配电箱、电池包及车辆的制作方法

1.本实用新型属于车辆制造技术领域，具体地，本实用新型涉及一种配电箱、电池包及车辆。


背景技术：

2.新能源汽车作为解决严重环境污染及能源短缺的新方案，被国家大力发展。配电箱作为电动汽车的核心部件，兼具电流、电压采集及分配功能以及电池包及整车实时数据交换功能。配电箱安全应作为新能源汽车安全问题被首要考虑。
3.如果在元器件电连接部位处设置绝缘层，会影响元器件之间的电连接效果。因此为了提高配电箱的安全性能，现有技术的通常做法为，在元电器间设置绝缘挡板，同时配电箱的部分元器件在组装前单独设置绝缘层。
4.但是，现有配电箱体积利用率高达70％以上，配电箱内有效绝缘距离越来越近，绝缘挡板极易因为电气击穿而失效。此外配电箱为了方便散热，一般不做完全密封，同时配电箱内部各个元器件具有裸露的导电区域。因此配电箱极易因为电解液如外部雨水的进入，导致其绝缘失效引起拉弧，影响配电箱的正常使用。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种配电箱、电池包及车辆的新技术方案。
6.根据本实用新型的第一方面，提供了一种配电箱，包括包括壳体、元器件以及绝缘层，所述元器件设置于所述壳体上；其中，
7.所述绝缘层为绝缘漆，所述壳体的至少一部分和所述元器件的表面覆盖有所述绝缘漆。
8.可选地，所述绝缘层被配置为在所述元器件与所述壳体组装完成后，通过整体浸涂方式涂覆在所述壳体的至少一部分和所述元器件的表面。
9.可选地，所述元器件包括导电区域以及非导电区域，所述元器件通过所述导电区域与外界电连接；其中，
10.所述绝缘层覆盖所述元器件的导电区域及至少部分非导电区域。
11.可选地，所述绝缘层设置为一体结构。
12.可选地，所述绝缘漆为有机硅树脂漆、聚氨酯漆、丙烯酸酯树脂漆或环氧树脂漆。
13.可选地，所述绝缘漆为导热漆。
14.可选地，所述绝缘漆的厚度小于或等于200μm。
15.可选地，所述元器件的数量至少为两个。
16.可选地，所述壳体外侧设置有总正连接件以及总负连接件，所述元器件包括依次设置的预充继电器、主正继电器以及主负继电器，所述预充继电器、所述主正继电器以及所述主负继电器形成串联电路，其中，
17.所述预充继电器与所述总正连接件电连接，所述主负继电器与所述总负连接件电
连接；
18.所述壳体内设置有回路线路板，多个所述元器件集成于所述回路线路板上，多个所述元器件通过所述回路线路板串联。
19.根据本实用新型的第二方面，还提供了一种电池包，包括第一方面所述的配电箱。
20.根据本实用新型的第三方面，还提供了一种车辆，包括第二方面所述的电池包。
21.本实用新型的一个技术效果在于：
22.本实用新型中直接用绝缘漆作绝缘防护层，各元器件可不额外单独进行绝缘操作，只需在配电箱组装完成后对其整体真空浸涂即可。本实用新型省去了在配电箱内部金属导体位置处单独做绝缘防护的复杂工艺。配电箱内设置有通过整体浸涂绝缘漆形成的绝缘层，降低了配电箱出现空气击穿而导通拉弧，或者电解液泄漏或雨水进入而导通短路拉弧现象的可能性，从而降低了电池包发生放电拉弧引起燃烧爆炸的风险。本实用新型采用的配电箱加工工序简单、综合成本低、绝缘效率及安全性高。
23.通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
24.被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且连同其说明一起用于解释本实用新型的原理。
25.图1为本实用新型实施例提供的配电箱整体结构示意图。
26.附图标记说明：
27.1、壳体；2、总正连接件；3、总负连接件；4、预充继电器；5、主正继电器；6、主负继电器；7、回路线路板；8、保险。
具体实施方式
28.现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。
29.以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。
30.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
31.在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
32.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
33.参照图1，本实用新型公开了一种配电箱，用于例如电动车辆中的电池包。
34.参照图1，配电箱包括壳体1、元器件以及绝缘层，所述元器件设置于所述壳体上；其中，
35.所述绝缘层为绝缘漆，在所述元器件与所述壳体1中至少一者的表面覆盖所述绝
缘漆。
36.参照图1，配电箱包括壳体1，壳体1内设置有容纳空间，元器件设置于壳体1内，元器件包括至少一个。
37.现有技术中，配电箱内的元器件上设置有金属导体，用于与外界电连接。例如元器件与元器件之间通过金属导体电连接，元器件与外接电器之间通过金属导体电连接。元器件的金属导体部分裸露，以保证元器件与外界的电连接。但是，由于存在裸露的金属导体，因此配电箱极易因为电解液如外部雨水的进入，导致其绝缘失效引起拉弧，影响配电箱的正常使用。
38.为了解决上述问题，本实用新型提供的配电箱还包括绝缘层，绝缘层为绝缘漆，在壳体1的至少一部分和元器件的表面覆盖有该绝缘漆，绝缘漆固化后形成绝缘层。绝缘层用于对壳体1和元器件进行绝缘保护。
39.其中，元器件的表面均覆盖有绝缘层，以覆盖元器件与外界电器之间裸露的金属导体，从而提高配电箱内的绝缘效果，减少由于电解液如外部雨水进入配电箱内，导致配电箱内绝缘失效引起拉弧，提高配电箱的绝缘效果。
40.此外，由于绝缘层由绝缘漆固化而成，且壳体与元器件组装而成，因此，在涂覆绝缘漆的过程中，壳体的至少一部分也会覆盖有该绝缘层，例如壳体与元器件接触的部分。从而进一步提高了配电箱内部的绝缘效果。
41.本实用新型实施例中，所述绝缘层被配置为在所述元器件与所述壳体1组装完成后，通过整体浸涂方式涂覆在所述壳体1的至少一部分和所述元器件的表面。
42.具体来说，本实用新型中，首先将元器件与壳体1组装完毕，在保证多个元器件之间以及元器件与壳体1之间保持稳定的电连接后，将组装后的配电箱整体浸入装有绝缘漆的容器中进行浸涂，以使元器件的表面以及壳体的至少一部分表面均覆盖有该绝缘漆。浸涂完成后，将配电箱整体常温放置10h以上或110℃以下加热烘烤以实现绝缘漆的固化，待绝缘漆凝固后即完成绝缘层的加工。
43.需要说明的是，本实用新型提供的配电箱结构，通过在元器件组装后采用整体浸涂方式以形成绝缘层，绝缘层覆盖了元器件的表面以及壳体的至少一部分表面，实现了对元器件设置的裸露的金属导体的绝缘保护。从而，在保证配电箱内元器件正常工作的前提下，实现了对配电箱整体的绝缘保护，提高了配电箱整体的绝缘效果。
44.优选地，本实用新型实施例中，绝缘漆通过真空浸渍的方式覆盖壳体1及元器件的元器件的全部表面。
45.本实用新型中直接用绝缘漆作绝缘防护层，各元器件可不额外单独进行绝缘操作，只需在配电箱组装完成后对其整体真空浸涂即可。本实用新型省去了在配电箱内部金属导体位置处单独做绝缘防护的复杂工艺。配电箱内设置有通过整体浸涂绝缘漆形成的绝缘层，降低了配电箱出现空气击穿而导通拉弧，或者电解液泄漏或雨水进入而导通短路拉弧现象的可能性，从而降低了电池包发生放电拉弧引起燃烧爆炸的风险。本实用新型采用的配电箱加工工序简单、综合成本低、绝缘效率及安全性高。
46.本实用新型实施例中，所述元器件包括导电区域以及非导电区域，所述元器件通过所述导电区域与外界电连接；其中，
47.所述绝缘层覆盖所述元器件的导电区域及至少部分非导电区域。
48.其中，导电区域也即元器件上设置的用于电连接的部分。
49.导电区域例如为金属导体，具体来说，元器件上连接有用于电连接的金属导体。其中，金属导体例如为设置于元器件表面的金属连接件，相互连接的元器件之间通过与导体相接触以实现电连接。
50.导电区域又例如为设置于元器件上的导线，金属导体的第一端与元器件连接，金属导体的第二端朝向远离元器件表面的方向延伸。导线远离元器件的一端用于与壳体1或其他元器件电连接。
51.非导电区域也即元器件上设置的不用于电连接的部分。例如元器件的外表面。
52.需要说明的是，元器件与壳体组装完成后，元器件的部分导电区域与壳体或其他元器件的导电区域相互接触，同时元器件还有部分导电区域处于裸露状态。
53.本实用新型通过采用整体浸涂方式，将绝缘层覆盖于元器件裸露在外的导电区域。同时由于在壳体与元器件组装完成后再进行浸涂，因此元器件的部分非导电区域也会覆盖绝缘层。从而，本技术提供的配电箱中的绝缘层，保证了元器件之间的稳定电连接，同时实现了元器件与壳体之间的绝缘保护，进一步提高了配电箱内部的绝缘效果。
54.本实用新型实施例中，所述绝缘层设置为一体结构。
55.本实用新型中，首先将元器件与壳体进行组装，然后将组装后的壳体与元器件整体放置于绝缘漆内进行浸涂，以形成绝缘层。因此形成的该绝缘层为一体结构。
56.也就是说，元器件及壳体表面覆盖的绝缘层之间均为一体的连续结构。例如绝缘层同时覆盖元器件的导电区域以及部分非导电区域，且绝缘层的形状与元器件的形状相贴合。
57.本实用新型中，绝缘漆兼具密封、绝缘、防划伤等功能，以便通过浸渍方式实现绝缘层对壳体及元器件的覆盖。
58.优选地，本实用新型实施例中，所述绝缘漆为有机硅树脂漆、聚氨酯漆、丙烯酸酯树脂漆或环氧树脂漆。优选为有机硅树脂漆或环氧树脂漆。从而该绝缘漆具有良好的绝缘性能。
59.优选地，本实用新型实施例中，所述绝缘漆为导热漆。其中，绝缘漆可以为纯树脂，也可添加导热粉增加散热，优选地，本实用新型中绝缘漆对配电箱内接触的基材(也即壳体1及元器件)具有良好的粘接性，震动不脱胶。具体来说，绝缘漆对铝的粘接强度≥0.3mpa，同时铝板喷涂层百格法剥落区域比例＜10％。本实用新型中通过将绝缘漆应和配电箱内部元器件表面保持良好的附着性能，从而保证配电箱随整车振动时，绝缘漆不脱粘。
60.优选地，本实用新型实施例中，所述绝缘层的厚度小于或等于200μm。
61.绝缘层的厚度越大，绝缘漆固化时间越长，所需的绝缘漆越多，成本越高。本实用新型中，绝缘层的厚度小于等于200μm时，即可具有良好的绝缘性能以及耐防划伤性能，同时所需的固化时间较短，加工便捷且成本较低。
62.优选地，本实用新型采用的绝缘漆具有优异的阻燃性能，可以隔断极端情况下壳体1及元器件的燃烧。具体来说，绝缘漆固化后得到的绝缘层阻燃等级覆铝可达100μm v1，更优选为100μm v0。
63.优选地，本实用新型中绝缘漆固化后ac 3000v，60s的绝缘耐压漏电流应≤3ma，更优选绝缘耐压漏电流≤1ma，最优选绝缘耐压漏电流为≤0.3ma；
64.优选地，本实用新型中绝缘漆粘度应≤5000cps，更优选混合后粘度应≤3000cps，最优选混合后粘度应≤1000cps。由于配电箱内存在不规则缝隙，最窄的缝隙可能只有1mm，因而本实用新型中采用的绝缘漆流动性必须非常良好。
65.优选地，本实用新型中绝缘漆常温表干时间应≥60min，更优选表干时间应≥120min。
66.优选地，本实用新型的绝缘层具有良好的耐防划伤性能，具体来说，铝覆100μm绝缘层，可以通过gb/t 9279划针a10n负荷划痕测试，从而防止运输搬运时划伤导致导电区域裸露而绝缘失效。
67.本实用新型实施例中，所述元器件的数量至少为两个。其中，多个元器件之间通过导体电连接，并组装于壳体内。
68.本实用新型实施例中，所述壳体1外侧设置有总正连接件2以及总负连接件3，所述元器件包括依次设置的预充继电器4、主正继电器5以及主负继电器6，所述预充继电器4、所述主正继电器5以及所述主负继电器6形成串联电路，其中，
69.所述预充继电器4与所述总正连接件2电连接，所述主负继电器6与所述总负连接件3电连接；
70.所述壳体1内设置有回路线路板7，多个所述元器件集成于所述回路线路板7上，多个所述元器件通过所述回路线路板7串联。
71.如图1所示，本实用新型实施例公开的配电箱包括壳体1，壳体1内形成有腔室，总正连接件2以及总负连接件3设置于壳体1表面，预充继电器4、主正继电器5以及主负继电器6设置于壳体1内部的腔室中，且三者从左到右依次分布。预充继电器4、主正继电器5以及主负继电器6三者通过导体串联连接，其中预充继电器4的正极与总正连接件2电连接，预充继电器4的负极与主正继电器5电连接。主负继电器6的正极与主正继电器5电连接，主负继电器6的负极与主负连接件电连接，从而实现元器件在壳体1内的组装。
72.参照图1，壳体1的侧壁上还设置有回路线路板7，回路线路板7连接有预充电阻，多个元器件集成于该回路线路板7上并串联连接。其中，本实用新型通过回路电路板集成多个元器件，以实现元器件的组装，有利于提高配电箱的集成度。
73.与相关技术中采用螺栓进行固定元器件的方式相比，本技术省去了大量的固定螺栓，简化装配工序，进一步降低了成本。因此，本实用新型实施例的配电箱具有结构简单、集成度高、生产效率高、成本较低、密封性能和绝缘性能以及抗振性能更好等优点。
74.优选地，本实用新型实施例中，参照图1，元器件还包括有保险8，保险8与元器件之间串联连接。本实用新型中设置的保险8，可以在电路发生短路时及时熔断，以使配电箱内的电路发生断路，从而实现对配电箱的保护。
75.本技术对所提供的绝缘层的绝缘效果进行了以下试验：
76.实验1
77.本实验所选用绝缘漆为密度为1.05g/cm3、粘度为500cps、阻燃等级为覆铝100μm v0、常温表干时间为4h的有绝缘漆。
78.首先，配电箱元器件组装完成后，用绝缘漆真空浸涂配电箱。浸涂时，为了保证空隙全部填满，需要真空脱泡辅助浸涂并重复浸涂3次，待常温固化4h后即完成配电箱组装。
79.实验2
80.(与实验1相比，产品换为环氧绝缘漆)
81.本实验所选用绝缘漆密度为1.03g/cm3、粘度为750cps、阻燃等级为覆铝100μm v1。
82.首先，配电箱元器件组装完成后，用绝缘漆真空浸涂配电箱。浸涂时，为了保证空隙全部填满，需要真空脱泡辅助浸涂并重复浸涂3次，110℃加热1h后即完成配电箱组装。
83.实验3
84.(与实验2相比，产品换为丙烯酸酯绝缘漆)
85.本实验所选用绝缘漆密度为1.04g/cm3、粘度为1300cps、阻燃等级为覆铝100μm v1、常温表干时间为6h的绝缘漆。其他同实验2。
86.对照实验1
87.仅在高压元器件间加入绝缘塑料片来实现绝缘，不涂绝缘漆。
88.本发明实施例所提供的一种ctp电池包用配电箱的试验测试主要为用耐压测试仪正负极分别夹持配电箱总正总负，并做好夹持裸露部位的绝缘防护。然后将配电箱浸没在0.5％wt的盐水中，加持600v直流电压(继电器吸合)，持续观察2h，查看漏电流是否超过20ma、有无拉弧现象发生。
89.结果如下表1所示：
90.表1
[0091] 实验1实验2实验3对照实验1持续时间2h2h2h2h配电箱是否淹没是是是是最大漏电流1.5ma1.6ma1.2ma＞20ma2h有无拉弧无无无立即拉弧
[0092]
根据上述表格1可知，本实用新型提供的配电箱直接用绝缘浸渍漆作绝缘防护层，极大降低了配电箱异常极端情况时水、电解液以及冷却液泄露等导电液体而造成的短路拉弧风险。
[0093]
本实用新型还提供了一种电池包，包括如上所述的配电箱以及电芯，电芯的正极与配电箱的总正连接件2电连接，电芯的负极与配电箱的总负连接件3电连接。
[0094]
本实用新型还提供了一种车辆，包括如上所述的电池包。
[0095]
虽然已经通过例子对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。

技术特征：
1.一种配电箱，其特征在于，包括壳体(1)、元器件以及绝缘层，所述元器件设置于所述壳体(1)上；其中，所述绝缘层为绝缘漆，所述壳体(1)的至少一部分和所述元器件的表面覆盖有所述绝缘漆。2.根据权利要求1所述的配电箱，其特征在于，所述绝缘层被配置为在所述元器件与所述壳体(1)组装完成后，通过整体浸涂方式涂覆在所述壳体(1)的至少一部分和所述元器件的表面。3.根据权利要求1或2所述的配电箱，其特征在于，所述元器件包括导电区域以及非导电区域，所述元器件通过所述导电区域与外界电连接；其中，所述绝缘层覆盖所述元器件的导电区域及至少部分非导电区域。4.根据权利要求1或2所述的配电箱，其特征在于，所述绝缘层设置为一体结构。5.根据权利要求1或2所述的配电箱，其特征在于，所述绝缘漆为有机硅树脂漆、聚氨酯漆、丙烯酸酯树脂漆或环氧树脂漆。6.根据权利要求1或2所述的配电箱，其特征在于，所述绝缘漆为导热漆。7.根据权利要求1或2所述的配电箱，其特征在于，所述绝缘层的厚度小于或等于200um。8.根据权利要求1或2所述的配电箱，其特征在于，所述元器件的数量至少为2个。9.根据权利要求1或2所述的配电箱，其特征在于，所述壳体(1)外侧设置有总正连接件(2)以及总负连接件(3)，所述元器件包括依次设置的预充继电器(4)、主正继电器(5)以及主负继电器(6)，所述预充继电器(4)、所述主正继电器(5)以及所述主负继电器(6)形成串联电路，其中，所述预充继电器(4)与所述总正连接件(2)电连接，所述主负继电器(6)与所述总负连接件(3)电连接；所述壳体(1)内设置有回路线路板(7)，多个所述元器件集成于所述回路线路板(7)上，多个所述元器件通过所述回路线路板(7)串联。10.一种电池包，其特征在于，包括权利要求1-9任意一项所述的配电箱。11.一种车辆，其特征在于，包括权利要求10所述的电池包。

技术总结
本实用新型实施例公开了一种配电箱、电池包及车辆，配电箱包括壳体、元器件以及绝缘层，所述元器件设置于所述壳体上；其中，所述绝缘层为绝缘漆，所述壳体的至少一部分和所述元器件的表面覆盖有所述绝缘漆。件的表面覆盖有所述绝缘漆。件的表面覆盖有所述绝缘漆。


技术研发人员：陈林
受保护的技术使用者：比亚迪股份有限公司
技术研发日：2023.02.17
技术公布日：2023/8/8