相關申請的交叉引用

本申請要求于2014年8月26日提交的名稱為“可密封沖壓電連接電池端子應用”、序號為62/041988的美國臨時申請的優(yōu)先權和利益，該美國臨時申請通過引用的方式結合在此。

背景技術：

本公開一般來講涉及電池和電池模塊領域。更具體而言，本公開涉及用于鋰離子(li離子)電池模塊的匯流條連接組件。

本部分旨在向讀者介紹各個技術方面，其可能與以下描述和/或要求保護的本公開的各個方面有關。相信該論述有助于向讀者提供背景信息，以便于更好地理解本公開的各個方面。因此，應理解的是，這些陳述要從這個角度來閱讀，而不是作為對現(xiàn)有技術的承認。

使用一個或多個電池系統(tǒng)對車輛提供所有或一部分原動力的車輛可稱為xev，其中術語“xev”在本文中定義為包括所有將電功率用于其所有或部分車輛原動力的以下車輛或其任何變型或組合。例如，xev包括將電功率用于所有原動力的電動車輛(ev)。本領域的技術人員將領會，混合動力電動車輛(hev，也視為xev)將內燃機推進系統(tǒng)和電池供能電動推進系統(tǒng)(諸如48伏特(v)或130v系統(tǒng))相組合。術語hev可包括混合動力電動車輛的任何變型。例如，全混合動力系統(tǒng)(fhev)可利用一個或多個電動機，僅利用內燃機或利用兩者將原動力和其他電功率提供給車輛。相比之下，輕度混合動力系統(tǒng)(mhev)在車輛空轉時停用內燃機，并利用電池系統(tǒng)持續(xù)對空氣調節(jié)單元、收音機或其他電子裝置供能，并在需要推進時重新啟動內燃機。輕度混合動力系統(tǒng)還可應用一定程度的功率輔助(例如在加速期間)以作為內燃機的補充。輕度混合動力通常為96v至130v，并且通過集成皮帶或曲柄的啟動器發(fā)電機回收制動能量。進一步地，微混合動力電動車輛(mhev)也使用類似于輕度混合動力的“啟停”系統(tǒng)，但是mhev的微混合動力系統(tǒng)可向內燃機提供或不提供功率輔助，并且在低于60v的電壓下操作。出于當前討論的目的，應指出的是，mhev通常不在技術上將直接提供至曲軸或傳動裝置的電功率用于車輛的任何部分原動力，但是mhev仍可視為xev，因為其在車輛空轉(其中內燃機停用)以及通過集成的啟動器發(fā)電機回收制動能量時使用電功率來補充車輛的功率需求。此外，插入式電動車輛(pev)是可從外部電源(諸如壁插座)進行充電的任何車輛，并且存儲于可充電電池組中的能量驅動或有助于驅動車輪。pev為ev的子類，包括純電動車輛或蓄電池電動車輛(bev)、插入式混合動力電動車輛(phev)，以及混合動力電動車輛和常規(guī)內燃機車輛的電動車輛轉型。

相比于僅使用內燃機和傳統(tǒng)電氣系統(tǒng)(通常為由鉛酸蓄電池供能的12v系統(tǒng))的較傳統(tǒng)氣體供能車輛而言，上文所描述的xev可提供很多優(yōu)點。例如，相比于傳統(tǒng)內燃機車輛而言，xev可產(chǎn)生較少不期望的排放產(chǎn)物并且可具備較高的燃料效率，并且在一些情況下，此類xev可以像某些類型的ev或pev那樣完全不使用汽油。

隨著技術的持續(xù)發(fā)展，需要對此類車輛提供改進的功率源，特別是電池模塊。例如，在傳統(tǒng)構造中，電池模塊可包括很多經(jīng)由匯流條(例如次匯流條)聯(lián)接在一起的互連電化學電池，這些匯流條在電化學電池的端子(例如次端子或電池端子)之間延伸。進一步地，電池模塊可包括兩個主端子，這些主端子經(jīng)由相應的電通路與互連電化學電池電聯(lián)接，每個電通路具有主匯流條，該主匯流條在電化學電池之一的主端子與次端子之間從該主端子延伸。這使得兩個主端子能夠聯(lián)接到負載以用于通過互連電化學電池所提供的電功率為負載供能。在傳統(tǒng)構造中，每個主匯流條和電池模塊的相應主端子可焊接在一起，以建立主端子與次端子之間的至少一部分電通路，這可要求主匯流條和主端子由相同材料或至少對于焊接來說相容的材料制成。焊接步驟和具體材料的使用可導致電池模塊的高成本。進一步地，在傳統(tǒng)構造中，每個主匯流條和電池模塊的相應主端子可以是從殼體延伸的龐雜連接和/或可以是可使電池模塊制造復雜化的暴露連接。這種龐雜和/或暴露連接使得電池模塊可能發(fā)生短路。因此，現(xiàn)在認識到需要一種改進的電池模塊的主匯流條和主端子(及其組件)。

技術實現(xiàn)要素：

以下概述與最初要求保護的主題屬于相同范圍的某些實施例。這些實施例并非旨在限制本公開的范圍，而是僅旨在提供某些所公開的實施例的簡要概述。實際上，本公開可以包含與以下闡述的實施例可能相似或不同的各種形式。本公開涉及電池和電池模塊。更具體而言，本公開涉及可用于車輛環(huán)境(例如xev)以及其他能量存儲/消耗應用(例如用于電網(wǎng)的儲能器)的鋰離子電池單元。

本公開涉及電池模塊。電池模塊包括一組電互連電池單元和殼體。所述一組電互連電池單元設置在殼體內。電池模塊包括主端子，主端子配置成聯(lián)接到負載以用于為負載供能。所述主端子的一個或多個部分設置在所述殼體的表面的凹部內。電池模塊包括匯流條，匯流條提供所述一組電互連電池單元與主端子之間的電通路。匯流條設置在殼體內。

本公開還涉及具有殼體的電池模塊。殼體包括設置在殼體的表面中的凹部。電池模塊包括電化學電池，電化學電池具有設置在殼體內的次端子。電池模塊包括主端子，主端子電聯(lián)接到電化學電池。主端子包括基部和嚙合于基部內的柱，其中主端子的基部設置在凹部內。電池模塊還包括匯流條，匯流條提供電化學電池的次端子與電池模塊的主端子之間的電通路。

本公開還涉及電池模塊的制造方法。該方法包括將主端子的基部設置在殼體的表面的凹部內。一組電互連電池單元設置在殼體內。該方法還包括將主端子的柱穿過凹部的開口插入，使得主端子的基部與主端子的柱嚙合。該方法還包括將主端子經(jīng)由主匯流條聯(lián)接到一組電互連電池單元，主匯流條設置在殼體內，以提供向負載供能的電通路。

附圖說明

參照附圖閱讀以下詳細說明，將更好地理解本公開的這些和其他特征、方面和優(yōu)點，在所有附圖中相同的符號表示相同部件，其中：

圖1是具有電池系統(tǒng)的車輛的透視圖，根據(jù)本發(fā)明的實施例該電池系統(tǒng)配置成向車輛的各種部件提供功率；

圖2是圖1的車輛和電池模塊的實施例的剖面示意圖；

圖3是根據(jù)本公開的一方面在圖1的車輛中使用的具有凹式端子的電池模塊的實施例的透視圖；

圖4是根據(jù)本公開的一方面，圖3的電池模塊的一部分的頂部透視圖，其中移除了殼體蓋；

圖5是根據(jù)本公開的一方面在圖1的車輛中使用的電池模塊的一部分的實施例的透視圖，示出了一個或多個位置中的凹式端子；

圖6是根據(jù)本公開的一方面，圖3的電池模塊的一部分的截面?zhèn)纫晥D，示出了模制到電池模塊的殼體中的凹式端子；

圖7是根據(jù)本公開的一方面，圖3的電池模塊的一部分的截面?zhèn)纫晥D，示出了配置成用于緊固模制到殼體的凹部內的凹式端子的密封劑；

圖8是根據(jù)本公開的一方面，圖3的電池模塊的一部分的透視圖，示出了通過電池模塊的殼體的表面可觸及的主端子；

圖9是根據(jù)本公開的一方面，圖8的電池模塊的一部分的分解視圖，示出了并入到電池模塊的殼體中的主端子的柱；以及

圖10是圖8的電池模塊的一部分的底部平面圖，示出了設置在主端子下方的主端子的柱，其中主端子通過殼體的表面可觸及。

具體實施方式

以下將描述一個或多個特定實施例。為了提供這些實施例的簡潔描述，說明書中并未描述實際實施方式的所有特征。應領會的是，在任何此類實際實施方式的開發(fā)中，如同在任何工程或設計項目中，必須做出許多實施方式具體決策以實現(xiàn)開發(fā)者的特定目標，諸如符合系統(tǒng)相關和業(yè)務相關的約束條件，這些約束條件根據(jù)實施方式可變化。此外，應理解，此類開發(fā)工作可能復雜且耗時，然而對于受益于本公開的普通技術人員而言將是例行的設計、制作和制造任務。

本文所描述的電池系統(tǒng)可用于向各種類型的電動車輛(xev)和其他高電壓能量存儲/消耗應用(例如，電網(wǎng)功率存儲系統(tǒng))提供功率。這種電池系統(tǒng)可包括一個或多個電池模塊，每個電池模塊具有若干電池單元(例如，鋰離子(li離子)電化學電池)，所述電池單元設置成提供可用于對例如xev的一個或多個部件供能的具體電壓和/或電流。作為另一個實例，根據(jù)本發(fā)明的實施例的電池模塊可與固定式功率系統(tǒng)(例如，非機動車系統(tǒng))合并或將功率提供至這些固定式功率系統(tǒng)。

在電池模塊的組裝過程中，個體電化學電池可定位于電池模塊的殼體中，并且電化學電池的端子(例如次端子或電池端子)可大體上背離殼體延伸。要將電化學電池聯(lián)接在一起(例如串聯(lián)或并聯(lián))，可通過將成對的次端子經(jīng)由相應的匯流條(例如次匯流條)聯(lián)接起來建立兩個或多個電化學電池的次端子之間的電通路。進一步地，兩個所述電化學電池(例如位于電池模塊的任一端或位于一個或多個電化學電池堆疊的各端)可經(jīng)由相應的主匯流條或經(jīng)由相應的主匯流條組件電聯(lián)接到電池模塊的主端子(例如模塊端子或一次端子)，其中主端子配置成聯(lián)接到負載以用于為負載供能。

在傳統(tǒng)構造中，為了保證主端子及其相關聯(lián)主匯流條不會斷開聯(lián)接，可將主端子和主匯流條焊接在一起。然而，主端子和主匯流條的焊接可能要求主匯流條的材料與主端子的材料相同或至少對于焊接來說相容。進一步地，主匯流條的材料可取決于主匯流條自其延伸的相應次端子(例如電化學電池的次端子)的材料，或取決于一個或多個中介部件(例如聯(lián)接到印刷線路板(pcb63)的分流器)的材料。這可提高電池模塊的材料成本和制造復雜性。進一步地，用于傳統(tǒng)構造(諸如上述構造)的相關聯(lián)幾何結構、組件和焊接技術可導致電池模塊的體積增大，從而減小電池模塊的能量密度。另外，在傳統(tǒng)構造中，主端子及其相關聯(lián)主匯流條可在龐雜和/或暴露連接中大致背離殼體延伸。實際上，這種延伸的連接可使電池模塊的制造復雜化。例如，延伸的連接可暴露接頭或其他連接，從而使電池模塊面臨潛在的短路和/或其他復雜情況。

為了解決傳統(tǒng)電池模塊構造的這些和其他缺點，根據(jù)本公開的電池模塊包括設置在凹部(例如開口、槽穴)內的主端子，凹部形成于電池模塊的殼體內。在一些情形下，主端子可稱作沖壓主端子、沖壓端子、凹式端子、主凹式端子、陰端子等。特別地，在這樣的實施例中，主端子可包括基部和配置成與基部嚙合的柱?；靠梢允悄Ｖ频綒んw的凹部中的單個連續(xù)單元。柱可以插入到設在凹部中的基部內以形成連續(xù)單元，從而允許電流量通過連續(xù)部件到達主匯流條而無需外部接頭或連接。特別地，與主端子(例如螺紋螺母)相關聯(lián)的柱可以通過凹部的開口進行插入和移除，使得柱(例如螺母的螺紋)與模制到凹部中的主端子的基部嚙合。

應指出的是，在某些實施例中，主端子的基部的材料(例如銅)可以不同于主端子的柱的材料(例如不銹鋼)。因此，盡管主端子的基部和柱由不同的材料形成，但它們可以電聯(lián)接而無需焊接或以其他方式一體聯(lián)接。以此方式，在某些實施例中，主端子的柱可以更靈活地插入到基部中和/或從基部移除(例如換出)。在某些實施例中，可使用殼體蓋將沖壓端子密封在殼體的凹部內，同時提供用于插入或移除柱的開口。以此方式，電池模塊可以電聯(lián)接到負載，而無需從電池模塊的殼體暴露或延伸的任何接頭。具體地，電池模塊的主端子可以完全集成到電池模塊的殼體中。

在某些實施例中，主端子的基部可以牢固地保持在設于電池模塊的殼體中的凹部內，而不是模制到凹部中。例如，在這樣的實施例中，主匯流條可以設置在凹部上方的殼體的表面上，并可與設置在殼體的凹部內的主端子(例如螺紋螺母)的基部的頂表面嚙合。主端子的基部可以配置成將主端子的柱容納在殼體的凹部內，從而將負載電聯(lián)接到電池模塊而無需任何暴露的接頭或連接。在這樣的實施例中，主端子的基部可以設置在凹部內，使其夾在主匯流條和殼體結構的下部之間。如以上所指出的，在某些實施例中，主端子的基部的導電材料(例如銅)可以不同于主端子的柱的導電材料(例如不銹鋼)，從而允許主端子電嚙合而無需焊接，并降低電池模塊的材料成本。此外，通過使用設置在電池模塊的殼體內的凹部來保持主端子，可將負載聯(lián)接到電池模塊，而無需從電池模塊的殼體向外延伸的任何連接或接頭。

鑒于以上所述，圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例具有如上所述的電池系統(tǒng)12的汽車(例如轎車)的形式的xev10的透視圖，電池系統(tǒng)12用于提供車輛10的一部分原動力。雖然xev10可以是任何類型的上述xev，但具體舉例，xev10可以是mhev，其包含內燃機，所述內燃機配有包括起停系統(tǒng)的微混合動力系統(tǒng)，該起停系統(tǒng)可在起停循環(huán)過程中利用電池系統(tǒng)12為至少一個或多個配件(例如空調、燈、控制臺)以及內燃機的點火供能。

進一步地，雖然xev10在圖1中示出為轎車，但車輛的類型在其他實施例中可能不同，所有這些實施例均旨在落入本公開的范圍內。例如，xev10可以代表車輛，包括卡車、公共汽車、工業(yè)用車輛、摩托車、野營旅游車、船或可受益于電功率的使用的任何其他類型的車輛。此外，雖然電池系統(tǒng)12在圖1中示出為定位于車輛的后備箱或后部中，但根據(jù)其他實施例，電池系統(tǒng)12的位置可以不同。例如，可以基于車輛內部的可用空間、車輛的期望重量平衡、與電池系統(tǒng)12一同使用的其他部件(例如電池控制單元、測量電子設備)的位置以及各種其他考量因素來選擇電池系統(tǒng)12的位置。

xev10可以是具有電池系統(tǒng)12的hev，電池系統(tǒng)12包括如圖2所示的一個或多個電池模塊13，其中每個電池模塊13包括一個或多個電化學電池。特別地，圖2所示的電池系統(tǒng)12朝著車輛10的后部設置。在其他實施例中，電池系統(tǒng)12可以設置在車輛10的后部的分隔艙(例如后備箱)中，或設置在hev10的另一適當位置中。進一步地，如圖2所示，hev10包括當hev10使用汽油動力來推進車輛10時采用的內燃機16。hev10還包括電動機18、功率分流裝置20和發(fā)電機22作為驅動系統(tǒng)的一部分。

圖2所示的hev10可僅由電池系統(tǒng)12、僅由內燃機16或由電池系統(tǒng)12和內燃機16二者供能或驅動。應指出的是，在其他實施例中，可以采用其他類型的車輛和車輛驅動系統(tǒng)配置，并且圖2的示意圖不應視為限定本申請所述主題的范圍。根據(jù)各種實施例，電池系統(tǒng)12的大小、形狀和位置、相應的電池模塊13和車輛類型以及其他特征可與所示或所述的那些不同。

如圖所描繪的，電池系統(tǒng)12包括儲能部件14，儲能部件14聯(lián)接到點火系統(tǒng)16、交流發(fā)電機18、車輛控制臺20以及可選地聯(lián)接到電動機22。一般而言，儲能部件14可以捕獲/存儲車輛10中產(chǎn)生的電能并輸出電能以對車輛10中的電氣裝置供能。換言之，電池系統(tǒng)12可將功率供應至車輛電氣系統(tǒng)的部件，這些部件可包括散熱器冷卻風扇、氣候控制系統(tǒng)、電動助力轉向系統(tǒng)、主動懸架系統(tǒng)、自動泊車系統(tǒng)、電動油泵、電動超級/渦輪增壓器、電動水泵、加熱擋風玻璃/除霜器、車窗升降電機、梳妝燈、胎壓監(jiān)測系統(tǒng)、天窗電機控制器、電動座椅、警示系統(tǒng)、信息娛樂系統(tǒng)、導航特征、車道偏離報警系統(tǒng)、電動駐車制動器、外部燈或其任何組合。在所描繪的實施例中，儲能部件14將功率供應至車輛控制臺20和點火系統(tǒng)16，點火系統(tǒng)16可用于起動(例如，用曲柄啟動)內燃機24。

另外，儲能部件14可捕獲由交流發(fā)電機18和/或電動機22所生成的電能。在一些實施例中，交流發(fā)電機18在內燃機24運行時可產(chǎn)生電能。更具體地，交流發(fā)電機18可將內燃機24的旋轉所產(chǎn)生的機械能轉換成電能。另外或另選地，當車輛10包括電動機22時，電動機22通過將車輛10的移動(例如，車輪的旋轉)所產(chǎn)生的機械能轉換成電能可生成電能。為便于捕獲和供應電能，儲能部件14可經(jīng)由總線26電聯(lián)接至車輛的電力系統(tǒng)。例如，總線26可使得儲能部件14能夠接收由交流發(fā)電機18和/或電動機22所生成的電能。另外，總線26可使得儲能部件14能夠將電能輸出至點火系統(tǒng)16和/或車輛控制臺20。因此，當使用12伏特電池系統(tǒng)12時，總線26可承載通常在8伏特至18伏特之間的電功率。

另外，如圖所描繪的，儲能部件14可包括多個電池模塊13。例如，在所描繪的實施例中，儲能部件14包括鋰離子(例如，第一)電池模塊28和鉛酸(例如，第二)電池模塊30，其各自包括一個或多個電池單元。在其他實施例中，儲能部件14可包括任何數(shù)量的電池模塊13。另外，雖然鋰離子電池模塊28和鉛酸電池模塊30描繪為彼此鄰近，但是它們可定位于車輛周圍的不同區(qū)域。例如，鉛酸電池模塊30可位于車輛10的內部中或附近，而鋰離子電池模塊28可位于車輛10的引擎蓋之下。

在一些實施例中，儲能部件14可包括多個電池模塊13以利用多種不同的電池化學成分。例如，當使用鋰離子電池模塊28時，電池系統(tǒng)12的性能可改善，因為鋰離子電池化學成分相比于鉛酸電池化學成分一般具有較高庫侖效率和/或較高功率充電接收率(例如，較高的最大充電電流或充電電壓)。因此，電池系統(tǒng)12的捕獲、存儲和/或分布效率可提高。

為便于控制電能的捕獲和存儲，電池系統(tǒng)12可另外包括控制模塊32。更具體地，控制模塊32可控制電池系統(tǒng)12中的部件的操作，諸如儲能部件14、交流發(fā)電機18和/或電動機22內的繼電器(例如，開關)。例如，控制模塊32可調節(jié)由每個電池模塊28或30所捕獲/供應的電能的量(例如，以對電池系統(tǒng)12降低定額和重新定額)，執(zhí)行電池模塊28和30之間的負載平衡，確定每個電池模塊28或30的充電狀態(tài)，確定每個電池模塊28或30的溫度，控制由交流發(fā)電機18和/或電動機22所輸出的電壓，以及等等。

因此，控制模塊32可包括一個或多個處理器34和一個或多個存儲器36。更具體地，一個或多個處理器34可包括一個或多個專用集成電路(asic)、一個或多個現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)、一個或多個通用處理器，或其任何組合。另外，一個或多個存儲器36可包括易失性存儲器，諸如隨機存取存儲器(ram)，和/或非易失性存儲器，諸如只讀存儲器(rom)、光驅、硬盤驅動器或固態(tài)驅動器。在一些實施例中，控制模塊32可包括車輛控制單元(vcu)的一些部分和/或單獨的電池控制模塊。另外，如圖所描繪的，鋰離子電池模塊28和鉛酸電池模塊30以其端子并聯(lián)跨接。換言之，鋰離子電池模塊28和鉛酸電池模塊30可經(jīng)由總線26并聯(lián)聯(lián)接到車輛的電氣系統(tǒng)。應指出的是，鋰離子電池模塊28可以具有各種不同形狀、大小、輸出電壓、容量等中的任一個，并且本公開一般旨在適用于圖中所示模塊的形狀和大小的不同變化。

實際上，圖3的透視圖中示出了一個示例性電池模塊13。具體地，圖3是圖1的車輛中使用的電池模塊13的實施例的透視圖。在所示的實施例中，根據(jù)本公開的一方面，電池模塊13描繪了一個或多個主端子40。具體地，所述一個或多主端子40的一個或多個部分嵌入到凹部內。為了便于討論電池模塊13及其各種組件和部件，z軸42定義為延伸通過電池模塊13的長度，y軸44定義為延伸通過電池模塊13的高度(相對于第一方向的長度呈橫向)，x軸46定義為延伸通過電池模塊13的寬度(相對于長度和高度呈橫向)。

在某些實施例中，電池模塊13包括第一端子48(例如負端子)和第二端子50(例如正端子)，這些端子可聯(lián)接到電氣負載(例如電路)以用于將功率提供至xev10。在其他實施例中，電池模塊13可以具有例如兩個以上的端子，以經(jīng)由跨不同端子組合的連接向不同負載提供不同的電壓。特別地，第一端子48和第二端子50可以是集成到電池模塊13的殼體52中的凹式端子或沖壓凹式端子，如以下進一步所述的。換言之，凹式端子可以是設置在殼體內的陰端子，以使其配置成將陽柱容納在殼體的凹部內。

電池模塊13包括用于封裝或容納多個電池單元(如圖4所示)和電池模塊13的其他部件的殼體52。特別地，殼體52可以包括一個或多個部分，諸如下殼體部54和殼體蓋56。在一些情形下，下殼體部54和殼體蓋56可用殼體套環(huán)58聯(lián)接和緊固。在某些實施例中，殼體套環(huán)58沿著下殼體部54和殼體蓋56的接合處圍繞殼體52的周邊。如關于圖6至圖10進一步所述的，主端子40可以設置在殼體52內(例如殼體52的凹部內)，以使主端子40的連接或接頭不背離殼體延伸或從殼體52突出。例如，在某些實施例中，主端子40可以設置在下殼體部54內，并可以利用殼體蓋56和殼體套環(huán)58緊固在殼體52內，如關于圖6進一步所述的。

殼體52可封裝多個棱柱形電池單元。殼體52可以包括兩個端部60和62(例如沿著z軸42設置)、兩個側部64和66(例如沿著x軸46設置)、頂部68(例如裝配有殼體蓋56)和底部70。殼體52可以是金屬的(例如由鋼、鋁或另一合適的金屬制成)，可以是聚合體的(例如聚丙烯、丙烯腈丁二烯苯乙烯(abs)、聚苯乙烯(ps)、聚酰亞胺(pi)或另一合適的聚合物或塑料或其組合)，或任何其他合適的殼體材料或材料組合。

電池模塊13的基部(例如，底部70)的尺寸(例如，長度和寬度)可以選擇為與特定類型的鉛酸電池(例如特定電池組)的尺寸相似或完全相同。電池模塊13可以包括任何數(shù)量的電池單元，這取決于電池模塊13的電壓和/或容量要求以及每個電池單元的個體電壓和容量以及它們的聯(lián)接方式。因此，可以取決于電池模塊13的期望功率和/或電池模塊13的期望尺寸(例如，長度、寬度和/或高度)而使用任何數(shù)量和/或任何布置的電池單元。參考所示的實施例，應領會在電池模塊13上沒有使用致動夾緊特征。實際上，電池單元通過內部殼體和壓縮特征保持在經(jīng)壓縮的組件中。

在這點上，電池模塊13的殼體52可以配置成使得一組電池單元可以布置在殼體52內作為經(jīng)壓縮的組件，以提供期望的功率輸出，而不管個體電池單元的尺寸變化程度如何，只要每個均在個體電池單元的制造公差內。作為實例，殼體52的至少一個尺寸可以選擇為允許放置期望數(shù)量的電池單元，即使所有電池單元的尺寸都處于制造公差范圍的較大側。進一步地，殼體52的至少一個尺寸可以選擇為在一組電池單元上施加或保持期望的壓縮力，即使所有電池單元的尺寸都處于制造公差范圍的較小側。在這種情形下，電池模塊13可以包括確保提供該力的各種內部特征。

圖4是示出了根據(jù)本公開的一方面的圖3的電池模塊13的頂部透視圖，其中移除了殼體蓋56和/或殼體套環(huán)58。如上所述，電池模塊13的大小可以設置為便于以期望的方式(例如，作為經(jīng)壓縮的組件)放置多個電池單元80。雖然可以使用任何單一類型的電池單元80，但是電池模塊13內使用的電池單元80可以都具有相同的整體形狀(例如棱柱形、圓柱形、袋狀或任何其他形狀)、相同的電化學成分(例如，電極活性材料、電解質、添加劑)、相同的整體尺寸(例如在制造公差內)和其他類似的設計特征(例如，電隔離)。在所描繪的實施例中，電池模塊13包括若干電池單元80，其足以使電池模塊13能夠提供48v輸出，但是電池模塊13可以使用不同數(shù)量的電池單元80和/或不同的電池單元80連接來輸出其他電壓(例如12v)。在所示的實施例中，本文所述的電池單元80可以是棱柱形電池單元，其中如本文所定義的棱柱形電池單元包括形狀大致為矩形的棱柱形外殼。與袋狀電池相比，棱柱形外殼由相對不可彎曲的硬質(例如金屬)材料形成。然而，應指出的是，除了棱柱形電池單元之外或代替棱柱形電池單元，下面描述的某些實施例可包含袋狀電池單元。

電池單元80在引入到模塊殼體52中之前可以布置在電池堆82中。在某些實施例中，可以在電池堆82的每個電池單元80之間使用間隔件84(例如，一個或多個)以將電池單元80彼此分離。間隔件84可以是任何合適的形式，例如與電池單元80分離的離散層(例如，塑料或硅樹脂分隔件)；粘附到電池單元80的粘合帶、耳片等；纏繞在個體電池單元80周圍的橡膠帶；或緊固到電池單元80的粘合泡沫膠帶。在間隔件84是粘合劑的實施例中，電池單元80可以彼此粘附。在所示的實施例中，電池堆82沿著z軸42定向(例如呈行布置)。然而，應指出的是，電池單元80可以呈任何合適的布置而定位。例如，雖然可以使用單個電池堆82，但是在其他實施例中，電池單元80可以布置在一個或多個電池堆82中。進一步地，所述一個或多個電池堆82可以垂直定向(呈柱布置)或水平定向(例如呈行布置)。

電池單元80的電池堆82和間隔件84(在使用的情況下)可以插入到殼體52的開口86中。在某些實施例中，殼體52的大小可以是針對期望數(shù)量的電池單元80的最大容許公差而設置(例如，以提供電池模塊13的期望功率輸出)。也就是說，殼體52可以足夠大以容納期望數(shù)量的電池單元80和其他部件(例如，間隔件84)。

如圖所示，電池單元80可包括一個或多個次端子88(例如，電池端子)，次端子88被配置成與一個或多個匯流條90接合從而電聯(lián)接相鄰的電池單元80，以便形成一組電互連電化學電池80。在某些實施例中，匯流條90可以安裝或設置在匯流條承載件92上，匯流條承載件92可保持設置在其上的匯流條90，同時與電池單元80的端子88接合。然而，在其他實施例中，電池模塊13可以不包括匯流條承載件92，并且匯流條90可以直接設置在端子88上。取決于實施例，匯流條90可以將電池單元80串聯(lián)、并聯(lián)或將一些電池單元80串聯(lián)并將一些電池單元80并聯(lián)。一般來說，匯流條90能夠實現(xiàn)一組電互連電池單元80。進一步地，某些匯流條90可以配置成使得一組電池單元80能夠與電池模塊13的主端子40(例如第一端子48或第二端子50)電聯(lián)接，其中主端子40配置成聯(lián)接到負載(例如車輛10的部件)以給負載供能。應指出的是，主端子40可以另外被稱為主端子。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，匯流條90可以包括兩個主匯流條94，主匯流條94被配置成實現(xiàn)一組電互連電池單元80與主端子40之間的電通信。例如，兩個主匯流條94可以延伸超過匯流條承載件92的周邊，并且可以各自限定位于該組電互連電池單元80與主端子40之間的相應電通路的至少一部分。主匯流條94可以包括第一材料(例如鋁)，第一材料對應于電池單元80的端子88的材料和匯流條90(例如，次匯流條或電池匯流條)。根據(jù)本發(fā)明的實施例，每個主匯流條94可以從一組電互連電池單元80朝向在該組電互連電池單元80與相應主端子40之間延伸的相應電通路的另一個部件延伸。

在傳統(tǒng)構造中，主匯流條94可焊接到主端子40的各部分。然而，如上所述，這種構造會提高電池模塊的成本和制造復雜性。在其他傳統(tǒng)構造中，主匯流條94可以包括纏繞在主端子的基部周圍的部分以及被配置成容納相應主端子的柱的開口，從而使得主匯流條94能夠保持主端子而無需焊接。然而，這種構造可以從殼體52的表面突出或延伸，并且這種延伸的連接可以使電池模塊面臨潛在的短路和/或其他復雜情況。因此，如上所述，為了解決傳統(tǒng)電池模塊構造的這些和其他缺點，根據(jù)本公開的電池模塊包括設置在凹部96(例如開口、槽穴等)內的主端子40，如以下進一步所述的。如以下進一步所述的，凹部96可以通過電池模塊的殼體52的任何表面觸及。特別地，主端子40可以與殼體52的凹部96內的主匯流條94嚙合，從而減少任何延伸或突出的連接，如以下進一步所述的。

在本公開的某些實施例中，主端子40可以模制到殼體52的凹部96中，如關于圖6和圖7進一步所述的。在一些情形下，主端子40可以被稱作沖壓主端子、沖壓端子、凹式端子、主凹式端子、陰端子等。具體地，在某些實施例中，主匯流條94的各部分可以提供電通路，以與模制到凹部96(例如開口、槽穴等)中的主端子40的基部嚙合或聯(lián)接。進一步地，主端子40的柱可以與凹部96內的主端子40的基部嚙合。在某些實施例中，凹部96可以形成在下殼體部54內，并且凹部96的開口97可以設置在下殼體部54的表面98上，如關于圖6和圖7進一步所述的。進一步地，模制到凹部96中的主端子40的各部分可以在主端子40與從匯流條90延伸的主匯流條94之間形成連續(xù)單元。在某些實施例中，與主端子40的基部對應的柱(例如螺紋螺母)可以通過凹部96的開口97插入和移除，使得螺母的螺紋嚙合主端子40，如關于圖6和圖7進一步所述的。因此，主端子40可以是單個連續(xù)單元，其電聯(lián)接到殼體52內的主匯流條94，并且允許電流量流到主匯流條94而無需外部接頭或連接。

此外，在本公開的某些實施例中，主匯流條94的各部分可以設置在下殼體部54的位于凹部96上方的表面98上。具體地，主匯流條94可以包括與凹部96的開口對準的開口。進一步地，主匯流條94可以被配置成嚙合主端子40的柱的一個或多個部分。例如，主端子40的柱可以插入到殼體52的凹部96中以與主端子40的基部嚙合。如上所述，主端子40的基部可以設置在凹部96內，使得主端子40可以通過殼體的表面觸及。實際上，當主端子40的柱與基部嚙合時，主匯流條94的一個或多個部分可以與柱的一個或多個部分嚙合，如關于圖8至圖10進一步所述的。在這樣的實施例中，基部可以牢固地保持在凹部96內，而不是模制到凹部96中。此外，螺母的螺紋可以配置成將主端子40容納在殼體的凹部96內，從而將負載電聯(lián)接到電池模塊而無需任何暴露的接頭或連接。

圖5是根據(jù)本公開的一方面在圖1的車輛中使用的電池模塊13的一部分的實施例的透視圖，示出了電池模塊13上的一個或多個位置中的主端子40。如以上所指出的，主端子40可以模制和/或設置在殼體52的凹部96內。應指出的是，凹部96和相應的主端子40可以設置在殼體52內的任何地方，使得凹部96和相應的主端子40可通過殼體52的任何表面觸及。例如，在所示的實施例中，主端子40可以設置在下殼體部54的表面98上，殼體蓋56的側壁100上和/或殼體蓋56的彎曲壁102上。實際上，主端子40可以設置在殼體52的任何表面上，只要主匯流條94能夠保持匯流條90與主端子40之間的電通路。

圖6是根據(jù)本公開的一方面，圖3的電池模塊13的一部分的截面?zhèn)纫晥D，示出了模制到電池模塊13的殼體52中的主端子40的一個或多個部分。具體地，在所示的實施例中，主端子40的基部99可以模制到設置在殼體52內的凹部96中。在一些情形下，主端子40可以稱為沖壓主端子、沖壓端子、凹式端子、主凹式端子、陰端子等。如以上所指出的，凹部96可以設置在殼體52內，使得凹部96可通過殼體52的任何表面觸及。例如，在所示的實施例中，凹部96設置在下殼體部54內，并且凹部96的開口97可以通過下殼體部54的表面98觸及。應指出的是，凹部96可以成形為容納主端子40的基部99。特別地，主端子40的基部99可以在殼體52內形成凹部96之后模制或沖壓到凹部96中。

在某些實施例中，電通路104可將模制到凹部96(例如開口、槽穴等)中的主端子40的基部99電聯(lián)接到主匯流條94的各部分。應指出的是，主端子40的基部99可以模制到凹部96中以形成連續(xù)單元，其允許電流量通過連續(xù)部件到達主匯流條94，而無需任何外部連接或接頭。在某些實施例中，與主端子40的基部99對應的柱106(例如，螺紋螺母106)可以通過凹部96的開口97插入和/或移除。特別地，柱106可以經(jīng)由第一方向110沿著y軸44插入到凹部96中。當插入到凹部96中時，柱106的一個或多個螺紋108可以被配置成嚙合主端子40的基部99的內表面112，如關于圖7進一步所述的。在某些實施例中，主端子40的內表面112可以包括與柱106的螺紋108對應的一個或多個螺紋或凹痕。在某些實施例中，主端子40可以包括一個或多個延伸部105，延伸部105延伸穿過下殼體部54以形成到達主匯流條94的電通路104。實際上，一個或多個延伸部105可以由與主端子40的基部99相同的材料形成，并且可以是適于建立到達主匯流條94的電通路104的任何形狀或長度。特別地，在某些實施例中，凹部96可以是適于支撐期望的主端子40的輪廓的任何形狀或長度。

應指出的是，主端子40的基部99可以通過沖壓基部99、加熱和彎曲基部99、深拉基部99(例如，通過冷成形工藝)、它們的組合或任何其他適當?shù)闹圃旒夹g來制造。在某些實施例中，主端子40的基部99可以通過注射成型或其他類似技術模制到凹部99中。以此方式，主端子40的基部99可以模制到主端子40中，使得基部99具有凹部96的形狀。進一步地，基部99可以嵌入到主端子40中，從而將主端子40的柱容納在凹部96內。在某些實施例中，基部99的一部分可以在殼體52的表面上形成凸起的套環(huán)或環(huán)，作為向插入到基部99和/或從基部99移除的柱提供附加支撐的手段。

在某些實施例中，主端子40的基部99的材料可以不同于柱106的材料。例如，基部99可以由第一材料(例如銅)形成，并且柱106可以由第二材料(例如鋁)形成。應指出的是，任何類型的材料可以用于形成主端子40。例如，有助于通過凹部96的開口進行模制的任何類型的材料均可用于主端子40。因此，本發(fā)明的技術可有助于將基部99與柱106電嚙合和/或聯(lián)接，而無需將基部99的材料與柱106的材料焊接。因此，當使用具有主端子40的電池模塊時，可以降低電池模塊13的材料成本和/或電池模塊13的復雜性。

圖7是根據(jù)本公開的一方面，圖3的電池模塊13的一部分的截面?zhèn)纫晥D，示出了主端子40的基部99，基部99模制到電池模塊13的凹部96中，并且配置成容納柱106。具體地，在所示的實施例中，柱106可以沿著y軸44插入到凹部96中，使得螺紋螺母106的一個或多個螺紋108配置成與基部99的內表面112嚙合。以此方式，主端子40可以配置成將負載114電聯(lián)接到電池模塊13而無需暴露在殼體52的外部的任何連接或接頭。同樣，當在第二方向114沿著y軸44從凹部96中移除柱106時，柱106的一個或多個螺紋108可以與主端子40脫離嚙合，并且將負載114與電池模塊13分離。

在某些實施例中，主端子40的基部99可以用諸如密封劑、膠水、o形環(huán)、樹脂、粘合劑、泡沫或其任何組合的附接機構116的形式緊固在凹部96內。例如，在主端子40的組裝和/或制造過程中，基部99可以插入到形成在殼體52的一部分內的凹部96中。在所示的實例中，凹部96設置在殼體52的下殼體部54內。在某些實施例中，基部99的材料(例如銅)可以不同于殼體52的材料(例如塑料)。因此，可以利用任何類型的適當附接機構116將主端子40緊固在殼體52內。在某些實施例中，在基部99插入到形成在殼體52的一部分內的凹部96中后，當殼體蓋56設置在主端子40的頂部上時，主端子40的基部99可以緊固在下殼體部52內。在這樣的實施例中，可以使用或可以不使用附接機構116將主端子40緊固在殼體52內。特別地，如上所述，殼體蓋56可以包括與凹部96的開口97對準的一個或多個窗口狀的孔口或開口，使得柱106可以插入到基部99中。另外，在某些實施例中，殼體蓋56以及殼體蓋56與下殼體部54的對準可以用殼體套環(huán)58緊固。如圖所示，殼體套環(huán)58可以配置成卡扣和/或夾持附接件，其將殼體蓋56與下殼體部54聯(lián)接。特別地，殼體套環(huán)58可配置成沿著下殼體部64和殼體蓋52相交的交界處環(huán)繞殼體52的周邊。以此方式，主端子40可以密封在殼體52內，從而降低在密封殼體蓋56之后在電池容器或電池模塊容器內泄漏的可能性。

圖8是根據(jù)本公開的一方面，圖3的電池模塊13的一部分的透視圖，示出了主端子40的設置在電池模塊13的下殼體部54的凹部96內的部分。具體地，在所示的實施例中，與主端子40的基部99相關聯(lián)或對應的柱106(例如螺紋螺母106)可以通過凹部96的開口插入和/或移除。如以上所指出的，凹部96的開口97可以設置在電池模塊13的下殼體部54的表面98上。具體地，在某些實施例中，凹部96的開口97可以與穿過從匯流條90延伸到主端子40的主匯流條94的本體95的開口對準。主匯流條94可以沿著表面98設置，使得主匯流條94的本體95的一個或多個部分環(huán)繞凹部96的開口97。因此，與主端子40的基部99相關聯(lián)的柱106可以通過主匯流條94插入到凹部96的開口97中和/或從凹部96的開口97移除。特別地，主匯流條94可以被配置成當柱106通過開口97牢固地插入到凹部96中時嚙合柱106的頂部。

如以上所指出的，主端子40可以設置在任何凹部96內，使得主端子40可以通過殼體52的任何表面觸及。例如，主端子40可以布置成使得主端子40可以通過殼體52的任何表面觸及，只要主匯流條94可以保持匯流條90與主端子40之間的電通路。在某些實施例中，主匯流條94可以配置成緊固凹部96的開口97，使得設置在凹部96內的螺紋螺母106不與殼體52脫離嚙合。在其他實施例中，殼體蓋56可以設置在主端子40和/或主匯流條94上方，以通過上述方式緊固凹部96。應指出的是，在任一實施例中，主端子40和/或主匯流條94可以密封在殼體52內，從而降低電池容器或電池模塊容器內泄漏的可能性。

圖9是根據(jù)本公開的一方面，圖8的電池模塊13的一部分的透視圖，示出了結合到電池模塊13的殼體52中的主端子40的一個或多個部件。如以上所指出的，在某些實施例中，主端子40可以包括柱106和基部99。具體地，柱106配置成與基部99嚙合，使得在與主端子40和主匯流條94相關聯(lián)的部件之間進行牢固嚙合或聯(lián)接。

具體地，如以上所指出的，基部99可以設置并緊固在凹部96內。在某些實施例中，基部99因為被夾在主匯流條94與下殼體部54的一個或多個部分之間，而可以緊固在凹部96內。應指出的是，在一些情形下，基部99可以通過一個或多個附接機構116(例如密封劑、膠水、o形環(huán)、樹脂、粘合劑、泡沫或其任何組合)緊固到主匯流條94的底表面124上。以此方式，基部99可以緊固在凹部96內，使得主端子40的一部分不從凹部96移除。特別地，在所示的實施例中，基部99不需要模制到凹部96中。實際上，基部99可以通過夾在主匯流條94與殼體52之間而牢固地設置在凹部96內。

圖10是根據(jù)本公開的一方面，圖8的電池模塊13的一部分的底部平面圖，示出了設置在主匯流條94下面的基部99。具體地，如以上所指出的，基部99可以設置和緊固在凹部96內，使得基部99夾在主匯流條94和下殼體部54的一個或多個部分之間。在所示的實施例中，下殼體部54的一部分被移除以示出凹部96內的基部99的構造。進一步地，應指出的是，當柱106與基部99嚙合時，主端子40可以完全設置并緊固在凹部96內，同時保持到達主匯流條94的電連接和通路。以此方式，電池模塊13可以電聯(lián)接到負載，而無需從電池模塊13的殼體52暴露或延伸的任何接頭。

一個或多個所公開的實施例單獨或互相組合可以提供用于制造電池模塊和電池模塊的各部分的一種或多種技術效果。所公開的實施例涉及可以降低電池模塊的材料成本和制造復雜性的電池模塊的特征。進一步地，所公開的實施例涉及保持在電池模塊的殼體內的電池模塊的特征，從而減少龐雜和/或暴露的連接。特別地，根據(jù)所公開的實施例的電池模塊包括設置在形成于電池模塊的殼體內的凹部(例如開口、槽穴等)內的主端子。本說明書中的技術效果和技術問題是示例性的而非限制性的。應指出的是，本說明書中描述的實施例可以有其他技術效果，并且可以解決其他技術問題。

已經(jīng)通過示例方式示出了上述具體實施例，并且應理解，這些實施例可以容許各種修改和替代形式。應進一步理解，權利要求并不旨在限于所公開的特定形式，而是旨在涵蓋在本公開的精神和范圍內的所有修改、等同物和替代物。