CN102084517A - 电池系统 - Google Patents

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A·P·阿雷纳
S·J·伍德
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Abstract

一种用于电池系统(20)的高压连接器(36)，其包括具有第一部分(114)和第二部分(116)的本体(100)。本体(100)的第一部分(114)位于电池系统壳体内部且被构造成接收来自电池系统(20)的至少一个触头。第二部分(116)位于电池系统壳体外部且被构造成接收来自车辆的至少一个触头。至少一个连接构件(106)耦接至本体(100)。连接构件(106)被构造成将电池系统(20)的触头导电连接至车辆的触头。

Description

电池系统
相关专利申请的交叉引用
本申请要求下述专利申请的优先权以及利益：2008年5月15日提交的第61/053,474号美国临时专利申请；2008年5月22日提交的第61/055,407号美国临时专利申请；2008年5月23日提交的第61/055,896号美国专利临时申请；2008年7月14日提交的第61/080,645号美国专利临时申请；以及2008年8月1日提交的第61/085,787号美国专利临时申请。
下述专利申请的整个公开内容以引用方式并入本申请中：2008年5月15日提交的第61/053,474号美国临时专利申请；2008年5月22日提交的第61/055,407号美国临时专利申请；2008年5月23日提交的第61/055,896号美国专利临时申请；2008年7月14日提交的第61/080,645号美国专利临时申请；以及2008年8月1日提交的第61/085,787号美国专利临时申请。
技术领域
本发明总体涉及电池和电池系统领域。更具体地说，本发明涉及可在车辆应用中使用以为车辆提供至少一部分动力的电池和电池系统。
背景技术
与使用内燃机的更传统的汽油动力车辆相比，使用电力作为其动力的一部分或全部的车辆(例如，电动车辆(EV)、混合动力电动车辆(HEV)、插入式混合动力电动车辆(PHEV)等，统称为“电动车辆”)可提供许多优点。举例来说，与使用内燃机的车辆相比，电动车辆可产生较少的不期望的排放物并可展现更高的燃料效率(而且，在一些情况下，这种车辆可完全无需使用汽油，诸如在一些类型的PHEV中)。
电动车辆技术持续演化，因此需要为这些车辆提供改进的电源(例如电池系统或模块)。举例来说，期望增大可使这些车辆行进而无需对电池再充电的距离。也期望改善这些电池的性能并降低与电池系统相关的成本。
持续进展的一个改进方面在于电池化学领域。早先的电动车辆系统采用镍金属氢化物(NiMH)电池作为推动源。随着时间推移，不同添加物和变型已改善了NiMH电池的性能、可靠性和效用。
最近，制造商已开始开发可用于电动车辆中的锂离子电池。使用锂离子电池作为车辆应用存在若干相关优点。举例而言，锂离子电池具有较高电荷密度和比功率。换句话说，在能够存储相同量的电荷的同时，锂离子电池可比NiMH电池更小，这可节省电动车辆中的重量和空间(或者，选择性地，该特征可允许制造商为车辆提供更大量的动力，而不会增加车辆重量或电池系统占据的空间)。
通常已知锂离子电池与NiMH电池的表现或工作方式不同，且可呈现与NiHM电池技术中不同的设计和工程问题(或挑战)。举例而言，锂离子电池在电池温度方面比相当的NiMH电池更易变化，因而在车辆运行过程中可使用系统来调节锂离子电池的温度。锂离子电池的制造也呈现出这种电池化学特有的问题，且正在开发新方法和系统来解决这些问题。
发明内容
期望提供一种用于电动车辆中的改进电池模块和/或系统，其解决与用于这种车辆中的NiMH和/或锂离子电池系统相关的一个或多个问题。也期望提供一种电池模块和/或系统，其包括阅读这里公开的内容后将显而易见的任何一个或多个有利特征。
根据一个示例性实施例，一种用于电池系统的高压连接器包括具有第一部分和第二部分的本体。本体的第一部分位于电池系统壳体内部且被构造成接收来自电池系统的至少一个触头(接片)。第二部分位于电池系统壳体外部且被构造成接收来自车辆的至少一个触头。至少一个连接构件耦接
(联接)至本体。连接构件被构造成将电池系统的触头导电连接至车辆的触头。
根据另一个示例性实施例，一种用于电池系统中的保险丝(熔丝)支架包括被构造成保持保险丝的壳体。壳体包括至少一个槽，所述至少一个槽被构造成保持紧固件的第一端，以使得槽基本上限制紧固件的转动。紧固件被构造成将保险丝固定在壳体内。
根据另一个示例性实施例，一种将汇流条组装至电池模块的方法包括提供位于电池模块中的多个电化学电池单元。电池单元中的每一个具有从其端部延伸的端子。电池单元的至少一部分具有从电池模块的第一侧延伸的端子，且电池单元的至少一部分具有从电池模块的第二侧延伸的端子。该方法还包括提供被构造成接收多个汇流条的托盘，所述托盘具有设置在打开位置的罩盖。该方法进一步包括将多个汇流条固定至托盘上。该方法还包括定位托盘，以使得多个汇流条中的孔口与设置在电池模块的第一侧处的电池单元的端子对准，因此所述端子可基本上同时耦接至托盘中的所有汇流条。该方法还包括将端子耦接至所述多个汇流条。该方法还包括关闭托盘的罩盖。该方法还包括将(多个)独立汇流条耦接至电池模块的第二侧的电池单元的端子，其从电池模块的外部开始且进行至电池模块的内部。该方法还包括随着独立汇流条耦接至电池模块，在电池模块的第二侧的每个独立汇流条上提供汇流条罩盖。
附图说明
图1是根据一个示例性实施例包括电池模块的车辆的透视图。
图2是根据一个示例性实施例以混合动力电动车辆(HEV)形式提供的车辆的透视部分切去示意图。
图3是根据一个示例性实施例的电池系统的分解透视图。
图4是根据一个示例性实施例的电池组、组件或模块的分解透视图。
图5是根据一个示例性实施例示出耦接至图4所示的电池模块的汇流条的分解透视图。
图5A是根据一个示例性实施例穿过图4所示的电池模块的导电路径的示意图。
图6是根据一个示例性实施例用于图5所示的电池模块的汇流条组件的透视图。
图7是图6所示的汇流条组件的仰视图。
图8是沿图7中的线8-8截取的汇流条组件的横截面图。
图9是图6所示的汇流条组件的分解透视图。
图10是根据一个示例性实施例用于图5所示的电池模块的汇流条承载件的透视图。
图11是图10所示的汇流条承载件的部分分解透视图。
图12是图10所示的汇流条承载件的俯视图。
图13是根据一个示例性实施例将汇流条组装至电池模块的方法的流程图。
图14是包含在图3所示的电池系统中的电池断开单元的透视图。
图15是根据一个示例性实施例包含在图14所示的电池断开单元中的保险丝座组件的分解图透视图。
图16是图15所示的保险丝座组件的透视图。
图17是图15所示的保险丝座组件的俯视图。
图18是沿图17中线18-18截取的保险丝座组件的横截面图。
图19是根据一个示例性实施例包括高压(HV)连接器的电池断开单元的部分分解透视图。
图20是根据另一个示例性实施例的高压连接器的透视图。
图21是图20所示的高压连接器的部分分解透视图。
图22是图20所示的高压连接器的透视图。
图22A是图22所示的高压连接器的部分分解透视图。
图22B是图22所示的高压连接器的分解图。
图23是根据另一个示例性实施例的高压连接器的透视图。
图23A是图23所示的高压连接器的部分分解图。
图24是图20所示的高压连接器的另一透视图。
图25是根据另一个示例性实施例的图24所示的高压连接器的下本体的透视图。
图26是沿图24中的线26-26截取的图24所示的高压连接器的横截面图。
图27是图20所示的高压连接器的罩盖的透视图。
图28是根据一个示例性实施例包括互锁件的图22所示的高压连接器的部分分解图。
图29是根据另一个示例性实施例的互锁件和连接器的透视图。
图30是图29所示的互锁件和连接器的分解图。
具体实施方式
图1是以机动车(例如小汽车)形式示出的车辆10的透视图，该机动车具有用于向车辆10提供全部或一部分动力的电池系统20。这种车辆10可以是电动车辆(EV)、混合动力电动车辆(HEV)、插入式混合动力电动车辆(PHEV)或使用电力进行推动或驱动的其他类型车辆(总称为“电动车辆”)。
虽然车辆在图1中示出为小汽车，但是车辆类型可根据其他示例性实施例而变化，所有这些实施例均应落入这里公开的内容的范围内。举例而言，车辆10可以是卡车、公共汽车、工业车辆、摩托车、娱乐旅游车辆、船只或可受益于使用电力作为其推动力的全部或一部分的任何其他类型车辆。
虽然电池系统20在图1中被示出为位于车辆行李箱或尾部中，但是根据其他示例性实施例，电池系统20的位置可以变化。举例而言，可基于车辆内的可用空间、车辆所需重量平衡、与电池系统20一起使用的其他组件(例如电池管理系统、排放口或冷却装置等)的位置以及许多其他考虑选择电池系统20的位置。
图2示出了根据示例性实施例以HEV形式提供的车辆10的部分切去示意图。电池系统20设置成朝向车辆10的尾部邻近燃料箱12(电池系统20可设置成紧邻燃料箱12，或可设置在车辆10尾部中的单独隔室(例如行李箱)中，或可设置在车辆10中的其他位置)。当车辆10利用汽油动力推动车辆10时，也提供内燃机14。电动机16、动力分配装置17和发电机18也作为车辆驱动系统的一部分提供。这种车辆10可仅通过电池系统20、仅通过发动机14、或通过电池系统20和发动机14两者提供动力或驱动。应注意，根据其他示例性实施例，可使用其他类型的车辆或对车辆电系统使用其他类型的构造，且不应认为图2中的示意性阐述限制在本申请中描述的发明主题的范围。
根据不同示例性实施例，电池系统20的尺寸、形状和位置以及车辆10的类型、车辆技术类型(例如EV、HEV、PHEV等)和电池化学等可与这里示出或描述的情况不同。
参照图3，根据示例性实施例示出了电池系统20的分解图。电池系统20包括多个电化学电池单元或电池40(例如锂离子电池单元、镍金属氢化物电池单元、锂聚合物电池单元等，或现在已知或将来开发的其他类型电化学电池单元)。根据示例性实施例，电化学电池单元40是被构造成存储电荷的大体圆柱形镍金属氢化物电池单元。根据其他示例性实施例，电池单元40可具有其他物理构造(例如椭圆形、棱柱形或多边形等)。电池单元40的容量、尺寸、设计和其他特征也可根据其他示例性实施例而不同于这里示出的情况。
电池系统20的部件容纳在绝缘封装件或容器中，所述封装件或容器在图3中被示出为由罩盖22、基板24和端帽26形成。罩盖22、基板24和端帽26由聚合物或其他非导电材料形成，且可通过包括螺纹紧固件、整体形成的闩锁件或搭扣件、销等的不同机构耦接(联接)在一起。如下文更详细地描述的那样，电池系统20的断开功能可内置于罩盖22、基板24和/或端帽26中。
根据示例性实施例，电池系统20包括电池模块30，其封装或容纳电化学电池单元40，将电化学电池单元40相互连接和/或连接至车辆电系统的其他部件并管理或调节电化学电池单元40和电池系统20的其他特征。电池系统20可包括负责对系统的电性能进行监测和控制、管理系统的热行为、容纳和/或传送流出物(例如可从电池单元排放的气体)以及电池系统20的其他方面的特征。
虽然图3中示出了电池系统20的示例性实施例，应理解，电池系统20不限于阅读这里公开的内容后将了解的任何特定配置。举例而言，虽然图3中示出的电池系统20图示为具有水平定向的电池单元40，其通过平行框架构件按行或棒配置成两层或两组，但是，应理解，电池模块可具有许多不同构造。举例而言，电池单元也可大体竖直布置、形成若干分离组或者以其他构造配置。另外，可使用不同数目和类型(例如镍金属氢化物等)的电池单元。
如图4所示，根据示例性实施例，电池模块30包括电池单元40的两个层42、44以及多个托盘46。第一层42和第二层44中的每一个包括多行电池单元40。每行中的电池单元40与相邻电池单元40首尾相连地耦接，从而形成杆或棒43。电池单元棒43容纳在形成于托盘46中的槽48中。托盘46也可包括增压通风空间或其他特征，以向电池单元40提供冷却空气或将来自故障电池单元的任何排放气体隔离或引导远离车辆10。托盘46由聚合材料或其他适当材料(例如电绝缘材料)制成。托盘46也可包括用于提供远离托盘表面和/或相邻电池单元的电池单元间隔的特征。
虽然在图3和4中示出为具有特定数目的电化学电池单元40，但是，应注意，根据其他示例性实施例，电池系统20可根据多种考虑中的任何一种(例如，电池系统所需动力，电池系统必须装配的可用空间等)而具有不同数目和/或配置的电化学电池单元40。
以汇流条70形式设置的多个电连接器(例如，如图5-12所示)设置成将电池单元40一起电耦合(电耦接)在电路中。图5示出了一个示例性实施例，其中电池模块30的一侧包括汇流排容器或承载件60，其具有第一组大致水平定向的汇流条，以将电池单元棒43与相同层上的相邻电池单元棒43耦接，而电池单元组件的相反侧包括多个汇流条组件50，其具有第二组大致竖直的汇流条，以将第一层42上的电池单元棒43与第二层44上的竖直对准的电池单元棒43耦接。在另一示例性实施例中，第二组汇流条可容纳在第二汇流条承载件或容器中。汇流条组件50与汇流条承载件60一起将电池单元40耦接在电池模块30中，以形成连续导电路径49，其中一个实例如图5A所示。
在图6-9中更详细地示出了包括汇流条70和盖52的一个示例性汇流条组件50。汇流条70是将相邻电池单元40导电地耦接在一起的金属构件。汇流条70包括孔口或孔71，诸如螺钉的紧固件58可穿过所述孔口或孔71，以将汇流条70耦接至电池单元40的端子41。根据示例性实施例(例如，如图6-9所示)，当所有汇流条70均安装在电池模块30的侧面上后，代替使用单个盖覆盖所有汇流条70，每个汇流条组件50包括盖52，所述盖52的尺寸设计成覆盖单个汇流条70且可在其耦接至电池单元40后立即耦接至汇流条70。
盖52由诸如聚合材料(例如聚丙烯、聚乙烯等)的不导电材料形成，且具有开口端53，以在汇流条70和紧固件58上滑动或滑过。盖52具有大致U形或马蹄铁形横截面，其具有围绕汇流条70的侧面的外壁56。从外壁56向内突出的唇部或边缘55与汇流条70的后侧接触，以帮助将盖52保持在汇流条70上。肋54从盖的顶壁延伸。根据示例性实施例，肋54与盖52整体成形。从肋54到唇部55的距离小于从螺钉58的头部59的顶部到汇流条70的底部的距离，因此当盖52滑动至汇流条70和紧固件58上时，形成过盈(干涉)配合。过盈配合降低了盖52响应振动力而从汇流条70摇松的几率。
图10-12中更详细地示出了一个示例性汇流条承载件60。汇流条承载件60被构造成在封闭封装件中保持多个汇流条70和多个传感器端子72。汇流条承载件60可与电池模块30(如图5所示)组装，以将电池单元40同时电耦合在一起，同时防止与电池系统20的电部件意外接触。根据一个示例性实施例，汇流条承载件60由诸如聚丙烯、聚乙烯、高热ABS或任何其他适当聚合材料的非导电聚合物形成为单一本体。汇流条承载件60可通过注射成型或其他适当工艺制造。
根据一个示例性实施例，承载件60包括主隔室或托盘62以及与托盘62整体形成的盖64。盖64在整体形成的活动铰链63(例如通过聚合物材料中的减小厚度区域形成)上枢转，并且利用一个或多个紧固特征件、如图10-12中的卡扣配合连接件65紧固在关闭位置。
根据一个示例性实施例，盖64可铰接或耦接至托盘。举例而言，盖64可通过活动铰链以外的方式(例如通过内模制织物铰链，由聚合物、金属或其他适当材料等形成的单独铰链)相对于托盘62枢转。在另一个示例性实施例中，盖64可设置为单独罩盖。举例言之，盖64可通过卡扣配合连接、舌槽连接或紧固件、钩等耦接至托盘62。
汇流条70是导电地耦接相邻电池单元40的金属构件。每个汇流条70包括孔71，诸如螺钉或螺栓的紧固件(在图10-12中未示出)可穿过这些孔71，以将汇流条70耦接至电池单元40的端子41(端子41具有用于接收紧固件的内螺纹)。虽然根据另一个示例性实施例，图6-12中示出的汇流条70在形状和尺寸上大致相同，但是，承载件60接收的汇流条在尺寸和形状上可与独立汇流条组件50的汇流条不同。此外，组件50和/或承载件60中的每一个例如可包括具有多种形状和/或尺寸的汇流条，以形成穿过电池模块30的不同导电路径或者补偿不同形状的电池模块30。
托盘62中的开口66(例如，如图11所示)允许电池单元端子41穿过托盘62，以耦接至汇流条70。托盘62包括用于将汇流条70彼此隔离的内部分隔件或壁67，从而使它们不会触碰和形成短路。在导电路径59的任一侧设置端子连接器或环68，以接收将电池模块30耦接至车辆电系统的连接器。端子连接器68穿过侧壁中的开口从承载件60的相反端延伸。
汇流条承载件60进一步被构造成容纳多个传感器端子72。传感器端子72在其一端连接至电池模块30的导电路径49的不同部分(例如耦接至螺栓或其他紧固件，上述螺栓或其他紧固件将汇流条70耦接至电池单元40的端子41)，且在另一端连接至电池断开单元(BDU)32的电池管理系统(BMS)34。传感器端子72被提供，以在沿导电路径49的不同点处监测电池单元40的不同方面(例如温度、电流、电压等)。配线槽69设置在两排汇流条70之间，以收集(例如容纳、保持等)传感器导线(未图示)。收集传感器导线(例如收集到标准化配线束中)简化了电池模块30的封装和组装，并且允许更容易地接近汇流条70。虽然槽69被示出为大致位于承载件60的中心处，根据其他示例性实施例，槽69也可设置在承载件60上的其他位置处，例如沿着承载件60的一侧或位于承载件60的外表面上。
图5中的电池模块30大致通过第一成排配置的电池单元40(例如电池单元棒43)组装在托盘46中。托盘46堆叠成使得仅暴露每一排电池单元40的端部的端子41。根据一个示例性实施例，汇流条承载件60包括用于将汇流条70和传感器端子72保持在汇流条承载件60内的特征件(例如卡扣配合特征件)。通过提供特征件以保持汇流条70和传感器端子72，汇流条70和传感器端子72可在组装至电池模块30上之前预组装在汇流条承载件60中。预组装的汇流条承载件60可接着以快速且简单的方式耦接至电池模块30。
现在参照图13，根据一个示例性实施例示出了描述组装汇流条组件50、汇流条承载件60和电池模块30的方法的流程图。在第一步150中，打开汇流条承载件60(即，盖64被打开，露出主隔室62的内部)。在第二步152中，汇流条70插入承载件60中且可通过搭扣特征件或过盈配合保持在适当的位置。在第三步154中，预组装的汇流条承载件60定位在电池单元端子41上，基本上同时在承载件60中的所有汇流条70与电池模块30的一侧的端子41之间进行接触。在第四步156中，汇流条70通过螺栓或其他紧固件耦接至端子41上。在第五步158中，承载件60的盖64关闭，从而将保持在承载件60中的汇流条70与组装电池模块30的人员有效隔离。
在汇流条承载件60中的汇流条70耦接至电池模块30的第一侧的端子41且承载件60的盖64关闭后，在第六步160中，独立汇流条70接着耦接至电池模块30的第二侧的电池单元40的端子41。在一个示例性实施例中，独立汇流条70耦接至电池模块30的第二侧，其从电池模块30的外部开始且进行至电池模块30的内部或中心。通过这种组装过程，直至最后或中心汇流条70a耦接至电池模块30的第二侧的电池端子41时，电池模块30的完整导电路径49才完成或连接。使中心汇流条70a在组装过程中最后连接基本上将电池模块30的导电路径49“分割”成两半，从而留下电池单元40的两个低压存储体。在第七步162中，中心汇流条70a通过自动过程或由穿了防护装置的人员连接至电池模块30的第二侧的电池单元端子41，以将电池模块30的导电路径49的两半连接在一起。直至中心汇流条70a耦接至电池模块30时，电池模块30才处于有效或“高压”状态。
根据另一个示例性实施例，可不使用独立汇流条70，而在电池模块30的第二侧利用第二汇流条承载件，因此电池模块30的两侧均利用汇流条承载件。
参照图14，根据一个示例性实施例，示出了用于电池系统20的电池断开单元(BDU)32。BDU 32包括示出为电池管理系统(BMS)34的电子控制单元，该电池管理系统调节电池模块30中的电池单元40的电流、电压和/或温度。分路器38电耦合至BMS 34，且通过保险丝组件74电耦合至高压连接器36和车辆10的电系统。保险丝组件74包括通过保险丝座82与BMS支架35隔离且绝缘的保险丝80。保险丝组件74利用第一汇流条76在一端耦接至保险丝组件74，且利用第二汇流条78耦接至接触器92。
图15-18根据一个示例性实施例更详细地示出了保险丝座82和相关部件。保险丝座82是由诸如聚合材料(例如聚丙烯、聚乙烯等)或其他适当材料的非导电材料形成的安装构件。保险丝座82容纳保险丝80，所述保险丝80包括含有孔或孔口的两个端部81(例如凸缘、臂等)。不是多件式部件或包括定制螺纹部分或夹具的部件，图15-18所示的保险丝座82是相对简单的单体部件，其包括用于保持诸如六角螺栓84的两个常见(现货供应)的紧固部件的槽83。
螺栓84的头部85保持在保险丝座82的槽83中，以使得它们不能转动(或基本上不能转动)。根据一个示例性实施例，槽83和螺栓头部85在螺栓头部85的任一侧具有约1/10mm的间隙，并且在螺栓头部85上方和下方具有约1/2mm的间隙。套筒86和保险丝80的端部81装配在螺栓84上。螺母88螺纹连接至螺栓84上且紧固，以将保险丝80耦接至保险丝座82。因为螺栓84的头部85保持固定，所以当螺母88紧固时，螺栓84不会转动。套筒86在螺栓头部85与螺母88之间提供金属本体，因此当螺母88紧固以将保险丝80固定在适当的位置时，在套筒86、保险丝80、汇流条76、68和螺母88之间存在金属-金属接触。这种金属-金属接触确保没有在金属部件之间压缩的塑料部件，以确保坚固且可靠的连接。
通过使用现货供应的螺栓84将保险丝80紧固至保险丝座82并通过使用单件保险丝座82，可降低电池系统20的制造成本。另外，当套筒86装配在螺栓84上时，槽83进一步将螺栓84保持在适当的位置，因此保险丝座82可来回移动(例如待耦接至BMS支架35)而不会使得螺栓84脱落。
返回图14，BUD 32进一步包括第一接触器90、第二接触器92和示出为预充电继电器94的继电器。接触器90和92是电控(通过BMS 34)开关，所述开关是电池系统20的高压电路的一部分。接触器90和92是常开开关，当它们从BMS 34接收信号时，所述开关闭合，以使得允许电流穿过它们而完成高压电路。第一接触器90设置在高压电路的正极侧，且第二接触器92设置在高压电路的负极侧。预充电继电器94运行，以在接触器90和92闭合且完成电路之前对电池系统20的电容器充电。
现在参照图19，根据一个示例性实施例，BDU 32包括高压连接器36。高压连接器36通过保险丝组件74电连接至BMS 34。高压连接器36则将电池系统20连接至车辆10的电系统。高压连接器36桥接电池系统20内的电系统(例如容纳在罩盖22或例如图3中所示的其他本体面板内)与电池系统外的电系统(例如，在罩盖22或其他本体面板外)。根据图19所示的示例性实施例，高压连接器36穿过电池系统20的侧面上的端盖26伸出电池系统20。根据其他示例性实施例，高压连接器36可设置在诸如电池系统20的顶部的其他位置。
现在参照图20-22以及24-28，示出了根据另一个示例性实施例的高压连接器36。高压连接器36包括具有上部分102和下部分104的本体100、设置在上本体部分102与下本体部分104之间的汇流条或连接构件106和紧固件108、至少部分封闭连接器36的部件的罩盖112以及断开机构130(诸如互锁件)。
高压连接器36的本体100包括被构造成伸入电池系统20的第一部分114(也称为内部部分)以及伸出电池系统20的第二部分116(也称为外部部分)。高压连接器36的罩盖112被构造成至少部分封闭本体100的外部部分114。本体100和罩盖112由诸如聚合物(例如聚乙烯、聚丙烯等)或其他适当材料的非导电材料形成。通过形成高压连接器36的本体100而使得其在电池系统20的罩盖22两侧延伸，不再需要诸如螺栓的硬件和用于在罩盖22任一侧连接本体的附加组装步骤。
高压连接器36的上本体102包括分隔内部部分116和外部部分114的壁118。根据一个示例性实施例，内部部分116和外部部分114形成为单一本体。在内部部分116和外部部分114上形成孔口(例如开口、孔、间隙等)。孔口与插座120(例如中空件、凹座、空腔等)对准。插座120在内部部分116上接收来自电池系统20的汇流条110(例如触头、导电构件等)，并在外部部分114接收来自车辆的电系统的触头。插座120至少部分地由相对或相当高的壁122(例如特征件、隔离件、分隔件等)包围，以帮助防止相邻触头之间的意外接触，从而减小短路几率。根据一个示例性实施例，插座120包括模制的正或负符号124，以指示待接收的触头的极性。根据其他示例性实施例，可指示(例如利用印刷符号)或不指示极性。
外部部分114和内部部分116上的汇流条或其他触头(未图示)通过设置在上本体102与下本体104之间的连接构件106(例如汇流条、导电构件等)耦接在一起，从而完成车辆电系统与电池系统20之间的电路。连接构件106通过螺纹紧固件耦接至来自车辆以及来自电池系统的汇流条，上述紧固件例如为延伸穿过连接构件106中的孔的螺栓108以及螺纹连接在螺栓108上的螺母(未图示)。根据其他示例性实施例，连接构件106可通过诸如叶片连接、销连接、铆接或任何其他适当机构的其他机构耦接在一起。
下本体104通过诸如螺钉(未图示)的紧固件耦接至上本体102。根据其他示例性实施例，上本体102和下本体104可耦接在一起，诸如通过卡扣配合连接。连接构件106和螺纹紧固件108设置在上本体102与下本体104之间。下本体10包括形成用于接收紧固件108的套筒或插座105的凸起部。根据一个示例性实施例，套筒105是六角形的，以接收紧固件108的头部。根据另一个示例性实施例，套筒105可具有不同形状(例如方形)。套筒105提供防转动特征，从而当来自车辆电系统的触头和来自电池系统20的触头耦接至连接构件106时，防止螺栓108转动。紧固件108延伸穿过连接构件106中的开口以及连接器36的外部部分114和内部部分116上的触头中的开口。螺母(未图示)螺纹连接至紧固件108上，从而抵靠设置于高压连接器36中的连接构件106的相反端压缩来自车辆和电池系统的触头。
高压连接器36的罩盖112基本上封闭本体100的外部部分114，以减小人员或对象与来自车辆电系统的触头之间的意外接触几率。罩盖112可进一步包括断开电池系统的互锁件130(例如构件、触头、叶片等)。当移除罩盖112时，互锁件130被构造成向BDU 32发送信号，以中断电池系统20的导电路径，因而电流将不会流经高压连接器36。
现在参照图23和23A，示出了根据另一个示例性实施例的高压连接器36。本体100和罩盖112包括向外延伸且远离高压连接器36的延伸件125、127。以突起或肋126形式设置的构件或元件提高了本体延伸件126的结构刚性。从本体100和罩盖112设置延伸件125、127的一个有利特征在于，在高压连接器36的外部与电池电缆的暴露导电部分耦接至高压连接器36处的点之间存在额外距离。以此方式，延伸件125、127用于向耦接至高压连接器36的电池电缆(未图示)的至少一部分提供罩盖或护罩。
返回图20和21，罩盖112可被构造成隐藏用于紧固电池系统壳体(例如将端盖26紧固至罩盖22上)的紧固件128中的至少一个。必须移除罩盖112以接近隐藏的紧固件128。移除罩盖112以接近紧固件128将断开互锁件130，从而导致BDU 32断开电池系统20。以此方式，在可移除电池系统20的罩盖22之前，关断电池系统20。当高压罩盖112放回到高压连接器36上的位置上时，互锁件130再次与互锁连接器132接触或连接，以完成电路。当电路完成时，BDU 32重新连接电池系统20，从而允许电流流经高压连接器36。
现在参照图22B，互锁连接器132设置在上本体102与下本体104之间，其具有在高压连接器36的外侧114延伸穿过上本体102的四销连接器134以及在高压连接器36的内侧116延伸穿过上本体102的二销连接器136。四销连接器134啮合互锁件130，互锁件130则耦接至高压罩盖112。二销连接器136通过数据电缆(未图示)耦接至BDU 32。
互锁件130和互锁连接器132可以不同位置和定向设置在电池系统20上，以当移除罩盖22时提供断开功能。如图19所示，互锁连接器132可耦接至电池系统罩盖22，而互锁件130耦接至高压罩盖112。如图20-28所示，互锁连接器132可耦接至高压连接器36，而互锁件130耦接至高压罩盖112。根据其他示例性实施例，互锁件130和互锁连接器132也可耦接至电池系统20，以使得当移除高压罩盖112而暴露连接器36时，它们断开。
虽然根据其他实施例，图19-28所示的互锁件130是可从伊利诺伊州里斯尔的Molex公司商购的连接器，但是，互锁件130可以是任何适当的机构，该机构当高压罩盖112位于适当的位置时完成电路，且当罩盖112移除时断开电路。举例言之，如图29-30所示，互锁件130与互锁连接器132可通过叶片型连接彼此啮合。互锁件130包括触头或叶片部分140以及安装部分142。叶片140包括在互锁连接器上与触头144啮合的两个突出部分(例如延伸件等)。根据其他示例性实施例，叶片140可具有更多或更少的突起部分(例如单个突起部分可接触连接器上的两个触头)。互锁连接器132上的触头144可以是弹簧型触头，且可容纳在互锁连接器132的主体或壳体146中。与图19-28中的实施例相似，互锁件130耦接至高压罩盖112，而互锁连接器132耦接至诸如电池系统罩盖22或高压连接器36的另一部件。
根据任何上述实施例，互锁连接器132可通过卡扣配合连接耦接至电池系统20或耦接至高压连接器36。在其他实施例中，互锁连接器132可使用诸如螺钉或铆钉的紧固件耦接。类似地，互锁件130可通过卡扣配合连接耦接至高压连接器36的罩盖112，或者可使用诸如螺钉或铆钉的紧固件耦接。在另一实施例中，互锁件130可耦接至高压连接器36，且互锁连接器132可耦接至高压连接器36的罩盖112。根据其他示例性实施例，互锁件130可具有另一机构，诸如插栓型连接或销型连接。
本文中使用的术语“大约”、“约”、“基本上或大致”以及类似术语应具备与这里公开内容的主题所属领域的技术人员公认和接受的应用相一致的广泛涵义。阅读这里公开内容的本领域技术人员应理解，这些术语意欲允许对本文描述且请求的一些特征进行描述，而并非将这些特征的范围限制于本文提供的精确数值范围。相应地，这些术语应解释为，指示本文描述且请求的主题的非实质性或无关紧要的变型或修改视为落入后附权利要求所限定的本发明的范围内。
应注意，本文中用于描述不同实施例的术语“示例性”意欲指示这些实施例是可能实施例的可能实例、代表和/或举例说明(而且这种术语不用于表示这些实施例是必然非常特别或最佳的实例)。
本文使用的术语“耦接”、“连接”等意味着两个构件直接或间接地彼此接合(或相连)。这种接合可以是固定的(例如永久的)或者活动的(例如可移除或可释放)。这种接合可以通过两个构件或者相互整体形成为单一本体的两个构件和任何附加中间构件实现，或者可通过两个构件或彼此附着在一起的两个构件和任何其他中间构件实现。
本文引用的元件位置(例如“顶部”、“底部”、“上”、“下”等)仅仅用于描述图中各元件的定向。应注意，各元件的定向可根据其他示例性实施例而有所不同，而且这些变化均应包含在这里公开的内容内。
尤其应注意，不同示例性实施例中示出的电池系统的构造和配置仅仅是示例性的。虽然这里公开的内容仅详细描述了若干实施例，但是阅读这里公开的内容的本领域技术人员将很容易理解，在不实质上偏离本文描述的主题的教导和优点的情况下，多种修改均是可能的(例如各元件的尺寸、大小、结构、形状和比例的变化，参数值、安装配置、材料使用、色彩、定向等的变化)。举例来说，示出为整体形成的元件可由多个部分或元件构成，元件位置可以颠倒或变化，而且离散元件或位置的性质或数目可以变更或变化。任何过程或方法步骤的次序或顺序可根据不同实施例变化或重新排列。在不偏离本发明范围的情况下，可对各示例性实施例的设计、运作条件和配置进行其他替换、修改、变化和省略。

Claims (20)

1.一种用于电池系统的高压连接器，包括：
本体，其具有第一部分和第二部分，所述本体的第一部分位于电池系统壳体内部且被构造成接收来自所述电池系统的至少一个触头，所述第二部分位于所述电池系统壳体外部且被构造成接收来自车辆的至少一个触头；以及
至少一个连接构件，其耦接至所述本体，所述连接构件被构造成将所述电池系统的触头导电连接至所述车辆的触头。
2.如权利要求1所述的高压连接器，其特征在于，进一步包括位于所述连接构件的第一端的第一紧固件以及位于所述连接构件的第二端的第二紧固件。
3.如权利要求2所述的高压连接器，其特征在于，所述本体包括插座，所述插座被构造成接收所述第一紧固件的第一端，以使得所述插座基本上限制所述第一紧固件的转动。
4.如权利要求3所述的高压连接器，其特征在于，所述插座是方形和六角形中的至少一个。
5.如权利要求1所述的高压连接器，其特征在于，所述本体包括特征件，所述特征件被构造成当所述电池系统的触头和所述车辆的触头耦接至所述至少一个连接构件时部分地包围所述电池系统的触头和所述车辆的触头。
6.如权利要求1所述的高压连接器，其特征在于，进一步包括第二连接构件，其中所述第一连接构件为正极触头，所述第二连接构件为负极触头。
7.如权利要求1所述的高压连接器，其特征在于，进一步包括罩盖，所述罩盖被构造成基本上封闭所述本体的所述第二部分，以减小与所述车辆的触头意外接触的几率。
8.如权利要求7所述的高压连接器，其特征在于，所述罩盖包括延伸件，以提供对所述车辆的触头的附加覆盖。
9.如权利要求7所述的高压连接器，其特征在于，所述本体包括第一触头，所述罩盖包括第二触头，由此使得当所述罩盖从所述本体移除时，所述第二触头从所述第一触头脱离。
10.如权利要求7所述的高压连接器，其特征在于，所述罩盖基本上隐藏用于保持所述电池系统上的罩盖的紧固件。
11.一种用于电池系统中的保险丝支架，包括：
构造成保持保险丝的壳体，所述壳体包括至少一个槽，所述至少一个槽被构造成保持紧固件的第一端，以使得所述槽基本上限制所述紧固件的转动，所述紧固件被构造成将所述保险丝固定在所述壳体内。
12.如权利要求11所述的保险丝支架，其特征在于，进一步包括套筒，所述套筒置于所述紧固件的第二端上，以将所述紧固件保持于所述壳体上。
13.如权利要求11所述的保险丝支架，其特征在于，进一步包括在所述壳体内耦接至所述紧固件的保险丝。
14.一种将汇流条组装至电池模块的方法，包括：
提供位于电池模块中的多个电化学电池单元，所述电池单元中的每一个具有从其端部延伸的端子，所述电池单元的至少一部分具有从所述电池模块的第一侧延伸的端子，且所述电池单元的至少一部分具有从所述电池模块的第二侧延伸的端子；
提供构造成接收多个汇流条的托盘，所述托盘具有设置在打开位置的罩盖；
将多个汇流条固定至所述托盘上；
定位所述托盘，以使得所述多个汇流条中的孔口与设置在所述电池模块的所述第一侧处的所述电池单元的端子对准，因此所述端子可基本上同时耦接至所述托盘中的所有汇流条。
将所述端子耦接至所述多个汇流条；
关闭所述托盘的罩盖；
将独立汇流条耦接至所述电池模块的所述第二侧的所述电池单元的端子，其从所述电池模块外部开始且进行至所述电池模块内部；以及
随着独立汇流条被耦接至所述电池模块，在所述电池模块的所述第二侧的每个所述独立汇流条上提供汇流条罩盖。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，将在所述电池模块的所述第二侧耦接至所述电池模块的最后一个独立汇流条是中间独立汇流条。
16.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述托盘具有被构造成接收所述多个汇流条的卡扣配合特征件。
17.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述汇流条托盘包括被构造成接收配线的居中定位的配线槽。
18.如权利要求14所述的方法，其特征在于，设置在所述电池模块的所述第二侧的所述独立汇流条上的所述罩盖包括肋，所述肋被构造成与用于将所述独立汇流条耦接至所述端子的紧固件形成过盈配合。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述肋与所述罩盖整体形成。
20.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述罩盖包括内部凹槽且被构造成在所述独立汇流条上滑动。
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