(shè)置在所述的殼體(I)上的上蓋(2)； 所述的輸入總正(20)、輸入總正跨接片(5)、電流傳感器(7)、第一內(nèi)部跨接片(10)、整流模塊(9)、第一繼電器(14)、輸出總正跨接片(13)、輸出總正(22)、輸入總負(fù)(21)、輸入總負(fù)跨接片(3)、保險(xiǎn)絲(19)、第二內(nèi)部跨接片(18)、第二繼電器(17)、輸出總負(fù)跨接片(15)、輸出總負(fù)(23)、電池管理單元(8)、直流轉(zhuǎn)直流電源模塊(16)、第一 FCI接插件(6)、第二FCI接插件(12)、通信輸入端(24)、通信輸出端(25)、斷路器(4)集成設(shè)置在所述的殼體Cl)與上蓋(2)中； 所述上蓋(2 )結(jié)合殼體(I)對(duì)設(shè)置在所述殼體(I)中的電氣元件進(jìn)行卡夾限位。
4.如權(quán)利要求3所述的集成式高壓包安全模塊，其特征在于，所述通信輸入端(24)和通信輸出端(25)分別具有多路CAN接口和一路485接口。
5.如權(quán)利要求3所述的集成式高壓包安全模塊，其特征在于，所述殼體(I)和上蓋(2)采用阻燃絕緣塑料ABS。
6.如權(quán)利要求3所述的集成式高壓包安全模塊，其特征在于，所述殼體(I)的四個(gè)頂角分別設(shè)有豎筋(26)，每個(gè)所述豎筋(26)中通過(guò)UPS金屬軸環(huán)設(shè)置安裝孔； 所述上蓋(2)上對(duì)應(yīng)所述殼體(I)的安裝孔分別設(shè)有螺孔，通過(guò)螺孔與安裝孔中對(duì)應(yīng)串設(shè)螺釘，實(shí)現(xiàn)殼體(I)與上蓋(2 )緊密固定。
7.如權(quán)利要求3所述的集成式高壓包安全模塊，其特征在于，所述殼體(I)內(nèi)設(shè)有卡槽、內(nèi)嵌螺母和側(cè)筋的結(jié)構(gòu)，對(duì)殼體(I)內(nèi)設(shè)置電氣元件進(jìn)行固定。
8.如權(quán)利要求I所述的集成式高壓包安全模塊，其特征在于，所述電池管理單元(8)還電路連接外接的煙霧傳感器，煙霧傳感器中預(yù)設(shè)有煙霧濃度閾值，煙霧傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)環(huán)境中煙霧濃度，當(dāng)煙霧濃度達(dá)到煙霧傳感器中預(yù)設(shè)的煙霧濃度閾值，則煙霧傳感器傳輸報(bào)警信號(hào)至電池管理單元(8)，電池管理單元(8)控制所述第一繼電器(14)和第二繼電器 (17)斷開，并控制煙霧傳感器進(jìn)行報(bào)警。
全文摘要
本發(fā)明公開一種集成式高壓包安全模塊，該高壓包安全模塊包含依次電路連接的輸入總正、輸入總正跨接片、電流傳感器、第一內(nèi)部跨接片、整流模塊、第一繼電器、輸出總正跨接片和輸出總正；依次電路連接的輸入總負(fù)、輸入總負(fù)跨接片、保險(xiǎn)絲、第二內(nèi)部跨接片、第二繼電器、輸出總負(fù)跨接片和輸出總負(fù)；電池管理單元，電流傳感器輸出電流信號(hào)至該電池管理單元；直流轉(zhuǎn)直流電源模塊，其分別采集第一繼電器與第二繼電器的信號(hào)；斷路器，其分別電路連接第一繼電器和第二繼電器，并控制第一繼電器和第二繼電器導(dǎo)通或斷開。本發(fā)明集成度高，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大、體積小重量輕、功能齊全、易于安裝拆卸和維修。
文檔編號(hào)H02J7/00GK102946128SQ20121048976
公開日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月27日
發(fā)明者辛爽, 李痛快, 李衛(wèi)明 申請(qǐng)人:上海航天電源技術(shù)有限責(zé)任公司