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CN107004815A - 用于电池连接器系统的汇流条 - Google Patents

用于电池连接器系统的汇流条 Download PDF

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CN107004815A CN201580060749.8A CN201580060749A CN107004815A CN 107004815 A CN107004815 A CN 107004815A CN 201580060749 A CN201580060749 A CN 201580060749A CN 107004815 A CN107004815 A CN 107004815A
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Abstract

一种用于电连接电池模块的相邻电池单体的汇流条(130)包括基部(132)，基部具有通过柔性接头(144)连接的第一腿部(140)和第二腿部(142)。柔性接头被折叠使得第一腿部在第二腿部上方。第一端子突片(134)从第一腿部延伸。第一端子突片被构造成被端接到电池单体中的第一个的对应的电池端子。第二端子突片(136)从第二腿部延伸。第二端子突片被构造成被端接到电池单体中的第二个的对应的电池端子。第一和第二端子突片被并排布置，其中第一端子突片能够通过柔性接头独立于第二端子突片竖直地定位。

Description

用于电池连接器系统的汇流条
技术领域
本文的发明主题一般地涉及用于电池连接器系统的柔性汇流条。电池模块，诸如用于电动车辆或混合动力车辆的那些电池模块，通常包括多个单体，所述多个单体组在一起形成电池模块。电池模块被连接在一起以形成电池组。每个单体包括被电连接在一起的正极单体端子和负极单体端子。使用汇流条连接正极单体端子和负极单体端子。通常地，正极单体端子和负极单体端子通常包括带螺纹的柱或螺栓。使用螺母将汇流条连接到柱。这样的连接是耗时的，并且可能具有其它问题，诸如过扭矩或欠扭矩或者螺纹错扣。在其它构造中，带螺纹的柱或螺栓的问题通过将汇流条焊接到单体端子来避免。然而在将汇流条焊接到单体端子时出现问题。例如，焊接，诸如利用激光焊接，要求在汇流条和对应的单体端子之间良好的物理接触。然而，当由于制造位置公差的累积引起单体端子处在不同竖直位置处时，问题出现。具有刚性汇流条是有问题的，因为当汇流条的一侧被向下按压以压靠在对应端子上时，汇流条的另一侧可能被从对应单体端子向上提升。
需要这样的电池模块，所述电池模块使用低成本的柔性汇流条，用于使汇流条端接到单体端子。
发明内容
通过本文所公开的汇流条来解决该问题，所公开的汇流条用于电连接电池模块的相邻电池单体，所述汇流条包括基部，所述基部具有通过柔性接头连接的第一腿部和第二腿部。柔性接头被折叠使得第一腿部在第二腿部上方。第一端子突片从第一腿部延伸。第一端子突片被构造成被端接到电池单体中的第一个的对应电池端子。第二端子突片从第二腿部延伸。第二端子突片被构造成被端接到电池单体的第二个的对应电池端子。第一和第二端子突片被并排布置，其中通过柔性接头，第一端子突片可独立于第二端子突片竖直地定位。
附图说明
现在将参考附图通过举例的方式描述本发明。
图1是根据示例性实施例形成的电池连接器系统的顶透视图。
图2是图1所示的电池连接器系统的电池模块的顶透视图。
图3是电池连接器系统的一部分的顶透视图，示出被端接到电池模块的电池单体的汇流条组件。
图4是根据示例性实施例形成的汇流条的顶透视图。
图5示出制造期间的汇流条。
图6是沿着图4中的线6—6截取的汇流条的一部分的截面视图。
图7是沿着图4中的线7—7截取的汇流条的一部分的截面视图。
图8是根据示例性实施例的汇流条组件的顶透视图。
图9是根据示例性实施例的具有电池连接器系统的集成热敏电阻器的载体组件的顶透视图。
图10是根据示例性实施例的电池连接器系统的载体组件的顶透视图。
图11是根据示例性实施例的汇流条组件的顶透视图。
图12是根据示例性实施例的汇流条组件的顶透视图。
图13是根据示例性实施例的汇流条组件的顶透视图。
具体实施方式
图1是根据示例性实施例形成的电池连接器系统100的顶透视图。电池连接器系统100包括电池模块110和载体组件102。载体组件102包括一个或多个载体壳体104，其保持多个汇流条组件106。汇流条组件106可被电连接到电路模块108，电路模块108可监控电池模块110和/或与电池模块110相关联的控制功能。
图2是电池模块110的顶透视图，其中载体组件102(示于图1)被移除以图示电池模块110的电池单体112。电池模块110可以被用作车辆(诸如电动车辆或混合动力车辆)中的电池系统的一部分。在替代实施例中，电池模块110可以被用在其他应用中。多个电池模块110可以被结合在一起以形成电池组组件。
每个电池模块110包括多个电池单体112，诸如棱柱形电池单体。电池单体112被并排布置在堆叠构造中，以形成电池模块110。可选地，电池模块110可以包括外壳或者保持电池单体112的其它壳体。电池盖(未示出)可以被设置在电池单体112和载体组件102的顶部上方。电池盖可以覆盖电池单体112中的每一个。
每个电池模块110包括正极电池端子114和负极电池端子116。端子114、116被构造成被联接到外部电缆，或则可以被总线连接(bussed)到另一电池模块110的电池单体端子，诸如使用模块至模块连接器。每个电池单体112包括正极电池单体端子120和负极电池单体端子122。在示例性实施例中，正极电池单体端子120通过对应的汇流条组件106(在图1中示出)连接到相邻电池单体112的相邻负极电池单体端子122。同样地，负极电池单体端子122通过对应的汇流条组件106连接到相邻电池单体112的相邻正极电池单体端子120。端部电池单体112的单体端子120、122可以限定电池端子114、116。
图3是电池连接器系统100的一部分的顶透视图，示出端接到对应电池单体112的汇流条组件106中的一个。载体壳体104相对于电池单体112定位汇流条组件106，诸如竖直地位于正极和负极电池单体端子120、122(在图2中示出)上方。在示例性实施例中，汇流条组件106被焊接到电池单体端子120、122。例如汇流条组件106可以被激光焊接、超声波焊接、电阻焊接或其它类型焊接到电池单体端子120、122。汇流条组件106在替代实施例中可以通过其它工艺或方法端接。
汇流条组件106包括汇流条130，其具有从汇流条130延伸的第一和第二端子突片134、136。第一端子突片134被构造成被端接(诸如激光焊接)到一个电池单体端子，诸如正极电池单体端子120，并且第二端子突片136被构造成被端接(诸如激光焊接)到其它电池单体端子，诸如负极电池单体端子122。端子突片134、136被并排布置使得端子突片134、136被定位在对应电池单体端子120、122上方。可选地，汇流条130和电池单体端子120、122可以由相同或相似的金属制造(例如，其中汇流条130是铝并且电池单体端子120、122是铝，或者其中汇流条130是铜并且电池单体端子120、122是铜)。可替代地，汇流条130和电池单体端子120、122可以由不同的金属制造(例如，其中汇流条130是铝并且电池单体端子120、122是铜)。可选地，汇流条130可以是双金属，诸如，例如一部分是铝(或铝合金)并且一部分是铜(或铜合金)。
在端接诸如激光焊接期间，第一端子突片134被按压力向下按压，如箭头A所示，并且第二端子突片136被按压力向下按压，如箭头B所示。端子突片134、136被向下按压成与电池单体端子120、122形成物理接触以用于激光焊接到电池单体端子120、122。为了确保端子突片134、136和电池单体端子120、122之间的良好物理接触，在示例性实施例中，端子突片134、136可相对于彼此独立移动。例如，端子突片134可以被向下按压抵靠电池单体端子120，而独立于端子突片136被向下按压抵靠电池单体端子122。
在示例性实施例中，端子突片134、136可独立于彼此竖直地定位。这样，第一端子突片134可以被向下按压得比第二端子突片136更远，或者第二端子突片136可以被向下按压得比第一端子突片134更远。这样，端子突片134、136能适应具有在不同竖直位置的电池单体端子120、122的相邻电池单体112。例如，在电池模块110内，一些电池单体112可能被移动或保持在不同定向或位置。另外，电池单体112可能被以不同的公差制造，使得电池单体端子120、122可能是非共面的。为了有效的端接，诸如激光焊接，两个端子突片134、136必须与对应的电池端子120、122紧密接触。使得端子134、136可独立地定位允许端子突片134、136相对于电池单体端子120、122的适当定位。在示例性实施例中，基部132是柔性的以允许端子突片134、136的独立移动。
图4是根据示例性实施例形成的汇流条130的顶透视图。基部132被设置在汇流条130的后部，而端子突片134、136被设置在汇流条130的前部。基部132具有通过柔性接头144连接的第一腿部140和第二腿部142。柔性接头144被折叠使得第一腿部140在第二腿部142上方。第一腿部140、第二腿部142和柔性接头144被一体地形成为整体结构。在示例性实施例中，第一和第二端子突片134、136一体地形成为整体结构的一部分。在示例性实施例中，柔性接头144在第一和第二腿部140、142之间是U形的。第一腿部140、第二腿部142和柔性接接头144在第一和第二端子突片134、136两者后方纵向地延伸并且沿着该两者延伸。这样，第一端子突片134位于第一腿部140和柔性接头144的前方。第二端子突片136位于第一腿部140和柔性接头144的前方。除了位于第一腿部140的前方之外，或者替代地，端子突片134、136可以位于第二腿部142的前方。
在示例性实施例中，第二端子突片136被向上弯曲成与第一端子突片134共面。例如，第二端子突片136可以包括过渡部分146，其从第二腿部142向上过渡以将第二端子突片136沿着公共竖直平面与第一端子突片134对齐。过渡部分146可以包括两个90°弯曲部，以将第二端子突片136定位成与第一端子突片134共面。在替代实施例中，除了第二端子突片136具有过渡部分之外，或者替代地，第一端子突片134可以包括过渡部分。
第一端子突片134从第一腿部140向前延伸到与柔性接头144相反的前边缘150。第二端子突片136从第二腿部142向前延伸到与柔性接头144相反的前边缘152。在示例性实施例中，前边缘150、152大体沿着前轴线154对齐，前轴线154大体地平行于柔性接头144延伸。
第一端子突片134具有内侧160和与内侧160相反的外侧162。内侧160和外侧162从第一腿部140延伸到前边缘150。内侧160和外侧162可以是线性的。内侧160和外侧162可以基本上垂直于前边缘150。
第二端子突片136包括内侧164和与内侧164相反的外侧166。内侧164和外侧166从第二腿部142延伸到前边缘152。内侧164和外侧166可以是线性的。内侧164和外侧166可以基本上垂直于前边缘152。
在示例性实施例中，端子突片134、136被并排布置，使得内侧160、164被定位成彼此相邻并且面对彼此。外侧162、162背向彼此。第一端子突片134在内侧160和外侧162之间沿着前边缘150在宽度方向延伸。类似的，第二端子突片136在内侧164和外侧166之间沿着前边缘152在宽度方向延伸。基部132在第一端子突片134和第二端子突片136后方在宽度方向延伸，并且具有至少与第一端子突片134和第二端子突片136的组合宽度一样宽的宽度168。例如，在第一端子突片134和第二端子突片136之间可以限定很小的间隙。
第一端子突片134具有被构造成面对电池单体端子120(图2中示出)的内表面170、和与内表面170相反的外表面172。第二端子突片136具有被构造成面对电池单体端子122(图2中示出)的内表面174、和与内表面174相反的外表面176。在示例性实施例中，内表面170、174基本上共面，诸如在静止位置中；然而，当第一端子突片134和第二端子突片136被推靠在电池单体端子120、122上时，内表面170、174能够是非共面的，以适应电池单体端子120、122的高度变化。例如，端子突片134、136可以能够从静止位置偏转到偏转位置。
汇流条130可以被冲压或形成为限定静止位置的特殊形状。在静止位置中，内表面170、174可以基本上共面。然而，一旦端子突片134、136被向下压靠在电池单体端子120、122上到达偏转位置，端子突片134、136可以不再共面。
图5示出被冲压之后但是在被形成为最终形状之前的汇流条130。当被冲压时，第一端子突片134和第二端子突片136在基部132的相反侧上。然而，在诸如通过卷曲或折叠基部132的一部分形成柔性接头144之后，第一端子突片134和第二端子突片136可以位于基部132的同一侧上(例如，见图3)。
限定柔性接头144的基部132的区域在图5中被标识为区域180。在形成汇流条130之前，可以使该区域180变薄。例如，区域180可以被压印或挤压以使区域180变薄。区域180可以被延展以使区域180变薄。可以移除区域180的材料以使区域180变薄。通过使区域180变薄，可以使柔性接头144更具柔性。可替代的，在形成汇流条130之前，可以不使该区域180变薄。
图6是沿着图4中的线6—6截取的汇流条130的一部分的截面视图。图7是沿着图4中的线7—7截取的汇流条130的一部分的截面视图。图6和图7图示被分别端接到对应的电池单体端子120、122的端子突片134、136。端子突片134、136基本上是共面的。柔性接头144将第一腿部140定位在第二腿部142上方。过渡部分146使第二端子突片136从第二腿部142向上过渡到与第一端子突片134相同的竖直高度。
图8是根据示例性实施例的汇流条组件106的顶透视图。汇流条组件106包括汇流条130、联接到汇流条130的电压传感器190和联接到汇流条130的热敏电阻器192。
电压传感器190诸如为中央电池管理系统提供对对应电池单体112的感测(诸如电压感测)。诸如通过将电压传感器190焊接到基部132，电压传感器190被电连接到对应的汇流条130。在替代实施例中，电压传感器190可以通过其它工艺或方法被端接，诸如通过压接、钎焊、绝缘移位连接(insulation displacement connection)、快速连接、接线等。电压传感器190包括端接端194，其可以被端接到电路模块108(在图1中示出)。例如，端接端194可以是被构造成被压配合到电路模块108的电路板的销。端接端194可以是被构造成被钎焊到电路模块108的电路板的销、尾、梁或者其它结构。端接端194可以被钎焊、压接或者以其它方式端接到电路模块108的线，诸如通过绝缘移位连接。端接端194可以是可以被咬合到汇流条130的端子。端接端194可以是可以被直接端接到汇流条130的电线。
热敏电阻器192提供对汇流条130的感测，诸如温度感测，其代表单体温度。在示例性实施例中，汇流条130包括突片，所述突片从汇流条130延伸，诸如从第一腿部140延伸，其形成为桶部196。热敏电阻器192包括被接收在桶部196中的一条或多条电线198。热敏电阻器192可以包括被连接到(一条或多条)电线198的温度传感器。电线198和/或温度传感器可以被埋在桶部196内侧且与桶部196热接触，诸如通过桶部196内侧的封装导热材料。桶部196限定热敏电阻器和封装材料的容器。在其它替代实施例中，桶部196可以被压接到电线198。电线198包括端接端，其可以被端接到电路模块108。例如，电线198可以被压配合到电路模块108的电路板。电线198可以被钎焊到电路模块108的电路板。电线198可以被钎焊、压接或者以其它方式端接到电路模块108(见图9)的电线。
图9是根据示例性实施例的载体组件102的顶透视图。载体组件102被示出成保持多个汇流条组件106。在所示的实施例中，载体组件102包括电路模块208，所述电路模块208包括线束200和连接器202，这与图1中所示的包括电路板的电路模块108形成对照。连接器202可以远离载体组件102定位，诸如在中央电池管理系统处。可替代地，连接器102可以被载体壳体104保持。
线束200包括被连接到对应的电压感测引线190的多根电线204。线束200包括被连接到对应的热敏电阻器192的多根电线206。在示例性实施例中，每个汇流条106包括对应的电压感测引线190，而仅一些汇流条组件106包括热敏电阻器192。
图10是根据示例性实施例的载体组件102的顶透视图。载体组件102被示出成保持多个汇流条组件106。载体组件102可以是柔性的，以在将汇流条130焊接到电池单体端子120、122期间适应汇流条130的偏转或移动。例如，载体壳体104的部分可以被分开以允许移动。在替代实施例中，保持汇流条130的载体壳体104中的凹口可以保持汇流条130，其方式是允许端子突片134、136的独立移动。在所示实施例中，电路模块108包括电路板210。电路板210沿着载体壳体104的顶部布置。电部件可以被设置在电路板210上并且被电连接到对应的电压传感器190和/或热敏电阻器192。
电路板210包括接收对应的电压感测引线190的多个过孔212。电压感测引线190可以被钎焊在过孔212中。电路板210包括被连接到对应的热敏电阻器192的多个过孔214。热敏电阻器192可以被钎焊在过孔214中。在示例性实施例中，每个汇流条130包括对应的电压感测引线190，而仅一些汇流条130包括热敏电阻器192。电路板210可以是印刷电路板，柔性印刷电路板、柔性扁平线缆或其它类型的衬底。
图11是根据示例性实施例的汇流条组件106的顶透视图，该汇流条组件106具有一体式电压传感器220，作为与图8中所示的实施例中的分开的电压传感器的对比。汇流条组件106可以是双金属汇流条(例如，Cu-A1双金属)，诸如具有铝端子突片134和铜端子突片136的汇流条。电压传感器220可以包含与对应的端子突片相同的材料，诸如铜材料或铝材料。在所示实施例中，电压传感器220从端子突片134延伸，诸如在柔性接头144处或者柔性接头144附近；然而，电压传感器220可以被设置在沿着汇流条130的任意位置处。电压传感器220可以与汇流条130一起被冲压或形成，诸如在一条或多条折线处被折叠以从端子突片134直立。
图12是具有在载体壳体104中的一体式电压传感器220的汇流条组件106的顶透视图。汇流条130包括在端子突片136中的开口230，其接收对应的电池端子116(在其它不同实施例中，开口230可以被设置在端子突片134中用于接收电池端子114)。汇流条组件106可以是双金属汇流条。
图13是具有在载体壳体104中的一体式电压传感器240的汇流条组件106的顶透视图。在所示实施例中，端子突片134、136是扁平的或平面的并且在它们之间不包括柔性接头；然而，电压传感器240包括柔性接头242以允许端接端244浮动接合到电路模块108(在图1中未示出)。端子突片136包括接收对应的电池端子116的开口246。电压传感器240可以是双金属电压传感器。电压传感器240可以被弯曲成期望的三维形状，所述三维形状诸如上下和/或左右是柔性的和可移动的，用于对齐到电路模块108。
应理解的是，上述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)可以被彼此结合使用。另外，在未背离本发明的范围的情况下，可以做出许多修改以使特定情形或材料适用本发明的技术。本文所述的各种部件的尺寸、材料类型、定向以及各种部件的数目和位置旨在限定某些实施例的参数，并且绝不是限制性的而仅仅是示例性实施例。在查阅本说明书的情况下，在权利要求的精神和范围内的许多其它实施例或修改对于本领域的普通技术人员来说显而易见的。因此，本发明的范围应根据所附权利要求以及与这些权利要求等同的全部范围来确定。

Claims (10)

1.一种汇流条(130)，用于电连接电池模块(110)的相邻电池单体(112)，所述汇流条(130)包括：
基部(132)，所述基部具有通过柔性接头(144)连接的第一腿部(140)和第二腿部(142)，所述柔性接头被折叠使得所述第一腿部在所述第二腿部上方；
第一端子突片(134)，所述第一端子突片从所述第一腿部延伸，所述第一端子突片被构造成被端接到所述电池单体中的第一电池单体的对应的电池单体端子(120)；
第二端子突片(136)，所述第二端子突片从所述第二腿部延伸，所述第二端子突片被构造成被端接到所述电池单体中的第二电池单体的对应的电池单体端子(122)；
其中所述第一端子突片和所述第二端子突片被并排布置，所述第一端子突片通过所述柔性接头能够独立于所述第二端子突片竖直地定位。
2.根据权利要求1所述的汇流条(130)，其中所述柔性接头(144)比所述第一突片和所述第二突片(134，136)薄。
3.根据权利要求1所述的汇流条(130)，其中所述第一腿部(140)、所述第二腿部(142)和所述柔性接头(144)被一体地形成为整体结构。
4.根据权利要求1所述的汇流条(130)，其中所述第一端子突片和所述第二端子突片(134，136)是基本上共面的，但是能够相对于彼此独立地移动。
5.根据权利要求1所述的汇流条(130)，其中所述柔性接头(144)是U形的。
6.根据权利要求1所述的汇流条(130)，其中所述第一腿部(140)沿着所述第一端子突片(134)和所述第二端子突片(136)纵向延伸。
7.根据权利要求1所述的汇流条(130)，其中所述第一端子突片(134)被构造成被压靠所述第一电池单体(112)的电池端子(122)、用于激光焊接到所述第一电池单体(112)的电池端子(122)，并且所述第二端子突片(136)被构造成被压靠所述第二电池单体(112)的电池端子(122)、用于独立于所述第一端子突片而被激光焊接到所述第二电池单体(112)的电池端子(122)。
8.根据权利要求1所述的汇流条(130)，其中所述第一端子突片(134)具有与所述柔性接头(144)相反的前边缘(150)，所述第二端子突片(136)具有与所述柔性接头相反的前边缘(152)，所述第一端子突片的前边缘基本上与所述第二端子突片的前边缘对齐。
9.根据权利要求1所述的汇流条(130)，其中所述第一端子突片(134)具有内侧(160)和外侧(162)，所述第二端子突片(136)具有内侧(164)和外侧(166)，所述内侧被定位成彼此相邻并且面对彼此，所述外侧背向彼此。
10.根据权利要求9所述的汇流条(130)，其中所述第一端子突片(134)和所述第二端子突片(136)在相对应的内侧和外侧(160，162，164，166)之间沿宽度方向延伸，所述基部(132)具有的宽度(168)比所述第一端子突片和所述第二端子突片的组合宽度更大。
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