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我挺喜欢这个电气连接模块的讲法,主要是把电池单体的电连接和采样汇总在一起,而未来随着CMU的小型化和简单化,也会把CMU这个功能给融入到这个电气连接模块里面去。电气连接模块的基本作用有:
1) Busbar分流和导热功能
2) 电压(温度)采样线连接和保护
3) 电气单元与顶端可触摸部分隔离
这个电气模块,最早是见于HEV的电池模块里面,主要的组成结构如下图所示:
1.线束支撑和固定结构,用来固定采样线,并且与下层隔离
2.Busbar与固定的结构(不同的连接方式,形式不同)
3.端盖:是用来隔离电气部件和上层,实现模组的电气安全性
4.连接器:用来把整捆线连出交给外部采样单元
备注:温度传感器在较早之前是独立于这个采样模块的,是单独安置,不走这个线束总成,这样带来的好处是对于CMU部分电气间隔性相对好一些,当然很多ASIC带了温度采集以后,温度传感器很多固定在Busbar上面了。
图1 HEV里面的设计改进
如下图所示的是传统型的结构设计,上方还得放个盖子才行;随着上述的改进加入短盖子可以有效的减轻一些重量。
图2 传统型的结构设计
随着FPC的设计应用,我们可以看到大量的采用FPC的设计方案这里,我们也可以根据几个维度考虑:
1.FPC与Busbar的连接方式:之前的文章已经仔细谈过了,这里不细讲
2.FPC与外部的连接器设计:采用不同密度和插针方式布置,这里又和是否是集中式的电池管理系统还是分布式管理系统有关系
3.模组内CMU的布置:这个布置的方式可以在外和在内,主要考虑CMU的不同的形状会带来不同的差异
1) 集中式的设计方案
最为典型的是Volt的设计,我们来仔细看看:这里还是采用非常分离的模式,分解成端盖、FPC连接板(分为FPC、连接器和加强垫板三部分),下面是辅助Busbar焊接的隔离板。由于这里涉及到FPC到圆线转换,信号密度的不同,使得整个连接器显得很大。
图3 集中式FPC对线束的直接转换
2) 内置式CMU方案
在东京展览上,京滨做了一个方案,如下图所示:
1.CMU式做内嵌的单板,直接固定在隔离支撑板上
2.通过一个连接器进行直插
由于分布式的设计,模组之间可以至设计通信线,所以模组往外走的连接器可以相对简化。
图4 京滨的CVS方案
3) 外置式的CMU方案
这个其实类似于BMW的设计模组概念,把CMU吊在外方。这里比较大的好处是将来CMU的布置比较灵活,既可以把它就近卡在模组边上,也可以通过外延的线束支架统一连到外面,达到类似半分布式的效果。
图5 单模组连接线和双模组连接线
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