电池模块组件的焊接过程的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求提交于2015年4月22日题为“电池汇流条到电压与温度感测超声波焊接以及裸铜丝到镀镍铝汇流条(cellbusbartovoltageandtemperaturesenseultrasonicweldingandbarecopperwiretonickelplatedaluminumbusbar)”的美国临时申请序列no.62/151,177的优先权和权益，该申请全文出于所有目的以引用方式并入本文。

背景技术：

本公开一般涉及电池和电池模块领域。具体地，本公开涉及用于感测电池模块的组件的焊接过程。

本部分旨在向读者介绍可能与如下所述的本公开的各个方面相关的领域的各个方面。认为这种讨论有助于向读者提供背景信息以便于更好地理解本公开的各个方面。因此，应当理解，这些陈述应从这个角度阅读，而不是作为对现有技术的承认。

使用一个或多个电池系统来为车辆提供全部或部分原动力的车辆可称为xev，其中术语“xev”在本文中被定义为包括使用电力作为其车辆的全部或一部分原动力的所有以下车辆或其任何变化或组合。例如，xev包括利用电力作为全部原动力的电动车辆(ev)。如本领域的技术人员将理解的，混合动力电动车辆(hev),也被认为是xev,其组合内燃机推进系统和电池供电的电动推进系统，诸如48伏(v)的系统或130伏的系统。术语hev可以包括混合动力电动车辆的任何变型。例如，全混合动力系统(fhev)可以使用一个或多个电动机,仅使用内燃机或使用两者向车辆提供原动力和其它电力。相反，轻型混合动力系统(mhev)在车辆空转时禁用内燃机，并利用电池系统继续为空调机组、无线电或其它电子器件供电，以及在需要推进时重启发动机。轻型混合动力系统还可以例如在加速期间施加一定程度的动力辅助以补充内燃机。轻型混合动力通常为96v至130v，并通过带或曲柄集成起动发电机恢复制动能量。此外，微型混合动力电动车辆(mhev)也采用类似于轻型混合动力的“停止-启动”系统，但是，mhev的微型混合动力系统可能或可能不向内燃机提供动力辅助并在低于60v的电压下运行。为了本讨论的目的，应该注意的是，mhev通常在技术上不使用直接提供给曲轴或变速器上的电力用于车辆的原动力的任何部分，但是mhev可能仍然被认为是xev，因为当车辆空转，内燃机停用时，其使用电力来补充车辆的动力需求，并且通过集成起动发电机恢复制动能量。此外，插电式电动车辆(pev)是可以从外部电源(诸如墙壁插座)充电的任何车辆，并且存储在可再充电电池组中的能量驱动或有助于驱动车轮。pev是电动车辆的子类别，包括全电动或电池电动车辆(bev)、插电式混合动力电动车辆(phev)、以及混合电动汽车和常规内燃机车辆的电动车辆转换。

与仅使用内燃机和传统电气系统的更传统的气驱动车辆相比，如上所述的xev可以提供许多优点，其中传统的电气系统通常是由铅酸电池供电的12v的系统。例如，与传统的内燃车辆相比，xev可能产生较少的不希望的排放产物，并且可能表现出更高的燃料效率，并且在某些情况下，此类xev可以完全不使用汽油，如某些类型的ev或pev的情况。

随着技术的不断发展，需要为这种车辆提供改进的电源，特别是电池模块。例如，在传统配置中，电池模块可以包括配置成监测电池模块的一个或多个电池单元的状态的感测组件。感测组件可以包括温度感测组件和电压感测组件等。然而，将感测组件放置在电池模块中可能是耗时的。另外，在某些实施例中，感测组件可能受到各种机械应力。这些应力可能导致联接到电池模块中的各种监测位置的感测组件变弱或通常无效。现在认识到，需要一种增强的焊接过程，从而实现感测组件与电池模块中的监测位置的鲁棒连接。

技术实现要素：

以下阐述了本文公开的某些实施例的概述。应当理解，这些方面仅仅是为了向读者提供某些实施例的简要概述，并且这些方面并不旨在限制本公开的范围。实际上，本公开可以包括以下可能未阐述的各种方面。

本公开涉及一种电池模块，其包括设置在壳体中的电池单元堆叠，其中电池单元堆叠的每个电池单元具有端子；以及汇流条，其具有本体和设置在本体上的指示器，其中汇流条被配置成将电池单元堆叠的第一电池单元的第一端子耦合到电池单元堆叠的第二电池单元的第二端子。电池模块还包括设置在指示器上并配置成监测电池单元堆叠中的至少一个电池单元的状态的感测组件，以及将感测组件物理和电联接到汇流条的焊接部。

本公开还涉及一种电池模块，其包括设置在壳体中的电池单元的堆叠，其中电池单元堆叠的每个电池单元包括在每个电池单元的终端上的端子。电池模块还包括汇流条，其具有本体和设置在本体上的指示器，其中汇流条被配置成将电池单元堆叠的第一电池单元的第一端子耦合到电池单元堆叠的第二电池单元的第二端子。此外，电池模块包括设置在指示器上并配置成监测电池单元堆叠中的至少一个电池单元的状态的感测组件，配置成容纳和固定汇流条和感测组件的载体，以及将感测组件物理和电联接到汇流条的焊接部。焊接部是根据包括以下步骤的方法形成的：将汇流条设置在载体中，将感测组件设置在载体中和汇流条的指示器上方，通过砧将超声波振动向汇流条的第一表面引导，在平行于感测组件的长度的方向上振荡砧，以及熔化汇流条、感测组件或两者的至少一部分以形成熔融材料，使得熔融材料重新硬化并将感测组件联接到汇流条。

本公开还涉及一种用于制造电池模块的方法，其包括将汇流条设置在载体中；将感测组件设置在载体中和汇流条的本体上的指示器上方，其中指示器定位在汇流条的第一表面上；通过砧将超声波振动向汇流条的第二表面引导；在平行于感测组件的长度的方向上振荡砧；以及熔化汇流条、感测组件或两者的至少一部分以形成熔融材料，使得熔融材料重新硬化并将感测组件联接到汇流条。

附图说明

通过阅读以下详细描述并参考附图，可以更好地理解本公开的各个方面，其中：

图1是根据本公开的一个方面的具有根据本实施例配置的电池系统以为车辆的各种组件供电的车辆的透视图；

图2是根据本公开的一个方面的图1的车辆和电池系统的实施例的剖视示意图；

图3是根据本公开的一个方面的电池模块的实施例的分解透视图，该电池模块可以包括汇流条和感测组件之间的增强焊接部；

图4是根据本公开的一个方面的图3的电池模块的汇流条载体的第一面的展开视图，该视图示出了彼此联接的汇流条和感测组件；

图5是根据本公开的一个方面的图4的汇流条载体的第二面的透视图，其包括焊接接入点；

图6是根据本公开的一个方面的可以用于图3的电池模块中的图4的汇流条的透视图，该汇流条包括电池至电池汇流条、堆叠至堆叠的汇流条，以及电池至负载汇流条；

图7是根据本公开的一个方面的图6的一个汇流条的横截面；

图8是根据本公开的一个方面的联接到指示器处的电压感测组件的汇流条的实施例的平面图；

图9是根据本公开的一个方面的联接到指示器处的温度感测组件的汇流条的实施例的平面图；

图10是根据本公开的一个方面的可用于在汇流条和感测组件之间产生增强的焊接部的过程的实施例的框图；

图11是根据本公开的一个方面的图3的汇流条载体的展开透视图，其具有感测组件联接到汇流条，感测组件和汇流条使用汇流条载体的固定特征保持到汇流条载体；

图12和图13是根据本公开的一个方面的汇流条的实施例的第一表面和第二表面的图示表示，并且描绘了在汇流条和电压感测组件之间形成的增强焊接部的示例；以及

图14和图15是根据本公开的一个方面的汇流条的实施例的第一表面和第二表面的图示表示，并且描绘了在汇流条和温度感测组件之间形成的增强焊接部的示例。

具体实施方式

下面将描述一个或多个具体实施例。为了提供这些实施例的简明描述，在说明书中没有描述实际实施方式的所有特征。应该理解，在任何这样的实际实施方式的开发中，如在任何工程或设计项目中一样，必须做出许多实施方式特定决定以达到开发者的具体目标，诸如遵守与系统相关的和与业务相关的约束，其可以在不同实施方式之间不同。此外，应当理解，这样的开发工作可能是复杂和耗时的，但是对于受益于本公开的普通技术人员而言将是设计、生产和制造的常规工作。

本文描述的电池系统可以用于向各种类型的电动车辆(xev)和其它高压能量存储/扩展应用(例如，电网电力存储系统)提供电力。此类电池系统可以包括一个或多个电池模块，每个电池模块具有多个电池单元(例如，锂离子(li离子)电化学电池)，这些电池单元被布置并电互连以提供用于向例如xev的一个或更多的部件供电的特定电压和/或电流。作为另一示例，根据本实施例的电池模块可与固定电力系统(例如，非汽车系统)结合或向其提供电力。

电池模块可以包括一个或多个电池单元(例如，电化学电池单元)，这些电池单元可能受到各种电应力，诸如过充电和/或过热，这可能是不期望的。此外，随着时间的推移，一个或多个电池单元可能开始经历电气性能的下降。因此，电池模块可以包括感测组件以监测一个或多个电池单元的温度和/或电压(例如，电测量)，以确定一个或多个电池单元是否过充电和/或过热。感测组件可以耦合到布线，该布线配置成将由感测组件产生的信号传送到电池控制单元、电池管理系统或另一个专用计算设备(例如，车辆控制模块(vcm))。例如，感测特征可以电耦合到电池控制单元(例如，经由布线)并且被配置成随时间发送关于电池模块的温度或电压的信号。在某些实施例中，响应于确定温度和/或电测量超过阈值，电池控制单元可以启动某些控制动作(例如，使电池模块降低定额或停止电流)。

根据本公开的电池模块可以包括汇流条，汇流条配置成将电池模块的第一电池单元耦合到电池模块的第二电池单元。汇流条可以焊接到第一电池单元的第一端子和第二电池单元的第二端子。另外，感测组件可以耦合(例如，焊接)到汇流条的表面以监测与第一电池单元和/或第二电池单元相关联的温度和/或电压。然而，现在已经认识到，在将汇流条焊接到第一端子和第二端子之后将感测组件耦合到汇流条可能是复杂的、耗时的并且昂贵的。还认识到，感测组件和汇流条之间的传统焊接可能相对较弱，这可能最终导致从感测组件接收到的不准确的测量(或甚至断开连接)。因此，现在已经认识到，用于将感测组件焊接到汇流条上的改进的过程可以增强感测组件和汇流条之间的连接的强度并且简化电池模块的组装，从而提高制造工艺的效率。

本公开解决了传统焊接技术的这些和其它缺点。例如，本公开的实施例涉及一种电池模块，其包括汇流条载体，该汇流条载体可以包括各种特征以用于容纳和固定汇流条和/或感测组件。此外，汇流条可以包括指示器，指示器向组装器发信号指示在哪里定位感测组件。根据本实施例，在将汇流条焊接到一个或多个电池单元的端子之前，感测组件可以耦合到汇流条。因此，在汇流条载体设置在电池模块的壳体之前可以组装汇流条载体的组件，从而便于组装。此外，感测组件可以经由超声波焊接工艺焊接到汇流条上，该超声波焊接工艺可以加强汇流条和感测组件之间的连接，从而增强电池模块的持续时间。然而，其它类型的焊接(例如，激光焊接)也在本公开的范围内。

为了有助于说明可在系统中使用本实施例的方式，图1是车辆10(例如，xev)的实施例的透视图，其可以利用再生制动系统。虽然以下讨论涉及具有再生制动系统的车辆，但是本文描述的技术也适用于利用电池捕获/存储电能的其它车辆，这些车辆可以包括电动和气驱动车辆。

如上所述，可能期望电池系统12与传统的车辆设计非常兼容。因此，电池系统12可以放置在车辆10中用于容纳传统电池系统的位置。例如，如图所示，车辆10可以包括与典型的内燃机车辆的铅酸电池类似地定位(例如，在车辆10的引擎盖下)的电池系统12。

在图2中描述了电池系统12的更详细的视图。如图所示，电池系统12包括联接到点火系统14、交流发电机15、车辆控制台16以及可选地联接到电动机17的能量存储部件13。通常，能量存储部件13可以捕获/存储在车辆10中产生的电能并输出电能以对车辆10中的电气装置供电。

换句话说，电池系统12可以向车辆电气系统的部件供电，这些部件可以包括散热器冷却风扇、气候控制系统、电动转向系统、主动悬架系统、自动停车系统、电动油泵、电动超级/涡轮增压器、电动水泵、加热挡风玻璃/除霜器、窗体升降电机、梳妆灯、轮胎压力监测系统、天窗电机控制、电动座椅、报警系统、信息娱乐系统、导航功能、车道偏离警告系统、电动停车制动器、外部灯，或其任何组合。示例性地，在所描绘的实施例中，能量存储部件13向车辆控制台16和点火系统14供电，该系统可用于启动(例如，用曲柄启动)内燃机18。

另外，能量存储部件13可以捕获由交流发电机15和/或电动机17产生的电能。在一些实施例中，交流发电机15可以在内燃机18运行时产生电能。更具体地，交流发电机15可以将由内燃机18的旋转产生的机械能转换为电能。除此之外或另选地，当车辆10包括电动机17时，电动机17可以通过将由车辆10的运动产生的机械能(例如，车轮的旋转)转换成电能来产生电能。因此，在一些实施例中，能量存储部件13可以在再生制动期间捕获由交流发电机15和/或电动机17产生的电能。因此，交流发电机15和/或电动机17在本文中通常被称为再生制动系统。

为了便于捕获和提供电能，能量存储部件13可以经由总线19电耦合到车辆的电气系统。例如，总线19可以使能量存储部件13能够接收由交流发电机15和/或电动机17产生的电能。另外，总线19可以使能量存储部件13能够将电能输出到点火系统14和/或车辆控制台16。因此，当使用12伏电池系统12时，总线19可以承载通常在8伏到18伏之间的电力。

另外，如图所示，能量存储部件13可以包括多个电池模块。例如，在所示出的实施例中，能量存储部件13包括根据本实施例的锂离子(例如，第一)电池模块20和铅酸(例如，第二)电池模块22，其中每个电池模块20,22包括一个或多个电池单元(例如，单独密封的电池单元)。在其它实施例中，能量存储部件13可以包括任何数量的电池模块。此外，尽管锂离子电池模块20和铅酸电池模块22被描绘为彼此相邻，但是它们可以定位在车辆周围的不同区域中。例如，铅酸电池模块22可以定位在车辆10的内部或周围，而锂离子电池模块20可以定位在车辆10的引擎盖下方。

在一些实施例中，能量存储部件13可以包括多个电池模块以利用多个不同的电池化学物质。例如，当使用锂离子电池模块20时，可以提高电池系统12的性能，因为比起铅酸电池化学性质，锂离子电池化学性质通常具有较高的库仑效率和/或更高的电力充电接受率(例如，较高的最大充电电流或充电电压)。因此，可以提高电池系统12的捕获、存储和/或分布效率。

为了便于控制电能的捕获和存储，电池系统12可另外包括控制模块24。更具体地，控制模块24可以控制电池系统12中的部件的操作，诸如能量存储部件13、交流发电机15和/或电动机17内的继电器(例如开关)。例如，控制模块24可以调节由每个电池模块20或电池模块22捕获/供应的电能的量(例如，对电池系统12进行降低定额和重新定额)，在电池模块20和电池模块22之间执行负载平衡，确定每个电池模块20或电池模块22的充电状态，确定每个电池模块20或电池模块22的温度，通过交流发电机15和/或电动机17输出的控制电压，等等。

因此，控制模块24可以包括一个或者多个处理器26和一个或多个存储器28。更具体地，一个或多个处理器26可以包括一个或多个专用集成电路(asic)、一个或多个现场可编程门阵列(fpga)、一个或多个通用处理器或其任何组合。另外，一个或多个存储器28可以包括易失性存储器，诸如随机存取存储器(ram)，和/或非易失性存储器，诸如只读存储器(rom)、光盘驱动器、硬盘驱动器或固态驱动器。在一些实施例中，控制模块24可以包括车辆控制单元(vcu)的一些部分和/或单独的电池控制模块。

如上所述，电池模块20可以包括一个或多个电池单元(例如，电化学电池单元)。在一些情况下，电池单元可能受到不期望的机械和/或电应力水平。因此，电池模块20可以包括用于监测一个或多个电池单元的温度和/或电压的感测组件，感测组件使用在本文中描述的改进过程固定到汇流条。在某些实施例中，可能期望将感测组件耦合到汇流条，汇流条可将一个或多个电池单元彼此耦合。为了减少电池模块20的组装时间，电池模块20可以包括汇流条载体50，汇流条载体可以如图3所示容纳汇流条和感测组件。此外，如参考图7至图12详细讨论的，改进的焊接过程可以增强汇流条和感测组件之间的连接的强度。

例如，图3是具有第一电池单元堆叠52和第二电池单元堆叠54的电池模块20的分解透视图，每个堆叠具有单独的电池单元56。单个电池单元56的单元端子58可以经由一个或多个汇流条60电耦合到模块端子59。在一些情况下，汇流条60中的一个可以焊接到电池单元端子58中的一个以形成电连接(例如，通过物理连接)。根据本实施例将汇流条60焊接到电池单元端子58可以形成鲁棒的电连接，其可以承受电池模块20可能产生的振动和/或其它移动。另外，电池模块20可以包括汇流条载体50，汇流条载体可以包括配置成在各个电池单元56之间和/或在电池单元56与外部负载(例如，xev10)之间建立电连接的汇流条60。

图3所示的实施例还示出了电池模块20的壳体64，该壳体可以容纳第一电池单元堆叠52和第二电池单元堆叠54。另外，电池模块20可以包括用于壳体64的盖66。当电池单元56和/或汇流条载体50定位在壳体64内时，盖66可以设置在壳体64上以包封电池模块20并形成可以向负载(例如，xev1.0)供电的单个集成单元。

为了在各个电池单元56之间和/或在电池单元56和负载(例如，xev10)之间建立电连接，电池单元56的端子58可以耦合(例如，焊接)到设置在汇流条载体50中的一个或多个汇流条60。例如，图4是包括汇流条60的汇流条载体50的第一面68的透视图。汇流条60可以设置在电池单元56的端子58上方以彼此耦合电池单元56。在某些实施例中，汇流条60被焊接(直接或间接地)到单元端子58，使得在汇流条60和单元端子58之间建立物理和/或电连接。汇流条60可以通过搭焊或任何其它合适的耦合技术耦合到单元端子58。

使用汇流条60的电池单元56的互连可以使得实现多个串联连接和/或并联连接，从而导致整个电池模块20的预定电压和/或容量。在某些实施例中(例如，图3的实施例)，电池模块20可以具有例如串联连接的六个电池单元56以产生作为电池单元56的各个电压之和的电压输出以及基本上等于各个电池单元56的容量的容量(例如，12v，10ah)。其它电气连接，诸如一个或多个并联连接，可能影响电压和容量。在其它实施例中，电池模块20可以包括少于六个的电池单元(例如，5个、4个、3个、2个或1个)或多于六个的电池单元(例如，7个、8个、9个、10个、12个、15个、20个、25个、30个、35个、40个、45个、50个或更多)以产生具有不同电压(例如48v)和/或不同容量(例如，20ah)的电池模块20的实施例。

除了使用汇流条载体50的汇流条60形成电连接之外，汇流条载体50还包括各种感测组件70(例如，电压感测组件、温度感测组件和/或其它传感器)，这些感测组件其配置成使得电池模块20的控制模块24(例如，控制器或电池管理系统“bms”)能够执行相对于电池单元56和电池模块20的监测功能。感测组件70(例如，传感器)可以包括电压感测组件(例如，传送信号到控制模块24的电引线)，其被配置成感测每个汇流条60处的电压；以及一个或多个温度感测组件(例如，热电偶和/或热敏电阻)，其被配置成例如在某些汇流条60处感测电池模块20内的温度。感测组件70可以耦合到布线72，该布线配置成将由感测组件70产生的信号传送到控制模块24(例如，bms)。例如，感测组件70可以电耦合到控制模块24(例如，经由布线72)并配置成随着时间发送与电池模块20(或单独的电池单元56)的温度和/或电压有关的信号。在某些实施例中，控制模块24可以包括存储在存储器28中的阈值温度和/或电压值。如果从感测组件70接收的信号超过阈值，则控制模块24可以被配置成断开例如在电池模块20和负载之间的电流。

在某些实施例中，汇流条60、感测组件70和布线72都被集成到一体式结构(例如，汇流条载体50)上，该结构被配置成承载和集成这些组件以形成汇流条和感测组件。另外，汇流条载体50可以包括物理特征74(例如，接口、凹槽、槽、凸起、悬臂钩、通道、引导件和/或轻压配合接口)，这些物理特征可被配置成容纳汇流条60、感测组件70和/或布线72，以及将汇流条60、感测组件70和/或布线72定位在预定位置(例如，将汇流条直接定位在电池单元56的端子58上方)。因此，在组装电池模块20期间，汇流条60、感测组件70和/或布线72可以简单地与物理特征74对准，使得汇流条60、感测组件70和/或布线72定位在预定位置。

如图5所示，除了具有物理特征74之外，汇流条载体50还可以包括接入点80(例如，开口)，接入点便于接近用于焊接设备(例如，超声波焊砧)的汇流条60。例如，如图5所示，汇流条载体50的第二面82包括接入点80。在某些实施例中，接入点80可以使组装器能够在将汇流条载体50(和汇流条60)设置在电池单元56的端子58上之前将感测组件70耦合到汇流条60。因此，接入点80可以在使汇流条载体50定位在电池模块20的壳体64内之前使组装器能够将汇流条载体50的组件彼此耦合。

在某些实施例中，感测组件70和汇流条60可以设置在汇流条载体50中。此外，可以使用焊接设备(例如，超声波焊砧)将感测组件70耦合到汇流条60，以在感测组件70和汇流条60之间形成物理连接。物理连接可以确保感测组件70和汇流条60之间的鲁棒的电连接，使得感测组件70可以精确地监测汇流条60处的一个或多个电池单元56的温度和/或电压。

汇流条60可以被配置为将各个电池单元56彼此电耦合以及将电池单元56电耦合到负载。在某些实施例中，电池模块20可以包括不同类型的汇流条(例如，不同形状、尺寸和/或材料)。例如，图6是可以在图3的电池模块20的实施例中使用的汇流条60的示例的透视图，其包括电池至电池汇流条100(图6包括第一电池至电池汇流条和第二电池至电池汇流条)、堆叠至堆叠汇流条102和电池至负载汇流条104(图6包括第一电池至负载汇流条和第二电池至负载汇流条)。在图6所示的实施例中，汇流条60被布置用于包括六个电化学电池单元56的电池模块20。然而，三种类型的汇流条100、102和104可以用于具有六个以上的电池单元(例如，7个、8个、9个、10个或更多)或少于六个的电池单元(例如，5个、4个、3个、2个或1个)的电池模块。

电池至电池汇流条100可用于建立两个电池单元56之间的电连接，这两个电池单元被定位为例如彼此相邻、在一个堆叠内相邻或者跨堆叠相邻。当电池单元56是串联布置时，电池至电池汇流条100可以耦合(例如，焊接)到电池单元56的第一电池单元的正极端子和联接到电池单元56的第二电池单元的负极端子，该第二电池单元与第一电池单元56相邻。相反，当电池单元56处于并联配置时，电池至电池汇流条100可以耦合(例如，焊接)到电池单元56的第一电池单元的正极端子和联接到电池单元56的第二电池单元的正极端子。类似地，电池至电池汇流条100可以耦合到电池单元56的第一电池单元和第二电池单元的各个负极端子以建立并联配置。

在某些实施例中，电池至电池汇流条100可以包括这样的此形状，其能够使电池至电池汇流条100电耦合两个电池单元56以及为感测组件70提供平台以监测电池至电池汇流条100处的温度和/或电压。例如，在图6的所示的实施例中，当从顶部观察时，电池至电池汇流条100包括t形。在某些实施例中，电池至电池汇流条100可以包括本体101，该本体其包括两个部分。t形可以具有第一部分105和第二部分106，第一部分被配置成将两个或更多个电池单元56的相应单元端子58彼此耦合，第二部分被配置成容纳一个或多个感测组件70(例如，电压和/或温度感测组件)。如图6示出的实施例所示，第一部分105和第二部分106可以相对于彼此成角度(例如，正交)。

在某些实施例中，第二部分106可以包括指示器107。指示器107可以提供视觉对象(例如，与视觉指示相关联的预定位置)，其用于在将感测组件70耦合(例如，焊接)到汇流条100之前定位感测组件70。在某些实施例中，指示器107可以压印到汇流条60中(例如，刻划)。在其它实施例中，指示器可以通过部分切割汇流条60的厚度而形成。在图6所示的实施例中，指示器107可以包括矩形形状。然而，指示器107可以包括任何合适的形状，诸如圆形、椭圆形或正方形。

当使用多于一个的电池单元堆叠(阵式)(例如，第一电池单元堆叠52和第二电池单元堆叠54)时，堆叠至堆叠汇流条102可以包括在电池模块20中。例如，在其中电池模块20中仅使用第一电池单元堆叠52和第二电池单元堆叠54中的仅一个的实施例中，可以不包括堆叠至堆叠汇流条102可能不被包括，因为第一电池单元堆叠52和第二电池单元堆叠54之间没有建立电连接。然而，在包括多于一个电池单元堆叠(例如，第一电池单元堆叠52和第二电池单元堆叠54)的实施例中，堆叠至堆叠汇流条102可以用于建立第一电池单元堆叠52和第二电池单元堆叠54之间的连接。类似于在各个电池单元56之间建立电连接，第一电池单元堆叠52和第二电池单元堆叠54可以串联连接或并联连接。例如，第一电池单元堆叠52的电池单元56的第一电池单元的负极端子可以耦合到第二电池单元堆叠54的电池单元56的第二电池单元的正极端子，以串联耦合第一电池单元堆叠52和第二电池单元堆叠54。相反，第一电池单元堆叠52和第二电池单元堆叠54可以经由第一电池单元堆叠52和第二电池单元堆叠54各自的电池单元的负极端子或第一电池单元堆叠52和第二电池单元堆叠54各自的电池单元的正极端子电耦合(例如，焊接到堆叠至堆叠汇流条102)，以并联耦合第一电池单元堆叠52和第二电池单元堆叠54。

在某些实施例中，堆叠至堆叠汇流条102可以包括本体101，该本体可以基本上是平面的。然而，在某些实施例中，本体101可以包括升高部分108，其使得堆叠至堆叠汇流条102能够延伸穿过第一电池单元堆叠52和第二电池单元堆叠54；以及延伸跨越电池模块20内中存在的阻碍特征，诸如由汇流条载体50引起的阻塞。例如，汇流条载体50可以包括各种脊和/或凸起(例如，物理特征74)，以便于将感测组件70放置在汇流条载体50上和/或实现与盖66的互锁连接。因此，升高部分108可以使堆叠至堆叠汇流条102能够物理地避免此类特征，并在第一电池单元堆叠52和第二电池单元堆叠54之间建立电连接。如果布线被设置(例如，设置路径)在升高部分108下方，则堆叠至堆叠汇流条102也可以提供一定程度的保护。

另外，类似于电池至电池汇流条100，堆叠至堆叠汇流条102可以包括一个或多个指示器107。在某些实施例中，堆叠至堆叠汇流条102可以在一个或多个指示器107处耦合到感测组件70。例如，堆叠至堆叠汇流条102可以耦合到电压感测组件和温度感测组件，以监测经由堆叠至堆叠汇流条102彼此耦合的第一电池单元堆叠52和第二电池单元堆叠54之间的电压和温度。在其它实施例中，堆叠至堆叠汇流条102可以耦合到电压感测组件或温度感测组件。

电池至负载汇流条104可用于将电池单元56和/或电池单元堆叠52,54耦合到负载(例如，图1和图2的xev10)。例如，电池至负载汇流条104可以直接耦合(例如，焊接)到电池单元56的端子58和电池模块端子(见图3)。电池模块20还可以包括正极端子和负极端子，其可以对负载(例如，xev10)供电(例如，从每个电池单元56累积)。因此，电池模块20中可以包括两个电池至负载汇流条104(例如，一个用于正极电池模块端子，一个用于负极电池模块端子)。在某些实施例中，电池至负载汇流条104可以基本上是j形(或l形)的，使得电池至负载汇流条104可以物理地接触单个电池单元56的端子58以及电池模块端子或者电池模块20的端子分路。在其它实施例中，电池至负载汇流条104可以包括任何合适形状，其实现电池模块端子和电池单元56的端子58之间的连接。

另外，类似于电池至电池汇流条100和堆叠至堆叠汇流条102，电池至负载汇流条104可以包括一个或多个指示器107。在某些实施例中，电池至负载汇流条104可以在一个或多个指示器107处耦合到感测组件70。例如，电池至负载汇流条104可以耦合到温度感测组件以监测经由电池至负载汇流条104彼此耦合的第一电池单元堆叠52或第二电池单元堆叠54和负载(例如，xev10)之间的温度。在其它实施例中，堆叠至堆叠汇流条102可以耦合到电压感测组件和/或温度感测组件。

如图6示出的实施例所示，汇流条60(例如，电池至电池汇流条100、堆叠至堆叠汇流条102和/或电池至负载汇流条104)可以包括凹痕109。在某些实施例中，凹痕109可以压印到汇流条60中。在其它实施例中，凹痕109可以通过部分切割汇流条60的厚度而形成。凹痕109可以提供用于执行焊接的对象，该焊接在汇流条60(例如，电池至电池汇流条100、堆叠至堆叠汇流条102和/或电池至负载汇流条104)和单元端子58之间建立物理连接(并且因此电连接)。在图6所示出的实施例中，凹痕109包括圆形形状。然而，凹痕109可以包括任何合适的形状，诸如椭圆形、矩形或正方形。

根据某些实施例，现在认识到，汇流条60与单元端子58之间的直接焊接和/或汇流条60与感测组件70之间的直接焊接可能不会形成强的物理和/或电连接。因此，汇流条60可以涂覆有电镀(例如，镀镍110)以增强汇流条60与单元端子58之间的焊接和/或汇流条60与感测组件70之间的焊接的强度。汇流条60的镀镍110在图7中示出，其为汇流条60中的一个汇流条的横截面。例如，汇流条60可以具有形成本体101的大致形状的基底材料111，基底材料111包括第一材料。另外，本体101可以涂覆有镀镍110(例如，可以包括磷的镍材料)。如图7示出的实施例所示，镀镍110设置在汇流条60的整个周边112上，包括凹痕109和指示器107。在其它实施例中，镀镍110可以设置在周边112的一部分上方(例如，本体101的第一表面)。在另外的实施例中，镀镍110可以仅设置在凹痕109和/或指示器107上方。因此，在此类实施例中，凹痕109和/或指示器107可以包括镀镍110，并且本体101的其余部分可以包括第一材料(例如，铝合金)。

在某些实施例中，镀镍110可以是汇流条60上的涂层，其被配置成增强汇流条60与单元端子58之间的焊接和/或感测组件70与汇流条60之间的焊接的物理强度。例如，在焊接过程中，焊接材料(例如，汇流条60、单元端子58和/或感测组件70)的温度可能增加。因此，一种或多种材料的至少一部分可以熔化以形成在两个组件(例如，汇流条60与单元端子58和/或汇流条60与感测组件70)之间的焊接。当在汇流条60上使用镀镍110时，可以增强焊接的强度，因为与汇流条60的基底材料111(例如，铝)相比，镍可以更兼容于与单元端子58和/或感测组件70的材料焊接。另外，镀镍110可以包括预定的厚度，这可以实现更强(例如，更耐腐蚀)的焊接。例如，在某些实施例中，镀镍110的厚度可以在汇流条60的底部的组合厚度的0.2％至20％之间(例如，在4微米与8微米之间)。然而，在一般意义上，镀镍110可以是任何合适的厚度，其可以使得能够在汇流条60和单元端子58之间和/或在汇流条60和感测组件70之间形成更强的焊接。

在某些实施例中，镀镍110可以包括一定浓度的磷。磷可以进一步增强汇流条60与单元端子58之间和/或汇流条60与感测组件70之间的焊接强度，例如通过降低焊接部易对裂纹的易感性。此外，磷可以包括在镀镍110中以增强汇流条60和/或所得焊接的美观品质。在某些实施例中，布置在汇流条60(例如，电池至电池汇流条100、堆叠至堆叠汇流条102和/或电池至负载汇流条104)上的镀镍110可以具有浓度在1重量％(wt.％)和15重量％之间的磷。

根据本公开，可以使用任何用于在汇流条60上涂镍的技术。在某些实施例中，汇流条60可以经由化学镀镍技术涂覆镀镍110。因此，例如，可以经由还原剂和金属离子之间的化学反应将镍沉积在汇流条60的基底材料111上。化学镀技术通常在没有电荷放置在涂覆溶液中的情况下将镀镍110沉积在基底材料111上。相反，通过化学还原剂和氧化剂促进化学还原反应和氧化反应(例如，与使用由于施加的电势导致发生的电化学氧化还原反应相反)。在某些实施例中，化学镀可以在基底层上产生均匀的镍涂层，其中均匀涂层包括预定厚度。在某些实施例中，镀镍厚度可以在1微米至15微米(μm)之间，2微米至10微米之间，4微米至8微米之间，或任何可以增强单元端子58与汇流条60之间和/或汇流条60与感测组件70之间的焊接强度的合适的厚度。

如图7示出的实施例所示，镀镍110包括在汇流条60的整个周边112上均匀的厚度113。在其它实施例中，镀镍110的厚度113可以在整个周边112变化，或者在镀镍110沉积在其上的周边112的部分上变化。如上所述，镀镍110的厚度113可以在1至15微米(μm)之间、2至10μm之间或4至8μm之间。另外，本体101可以包括横截面厚度114。在某些实施例中，本体101的厚度114可以基于可通过汇流条60并且朝向单元端子58和/或感测组件70传递的期望能量的量来预定。镀镍110的厚度113和本体101的厚度114可以形成汇流条60的整体厚度115。总厚度115可以包括本体101的厚度114以及沉积在汇流条60的顶表面和底表面上的镀镍110的厚度113(例如，当镀镍110围绕汇流条60的整个周边112设置时)。

图7示出的实施例还示出了指示器107包括深度116。在某些实施例中，指示器的深度116可以足够深以使得指示器107可以容易地被组装器感知，从而使得组装器知道将感测组件70放置在汇流条60上的哪个位置。

例如，图8是汇流条60的平面图，其具有电压感测组件130(例如，传送信号到控制模块24的电引线)设置在指示器107上方。如图8示出的实施例所示，电压感测组件130包括引线部分132和绝缘部分134。在某些实施例中，引线部分132可以包括七股铜线。在其它实施例中，引线部分132可以包括能够将表示一个或多个电池单元56的电压的信号传送到控制模块24的任何合适的线或设备。可以在引线部分132和汇流条60之间形成焊接以使得引线部分132在指示器107处接触汇流条60。在某些实施例中，在电压感测组件130和汇流条60之间形成焊接之后，可以在引线部分132上方设置紫外线(“uv”)环氧树脂，以保护引线部分132免受由于传导引起的损坏(例如，当汇流条60的温度显著升高时可能引起的损坏)、磨损等。

绝缘部分134可以包括接触汇流条60的第一段136和不接触汇流条60的第二段138。绝缘部分134的第一段136可以防止汇流条60和电压感测组件130之间的磨损。换句话说，接触汇流条60的第一段136可以在汇流条60和电压感测组件130之间产生增强的连接，因为可以保护电压感测组件130免受由汇流条60引起的磨损导致的损坏。因此，可以提高汇流条60与电压感测组件130之间的连接的持续时间。绝缘部分134的第二段138可以不接触汇流条60，并且最终将引线部分132耦合到控制模块24(见图2)或另一计算设备。

此外，图8示出的实施例示出了电压感测组件130，其具有在方向142上延伸的长度140。在某些实施例中，可以在汇流条60和电压感测组件130之间形成超声波焊接，使得可以建立汇流条60与电压感测组件130的引线部分132之间的物理连接。因此，物理连接可以使得电压感测组件130能够监测电池模块20的一个或多个电池单元56的电压。超声波焊接可以通过沿着方向142的前后运动移动超声波焊砧来形成。通过将超声波焊砧的运动保持在与电压感测组件130的长度140平行的方向上，引线部分132上的剪切应变最小化。

尽管图8示出了电压感测组件130和汇流条60之间的超声波焊接，但是也可以使用超声波焊接来将温度感测组件160(例如，热电偶和/或热敏电阻)固定到汇流条60，如图9所示。在某些实施例中，温度感测组件160还可以包括引线部分162和绝缘部分164。然而，引线部分162可以被凸耳166覆盖。在某些实施例中，凸耳166可以包括铜、铝、另一种金属或其任何组合。凸耳166可以用于防止引线部分162和汇流条60之间的直接接触，使得引线部分162可以精确地检测汇流条60的温度而不受干扰。此外，凸耳166还可以保护引线部分162免受可能在电池模块20中产生的气体和/或可能存在于电池模块20中的其它污染物。此外，为了将引线部分162固定在凸耳166内，引线部分162可以被uv环氧树脂168围绕。围绕凸耳166内的引线部分162的uv环氧树脂168的膜还可以用于保护导线部分162免受由于传导引起的损坏(例如，当汇流条60的温度显著增加时可能导致的损坏)。凸耳166可以焊接到汇流条60，并且在温度感测组件160的引线部分162和汇流条60之间建立连接，使得温度感测组件160可以精确地监测一个或多个电池单元56的温度。

绝缘部分164还可以包括第一段170和第二段172。第一段170可以被配置成接触汇流条60并且基本上防止温度感测组件160和汇流条60之间的磨损。绝缘部分164的第二段172可以不接触汇流条60并且最终将引导部分162耦合到控制模块24或另一计算设备。如图9示出的实施例所示，温度感测组件160包括沿方向178延伸的长度176。在某些实施例中，凸耳166可以经由超声波焊接耦合到汇流条60。在此类实施例中，可以在凸耳166和汇流条60之间产生超声波焊接的超声波焊砧可以沿方向178前后移动。因此，超声波焊砧可以避免与温度感测组件160的绝缘部分164接触，从而避免焊接过程中的缠结或其它阻塞。焊接过程可以产生具有增强的强度的鲁棒焊缝，使得感测组件70可以固定到汇流条60，以确保精确地监测一个或多个电池单元56的电压和/或温度。

例如，图10是可以在感测组件70(例如，电压感测组件130和/或温度感测组件160)和汇流条60之间产生超声波焊接的过程190的框图。在框192处，汇流条60可以设置在汇流条载体50中，并经由汇流条载体50的物理特征74固定到汇流条载体50。在本文中参考图11更详细地描述汇流条载体的物理特征74。

在框194处，感测组件70(例如，电压感测组件130和/或温度感测组件160)也可以设置在汇流条载体50中并且经由物理特征74固定到汇流条载体50。如下所述，感测组件70可以设置在指示器107上方(例如，电压感测组件130的引线部分132或温度感测组件160的凸耳166可以设置在指示器107上方)。在某些实施例中，汇流条60的第一表面的一部分可以接触单元端子58，并且与汇流条60的第一表面相对的第二表面可以接触感测组件70。

在框196处，例如，感测组件70(例如，电压感测组件130和/或温度感测组件160)可以经由超声波焊接耦合到汇流条60。可以经由超声波焊砧将超声波声学振动向汇流条60的第二表面(例如，面向单元端子58的表面)引导来形成超声波焊接。在某些实施例中，超声波声学振动可以指向第二表面以避免超声波声学振动和感测组件70之间的直接接触(例如，感测组件70可以对超声波声学振动敏感)。超声波焊砧可被配置成产生超声波声学振动，其可以将能量传递到汇流条60和/或感测组件70。传递到汇流条60和/或感测组件70的能量可以增加汇流条60的温度和/或感测组件70的温度。

在框198处，超声波焊砧可以在平行于感测组件70的长度(例如，长度140和/或长度176)的方向142和/或178上振荡(例如，以前后运动移动)。因此，超声波焊砧可以不被感测组件70(例如，绝缘部分134和/或164)阻挡，并且感测组件70上的剪切应变可以被最小化。

在框200处，随着汇流条60和/或感测组件70的温度由于施加超声波振动而升高，汇流条60和/或感测组件70的至少一部分可以开始熔化。在汇流条60和/或感测组件70的一部分熔化时，可以形成熔融材料。当从汇流条60的第二表面移除超声波焊砧使得超声波声学振动不再指向第二表面时，熔融材料可以随着汇流条60和/或感测组件70的温度降低而开始重新硬化。因此，熔融材料可以硬化，并且从而附接到汇流条60和感测组件70二者，将感测组件70耦合到汇流条60。此种焊接可以增强汇流条60和感测组件70之间的连接的鲁棒性，从而增强电池模块20的持续时间。

图11是汇流条载体50的透视图，其具有经由使用图10的过程190形成的超声波焊接而耦合到汇流条60的感测组件70(例如，电压感测组件130和温度感测组件160)。例如，电压感测组件130被示出为耦合到电池至电池汇流条100和堆叠至堆叠汇流条102。此外，引线部分132设置在指示器107内，并且绝缘部分134的第一段136接触电池至电池汇流条100和堆叠至堆叠汇流条102。此外，图11所示的实施例示出了汇流条载体50包括物理特征74，这些物理特征可用于容纳和固定汇流条60和感测组件70。

例如，电池至电池汇流条100设置在第一接口210中，第一接口配置成容纳电池至电池汇流条100。第一接口210可以包括第一凹槽212或凹部(例如，汇流条载体50中的凹槽，其具有与电池至电池汇流条100类似的形状)，其可以使得组装器能够将电池至电池汇流条100放置在汇流条载体50中的预定位置，以使得电池至电池汇流条100基本上与单元端子58对准。另外，第一接口210可以包括第一凸起214(例如，悬臂钩)，其可以将电池至电池汇流条100锁定或固定在汇流条载体50内。在某些实施例中，电池至电池汇流条100可以配置成通过第一凸起214的作用而搭扣到第一接口210中，使得电池至电池汇流条100相对于汇流条载体50基本上是固定的(例如，甚至在将电池至电池汇流条100激光焊接到单元端子58之前)。另外，第一接口210可以包括搭扣配合特征以将电池固定至电池汇流条100。

汇流条载体50还包括第一固定特征216(例如，悬臂钩、凸起、引导件)，第一固定特征配置成固定电压感测组件130的绝缘部分134并且沿着预定路径引导绝缘部分134。在某些实施例中，绝缘部分134的预定路径可以基本上消除绝缘部分134和/或电压感测组件130的任何其它部分可能产生的任何阻塞。例如，将电压感测组件130的绝缘部分134放置在第一固定特征216中防止绝缘部分134在汇流条载体50内无意中产生阻塞或其它障碍。换句话说，第一固定特征216使得能够以有组织的方式沿着预定路径来引导绝缘部分134。另外，第一固定特征216可以将电压感测组件130相对于汇流条60定位在预定位置。

另外，图11示出了温度感测组件160和耦合到堆叠至堆叠汇流条102的附加温度感测组件218。在温度感测组件160,218被示出为耦合到堆叠至堆叠汇流条102时，温度检测组件160,218也可以耦合到电池至电池汇流条100和/或电池至负载汇流条104。如图11示出的实施例所示，汇流条载体50还包括第二接口220，第二接口配置成容纳和固定堆叠至堆叠汇流条102。第二接口220可以包括第二凹槽222或凹部(例如，汇流条载体50中的凹槽，其具有与堆叠至堆叠汇流条102类似的形状)。另外，第二接口220可以包括第二凸起224(例如，悬臂钩)，第二凸起可以将堆叠至堆叠汇流条102锁定或固定在汇流条载体50内。在某些实施例中，堆叠至堆叠汇流条102可以配置成搭扣到第二接口220中，使得堆叠至堆叠汇流条102相对于汇流条载体50基本上是固定的(例如，甚至在将堆叠至堆叠汇流条102激光焊接到单元端子58之前)。此外，第二接口220可以包括搭扣配合特征以固定堆叠至堆叠汇流条102。

汇流条载体50还包括第二固定特征226(例如，悬臂钩、凸起、引导件)以固定汇流条载体50内的温度感测组件160的绝缘部分164和附加温度感测组件218的绝缘部分228。第二固定特征226还可以沿着预定路径引导绝缘部分164,228。在某些实施例中，预定路径可以基本上消除绝缘部分164,228和/或温度感测组件160,218的任何其它部分可能产生的任何阻塞。例如，将温度感测组件160,218的绝缘部分164,228放置在第二固定特征226中可以防止绝缘部分164,228在汇流条载体50内无意识中产生阻塞或其它障碍。换句话说，第二固定特征226使得能够以有组织的方式沿着预定路径来引导绝缘部分164,228。另外，第二固定特征226可以将温度感测组件160相对于汇流条60定位在预定位置。

如上所述，在汇流条60和感测组件70之间形成的超声波焊接可以通过汇流条载体中的接入点80来执行。因此，在汇流条载体50设置在电池模块20的壳体64中之前，汇流条60和感测组件70可以彼此耦合，从而便于组装过程。在图12至图15中示出了在汇流条60上执行超声波焊接的示例。例如，图12和图13是在汇流条60和电压感测组件130之间形成的超声波焊接的示例的图示。图12示出汇流条60的第一表面240，以及图13示出汇流条60的第二表面244。如图12所示，第一表面240可以直接接触电压感测组件130的引线部分132，以使得电压感测组件130能够精确地监测一个或多个电池单元56的电压。此外，绝缘部分134的第一段136接触汇流条60，并且第二段138沿电压感测组件130的长度140在方向142上延伸。

如图13所示，第二表面244可以是当汇流条载体50设置在电池模块20的壳体64中时最终面向单元端子58的表面。此外，超声波焊砧可以引导在第二表面244处的超声波声学振动，从而导致汇流条60和/或电压感测组件130的引线部分132的温度升高。如图13示出的实施例所示，第二表面244可以包括由焊接过程中施加的压力产生的构图效应248。

图14和图15是汇流条60和温度感测组件160之间的超声波焊接的示例的图示。例如，图14示出汇流条60的第一表面240，以及图15示出汇流条60的第二表面244。如图14所示，第一表面240可以直接接触温度感测组件160的凸耳166，以使得温度感测组件160能够精确地监测一个或多个电池单元56的温度。在某些实施例中，凸耳166可以包括铜、铝、另一种金属或其任何组合。此外，绝缘部分164的第一段170接触汇流条60，并且第二段172沿温度感测组件160的长度176在方向178上延伸。

图15中所示的第二表面244可以是当汇流条载体50设置在电池模块20的壳体64中时最终面向单元端子58的表面。此外，超声波焊砧可以引导在第二表面244处的超声波声学振动，从而导致汇流条60、凸耳166和/或温度感测组件160的引线部分162的温度升高。如图15示出的实施例所示，第二表面244可以包括由焊接过程中施加的压力产生的构图效应264。

所公开的实施例中的一个或多个实施例单独地或组合地可以提供用于制造电池模块和电池模块的各部分的一个或多个技术效果。通常，本公开的实施例包括改进的超声波焊接技术，其用于在感测组件和电池模块的汇流条之间建立鲁棒的连接。超声波焊接可以通过汇流条载体中的接入点进行，以将感测组件在位于汇流条本体上的指示器处耦合到汇流条。根据本公开形成的焊接可以包括增强的鲁棒性以及提高电池模块的组装过程的效率。说明书中的技术效果和技术问题是示例性的，而不是限制性的。应当注意，说明书中描述的实施例可以具有其他技术效果并且可以解决其他技术问题。

已经通过示例的方式示出了上述具体实施例，并且应当理解，这些实施例可以易于作出各种修改和替代形式。应进一步理解，权利要求不旨在限于所公开的特定形式，而是覆盖落入本公开的精神和范围内的所有修改、等同物和替代物。