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CN111164791A - 用于接合电池模块中的热塑性部件的方法 - Google Patents

用于接合电池模块中的热塑性部件的方法 Download PDF

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CN111164791A
CN111164791A CN201880064311.0A CN201880064311A CN111164791A CN 111164791 A CN111164791 A CN 111164791A CN 201880064311 A CN201880064311 A CN 201880064311A CN 111164791 A CN111164791 A CN 111164791A
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lithium ion
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约翰·P·丁克埃尔曼
杰森·D·富尔
理査德·M·德克斯特
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Johnson Controls Technology Co
Original Assignee
Johnson Controls Technology Co
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Abstract

一种用于接合锂离子电池模块的部件的方法，包括：将吸能嵌入物定位成与该锂离子电池模块的第一热塑性层相邻，并且与该锂离子电池模块的第二热塑性层相邻。将能量施加至该吸能嵌入物以使该吸能嵌入物熔化，并且从而将该第一热塑性层熔接到该第二热塑性层。该第一热塑性层是透射层或半透射层，被配置为允许所述能量穿过所述第一热塑性层以供所述吸能嵌入物吸收。

Description

用于接合电池模块中的热塑性部件的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年10月6日提交的名称为“METHOD FOR BONDINGTHERMOPLASTIC COMPONENTS TOGETHER(用于将热塑性部件接合在一起的方法)”的美国临时申请序列号62/568,951的优先权和权益，该美国临时申请出于所有目的通过引用而将全部内容并入本文中。
背景技术
本公开总体上涉及电池和电池模块的领域。更具体地，本公开涉及一种用于熔接锂离子电池模块的热塑性层的方法和系统。
本部分旨在向读者介绍可能与下文所描述的本公开的各个方面有关的技术的各个方面。这种讨论被认为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，这些陈述应以此角度进行解读而非对现有技术的承认。
使用一个或多个电池系统来为车辆提供全部或部分动力的车辆可以被称为xEV，其中术语“xEV”在本文中被定义为包括将电功率用于车辆动力的全部或部分的所有以下车辆或其任何变型或组合。例如，xEV包括将电功率用于全部动力的电动车辆(EV)。如本领域技术人员将理解的，混合动力电动车辆(HEV)(也被认为是xEV)将内燃发动机推进系统和电池供电的电动推进系统(诸如48伏(V)或130V系统)组合。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、仅使用内燃发动机或使用这两者来向车辆提供动力和其他电力。相比而言，轻度混合动力系统(MHEV)在车辆空转时禁用内燃发动机，并且利用电池系统来继续为空调单元、收音机或其他电子装置供电，并在需要推进时重新启动发动机。轻度混合动力系统还可以在加速期间施加一定程度的动力辅助，例如以对内燃发动机进行补充。轻度混合动力通常为96V至130V，并且通过皮带或曲轴集成式启动机发电机来回收制动能量。进一步地，微混合动力电动车辆(mHEV)也使用类似于轻度混合动力的“停止-启动”系统，但是mHEV的微混合动力系统可以向或可以不向内燃发动机提供动力辅助，并在低于60V的电压下运行。出于本讨论的目的，应当注意，mHEV通常在技术上不将直接提供给曲轴或变速器的电功率用于车辆的动力的任何部分，但是mHEV仍然可以被认为是xEV，因为mHEV在车辆正在空转时在内燃发动机被禁用情况下确实使用电力来补充车辆的动力需求，并且通过集成式启动机发电机来回收制动能量。另外，插电式电动车辆(PEV)是能够从外部电源(诸如壁式插座)进行充电的任何车辆，并且可再充电的电池组中储存的能量驱动或有助于驱动车轮。PEV是EV的子类别，其包括全电动车辆或电池电动车辆(BEV)、插电式混合动力电动车辆(PHEV)以及混合动力电动车辆与常规内燃发动机车辆的电动车辆转换。
与仅使用内燃发动机和传统电气系统(其通常是由铅酸电池供电的12V系统)的更传统的燃油动力车辆相比，上述xEV可以提供许多优点。例如，与传统内燃机车辆相比，xEV可以产生更少的不期望的排放物，并且可以表现出更大的燃料效率，而且在一些情况下，此类xEV可以完全消除汽油的使用(如某些类型的EV或PEV的情况)。
随着技术继续发展，需要为此类车辆提供改进的电源，特别是电池模块。例如，锂离子电池模块通常被认为对环境条件敏感。因此，需要能够将此类模块的内部部件从外部环境隔离的锂离子电池模块。
发明内容
下文陈述了本文所公开的某些实施例的概述。应当理解，呈现这些方面仅仅是为了给读者提供对这些特定实施例的简要概述且这些方面并非意在限制本公开的范围。实际上，本公开可以涵盖下文可能未陈述的各种方面。
本公开涉及一种用于接合锂离子电池模块的部件的方法，该方法包括将吸能嵌入物定位成与该锂离子电池模块的第一热塑性层相邻，并且与该锂离子电池模块的第二热塑性层相邻。将能量施加至该吸能嵌入物以使该吸能嵌入物熔化，并且从而将该第一热塑性层熔接到该第二热塑性层。该第一热塑性层是透射层或半透射层，其被配置为允许该能量穿过该第一热塑性层以供该吸能嵌入物吸收。
本公开还涉及一种锂离子电池模块壳体，该锂离子电池模块壳体包括：热塑性盖件(cover)；热塑性电池壳体盖(lid)，该热塑性电池壳体盖固定到该热塑性盖件；以及吸能嵌入物，该吸能嵌入物定位在该热塑性盖件与该热塑性电池壳体盖之间，并且形成介于该热塑性盖件与该热塑性电池壳体盖之间的塑料焊接接合部的至少一部分。
本公开进一步涉及一种锂离子电池模块，该锂离子电池模块具有固持在外壳内的多个锂离子电池单元。该锂离子电池模块还包括与盖耦接的电池模块壳体，该电池模块壳体和该盖形成该外壳。多个电子部件被固持在由该盖和该锂离子电池模块的盖件形成的电子装置隔室内。该多个电子部件可操作地耦接至该多个锂离子电池单元。该电池模块壳体和该盖通过第一焊缝而被接合，并且该盖和该盖件通过第二焊缝而被接合。该第二焊缝经由吸能嵌入物而形成在该盖与该盖件之间，该吸能嵌入物相对于该电池模块壳体和该盖件在电磁光谱的红外部分中具有增加的吸收率。
附图说明
在阅读以下详细描述且在参考附图时可以更好地理解本公开的各个方面，在附图中：
图1是根据本公开的一方面具有根据本实施例配置成对车辆的各种部件提供电力的电池系统的车辆的透视图；
图2是根据本公开的一方面图1的车辆和电池系统的实施例的示意剖视图；
图3是根据本公开的一方面用于熔接热塑性塑料的示例系统的框图；
图4是根据本公开的一方面用于熔接热塑性塑料的另一示例系统的框图；
图5是根据本公开的一方面用于熔接热塑性塑料的又一示例系统的框图；以及
图6是根据本公开的一方面用于熔接热塑性塑料的示例过程的流程图。
具体实施方式
下文将描述一个或多个具体实施例。为了提供对这些实施例的简明描述，本说明书中并未描述实际实施方式的全部特征。应理解，在任何这种实际的实施方式的开发过程中，如同在任何工程或设计项目中，必须进行大量的特定于实施方式的决择以实现开发者的特定目标，诸如符合与系统相关的和与商业相关的约束，所述约束可能随着实施方式而改变。此外，应理解，这样的开发努力可能是复杂且耗时的，但是对于从本公开受益的普通技术人员而言仍然将是常规的设计、生产和制造工作。
如上所述，需要锂离子电池模块的外壳具有将电池模块的内部部件从环境隔离的密封件。在这方面，塑料的使用可以适宜地用于锂离子电池模块中。例如，塑料通常被认为是轻质的、防水的，并且可以被构造成具有接近或甚至超过某些金属构造的强度。
热塑性塑料是一种类型的塑料材料，当经受高于预定阈值(该阈值基于具体的热塑性材料)的温度时变得柔韧而允许塑料变形和熔化。这个温度可以被称为玻璃化转变温度(Tg)。当热塑性塑料低于其Tg时，其是固体。通常认为热塑性塑料是抗收缩的、耐用的且坚固的。
通常，存在用于接合热塑性塑料的各种技术。溶剂接合是一种使用溶剂来溶解要接合的两个热塑性部件的相邻表面以允许材料流到一起的技术。一旦溶剂蒸发，就仅保留材料间的接合。用于接合热塑性塑料的另一种方法涉及用于接合两个热塑性部件的一种或多种类型的粘合剂。与溶剂接合类似，粘合剂需要在两个热塑性部件之间添加一种流体型材料。这增加了制造的复杂性和成本，因为必须小心地施加流体粘合剂，以免污染装置的热塑性部件或元件的其他部分。进一步地，粘合剂很难粘附于某些热塑性材料(诸如聚丙烯)，从而限制了这种用于将热塑性塑料熔接在一起的基于粘合剂的方法的实用性。
用于将两个热塑性部件接合在一起的另一种方法依赖于使用超声能量来加热热塑性塑料并使热塑性塑料熔化在一起。然而，这种过程不利地使用了相对大量的能量，并且无法将超声能量精确地施加至热塑性塑料的特定区域。
现在认识到，可以通过本文所描述的方法来克服传统方法的这些缺点。例如，本实施例包括提供被定位成与两个透明/半透明的热塑性部件相邻的吸能嵌入物。能量诸如激光能量可以穿过透明热塑性部件到达吸收该能量的吸能嵌入物。响应于这种吸收，吸能嵌入物发热，并且可以熔化并熔接这两个相邻的热塑性部件，从而产生焊接接合部。在一个或多个实施例中，吸能嵌入物是热塑性塑料。在一个或多个实施例中，多于两个热塑性部件彼此堆叠，其中相应的吸能嵌入物夹在成对的热塑性部件之间或与之相邻。
如本文所讨论的，这些过程对于锂离子电池模块构造可能特别有用，因为需要相对高的精确水平以实现最佳性能和使用寿命。实际上，本文所描述的电池系统可以用于向经受各种各样的条件和环境应力的各种类型的电动车辆(xEV)和其他高电压能量储存/消耗应用(例如，电网电力储存系统)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)电化学电池单元)，所述电池单元被布置并电气地互连以提供可用于为例如xEV的一个或多个部件供电的特定电压和/或电流。作为另一个示例，根据本实施例的电池模块可以与固定电力系统(例如，非机动的系统)结合或为固定电力系统提供电力。
为了简化以下讨论，将关于具有12伏锂离子电池和12伏铅酸电池的电池系统来描述本技术。然而，本领域普通技术人员能够使本技术适应于其他电池系统，诸如具有48伏锂离子电池和12伏铅酸电池的电池系统、利用高电压(HV)锂离子电池系统的系统、固定能量储存系统等。
为了帮助说明，图1是车辆10的实施例的透视图，该车辆可以利用再生制动系统。尽管关于具有再生制动系统的车辆呈现了以下讨论，但是本文所描述的技术可适应于利用电池来捕获/储存电能的其他车辆(可以包括电动车辆和燃油动力车辆)。
如以上所讨论的，将期望电池系统12很大程度上与传统车辆设计兼容。因此，可以将电池系统12置于车辆10中的本来容纳传统电池系统的位置。例如，如所展示的，车辆10可以包括与典型燃烧发动机车辆的(例如，在车辆10的发动机盖下方的)铅酸电池类似地定位的电池系统12。此外，如以下将更详细地描述的，电池系统12可以被定位成有助于管理电池系统12的温度。例如，在一些实施例中，将电池系统12定位在车辆10的发动机盖下方可以使空气导管能够将空气流引导到电池系统12上方并使电池系统12冷却。
图2中描述了电池系统12的更详细视图。如所描绘的，电池系统12包括能量储存部件14，该能量储存部件耦接至点火系统16、交流发电机18、车辆控制台20并且可选地耦接至电动机22。通常，能量储存部件14可以捕获/储存车辆10中生成的电能，并且向车辆10中的电力电气设备输出电能。
换言之，电池系统12可以向车辆电气系统的部件供电，所述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、自动泊车系统、电动油泵、电动超级/涡轮增压器、电动水泵、受热式挡风玻璃/除霜器、车窗升降马达、梳妆灯、轮胎压力监测系统、天窗马达控制器、电动座椅、警报系统、信息娱乐系统、导航特征、车道偏离警报系统、电动泊车制动器、外部灯或其任何组合。说明性地，在所描绘的实施例中，能量储存部件14向车辆内的车辆控制台20、显示器21、以及点火系统16供电，其可以用于启动(例如，曲柄启动)内燃发动机24。
另外，能量储存部件14可以捕获由交流发电机18和/或电动机22生成的电能。在一些实施例中，交流发电机18可以在内燃发动机24正在运行时生成电能。更具体地，交流发电机18可以将由内燃发动机24的旋转产生的机械能转换为电能。附加地或可替代地，当车辆10包括电动机22时，电动机22可以通过将由车辆10的移动(例如，车轮的旋转)产生的机械能转换为电能来生成电能。因此，在一些实施例中，能量储存部件14可以捕获由交流发电机18和/或由电动机22在再生制动期间生成的电能。因此，交流发电机18和/或电动机22在本文中总体上被称为再生制动系统。
为了促进捕获和供应电能，能量储存部件14可以经由总线26而电耦接至车辆的电气系统。例如，总线26可以使得能量储存部件14能够接收由交流发电机18和/或电动机22生成的电能。另外，总线26可以使得能量储存部件14能够向点火系统16和/或车辆控制台20输出电能。因此，当使用12伏的电池系统12时，总线26可以承载通常在8伏至18伏之间的电力。
另外，如所描绘的，能量储存部件14可以包括多个电池模块。例如，在所描绘的实施例中，能量储存部件14包括根据本实施例的铅酸(例如，第一)电池模块28以及锂离子(例如，第二)电池模块30，其中每个电池模块28、30都包括一个或多个电池单元。在其他实施例中，能量储存部件14可以包括任何数量的电池模块。另外，虽然第一电池模块28和第二电池模块30被描述为彼此相邻，但是它们可以位于车辆周围的不同区域中。例如，第二电池模块30可以位于车辆10的内部之中或周围，而第一电池模块28可以位于车辆10的发动机盖下方。
在一些实施例中，能量储存部件14可以包括多个电池模块以利用多种不同的电池化学。例如，第一电池模块28可以利用铅酸电池化学，而第二电池模块30可以利用锂离子电池化学。在这样的实施例中，可以提高电池系统12的性能，因为锂离子电池化学通常具有比铅酸电池化学更高的库仑效率和/或更高的充电接受率(例如，更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、储存和/或配电效率。根据本实施例，锂离子电池模块可以包括使用本文所描述的热塑性塑料接合技术来构造的壳体。
为了促进控制对电能的捕获和储存，电池系统12可以另外包括控制模块32。更具体地，控制模块32可以控制电池系统12中的部件(诸如能量储存部件14、交流发电机18和/或电动机22内的继电器(例如，开关))的操作。例如，控制模块32可以调整由每个电池模块28或30捕获/供应的电能的量(例如，对电池系统12降低定额和重新定额)、执行电池模块28与30之间的负载平衡、确定每个电池模块28或30的荷电状态、确定每个电池模块28或30的温度、确定电池模块28和30中任一个的预测温度轨迹、确定电池模块28或30的预测使用寿命、确定电池模块28或30的燃料经济性贡献、确定每个电池模块28或30的有效电阻、控制交流发电机18和/或电动机22的电压输出或电流输出的量级，及诸如此类。
因此，控制模块(例如，单元)32可以包括一个或多个处理器34以及一个或多个存储器36。更具体地，一个或多个处理器34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。通常，处理器34可以执行与本文所描述的过程有关的计算机可读指令。另外，处理器34可以是定点处理器或浮点处理器。
另外，一个或多个存储器36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)、光学驱动器、硬盘驱动器或固态驱动器)。在一些实施例中，控制模块32可以包括车辆控制单元(VCU)和/或单独的电池控制模块的部分。另外，如所描绘的，控制模块32可以与能量储存部件14分开地被包括，诸如为独立的模块。在其他实施例中，电池管理系统(BMS)可以被包括在能量储存部件14内。
在某些实施例中，控制模块32或处理器34可以从设置在能量储存部件14内和/或周围的各种传感器38接收数据。传感器38可以包括各种传感器以便对电池模块28或30测量电流、电压、温度及诸如此类。在从传感器38接收到数据之后，处理器34可以将原始数据转换为对电池模块28和30的参数的估计。因此，处理器34可以将原始数据呈现为可以向车辆10的操作员提供关于电池系统12的操作的有价值信息的数据，并且关于电池系统12的操作的信息可以被显示在显示器21上。显示器21可以显示由设备10生成的各种图像，诸如操作系统的GUI或图像数据(包括静止图像和视频数据)。显示器21可以是任何合适类型的显示器，例如，液晶显示器(LCD)、等离子体显示器、或有机发光二极管(OLED)显示器。另外，显示器21可以包括触敏元件，该触敏元件可以提供输入以调节控制模块32的参数或由处理器34处理的数据。
图1和图2描绘了可以容纳电池模块的示例系统，所述电池模块具有使用本文所描述的热塑性塑料接合技术生产的壳体。图3描绘了根据本公开构造的第一(锂离子)电池模块28的实施例。进一步地，尽管图3中描绘的锂离子电池模块28包括多个部件，所述部件可以为根据本文的教导所配置的电池模块所共用，但是应当注意，所展示的模块是作为示例而提供以促进对本公开的某些方法的讨论，而并非意在排除其他电池模块特征(例如，电池控制模块、服务断开连接、端子以及各种热管理特征)的存在。进一步地，利用根据本公开产生的焊缝的某些电池模块可以不包括本文所描述的某些特征。
在所展示的实施例中，多个电池单元40各自包括位于电池单元40的端子端46处的第一端子42和第二端子44。端子端46可以被认为定位成与电池单元40的基底端48相对，基底端48是电池单元40的位于锂离子电池模块28的基底50附近的一端。端子端46可以是盖或盖件组装件的部分，其包封电池单元40的壳(casing)52，并且壳52包封电池单元40的电化学元件(例如，电化学电池单元和电解质)。这些电化学元件在电池单元40的操作期间(并且特别是在电池单元的形成期间)可能生成气体，并且包括可能对外部环境敏感的材料。进一步地，尽管被展示为棱柱形电池单元，但是应当注意，本文所描述的方法也可以应用于具有其他电池单元几何结构和类型(例如，圆柱形电池单元和软包电池单元)的其他电池模块配置。
尽管被展示为位于电池单元40的同一端上，但在其他实施例中，第一端子42和第二端子44还可以位于电池单元40的不同侧处，诸如一个在端子端46处而一个在基底端48处。
所展示的锂离子电池模块28利用电池壳体54来将这些电池单元40从外部环境密封隔离，该电池壳体耦接至基底50。虽然被示出为单独的部件，但是在某些实施例中，电池壳体54和基底50可以被一体地成形(例如，模制、焊接、制造)为单件，电池单元40置于该单件中。因此，电池壳体54和基底50可以限定用于固持电池单元40的腔56。电池壳体54总体上保护电池单元40免受外部环境影响，并且可以维持每个电池单元40相对于其他电池单元40的位置。
模块盖件58置于壳体54之上以包封锂离子电池模块28。在某些实施例中，模块盖件58可以容纳某些部件，诸如电池模块28的通风机构、电子装置等。进一步地，在某些实施例中，模块盖件58可以以与图3所展示的取向不同的取向耦接至壳体54，这取决于各种设计考量(例如，模块端子的位置、通风位置)。根据本实施例，吸能嵌入物60可以定位在模块盖件58和模块壳体54的耦接表面之间。
模块壳体54与模块盖件58耦接的方式可以参考图4来进一步理解，该图是根据本公开的实施例使用吸能嵌入物60来熔接热塑性塑料的示例系统的框图。该系统通常被称为系统“70”。系统70包括第一透射层72a和第二透射层72b以及吸能嵌入物60。尽管图4中示出了两个透射层72a、72b和一个吸能嵌入物60，但是根据本公开可以使用多于两个透射层和/或多于一个吸能嵌入物60。
在一个或多个实施例中，透射层72对于电磁光谱的特定频带(诸如，激光的某些波长或波长带)是透射的。在某些实施例中，吸能嵌入物60是如本文所描述被配置为吸收能量的不透明或黑色聚丙烯层。通过非限制性示例的方式，吸能嵌入物60是基于被焊接的母材。炭黑是可以用于制作黑色塑料(包括聚丙烯)的材料(例如，颜料)。炭黑还是某些类型的激光能量的良好吸收剂，即使在本文所描述的模制零件中使用的相对低的加料水平(例如，按重量计0.02％至0.5％)下也如此。可以使用其他材料(例如，颜料)来调节吸能嵌入物60的透射率(或吸收率)。
相反，用于使零件变黑但仍保持其透射率的颜料不能是炭黑，但是某些黑色透射颜料可以用于模制黑色透射零件。在一个或多个实施例中，吸能嵌入物60是刚性或半刚性(刚性但并非不可弯曲，诸如略微柔性、或具有柔性的部分)层或部件，其被配置为当经受特定类型的激光能量时熔化和/或变得柔韧。因此，系统70包括能量源74，以便将能量传输到如本文所描述的系统70的一个或多个层/部件。
例如，在一个或多个实施例中，第一透射层72a可以与吸能嵌入物60的第一侧相邻，而第二透射层72b与吸能嵌入物60的第二侧相邻。在一个或多个实施例中，能量源74是激光器。当能量源74将能量施加至吸能嵌入物60时，吸能嵌入物60熔化并将第一透射层72a和第二透射层72b熔接在一起，从而产生焊接接合部。透射层72a、72b两者都被配置为允许来自能量源74的能量以零或可忽略的能量吸收率穿过。在一个或多个实施例中，在少于两秒期间，将来自能量源74的能量施加至吸能嵌入物60以至少使吸能嵌入物60的正暴露于该能量的部分熔化。在一个或多个实施例中，基于正被焊接的塑料的透射光谱来选择波长。作为一个示例，可以使用1070nm的光纤激光器(通常被称为“1微米”激光器)。虽然聚丙烯在此波长下具有足够的透射率，但更接近2微米的其他波长可能更高效。因此，通过示例的方式，还设想使用2微米波长的激光器。值得注意的是，本实施例不限于使用1微米或2微米波长的激光器。提供这些值仅作为可能适合用于聚丙烯的示例。其他值可以用于聚丙烯和其他材料。
图5是根据本公开的一方面系统70的另一实施例的框图。系统70的所展示实施例包括吸收层76，其被配置为吸收来自能量源74的能量。在此实施例中，如上所述，吸收嵌入物60被定位成熔接第一透射层72a与第二透射层72b，而吸收层76被定位成在从能量源74吸收到足以熔化一部分吸收层76的能量时与第二透射层72b熔接在一起，从而产生若干焊接接合部。在一个或多个实施例中，第一透射层72a、吸能嵌入物60、第二透射层72b和吸收层76由相同材料构成。在一个或多个实施例中，这种材料是聚丙烯。
在一个或多个实施例中，吸能嵌入物60是预定义的形状，以防止阻挡来自能量源74的所有能量。例如，在一个或多个实施例中，吸能嵌入物60仅与第一透射层72a和/或第二透射层72b的一部分重叠。例如，吸收嵌入物60的表面积小于第一透射层72a的表面积和/或第二透射层72b的表面积。在一个或多个实施例中，来自能量源74的能量穿过吸能嵌入物60中的一个或多个孔口，从而允许来自能量源74的能量到达吸收层76。在一个或多个实施例中，吸能嵌入物60的厚度小于1.5mm。在一个或多个实施例中，吸能嵌入物60是环形形状或者被配置为抵靠开口/孔口。在一个或多个实施例中，吸能嵌入物60包括几何和/或非几何部分、和/或一个或多个孔口。
根据本公开的一个实施例，提供了一种用于熔接热塑性塑料的方法。将吸能嵌入物60定位成与第一热塑性层72a相邻，并且与第二热塑性层72b相邻。将能量施加至吸能嵌入物60以使吸能嵌入物60熔化，从而将第一热塑性层72a熔接到第二热塑性层72b。第一热塑性层72a是透射层和半透射层中的一种，被配置为允许能量穿过第一热塑性层72a。
根据此实施例的一个方面，该能量是来自能量源74的激光能量。根据此实施例的一个方面，该激光能量是红外激光能量。根据此实施例的一个方面，第一热塑性层72a是电子装置的电子装置壳体的盖件。根据此实施例的一个方面，吸收层76被定为成与第二热塑性层72b的第一侧相邻。该第一侧与第二热塑性层72b的和吸能嵌入物60相邻的第二侧相反。能量被施加至吸收层76，以将吸收层76熔接到第二热塑性层72b。能量穿过第二热塑性层72b而被施加至吸收层76。
根据此实施例的一个方面，第二热塑性层72b是限定电子装置壳体的一部分的电池壳体盖。根据此实施例的一个方面，在未将能量施加至吸能嵌入物60的情况下，吸能嵌入物60是半刚性的。根据此实施例的一个方面，第一热塑性层72a是透明聚丙烯和半透明聚丙烯中的一种，并且第二热塑性层72b是透明聚丙烯和半透明聚丙烯中的一种。
图6是根据本公开的某些实施例系统70的一个实施例的部分俯视透视图。在图6的实施例中，系统70包括电池模块壳体54，该电池模块壳体耦接至盖80和盖件58。壳体54、盖80和盖件54都具有热塑性塑料构造。如所展示的，吸能嵌入物60被定位成吸收来自能量源74的能量，以将盖件58耦接至盖80。
在所展示的实施例中，盖80被定位成与电池模块壳体54相邻和/或堆叠在电池模块壳体上，并且盖件58被定位成与盖80相邻和/或堆叠在盖上。盖80被配置为覆盖壳体54的电池隔室，并且盖件58被配置为覆盖电子装置隔室82，在该电子装置隔室中定位有各种特征部(诸如控制模块32、信号连接器及诸如此类)。电子装置隔室82可以由盖80和盖件58两者形成。
在某些实施例中，电池模块壳体54对应于如上所述的吸收层76。进一步地，在某些实施例中，盖80是第一或第二透射层72之一，诸如如上所述的第二透射层72b。在所展示的实施例中，吸能嵌入物60形成定位在盖80与盖件58之间的环。在这方面，盖件54可以对应于如上所述的第一透射层72a。
为了密封电池模块28，将来自能量源74的能量通过盖80施加至电池模块壳体54，以使得电池模块壳体54至少部分地熔化并与盖80熔接在一起。进一步地，将来自能量源74的能量通过盖件58施加至吸能嵌入物60，以通过熔化吸能嵌入物60来将盖80熔接至盖件58。在一个或多个实施例中，盖件58是用于由盖80和盖件58两者限定的电子装置壳体的盖件。盖件58是透射层和半透射层中的一种，被配置为允许能量穿过盖件58。
根据此实施例的一个方面，该能量是来自能量源74的激光能量。根据此实施例的一个方面，该激光能量是红外激光能量。根据此实施例的一个方面，电池模块壳体54被定位成与盖80的第一侧相邻。该第一侧与盖80的和吸能嵌入物24相邻的第二侧相反。电池模块壳体54被配置为接收能量以使电池模块壳体54熔化，从而将电池模块壳体54熔接到热塑性电池壳体盖80。能量穿过盖80而被施加至电池模块壳体54。根据此实施例的一个方面，在未将能量施加至吸能嵌入物60的情况下，吸能嵌入物60是半刚性的。根据一个实施例，盖件58是透明聚丙烯或半透明聚丙烯中的一种。根据一个实施例，盖80是透明聚丙烯和半透明聚丙烯中的一种。
图7是例如在构造锂离子电池模块(例如，电池模块28)期间耦接热塑性部件的方法90的实施例的过程流程图。在框92处，将吸能嵌入物60定位成与第一热塑性层72a相邻，并且与第二热塑性层72b相邻(例如，在这两者之间)。
在框94处，将能量施加至吸能嵌入物60，以将第一热塑性层72a熔接到第二热塑性层72b。在一个或多个实施例中，第一热塑性层12是透射层和半透射层中的一种，被配置为允许能量穿过第一热塑性层12。在一个或多个实施例中，该能量是激光能量。
所公开的实施例中的一个或多个可以单独地或组合地提供一种或多种技术效果，包括以允许以高效且精确的方式密封模块的壳体的方式来制造电池模块。本说明书中的技术效果和技术问题是示例性，而不是限制性的。应当注意，本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，这些实施例可以容许各种修改和替代形式。应当进一步理解，权利要求并不旨在限于所公开的特定形式，而是旨在涵盖落入本公开的精神和范围内的所有修改、等同和替代方案。

Claims (20)

1.一种用于接合锂离子电池模块的部件的方法，包括：
将吸能嵌入物定位成与所述锂离子电池模块的第一热塑性层相邻，并且与所述锂离子电池模块的第二热塑性层相邻；以及
将能量施加至所述吸能嵌入物以使所述吸能嵌入物熔化，从而将所述第一热塑性层熔接到所述第二热塑性层；
并且
其中所述第一热塑性层是透射层或半透射层，被配置为允许所述能量穿过所述第一热塑性层以供所述吸能嵌入物吸收。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述能量是激光能量。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述激光能量是红外激光能量。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述第一热塑性层是所述锂离子电池模块的电子装置隔室的盖件。
5.如权利要求4所述的方法，进一步包括：
将第三热塑性层定位成与所述第二热塑性层的第一侧相邻，所述第一侧与所述第二热塑性层的和所述吸能嵌入物相邻的第二侧相反；以及
将所述能量施加至所述第三热塑性层以使所述第三热塑性层熔接到所述第二热塑性层，所述能量通过透射穿过所述第二热塑性层而被施加至所述第三热塑性层。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述第二热塑性层是限定电子装置壳体的部分的电池壳体盖。
7.如权利要求1所述的方法，其中在未将所述能量从能量源施加至所述吸能嵌入物的情况下，所述吸能嵌入物是半刚性的。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述第一热塑性层是透明聚丙烯或半透明聚丙烯中的一种，并且所述第二热塑性层是透明聚丙烯或半透明聚丙烯中的一种。
9.一种锂离子电池模块壳体，包括：
热塑性盖件；
热塑性电池壳体盖，所述热塑性电池壳体盖固定到所述热塑性盖件；以及
吸能嵌入物，所述吸能嵌入物定位在所述热塑性盖件与所述热塑性电池壳体盖之间，并且形成介于所述热塑性盖件与所述热塑性电池壳体盖之间的塑料焊接接合部的至少一部分。
10.如权利要求9所述的锂离子电池模块壳体，其中所述热塑性盖件是透射层或半透射层中的一种，被配置为允许特定波长的激光能量透射穿过所述热塑性盖件，并且所述吸能嵌入物被配置为吸收所述激光能量并响应于所述吸收而熔化。
11.如权利要求10所述的锂离子电池模块壳体，其中所述激光能量是红外激光能量。
12.如权利要求9所述的锂离子电池模块壳体，其中所述热塑性盖件是被配置为与电子装置接口连接的电子装置隔室的盖件。
13.如权利要求9所述的锂离子电池模块壳体，进一步包括热塑性电池模块壳体，所述热塑性电池模块壳体定位成与所述热塑性电池壳体盖的第一侧相邻并耦接至所述第一侧，所述第一侧与所述热塑性电池壳体盖的和所述吸能嵌入物相邻的第二侧相反。
14.如权利要求13所述的锂离子电池模块壳体，其中所述热塑性盖件是透射层或半透射层中的一种，被配置为允许特定波长的激光能量透射穿过所述热塑性盖件，并且所述热塑性电池模块壳体被配置为吸收所述激光能量。
15.如权利要求14所述的锂离子电池模块壳体，其中所述热塑性盖件和所述热塑性电池模块壳体经由激光焊接而耦接。
16.如权利要求9所述的锂离子电池模块壳体，其中在未将能量施加至所述吸能嵌入物的情况下，所述吸能嵌入物是半刚性的。
17.如权利要求9所述的锂离子电池模块壳体，其中所述热塑性盖件是透明聚丙烯或半透明聚丙烯中的一种，并且所述热塑性电池壳体盖是透明聚丙烯或半透明聚丙烯中的一种。
18.一种锂离子电池模块，包括：
固持在外壳内的多个锂离子电池单元；
与盖耦接的电池模块壳体，所述电池模块壳体和所述盖形成所述外壳；
多个电子部件，所述多个电子部件固持在由所述盖和所述锂离子电池模块的盖件形成的电子装置隔室内，其中所述多个电子部件可操作地耦接至所述多个锂离子电池单元；并且
其中所述电池模块壳体和所述盖通过第一焊缝而被接合，并且所述盖和所述盖件通过第二焊缝而被接合，其中所述第二焊缝经由吸能嵌入物而形成在所述盖与所述盖件之间，所述吸能嵌入物相对于所述电池模块壳体和所述盖件在电磁光谱的红外部分中具有增加的吸收率。
19.如权利要求18所述的锂离子电池模块，其中所述第一焊缝和所述第二焊缝两者均是使用红外激光器形成的激光焊缝。
20.如权利要求18所述的锂离子电池模块，其中所述电池模块壳体、所述盖和所述盖件都由相同塑料构成，并且所述吸能嵌入物包括具有促进红外吸收率的颜料的塑料。
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