用于电池系统的汇流条组件的制作方法

本文的主题总体上涉及电池连接器系统。诸如用于电动车辆或混合动力车辆的电池模块通常包括组合在一起以形成电池模块的多个单元。电池模块连接在一起形成电池组。每个单元包括电连接在一起的正单元端子和负单元端子。使用汇流条连接正单元端子和负单元端子。

背景技术：

例如“un试验和标准手册”第38.3节(un运输试验un38.3)的安全规定要求必须在运输期间保护电池模块以防止电气短路，电气短路可导致电池模块的电气过热和/或火灾。例如，电池模块需要熔断，以避免运输过程中的危险，例如从电池模块制造商到车辆制造商，车辆制造商将电池模块安装在车辆中。电池模块制造商通常向电池模块添加附加的熔断器，当电池模块安装在车辆中时，该熔断器由车辆制造商移除。这种附加的熔断器非常昂贵并且在单次使用后丢弃。其他电池模块制造商在一个或多个汇流条中设置孔，以在这样的汇流条中形成熔断路径。随着电池模块中电流的增加，电池模块将在熔断路径处失效。然而，虽然增设孔是便宜的，但是截面减小的区域承载的电流小于电池模块的预期电流，导致电池模块在车辆使用期间失效。

仍然需要具有熔断路径的成本有效且可靠的电池模块。

技术实现要素：

提出一种如本文所述的熔断汇流条组件的解决方案，其用于汇流连接(bussing)电池模块的电池单元，该汇流条组件包括配置为端接到对应的电池单元的电池端子的板，以及在板中的汇流条熔断部。汇流条熔断部在第一基部和第二基板之间具有至少一个连接条。汇流条熔断部具有与至少一个连接条相关联的熔断通道。熔断通道在对应的连接条处减小汇流条熔断部的截面，使得连接条具有相对于第一基部的第一截面和第二基部和第二截面减小的熔断截面。熔断汇流条组件包括联接到汇流条熔断部的熔断部桥接件。熔断部桥接件跨过熔断通道以电连接第一基部和第二基部。

附图说明

现在将参照附图以举例的方式描述本发明，在附图中：

图1是根据示例性实施例形成的电池系统的示意图。

图2是电池系统的电池模块的顶部透视图。

图3是根据示例性实施例形成的电池模块的电池单元的顶部透视图。

图4是根据示例性实施例形成的电池模块的汇流条的顶部透视图。

图5是处于组装状态的根据示例性实施例形成的电池模块的一部分的顶部透视图，示出了电池模块的熔断汇流条组件。

图6是处于未组装状态的根据示例性实施例形成的电池模块的一部分的顶部透视图，示出了熔断汇流条组件。

图7是处于组装状态的根据示例性实施例形成的电池模块的一部分的顶部透视图，示出了电池模块的熔断汇流条组件。

图8是处于未组装状态的根据示例性实施例形成的电池模块的一部分的顶部透视图，示出了熔断汇流条组件。

图9是处于组装状态的根据示例性实施例形成的电池模块的一部分的顶部透视图，示出了电池模块的熔断汇流条组件。

图10是处于未组装状态的根据示例性实施例形成的电池模块的一部分的顶部透视图，示出了熔断汇流条组件。

图11是电池模块的保持汇流条和熔断汇流条组件的载体组件的前透视图。

具体实施方式

图1是根据示例性实施例形成的电池系统100的顶部透视图。电池系统100包括一个或多个电池模块102以及安装到(多个)电池模块102的对应的载体组件110。电池模块102可以堆叠在一起作为电池组，其用作电池系统100的一部分，例如车辆(例如电动车辆或混合动力电动车辆)中的电池系统。在替代实施例中，电池系统100可以用于其他应用。电池模块102可以包含在外壳内。

在示例性实施例中，电池系统100包括电池控制模块104，其可以安装在(多个)电池模块102附近。电池控制模块104控制电池模块102的活动。电池控制模块104可以包括车辆系统控制器或与车辆系统控制器通信，以验证电池模块102在为电池模块102的当前状况设定的参数内操作。电池控制模块104可以监控电池模块102的单元的电压。电池控制模块104可以监控电池模块102的温度。电池控制模块104可以向车辆提供故障代码。电池控制模块104可以安装在电池模块102上方，或者可以设置在其他地方，例如沿着电池模块102的侧面或远离电池模块102。

电池系统100包括一个或多个连接器组件114，其联接到电池控制模块104，例如联接到电池控制模块104的对应的控制模块连接器106。连接器组件114电联接到电池模块102内的电压传感器、温度传感器或其他类型的传感器，并且布线到电池控制模块104。

图2是一组电池模块102的顶部透视图。电池模块102包括多个电池单元108，例如棱柱形电池单元。电池单元108以并排的堆叠配置布置，以形成电池模块102。电池单元108在单元堆积方向109上堆叠。可选地，电池模块102可包括保持电池单元108的壳体或其他外壳。电池盖可以设置在电池单元108的顶部上方。电池盖可以覆盖每个电池单元108。

每个电池模块102包括正电池端子125和负电池端子127。电池端子125、127配置为联接到外部电力电缆，或者替代地可以被汇集到另一个电池模块102的电池端子125、127，例如使用电力端子129。可选地，电池端子125、127可以使用快速连接类型的连接器连接。

载体组件110设置在电池模块102上方。载体组件110保持一个或多个连接器组件114。载体组件110包括保持多个汇流条130(如图4所示)的一个或多个托架112，以及一个或多个熔断汇流条组件150。熔断汇流条组件150为电池模块102提供熔断连接，例如用于在车辆中组装和使用电池模块102之前的运输、处理等。汇流条130用于电连接相邻的电池单元108。在示例性实施例中，汇流条130具有与之相关的电压传感器。连接器系统114电连接到对应的电压传感器，以监控汇流条130和电池单元108的电压。

连接器组件114包括连接器116和电缆118，电缆118端接到保持在连接器116中的对应的端子。连接器116配置为与电池控制模块104(如图1中所示)的对应的控制模块连接器106(如图1中所示)配合。连接器组件114电连接到汇流条130，例如到电压传感器，以通过测量相关电池单元108之间的汇流条130两端的电压来监控电池模块102的对应的电池单元108的电压。例如，电缆118可以包括电连接到对应的汇流条130的多个电线。电缆118可以是扁平柔性电缆。

图3是根据示例性实施例形成的一个电池单元108的顶部透视图。电池单元108包括单元外壳120，其具有顶部122和侧壁124。在所示的实施例中，单元外壳120是具有四个侧壁124的盒形。在替代实施例中，单元外壳120可以具有其他形状。

电池单元108包括正单元端子126和负单元端子128。在所示的实施例中，端子126、128包括具有上表面的扁平垫，所述上表面限定用于电连接到对应的汇流条130(如图4所示)的连接接合面。可选地，对于单元堆叠体中的端部的电池单元108，电池端子126或128可以分别限定用于电池模块102的电池端子125或127。

图4是根据示例性实施例形成的一个汇流条130的顶部透视图。汇流条130用于电连接相邻的电池单元108(如图2所示)的单元端子126或128(如图3所示)。

汇流条130包括正极板132和负极板134。正极板132配置为端接到一个电池单元108的对应的正单元端子126，并且负极板134配置为端接到相邻的电池单元108的对应的负单元端子128。可选地，正极板132和负极板132可以是不同的金属，例如铝和铜。

在示例性实施例中，汇流条130包括与其相关联的电压传感器136。例如，电压传感器136可以是汇流条130的一体的部分，其电连接到连接器系统114以进行电压监控。在其他各种实施例中，电压传感器136可以是连接到汇流条130的单独部件或连接器。在所示的实施例中，电压传感器136由一个板的表面限定，例如负极板134。在各种其他实施例中，电压传感器136可以是从一个板延伸的突片或突起，例如从汇流条130的边缘或侧面延伸。可选地，这种突片或突起可以与汇流条130一起冲压和形成。在替代实施例中，电压传感器136可以是联接到汇流条130的分离的部件，例如通过焊接、钎焊、紧固或以其他方式固定到汇流条130。在示例性实施例中，电压传感器136构成焊接突片，该焊接突片配置为接收连接器系统114(如图1所示)的电线140，该电线140焊接到该焊接突片。焊接提供与扁平线140的可靠连接，以进行准确、可靠的感测。在替代实施例中，可以提供除焊接突片以外的其他类型的触头以连接到连接器组件114的对应的部件，例如压接筒、绝缘位移触头、弹簧触头、引脚、插座、插入式线连接器、等等。在其他替代实施例中，电线140可以固定到汇流条130，例如通过压接、焊接、钎焊、使用导电粘合剂，等等。

在各种实施例中，汇流条130可包括应变释放片138，用于将导线140固定到汇流条130，以便减小导线140到电压传感器136的连接点处的应变。例如，应变释放片138可以减小电线140和汇流条130之间的焊接点处的应变。在所示的实施例中，应变释放片138是配置为折叠以在电压传感器136附近夹住电线140的绝缘体的片。在替代实施例中可以提供其他类型的应变释放片。

图5是处于组装状态的根据示例性实施例形成的电池模块102的一部分的顶部透视图，示出了熔断汇流条组件。图6是处于未组装状态的根据示例性实施例形成的电池模块102的一部分的顶部透视图，示出了熔断汇流条组件。熔断汇流条组件150提供穿过电池模块102的可修改的熔断路径。例如，熔断路径的载流能力可以在不同时间增加或减少。例如，可以结合可移除部件以绕过形成在结构中的熔断路径，以增加载流能力。

熔断汇流条组件150为电池模块102提供熔断连接，例如用于在车辆中组装和使用电池模块102之前的运输、处理电池模块102等。例如，熔断汇流条组件150在电池模块102内提供熔断连接，以防止电池模块102过热或损坏。熔断汇流条组件150可以提供熔断连接以防止电池模块102的短路，例如，当电池模块102连接到熔断电路以保护电池模块102时，在车辆中安装和组装电池模块102之前，在运输和处理电池模块102期间。熔断汇流条组件150在电池模块102中提供高电阻电路，其用作牺牲装置以提供过电流保护。例如，当过多的电流流过熔断汇流条组件150时，熔断汇流条组件150中断电池电路，以中断过大的电流，从而防止由于过热或火灾造成进一步损坏。熔断汇流条组件150可以满足安全要求，例如“un试验和标准手册”第38.3节(un运输试验un38.3)，以用于电池模块102的运输，例如在电池模块制造商和将电池模块102安装在车辆中的车辆制造商之间的运输。例如，运输可以在飞机、船舶、火车、卡车等中进行，例如在运输容器中，其经受事故、跌落、振动、机械冲击等情况。

熔断汇流条组件150用于电连接到对应的电池单元108(如图2所示)的一个或多个电池端子126或128(如图3所示)或电池端子125或127(如图2所示)。在示例性实施例中，熔断汇流条组件150包括一个或多个板152、154，在下文中也称为第一板152和第二板154。第一板152配置为端接到电池单元108之一的对应的电池端子126、128或电池端子125、127。第二板154配置为端接到对应的电池端子126、128或电池端子125、127或电力端子129(如图2所示)。可选地，板152、154可以是不同的金属，例如铝和铜。第一板152可以是正极板或负极板。第二板154可以是正极板或负极板。

熔断汇流条组件150包括在板152和/或154中的汇流条熔断部160。在示例性实施例中，汇流条熔断部160在板152、154之间，并且可与板152和/或154中的任一个或两者成一体。汇流条熔断部160电连接板152、154。汇流条熔断部160在板152、154之间限定熔断电路。在过电流情况下，汇流条熔断部160可熔化或断裂，从而使板152、154电气分断。

汇流条熔断部160包括在第一基部164和第二基部166之间的连接条162。可以在基部164、166之间提供任何数量的连接条162。汇流条熔断部160具有与连接条162相关联的一个或多个熔断通道168。熔断通道168在对应的连接条162和熔断通道168位置处减小汇流条熔断部160的截面。由此，在过电流情况下，汇流条熔断部160将在连接条162和熔断通道168位置处的减小的截面区域中失效或断裂。

在示例性实施例中，第一基部164从第一板152延伸，第二基部166从第二板154延伸。第一基部164可以与第一板152成一体，和/或，第二基部166可以与第二板154成一体。例如，第一板152可以限定第一基部164(例如，第一基部164由第一板152的内端限定)。第二板154可以限定第二基部166(例如，第二基部166由第二板154的内端限定)。第一板152可以具有与第一基部164相同的厚度和宽度，并且，第二板154可以具有与第二基部166相同的厚度和宽度。

在示例性实施例中，汇流条熔断部160具有相对于第一基部164的第一截面和第二基部166的第二截面减小的熔断截面。例如，与基部164、166相比，(多个)熔断通道168可以减小汇流条熔断部160的截面面积。与基部164、166相比，连接条162可具有减小的截面。例如，与基部164、166相比，连接条162和熔断通道168的区域中的材料的厚度和/或宽度可以减小。

在示例性实施例中，熔断汇流条组件150包括与汇流条熔断部160分离且独立的熔断部桥接件170，其配置成联接到汇流条熔断部160以桥接第一基部164和第二基部166。熔断部桥接件170跨过熔断通道168，以电连接第一基部164和第二基部166。熔断部桥接件170增加了基部164、166之间的载流能力。例如，熔断部桥接件170和连接条162的累加载流能力大于仅仅连接条162的载流能力。熔断部桥接件170可移除地联接到熔断汇流条160，使得在熔断部桥接件170存在且组装(图5)时的载流能力大于熔断部桥接件170未组装(图6)且因此不存在时的载流能力。例如，在将电池模块102安装和组装到车辆中之前，熔断部桥接件170可以与熔断汇流条160(图6)分离，以在熔断汇流条160中提供熔断电路，例如用于电池模块102的运输和处理(例如，从制造电池模块102时起，直到将电池模块102安装在车辆中)。一旦电池模块102安装在车辆中，熔断部桥接件170可以联接到熔断汇流条160(图5)，以增加电池模块102通过熔断汇流条组件150的载流能力。在熔断部桥接件170组装之后消除了熔断功能，因为系统能够处理更高的电流。

可选地，熔断部桥接件170可包括与连接条162中的一个或多个接合的连接条接合面172。在示例性实施例中，熔断部桥接件170包括接合第一基部164的第一接合面174和接合第二基部166的第二接合面176。熔断部桥接件170的主体电连接接合面172、174、176，以电连接基部164、166，从而电连接板152、154。例如，熔断部桥接件170的主体可以是单个整体金属结构。可选地，熔断部桥接件170可以延伸到熔断通道168中并且接收在熔断通道168中。例如，熔断部桥接件170可包括延伸到对应的熔断通道168中的凸起180。凸起180可以限定连接条接合面172和/或第一接合面174和/或第二接合面176。

汇流条熔断部160包括顶部182、底部184、第一侧186和第二侧188。汇流条熔断部160具有顶部182和底部184之间的厚度以及第一侧186和第二侧188之间的宽度。在示例性实施例中，熔断通道168是在顶部182和底部184之间穿过汇流条熔断部160的开口。开口168完全延伸穿过汇流条熔断部160的厚度。例如，开口168可以在汇流条熔断部160中钻孔或冲压形成。开口168位于第一基部164和第二基部166之间。连接条162位于开口168之间，并且分离开口168。连接条162和开口168可具有任何尺寸和形状，且开口168和连接条162的尺寸和形状决定了汇流条熔断部160在熔断区域中的机械强度和熔断区域的熔断额定值，例如失效(例如，熔化)发生之前的熔断区域的载流能力。在所示的实施例中，开口168是矩形的；然而，开口168可以在替代实施例中可以具有其他形状。

在示例性实施例中，熔断部桥接件170是填塞块，其配置为被压入汇流条熔断部160中，以机械地且电气地连接到汇流条熔断部160。例如，填塞块170可以填塞在开口168中。填塞块170可包括用于安装和移除填塞块170的手柄部。

当被组装时，熔断部桥接件170跨过基部164、166之间的开口168。凸起180至少部分地填充第一基部164和第二基部166之间和/或连接条162之间的开口168。可选地，凸起180可以具有与开口168互补的形状，以基本上或完全填充开口168。凸起180可以具有倒角的引入部以便于组装。凸起180可以压配到开口168中。例如，凸起可通过过盈配合接合基部164、166和/或连接条162。凸起180和/或汇流条熔断部160可包括挤压肋，所述挤压肋在熔断部桥接件170联接到汇流条熔断部160时变形。在所示的实施例中，凸起180完全穿过汇流条熔断部160。例如，熔断部桥接件170可以联接到顶部182并且被压入汇流条熔断部160中，使得凸起180从底部184延伸出来。替代地，熔断部桥接件170可以从底部装载到汇流条熔断部160中。当被组装时，连接条162在第一基部164和第二基部166之间承载电流，并且，熔断部桥接件170在第一基部164和第二基部166之间承载电流。例如，凸起180可以直接接合两个基部164、166，以电连接基部164、166并在其间承载电流。凸起180还可以直接接合两个相邻的连接条162，以电连接连接条162并在其间承载电流。可选地，填塞块170的底部可以在第一基部164和/或第二基部166处接合顶部182以与其电连接。

图7是处于组装状态的根据示例性实施例形成的电池模块102的一部分的顶部透视图，示出了熔断汇流条组件150。图8是处于未组装状态的根据示例性实施例形成的电池模块102的一部分的顶部透视图，示出了熔断汇流条组件150。在所示的实施例中，熔断通道168是顶部182中的凹槽，该凹槽在第一基部164和第二基部166之间延伸。凹槽168位于第一侧186和第二侧188之间。凹槽168不像开口(图5)那样完全延伸穿过汇流条熔断部160。相反，凹槽168限定了具有减小的厚度的汇流条熔断部160的减薄区域。连接条162位于凹槽168的下方。连接条162比第一基部164和第二基部166薄。在过电流情况下，汇流条熔断部160将在连接条162和凹槽168的区域处失效并熔化。

在所示的实施例中，熔断汇流条组件150的熔断部桥接件170是重叠板而不是填塞块。例如，重叠板170包括板体，板体包括与第一基部164重叠并电连接的第一侧190，以及与第二基部166重叠并电连接的第二侧192。在所示实施例中，第一侧190和第二侧192焊接到基部164、166。板体跨过熔断通道168(例如，凹槽)。当被安装时，与不存在重叠板170的汇流条熔断部160所允许的载流能力相比，重叠板170增加了熔断汇流条组件150的载流能力。在安装了重叠板170之后，消除了熔断功能。

可选地，重叠板170的板体可包括延伸到凹槽168中的凸起。凸起可以与连接条162接合。在其他实施例中，凹槽168可以设置在汇流条熔断部160的底部184，并且，重叠板170可以在顶部182沿着连接条162延伸。重叠板170可以焊接到连接条162。在其他各种实施例中，汇流条熔断部160可包括开口(图5)而不是凹槽168。

图9是处于组装状态的根据示例性实施例形成的电池模块102的一部分的顶部透视图，示出了熔断汇流条组件150。图10是处于未组装状态的根据示例性实施例形成的电池模块102的一部分的顶部透视图，示出了熔断汇流条组件150。在所示的实施例中，熔断部桥接件170是电力端子129的一部分。电力端子129包括板体，该板体包括与第一基部164重叠并电连接的第一侧190，以及与第二基部166重叠并电连接的第二侧192。

在示例性实施例中，第二侧192包括用于接收电池端子125的柱196的开口194。螺母198配置为可螺纹联接到柱196，以将熔断部桥接件170和电力端子129固定到电池端子125。当拧紧螺母198时，第二侧192机械和电气地连接到第二基部166。可选地，当拧紧螺母198时，熔断部桥接件170向下压靠汇流条熔断部160，使得第一侧190机械和电气地连接到第一基部164。在其他各种实施例中，第一侧190可以包括在底部处的弹簧凸片，该弹簧凸片配置为在拧紧螺母198时弹簧偏压抵靠第一基部164，以确保与汇流条熔断部160的可靠电连接。

电力端子129的重叠板170的板体跨过熔断通道168(例如，在所示实施例中的开口)。当被安装时，与没有重叠板170的汇流条熔断部160所允许的载流能力相比，重叠板170增加了熔断汇流条组件150的载流能力。一些电流通过基部164、166之间的连接条162，而一些电流通过电力端子129的熔断部桥接件170。在组装电力端子129之后，消除了熔断功能。

图11是安装到电池模块102的载体组件110和多个连接器组件114的前部透视图。载体组件110包括保持汇流条130的托架112。托架112包括顶部200和底部202。底部202配置为安装到电池模块102。托架112包括前部204和后部206，其之间具有侧面208。盖子可以在顶部200处联接到托架112以覆盖电缆118。

托架112包括接收对应的汇流条130和熔断汇流条组件150的凹部210。可选地，凹部210可大致沿前部204和后部206定位。托架112包括在各个凹部210之间延伸的通道212。电缆118可以在通道212中布线以与对应的汇流条130对接。

熔断汇流条组件150为电池模块102提供熔断电路，以满足安全要求，例如un试验和标准手册第38.3节(un运输试验un38.3)，以用于电池模块102的运输，并且，当电池模块102在车辆中使用时，将熔断部桥接件170组装到电池模块102。由此，通过提供可以开路以防止过热和火灾(例如在运输期间发生短路时)的熔断电路路径，电池模块102在电池模块制造商和在车辆中安装电池模块102的车辆制造商之间运输时是安全的。然而，熔断部桥接件170在安装时将汇流条熔断部160的载流能力增加到可接受的性能水平，例如相当于汇流条130，以允许电池模块102在车辆中的正常操作。由于熔断汇流条组件150能够处理汇流条130所处理的正常操作电流，所以电池模块102在车辆中使用期间不易受到熔断的熔断部的故障的影响。此外，与传统的熔断器相比(它们在一些传统的电池模块中使用，然后在将电池模块安装在车辆中之后被丢弃)，熔断部桥接件170提供了低成本的解决方案，用以提高熔断汇流条组件150的载流能力。

应该理解的是，以上描述旨在是说明性的而不是限制性的。例如，上述实施例(和/或其方面)可以彼此组合使用。另外，在不脱离其范围的情况下，可以作出许多修改以使特定情况或材料适应本发明的教导。本文描述的尺寸、材料类型、各种部件的取向、以及各种部件的数量和位置旨在限定某些实施例的参数，并且绝不是限制性的，并且仅仅是示例性实施例。在阅读以上描述后，在权利要求的理念和范围内的许多其他实施例和修改对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。因此，本发明的范围应参照所附权利要求来确定。