配电装置、电池包和车辆的制作方法

1.本发明涉及车辆技术领域，尤其是涉及一种配电装置、电池包和车辆。


背景技术：

2.相关技术中的配电箱，通常包括高压电路、低压电路、高压插接件以及低压插接件，高压电路通常还包括多种元器件，例如继电器、保险、hvsu(high voltage supervise unit，高压监控单元)等，低压电路也包括多种元器件，这样配电箱内的元器件之间的连接铜排或者线束走线多，导致布局混乱，占用空间大，空间利用率较低、成本高、重量重、体积大，且安装步骤繁琐，生产效率低。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种配电装置，该配电装置具有结构简单紧凑、空间利用率高、体积小、重量轻、成本低、通用性和生产效率高等优点。
4.本发明还提出一种具有上述配电装置的电池包。
5.本发明还提出一种具有上述电池包的车辆。
6.为了实现上述目的，根据本发明的第一方面实施例提出一种配电装置，包括：基座，所述基座构造有接口区，所述接口区固定有高压连接部和低压连接部；高压回路，所述高压回路的至少一部分装配于所述基座，所述高压回路与所述高压连接部搭接以电连通，所述高压回路具有电池正极连接端和电池负极连接端，所述高压回路中相连的元器件通过搭接而电连通，所述高压回路包括主分断开关芯体，所述主分断开关芯体固定于所述基座且共同形成第一模块；电路板，所述电路板安装于所述基座；低压回路，所述低压回路集成于所述电路板且共同形成第二模块，所述高压回路和所述低压连接部分别插接于所述电路板且与所述低压回路电连通。
7.根据本发明实施例的配电装置具有结构简单紧凑、空间利用率高、体积小、重量轻、成本低、通用性和生产效率高等优点。
8.根据本发明的一些实施例，所述高压回路还包括：电路保护器，所述电路保护器作为第三模块装配于所述基座且与所述主分断开关芯体搭接以电连通。
9.根据本发明的一些实施例，所述主分断开关芯体为多个且至少包括：主正分断开关芯体，所述电路保护器的一端端子形成所述电池正极连接端，所述电路保护器的另一端端子与所述主正分断开关芯体的一端端子搭接以电连通；主负分断开关芯体，所述主正分断开关芯体的另一端端子和所述主负分断开关芯体的一端端子分别与所述高压连接部搭接以电连通。
10.根据本发明的一些实施例，所述主正分断开关芯体具有主正低压正极连接片和主正低压负极连接片，所述主正低压正极连接片和所述主正低压负极连接片插接于所述电路板且与所述低压回路电连通；所述主负分断开关芯体具有主负低压正极连接片和主负低压
负极连接片，所述主负低压正极连接片和所述主负低压负极连接片插接于所述电路板以与所述低压回路电连通。
11.根据本发明的一些实施例，所述主正分断开关芯体的所述另一端端子与所述高压连接部的搭接处搭接有正极电压采集片，所述正极电压采集片插接于所述电路板且与所述低压回路电连通；所述主负分断开关芯体的所述一端端子与所述高压连接部的搭接处搭接有负极电压采集片，所述负极电压采集片插接于所述电路板且与所述低压回路电连通。
12.根据本发明的一些实施例，所述高压回路还包括：负极连接件，所述负极连接件的一端端子形成所述电池负极连接端，所述负极连接件的另一端端子与所述主负分断开关芯体的另一端端子搭接以电连通。
13.根据本发明的一些实施例，所述负极连接件为电流传感器，所述电流传感器连接有电流采集针，所述电流采集针插接于所述电路板且与所述低压回路电连通。
14.根据本发明的一些实施例，所述电路保护器、所述主正分断开关芯体、所述主负分断开关芯体和所述负极连接件沿所述基座的长度方向依次排布；所述低压连接部与所述负极连接件沿所述基座的宽度方向排布。
15.根据本发明的一些实施例，所述高压回路还包括：预充回路，所述预充回路的一部分集成于所述电路板，所述预充回路包括预充电阻和预充分断开关，所述预充电阻作为第四模块装配于所述基座且插接于所述电路板以与所述预充回路的集成于所述电路板上的部分电连通，所述预充分断开关插接于所述电路板以与所述低压回路电连通，所述预充电阻和所述预充分断开关彼此串联且与所述正极主分断开关芯体并联，其中，所述预充分断开关作为第五模块装配于所述基座或所述预充分断开关固定于所述基座且与所述基座和所述主分断开关共同形成所述第一模块。
16.根据本发明的一些实施例，所述预充回路还包括：预充连接片，所述预充连接片的一端搭接于所述电路保护器的所述另一端端子与所述主正分断开关芯体的所述一端端子的搭接处，所述预充连接片的另一端插接于所述电路板且与所述预充回路的集成于所述电路板上的部分电连通。
17.根据本发明的一些实施例，所述预充分断开关具有预充高压正极连接片、预充高压负极连接片、预充低压正极连接片和预充低压负极连接片，所述预充低压正极连接片和所述预充低压负极连接片分别插接于所述电路板以与所述低压回路电连通，所述预充高压正极连接片和所述预充高压负极连接片分别插接于所述电路板以与所述预充回路的集成于所述电路板上的部分电连通。
18.根据本发明的一些实施例，所述预充电阻具有电阻高压连接片，所述电路保护器和所述预充电阻通过接触电连通，所述电阻高压连接片插接于所述电路板以与所述预充回路的集成于所述电路板上的部分电连通；或所述预充电阻具有电阻高压正极连接片和电阻高压负极连接片，所述电阻高压正极连接片和所述电阻高压负极连接片插接于所述电路板以与所述预充回路的集成于所述电路板上的部分电连通。
19.根据本发明的一些实施例，所述预充分断开关、所述预充电阻、所述主正分断开关芯体、所述主负分断开关芯体和所述低压连接部沿所述基座的长度方向依次排布；所述预充分断开关、所述预充电阻与所述电路保护器沿所述基座的宽度方向排布。
20.根据本发明的一些实施例，所述高压连接部包括：高压正极引出片，所述高压正极
引出片装配于所述基座的接口区且与所述主正分断开关芯体的所述另一端端子搭接以电连通；高压负极引出片，所述高压负极引出片装配于所述基座的接口区且与所述主负分断开关芯体的所述一端端子搭接以电连通。
21.根据本发明的一些实施例，所述电池正极连接端和所述电池负极连接端分别适于通过铆接而与电源电连通；所述高压回路中相连的元器件彼此搭接且焊接；所述高压回路和所述低压连接部分别插接于所述电路板且与所述电路板焊接。
22.根据本发明的一些实施例，所述基座构造有用于容纳所述高压回路中的元器件的至少一个容纳腔，至少一个所述容纳腔内灌装有密封胶以固定该容纳腔内的元器件。
23.根据本发明的一些实施例，所述基座设有密封圈，所述密封圈围绕所述接口区设置。
24.根据本发明的一些实施例，所述电路板位于所述基座的厚度方向上的一侧，所述接口区位于所述基座的厚度方向上的另一侧。
25.根据本发明的一些实施例，所述基座为绝缘件。
26.根据本发明的一些实施例，所述基座包括：座体，所述高压回路的所述至少一部分装配于所述座体，所述电路板安装于所述座体；面板，所述面板连接于所述座体，所述接口区形成于所述面板。
27.根据本发明的一些实施例，所述座体与所述面板为一体件或分体件。
28.根据本发明的第二方面实施例提出一种电池包，包括：外壳；根据本发明的第一方面实施例所述的配电装置，所述配电装置设于所述外壳内，所述高压连接部和所述低压连接部从所述外壳露出；电池模组，所述电池模组设于所述外壳内且分别与所述电池正极连接端和所述电池负极连接端电连接。
29.根据本发明的第二方面实施例的电池包，通过利用本发明的第一方面实施例的配电装置，具有结构简单紧凑、空间利用率高、体积小、重量轻、成本低、通用性和生产效率高等优点。
30.根据本发明的第三方面实施例提出一种车辆，包括根据本发明的第二方面实施例所述的电池包。
31.根据本发明的第三方面实施例的车辆，通过利用本发明的第二方面实施例的电池包，具有结构简单紧凑、空间利用率高、体积小、重量轻、成本低、通用性和生产效率高等优点。
32.本发明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，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
33.本发明的上述和/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：
34.图1是根据本发明实施例的配电装置的结构示意图。
35.图2是根据本发明实施例的配电装置的另一视角的结构示意图。
36.图3是根据本发明实施例的配电装置的又一视角的结构示意图。
37.图4是根据本发明实施例的配电装置的爆炸图。
38.图5是根据本发明实施例的配电装置中高压回路、正极电压采集片、负极电压采集片以及电路保护器之间未铆接时的结构示意图。
39.图6是根据本发明实施例的配电装置的接口区的结构示意图。
40.图7是根据本发明实施例的配电装置的电路板与高压回路、预充回路以及低压连接部的连接示意图。
41.图8是根据本发明实施例的配电装置的电路板与高压回路、预充回路以及低压连接部的另一视角的连接示意图。
42.图9是根据本发明实施例的配电装置的电路板的结构示意图。
43.图10是根据本发明实施例的配电装置的电路保护器的结构示意图。
44.图11是根据本发明实施例的电池包的电路原理示意图。
45.图12是根据本发明另一实施例的配电装置的结构示意图。
46.附图标记：
47.配电装置1、第一模块101、第二模块102、第三模块103、第四模块104、第五模块105、电池包2、
48.基座100、接口区110、高压连接部111、低压连接部112、容纳腔120、密封圈130、座体140、面板150、
49.高压回路200、电池正极连接端210、电池负极连接端220、
50.主分断开关芯体230、主正分断开关芯体231、主正低压正极连接片231a、主正低压负极连接片231b、主负分断开关芯体232、主负低压正极连接片232a、主负低压负极连接片232b、
51.电路保护器240、正极电压采集片250、负极电压采集片260、负极连接件270、电流采集针271、
52.预充电路280、预充电阻281、预充分断开关282、预充连接片283、预充高压正极连接片284、预充高压负极连接片285、预充低压正极连接片286、预充低压负极连接片287、电阻高压连接片288、电阻高压正极连接片289a、电阻高压负极连接片289b、
53.电路板300、低压回路310、电池模组400。
具体实施方式
54.下面详细描述本发明的实施例，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，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
55.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，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发明的限制。
56.在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，“若干”的含义是一个或多个。
57.下面参考附图描述根据本发明实施例的电池包2，电池包2包括外壳、电池模组400
和配电装置1。
58.首先参考附图描述根据本发明实施例的配电装置1。
59.如图1-图12所示，根据本发明实施例的配电装置1包括基座100、高压回路200、电路板300和低压回路310。
60.基座100构造有接口区110，接口区110固定有高压连接部111和低压连接部112，高压回路200的至少一部分装配于基座100，高压回路200与高压连接部111搭接以电连通，高压回路200具有电池正极连接端210和电池负极连接端220，高压回路200中相连的元器件通过搭接而电连通，高压回路200包括主分断开关芯体230，主分断开关芯体230固定于基座100且共同形成第一模块101，电路板300安装于基座100，低压回路310集成于电路板300且共同形成第二模块102，高压回路200和低压连接部112分别插接于电路板300且与低压回路310电连通。
61.需要说明的是，对于术语“主分断开关芯体230”，主分断开关可以包括但不限于继电器、igbt(insulated gate bipolar transistor，绝缘栅双极型晶体管)、mos管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,mosfet，场效应管)中的一种或多种。其中，“芯体”是指主分断开关主要实现其功能的部分，可以理解为除去其本身壳体后内部的功能部件，即主分断开关芯体230可以为除去其本身壳体后剩余的部分。并且，电路板300可以集成有电池管理控制器(battery management controller，bmc)。
62.在本发明实施例的电池包2中，配电装置1设于外壳内，高压连接部111和低压连接部112从外壳露出，电池模组400设于外壳内且分别与电池正极连接端210和电池负极连接端220电连接。其中，高压连接部111和低压连接部112从外壳露出，以便与车辆的电器件(例如电机、空调压缩机、ptc(positive temperature coefficient)等)连接。
63.举例而言，高压回路200和低压回路310之间并非直接连通，而是在高压回路200和低压回路310之间连接有变压结构(即能够改变电压的结构)，例如高压回路200和低压回路310之间连接变压器，通过上述变压结构的设置，能够保证低压回路310内电流的电压低于高压回路200内电流的电压，并且电池模组400通过高压回路200和该变压结构能够为低压回路310供电，以实现低压回路310的正常工作。
64.根据本发明实施例的配电装置1，通过在基座100构造有接口区110，接口区110固定有高压连接部111和低压连接部112，高压连接部111和低压连接部112从外壳露出，高压连接部111能够实现对车辆的高压电器件供电，低压连接部112可以包括通讯针，用于与车辆的控制器进行通讯，以实现对配电装置1进行实时控制，低压连接部112还可以包括低压插头，用于为车辆的低压电器件供电。并且，基座100能够固定高压连接部111和低压连接部112两者和基座100的相对位置，避免高压连接部111和低压连接部112之间产生接触，保证配电装置1的电连接的安全性。其中，高压连接部111、低压连接部112与基座100三者可以分开设计，增强连接灵活性。
65.由于直接采用主分断开关芯体230，并利用基座100对主分断开关芯体230进行固定和保护，如此省去了现有分断开关原有的壳体，结构简单且更加紧凑，进一步将低压回路310集成于电路板300，为省去配电装置1内部的大量铜排和线束创造了先提条件，在此基础上，结合配电装置1的其它设置，从而在实现稳定电连接的同时省去现有的铜排和线束，具体而言：
66.首先，由于采用基座100直接固定主分断开关芯体230，在节省空间的同时，主分断开关芯体230可以具有足够长的引出部分，如此，高压回路200与高压连接部111可以搭接以电连通，高压回路200中相连的元器件可以通过搭接而电连通，即高压回路200中的需要相连的元器件以及高压回路200与高压连接部111之间通过部分重叠叠置，从而实现两者的搭接，通过这种搭接进而实现电连通，如此可以省去现有高压回路中的中间连接件以及高压回路与高压连接部之间的中间连接件，即高压部分的铜排和线束等；
67.并且，由于主分断开关芯体230可以具有足够长的引出部分，且低压回路310集成于电路板300，高压回路200和低压连接部112可以分别插接于电路板300且与低压回路310电连通，即高压回路200和低压连接部112可以直接插接于电路板300，从而实现高压回路200与低压回路310的连通以及低压连接部112与低压回路310的连通，电路板300上的低压回路310能够控制主分断开关芯体230的通断，如此可以省去现有高低压连接的中间连接件以及低压回路与低压连接部之间的中间连接件，即低压部分的铜排和线束等。
68.由此，高压回路200自身的元器件之间以及高压回路200与高压连接部111之间电连接更为可靠，且布局清晰，不易出现温升过高或连接处烧结等问题，电池模组400可以通过电池正极连接端210和电池负极连接端220为高压回路200供电，高压回路200可以通过高压连接部111为车辆上的高压电器件供电。通过省去现有配电装置中大量的铜排和线束，能够进一步地简化配电装置1内的电连接的布局，从而进一步地减小配电装置1的体积，提高配电装置1的空间利用率，降低配电装置1的重量以及成本，以能够进一步地节省电池包2的空间，提高电池包2的能量密度，提升整车续航能力。并且，基座100能够固定高压连接部111、低压连接部112、高压回路200和电路板300四者的相对位置，提升高压回路200和低压连接部112两者与电路板300之间电连接的可靠性。
69.此外，主分断开关芯体230固定于基座100且共同形成第一模块101，电路板300安装于基座100，低压回路310集成于电路板300且共同形成第二模块102。这样，配电装置1采用模块化的方式组装，一方面能够容易实现自动化装配，节省了工艺成本、设计成本以及人工成本，提高了生产效率，另一方面提高了配电装置1的空间利用率，配电装置1的体积更小、重量更轻、通用性更高，从而能够节省电池包2的空间，提高电池包2的能量密度，提升整车续航能力。
70.如此，根据本发明实施例的配电装置1具有结构简单紧凑、空间利用率高、体积小、重量轻、成本低、通用性和生产效率高等优点。
71.根据本发明实施例的电池包2，通过利用本发明上述实施例的配电装置1，采用模块化的方式组装，具有体积小、重量轻、成本低、通用性和生产效率高等优点。
72.根据本发明的一些具体实施例，如图1-图3所示，高压回路200还包括电路保护器240，电路保护器240作为第三模块103装配于基座100且与主分断开关芯体230搭接以电连通。其中，电路保护器240可以包括但不限于保险丝、断路器、熔断器、主动保险等回路保护器件中的一种或多种。通过设置电路保护器240，能够在高压回路200出现电流过大、电压过大等情况时及时电路保护器240能够自动断开以切断高压回路200，从而达到保护高压回路200中其他元器件的目的。
73.这样，电路保护器240和主分断开关芯体230之间无需设置导电结构(例如导电铜排)，配电装置1的空间利用率更高，因此体积更小、重量更轻、成本更低，有利于提高电路保
护器240和主分断开关芯体230之间电连接可靠性，不易出现温升过高以及连接处烧结等问题，并且，将电路保护器240作为第三模块103，进一步地提高了配电装置1的模块化程度，进一步地便于配电装置1的自动化装配，进一步地节省工艺成本、人工成本，提高生产效率。
74.进一步地，如图1-图3所示，主分断开关芯体230为多个且至少包括主正分断开关芯体231和主负分断开关芯体232，电路保护器240的一端端子形成电池正极连接端210，电路保护器240的另一端端子与主正分断开关芯体231的一端端子搭接以电连通，主正分断开关芯体231的另一端端子和主负分断开关芯体232的一端端子分别与高压连接部111搭接以电连通。
75.其中，主正分断开关芯体231可以包括但不限于继电器的芯体(即继电器无需设置壳体)、igbt的芯体(即igbt无需设置壳体)、mos管的芯体(即mos管无需设置壳体)中的一种或多种，主负分断开关芯体232可以包括但不限于继电器的芯体(即继电器无需设置壳体)、igbt的芯体(即igbt无需设置壳体)、mos管的芯体(即mos管无需设置壳体)中的一种或多种。
76.需要说明的是，电路板300通过集成低压回路310能够控制主正分断开关芯体231的通断和主负分断开关芯体232的通断。
77.举例而言，主正分断开关芯体231能够控制高压连接部111与电池正极连接端210之间是否连通，并且主正分断开关芯体231和电路保护器240之间无需设置导电结构(例如导电铜排或者导线)，主正分断开关芯体231和高压连接部111之间也无需设置导电结构(例如导电铜排或者导线)，简化了主正分断开关芯体231的电连接结构，电连接可靠，布局简单，不易出现温升过高或连接处烧结等问题。
78.主负分断开关芯体232能够控制高压连接部111与电池负极连接端220之间是否连通，并且主负分断开关芯体232和高压连接部111之间无需设置导电结构(例如导电铜排或者导线)，简化了主负分断开关芯体232的电连接结构，电连接可靠，布局简单，不易出现温升过高或连接处烧结等问题。
79.当主正分断开关芯体231和主正分断开关芯体231都保持闭合时，能够实现高压回路200的电导通，此时电池模组400能够通过高压连接部111为车辆的高压电器件供电。由于高压回路200内的电流的电压较高，因此通过设置主正分断开关芯体231和主负分断开关芯体232两个开关，且使主正分断开关芯体231和主负分断开关芯体232之间的通断相互之间不干涉，能够非常可靠地切断高压回路200，提升高压回路200的安全性，从而保证对车辆的高压电器件供电的安全性。
80.更进一步地，如图1和图8所示，主正分断开关芯体231具有主正低压正极连接片231a和主正低压负极连接片231b，主正低压正极连接片231a和主正低压负极连接片231b插接于电路板300且与低压回路310电连通。主负分断开关芯体232具有主负低压正极连接片232a和主负低压负极连接片232b，主负低压正极连接片232a和主负低压负极连接片232b插接于电路板300以与低压回路310电连通。
81.这样，主正分断开关芯体231和主负分断开关芯体232实现与电路板300上的低压回路310的电连通，如此可以利用电路板300上的低压回路310控制主正分断开关芯体231的通断和主负分断开关芯体232的通断。并且，主正分断开关芯体231通过主正低压正极连接片231a和主正低压负极连接片231b以插接的方式与电路板300直接连接，能够省略主正分
断开关芯体231和电路板300之间的导电结构(例如导电铜排或者导线)，保证主正分断开关芯体231和电路板300之间的可靠电连接，还有利于减小配电装置1的体积，降低成本和重量。
82.另外，主负分断开关芯体232通过主负低压正极连接片232a和主负低压负极连接片232b以插接的方式与电路板300直接连接，能够省略主负分断开关芯体232和电路板300之间的导电结构(例如导电铜排或者导线)，保证主负分断开关芯体232和电路板300之间的可靠电连接，还有利于减小配电装置1的体积，降低成本和重量。
83.可选地，如图1、图7和图8所示，主正分断开关芯体231的另一端端子与高压连接部111的搭接处搭接有正极电压采集片250，正极电压采集片250插接于电路板300且与低压回路310电连通，主负分断开关芯体232的一端端子与高压连接部111的搭接处搭接有负极电压采集片260，负极电压采集片260插接于电路板300且与低压回路310电连通。
84.这样，电路板300能够通过正极电压采集片250和负极电压采集片260采集高压回路200的电压，进而监控高压回路200的电压以及是否烧结，有利于配电装置1的可靠应用，提高配电装置1的安全性。
85.在本发明的一些可选实施例中，如图1-图3所示，高压回路200还包括负极连接件270，负极连接件270的一端端子形成电池负极连接端220，负极连接件270的另一端端子与主负分断开关芯体232的另一端端子搭接以电连通。
86.这样，通过设置负极连接件270不仅能够形成电池负极连接端220，以实现高压回路200和电池模组400之间的有效连接，而且负极连接件270与主负分断开关芯体232之间无需设置导电结构(例如导电铜排或者导线)，从而既保证配电装置1的电连接的安全性，又能够提高配电装置1的空间利用率，减小配电装置1的体积，降低配电装置1的重量和成本。
87.进一步地，如图2和图3所示，负极连接件270为电流传感器，电流传感器连接有电流采集针271，电流采集针271插接于电路板300且与低压回路310电连通。其中，电流传感器可以作为高压监控单元(high voltage supervi se unit，hvsu)。
88.如此，电路板300能够通过电流传感器采集低压回路310的电流，从而保证低压回路310的电流稳定，有利于实现配电装置1的可靠使用。其中，电流传感器可以为分流器。并且，电流采集针271插接于电路板300且与低压回路310电连通，这样可以无需设置额外的铜排或线束。
89.举例而言，如图1和图3所示，电路保护器240、主正分断开关芯体231、主负分断开关芯体232和负极连接件270沿基座100的长度方向依次排布，这样便于高压回路200中的多个元器件之间的搭接，有利于省略导电结构(例如导电铜排或者导线)，从而提高配电装置1的空间利用率，减小配电装置1的体积，降低成本以及重量，保证电连接的可靠性，避免高压回路200出现损坏，而且，高压回路200的主要沿基座100的长度方向排布，能够更有效地利用基座100的空间。
90.并且，低压连接部112与负极连接件270沿基座100的宽度方向排布，这样低压连接部112和高压电路之间无需继续沿基座100的长度方向继续排布，能够减小配电装置1的长度，进一步地提高了配电装置1的空间利用率，降低配电装置1的重量以及成本。
91.在本发明的一些可选实施例中，如图4、图7、图8和图11所示，高压回路200还包括预充回路280，预充回路280的一部分集成于电路板300，预充回路280包括预充电阻281和预
充分断开关282，预充电阻281作为第四模块104装配于基座100且插接于电路板300以与预充回路280集成于电路板300上的部分电连通，预充分断开关282插接于电路板300以与低压回路310电连通，预充电阻281和预充分断开关282彼此串联且与正极主分断开关芯体230并联，其中，预充分断开关282作为第五模块105装配于基座100或预充分断开关282固定于基座100且与基座100和主分断开关共同形成第一模块101。
92.其中，预充电阻281和预充分断开关282之间串联，预充电阻281和预充分断开关282两者串联后与主分断开关芯体230并联。并且，预充分断开关282与低压回路310之间直接连接，即预充分断开关282与低压回路310之间无需设置变压结构。
93.通过设置预充回路280，能够防止电池模组400以及主分断开关芯体230损坏，达到保证电池模组400以及主分断开关芯体230的目的，电路板300可以控制预充分断开关282的通断。并且，预充分断开关282可以直接固定于基座100，无需为预充分断开关282另外设置壳体，能够减小配电装置1的体积，降低配电装置1的重量和成本。
94.另外，通过将预充电阻281作为第四模块104，预充分断开关282单独作为第五模块105或集成于第一模块101，能够进一步地提高配电装置1的模块化程度，一方面能够更有利于实现自动化装配，节省了工艺成本、设计成本以及人工成本，提高了生产效率，另一方面进一步地提高了配电装置1的空间利用率，配电装置1的体积更小、重量更轻、通用性更高，从而能够节省电池包2的空间，提高电池包2的能量密度，提升整车续航能力。
95.此外，预充电阻281和预充分断开关282均插接于电路板300，两者与电路板300之间无需设置导电结构(例如导电铜排或者导线)，能够简化配电装置1的布局，减小配电装置1的体积，提高配电装置1的空间利用率。
96.其中，预充电阻281可以为热敏电阻，将热敏电阻应用于预充回路280中，预充回路280的结构简单，体积小，易于与其他元器件集成，对于预充过热有一定的保护能力，且工作环境及阻值范围适配能力好。
97.举例而言，热敏电阻的阻值对温度较为敏感，热敏电阻具有温度上升高于温度转换点(居里温度点)时，其阻值阶变式上升的特性。将热敏电阻在预充回路280中应用，只需要考虑其正常工作的阻值区间(最小电阻与居里温度对应的阻值之间)。热敏电阻的阻值区间以及承受能量范围可以根据电压、负载电容、预充完成压差和预充时间等参数要求计算得出。
98.热敏电阻的最小阻值计算方式：rmin≥tmin/(c*ln(ub/ub-ut))，热敏电阻的最大阻值计算方式：rmax≤tmax/(c*ln(ub/ub-ut))。其中，tmin为最小预充时间，tmax为最大预充时间，rmin为热敏电阻的最小阻值，rmax为热敏电阻的最大阻值，c为容性负载电容值，ut为预充电过程中对应的容性负载端电压，ub为电池模组400的电压。
99.计算出热敏电阻的阻值范围后，根据所选热敏电阻的温度阻值特性曲线进行校核，在一定的温度范围内，例如-60℃～130℃范围内，选取热敏电阻在此温度区间内对应阻值的最大及最小值进行预充时间校核。
100.热敏电阻在预充过程中，预充电路280对热敏电阻释放最大能量计算方式：ech＝1/2cu2，单个热敏电阻温度从最大工作环境温度tamax升高到居里温度tc需要吸收的能量为eth：eth＝cth*(tc-tamax)，其中，cth是热敏电阻的热容量(即热敏电阻本体温度上升1k所需供给的的能量，单位为焦耳)。
101.热敏电阻在正常使用条件下应维持低阻状态，否则影响充电时间，如果充电回路的能量大于单个热敏电阻承受的能量可以采用多个热敏电阻串联或并联的方式进行能量分解，增加电路耐压能力及能量耐受能力，即n*
§
*eth≥ech，
§
为安全预留余量，一般预留0.7～0.9，n为热敏电阻使用个数。通过该计算方式得到的热敏电阻使用个数既符合要求，又能够降低成本。
102.在本发明的一些实施例中，单个热敏电阻的阻值范围可以为20ω～200ω，使用环境温度范围为-60℃～130℃，单个耐电压能力可以为耐压450vdc及以下或者耐压1000vdc及以下。
103.下面以电压400vdc、容性负载电容值800μf，充电压差98％时响应时间在1.5秒以内的参数进行举例说明，单个热敏电阻的参数为阻值为70ω、耐压500vdc、居里温度125℃、-60℃～125℃范围内该热敏电阻的阻值区间为56ω～112ω、热容量2.5j/k，该热敏电阻的使用个数可参考以下方式初选：
[0104][0105]
根据上述公式校核，预充在180ms～360ms时间内完成，安全余量可以选取0.8，最大环境温度为90℃，热敏电阻的自身温度达到居里温度能量需要70j,电路能量64j,即单个热敏电阻满足要求，符合预期条件。
[0106]
以上所述仅为对本发明的某一实施例进行说明，旨在进一步阐述实际应用可行，并非限制本发明的专利范围。
[0107]
进一步地，如图4所示，预充回路280还包括预充连接片283，预充连接片283的一端搭接于电路保护器240的另一端端子与主正分断开关芯体231的一端端子的搭接处，预充连接片283的另一端插接于电路板300且与预充回路280的集成于电路板300上的部分电连通。
[0108]
通过设置预充连接片283，可以实现预充回路280与主正分断开关芯体231之间的并联，同时也可以用于检测预充回路280的电压，并且预充连接片283采用搭接和插接的方式实现电连接，预充连接片283与电路板300之间无需设置导电结构(例如导电铜排或者导线)，电路保护器240的另一端端子与主正分断开关芯体231的一端端子的搭接处与预充连接片283之间也无需设置导电结构(例如导电铜排或者导线)，能够简化配电装置1的布局，减小配电装置1的体积，提高配电装置1的空间利用率。
[0109]
具体地，预充分断开关282具有预充高压正极连接片284、预充高压负极连接片285、预充低压正极连接片286和预充低压负极连接片287，预充低压正极连接片286和预充低压负极连接片287分别插接于电路板300以与低压回路310电连通，预充高压正极连接片284和预充高压负极连接片285分别插接于电路板300以与预充回路280的集成于电路板300上的部分电连通。
[0110]
由此，低压回路300可以控制预充分断开关190的通断，并且可以省去现有预充分
断开关与电路板之间的中间连接件，即预充部分的铜排和线束等，预充分断开关190与电路板300之间电连接更为可靠，且布局清晰，不易出现温升过高或连接处烧结等问题，还进一步地简化配电装置1内的电连接的布局，从而进一步地减小配电装置1的体积，提高配电装置1的空间利用率，降低配电装置1的重量以及成本，以能够进一步地节省电池包2的空间，提高电池包2的能量密度，提升整车续航能力。
[0111]
在本发明的一些实施例中，如图2所示，预充电阻281具有电阻高压连接片288，电路保护器240和预充电阻281通过接触电连通，例如电路保护器240和预充电阻281之间通过卡扣实现电连接。电阻高压连接片288插接于电路板300以与预充回路270的集成于电路板300上的部分电连通。
[0112]
在本发明的一些实施例中，如图12所示，预充电阻281具有电阻高压正极连接片289a和电阻高压负极连接片289b，电阻高压正极连接片289a和电阻高压负极连接片289b插接于电路板300以与预充回路270的集成于电路板300上的部分电连通。此时，预充电阻281和电路保护器240之间无需连接，仅需要将预充电阻281与电路板300机械连接即可，易于拆装，便于加工。
[0113]
可选地，预充分断开关282、预充电阻281、主正分断开关芯体231、主负分断开关芯体232和低压连接部112沿基座100的长度方向依次排布，这样，不仅能够进一步地提高基座100的空间利用率，保证配电装置1的电路可靠连接。并且，预充分断开关282、预充电阻281与电路保护器240沿基座100的宽度方向排布，这样预充分断开关282、预充电阻281与电路保护器240任意两者在基座100的长度方向存在交错，能够一定程度上地减小基座100的长度，从而减小配电装置1的体积。
[0114]
在本发明的一些可选实施例中，高压连接部111包括高压正极引出片和高压负极引出片，高压正极引出片装配于基座100的接口区110且与主正分断开关芯体231的另一端端子搭接以电连通，高压负极引出片装配于基座100的接口区110且与主负分断开关芯体232的一端端子搭接以电连通。
[0115]
通过设置高压正极引出片和高压负极引出片，能够实现高压连接部111与高压回路200之间的电连接，以保证高压连接部111能够为车辆的高压电器件供电，并且高压连接部111通过高压正极引出片和高压负极引出片与主分断开关芯体230之间通过搭接实现电连接，无需设置导电结构(例如导电铜排或者导线)，高压连接部111与高压回路200之间的电连接更为可靠，能够进一步地简化配电装置1内的电连接的布局，从而进一步地减小配电装置1的体积，提高配电装置1的空间利用率，降低配电装置1的重量以及成本，以能够进一步地节省电池包2的空间，提高电池包2的能量密度，提升整车续航能力。
[0116]
在本发明的一些可选实施例中，如图1-图4所示，电池正极连接端210和电池负极连接端220分别适于通过铆接(例如，拉铆、涨铆等方式)而与电源模组400电连通，这样便于后续拆换维修，高压回路200中相连的元器件彼此搭接且焊接，高压回路200和低压连接部112分别插接于电路板300且与电路板300焊接(例如，激光焊接、epmt焊接、超电波焊接、钎焊等)。
[0117]
这样，相比于采用螺栓的现有连接方式，电池正极连接端210和电池负极连接端220两者与电源模组400之间的电连接可靠，并且可靠性既不会随着使用时长的增加而下降，又不会因为车辆的晃动而下降，高压回路200和低压连接部112两者与电路板300之间的
电连接也更为可靠，避免配电装置1内的温升过高或者电路连接处烧结。
[0118]
在本发明的一些可选实施例中，如图2和图5所示，基座100构造有用于容纳高压回路200中的元器件的至少一个容纳腔120，至少一个容纳腔120内灌装有密封胶以固定该容纳腔120内的元器件。这样，高压回路200和基座100之间的连接强度更高，能够避免高压回路200的元器件相对基座100发生移动，提高配电装置1内的电连接的可靠性。
[0119]
在本发明的一些可选实施例中，如图2、图4和图6所示，基座100设有密封圈130，密封圈130围绕接口区110设置，其中密封圈130具有弹性，可以为橡胶材料制成或者硅胶材料制成。这样外界空间的液体与灰尘等杂质不会通过接口区110进入到配电装置1内，提高了配电装置1的密封性，降低高压回路200、电路板300和低压回路310被腐蚀的速率，保证配电装置1的电连接的可靠性。
[0120]
在本发明的一些可选实施例中，如图4所示，电路板300位于基座100的厚度方向上的一侧，接口区110位于基座100的厚度方向上的另一侧，这样能够增加电路板300和接口区110之间的距离，高压回路200和低压回路310可以布置在电路板300和接口区110之间，高压回路200和低压回路310两者既能够方便地与电路板300连接，又能够方便地与高压连接部111和低压连接部112连接，保证配电装置1的排布便捷，体积小，有利于配电装置1的轻量化设置。
[0121]
在本发明的一些可选实施例中，基座100为绝缘件，基座100可以为绝缘塑料。这样能够避免高压回路200、电路板300和低压回路310三者与基座100之间发生短路，提高了配电装置1的电路安全性。
[0122]
在本发明的一些可选实施例中，如图2-图6所示，基座100包括座体140和面板150，高压回路200的至少一部分装配于座体140，电路板300安装于座体140，面板150连接于座体140，接口区110形成于面板150。这样能够保证座体140的结构强度，保证对高压回路200和电路板300的安装稳定，并且将基座100分设为两个部件，不仅能够便于座体140和面板150的加工制造，而且能够方便地将高压回路200、电路板300和低压电路安装在基座100。
[0123]
其中，座体140与面板150为一体件或分体件。需要说明的是，座体140与面板150为一体件时，可以先将座体140与面板150单独制造，再将座体140与面板150成型为一体，从而便于高压回路200、电路板300和低压电路310的安装。或者，直接将座体140与面板150一次注塑成型，以提高座体140与面板150之间的连接强度。这样，基座100的设置方式更为多样，以便于根据不同的使用情况调整基座100的结构，提高了基座100的适用性，配电装置1能够满足不同的使用环境的需求。
[0124]
下面举例描述根据本发明实施例的配电装置1的装配过程：
[0125]
首先，用灌封胶将主正分断开关芯体231和主负分断开关芯体232固定在基座100内形成第一模块101；
[0126]
然后，将作为第四模块104的预充电阻281以及作为第五模块105的预充分断开关282卡装在基座100上；
[0127]
接下来，将作为第三模块103的电路保护器240放置到基座100上，并与预充电阻281通过卡扣电气连接，用螺栓将正极电压采集片250、负极电压采集片260和负极连接件270固定，将电路板300固定在基座100上，同时将各个连接插片对准、插接(如主正低压正极连接片231a、主正低压负极连接片231b、主负低压正极连接片232a、主负低压负极连接片
232b、正极电压采集片250、负极电压采集片260、电流采集针271、预充连接片283)，且将电路板300上的低压连接部112插入基座100上的预留孔内。
[0128]
最后，将密封圈130套装在基座100上。
[0129]
下面参考附图描述根据本发明实施例的车辆，车辆包括根据本发明上述实施例的电池包2。
[0130]
根据本发明实施例的车辆，通过利用本发明上述实施例的电池包2，具有结构简单紧凑、空间利用率高、体积小、重量轻、成本低、通用性和生产效率高等优点。
[0131]
根据本发明实施例的配电装置1、电池包2和车辆的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
[0132]
在本说明书的描述中，参考术语“具体实施例”、“具体示例”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发明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。
[0133]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明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，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种配电装置，其特征在于，包括：基座，所述基座构造有接口区，所述接口区固定有高压连接部和低压连接部；高压回路，所述高压回路的至少一部分装配于所述基座，所述高压回路与所述高压连接部搭接以电连通，所述高压回路具有电池正极连接端和电池负极连接端，所述高压回路中相连的元器件通过搭接而电连通，所述高压回路包括主分断开关芯体，所述主分断开关芯体固定于所述基座且共同形成第一模块；电路板，所述电路板安装于所述基座；低压回路，所述低压回路集成于所述电路板且共同形成第二模块，所述高压回路和所述低压连接部分别插接于所述电路板且与所述低压回路电连通。2.根据权利要求1所述的配电装置，其特征在于，所述高压回路还包括：电路保护器，所述电路保护器作为第三模块装配于所述基座且与所述主分断开关芯体搭接以电连通。3.根据权利要求2所述的配电装置，其特征在于，所述主分断开关芯体为多个且至少包括：主正分断开关芯体，所述电路保护器的一端端子形成所述电池正极连接端，所述电路保护器的另一端端子与所述主正分断开关芯体的一端端子搭接以电连通；主负分断开关芯体，所述主正分断开关芯体的另一端端子和所述主负分断开关芯体的一端端子分别与所述高压连接部搭接以电连通。4.根据权利要求3所述的配电装置，其特征在于，所述主正分断开关芯体具有主正低压正极连接片和主正低压负极连接片，所述主正低压正极连接片和所述主正低压负极连接片插接于所述电路板且与所述低压回路电连通；所述主负分断开关芯体具有主负低压正极连接片和主负低压负极连接片，所述主负低压正极连接片和所述主负低压负极连接片插接于所述电路板以与所述低压回路电连通。5.根据权利要求3所述的配电装置，其特征在于，所述主正分断开关芯体的所述另一端端子与所述高压连接部的搭接处搭接有正极电压采集片，所述正极电压采集片插接于所述电路板且与所述低压回路电连通；所述主负分断开关芯体的所述一端端子与所述高压连接部的搭接处搭接有负极电压采集片，所述负极电压采集片插接于所述电路板且与所述低压回路电连通。6.根据权利要求3所述的配电装置，其特征在于，所述高压回路还包括：负极连接件，所述负极连接件的一端端子形成所述电池负极连接端，所述负极连接件的另一端端子与所述主负分断开关芯体的另一端端子搭接以电连通。7.根据权利要求6所述的配电装置，其特征在于，所述负极连接件为电流传感器，所述电流传感器连接有电流采集针，所述电流采集针插接于所述电路板且与所述低压回路电连通。8.根据权利要求6所述的配电装置，其特征在于，所述电路保护器、所述主正分断开关芯体、所述主负分断开关芯体和所述负极连接件沿所述基座的长度方向依次排布；所述低压连接部与所述负极连接件沿所述基座的宽度方向排布。9.根据权利要求3所述的配电装置，其特征在于，所述高压回路还包括：预充回路，所述预充回路的一部分集成于所述电路板，所述预充回路包括预充电阻和
预充分断开关，所述预充电阻作为第四模块装配于所述基座且插接于所述电路板以与所述预充回路的集成于所述电路板上的部分电连通，所述预充分断开关插接于所述电路板以与所述低压回路电连通，所述预充电阻和所述预充分断开关彼此串联且与所述正极主分断开关芯体并联，其中，所述预充分断开关作为第五模块装配于所述基座或所述预充分断开关固定于所述基座且与所述基座和所述主分断开关共同形成所述第一模块。10.根据权利要求9所述的配电装置，其特征在于，所述预充回路还包括：预充连接片，所述预充连接片的一端搭接于所述电路保护器的所述另一端端子与所述主正分断开关芯体的所述一端端子的搭接处，所述预充连接片的另一端插接于所述电路板且与所述预充回路的集成于所述电路板上的部分电连通。11.根据权利要求9所述的配电装置，其特征在于，所述预充分断开关具有预充高压正极连接片、预充高压负极连接片、预充低压正极连接片和预充低压负极连接片，所述预充低压正极连接片和所述预充低压负极连接片分别插接于所述电路板以与所述低压回路电连通，所述预充高压正极连接片和所述预充高压负极连接片分别插接于所述电路板以与所述预充回路的集成于所述电路板上的部分电连通。12.根据权利要求9所述的配电装置，其特征在于，所述预充电阻具有电阻高压连接片，所述电路保护器和所述预充电阻通过接触电连通，所述电阻高压连接片插接于所述电路板以与所述预充回路的集成于所述电路板上的部分电连通；或所述预充电阻具有电阻高压正极连接片和电阻高压负极连接片，所述电阻高压正极连接片和所述电阻高压负极连接片插接于所述电路板以与所述预充回路的集成于所述电路板上的部分电连通。13.根据权利要求9所述的配电装置，其特征在于，所述预充分断开关、所述预充电阻、所述主正分断开关芯体、所述主负分断开关芯体和所述低压连接部沿所述基座的长度方向依次排布；所述预充分断开关、所述预充电阻与所述电路保护器沿所述基座的宽度方向排布。14.根据权利要求3所述的配电装置，其特征在于，所述高压连接部包括：高压正极引出片，所述高压正极引出片装配于所述基座的接口区且与所述主正分断开关芯体的所述另一端端子搭接以电连通；高压负极引出片，所述高压负极引出片装配于所述基座的接口区且与所述主负分断开关芯体的所述一端端子搭接以电连通。15.根据权利要求1-14中任一项所述的配电装置，其特征在于，所述电池正极连接端和所述电池负极连接端分别适于通过铆接而与电源电连通；所述高压回路中相连的元器件彼此搭接且焊接；所述高压回路和所述低压连接部分别插接于所述电路板且与所述电路板焊接。16.根据权利要求1-14中任一项所述的配电装置，其特征在于，所述基座构造有用于容纳所述高压回路中的元器件的至少一个容纳腔，至少一个所述容纳腔内灌装有密封胶以固定该容纳腔内的元器件。17.根据权利要求1-14中任一项所述的配电装置，其特征在于，所述基座设有密封圈，所述密封圈围绕所述接口区设置。18.根据权利要求1-14中任一项所述的配电装置，其特征在于，所述电路板位于所述基
座的厚度方向上的一侧，所述接口区位于所述基座的厚度方向上的另一侧。19.根据权利要求1-14中任一项所述的配电装置，其特征在于，所述基座为绝缘件。20.根据权利要求1-14中任一项所述的配电装置，其特征在于，所述基座包括：座体，所述高压回路的所述至少一部分装配于所述座体，所述电路板安装于所述座体；面板，所述面板连接于所述座体，所述接口区形成于所述面板。21.根据权利要求20所述的配电装置，其特征在于，所述座体与所述面板为一体件或分体件。22.一种电池包，其特征在于，包括：外壳；根据权利要求1-21中任一项所述的配电装置，所述配电装置设于所述外壳内，所述高压连接部和所述低压连接部从所述外壳露出；电池模组，所述电池模组设于所述外壳内且分别与所述电池正极连接端和所述电池负极连接端电连接。23.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求22所述的电池包。

技术总结
本发明公开了一种配电装置、电池包和车辆，配电装置包括：基座，基座构造有接口区，接口区固定有高压连接部和低压连接部；高压回路，高压回路的至少一部分装配于基座，高压回路与高压连接部搭接以电连通，高压回路具有电池正极连接端和电池负极连接端，高压回路中相连的元器件通过搭接而电连通，高压回路包括主分断开关芯体，主分断开关芯体固定于基座且共同形成第一模块；电路板，电路板安装于基座；低压回路，低压回路集成于电路板且共同形成第二模块，高压回路和低压连接部分别插接于电路板且与低压回路电连通。根据本发明实施例的配电装置具有结构简单紧凑、空间利用率高、体积小、重量轻、成本低、通用性和生产效率高等优点。通用性和生产效率高等优点。通用性和生产效率高等优点。


技术研发人员：鄂从吉 高健 彭青波 吴镇汉 王成志
受保护的技术使用者：比亚迪股份有限公司
技术研发日：2022.02.25
技术公布日：2023/6/28