CN102237505B - 用于电池组件的互连器件 - Google Patents

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CN102237505B CN201110065991.8A CN201110065991A CN102237505B CN 102237505 B CN102237505 B CN 102237505B CN 201110065991 A CN201110065991 A CN 201110065991A CN 102237505 B CN102237505 B CN 102237505B
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Abstract

本发明涉及用于电池组件的互连器件。具体公开了一种用于具有多个电池单元组件和热敏电阻的电池组件的互连器件。该互连器件包括：非导电性的框架；多条导电迹线，其与框架一体形成；母线，其与导电迹线中的至少一根处于电连通并且设置成邻近在框架中所形成的孔口，其中该孔口接纳电池单元组件中的至少一个的突部；以及导电垫，其设置在所述框架的下表面上，该导电垫与导电迹线中的至少一根处于电连通并且适于接收来自热敏电阻的信号。

Description

用于电池组件的互连器件
技术领域
本发明总体上涉及一种电池组件。具体地，本发明涉及用于电池组件的互连板，该互连板包括设置在电池组件与互连器件之间的热敏电阻信号接口。
背景技术
一些应用(例如，电动车辆或固定式电源)需要捆绑在一起放入电池组件中的多个电池单元组件，用以提供指定量的电力。
在某些制造过程中，将电池单元组件上的端子(即，突部)朝彼此弯曲，然后用机械紧固件将它们机械地紧固在一起。与此方法相关联的问题是，端子不是以机械方式被支撑，这可以导致电极发生弯曲和退化。
在其它制造过程中，电池单元组件的端子借助于多个互连器件或互连板而彼此进行电连接(即，电串联或并联)。
然而，常规的互连器件通常包括数个单独的部件(例如，塑料框架、电路板、铜母线)，这些部件需要一些独立的制造过程来形成最终的互连器件。另外，常规的互连器件需要通过使用非标准焊嘴的侧焊和顶焊将互连器件固定在电池组件上。互连器件与电池组件的对准通常包括三个自由度，因而使对准过程复杂化。
常规的互连器件还包括热敏电阻信号接口，用以提供与和电池组件集成在一起的热敏电阻之间的电接口。然而，热敏电阻信号接口通常是未被围封的并且在装配过程中易于损坏。
期望开发一种用于电池组件的互连器件，其包括有助于装配的简化结构，其中，在装配之后，电池组件的热敏电阻信号接口的实质部分被围封。
发明内容
根据本发明，令人惊讶地发现了一种包含有助于装配的简化结构的、用于电池组件的互连器件，其中在装配后，电池组件的热敏电阻信号接口的实质部分被围封。
在一个实施例中，用于具有热敏电阻和多个电池单元组件的电池组件的互连器件包括：非导电性的框架；多根导电迹线（trace），它们与框架一体形成；母线，其与导电迹线中的至少一根处于电连通并且设置成邻近在框架中所形成的孔口，其中所述孔口接纳电池单元组件中的至少一个的突部；以及导电垫，其设置于框架下表面上，该垫与导电迹线中的至少一根处于电连通并且适于接收来自热敏电阻的信号。
在另一个实施例中，电池模块包括：包含多个电池单元组件的电池组件，其中每个电池单元组件具有一对从该组件延伸出的突部；设置在电池组件中的热敏电阻，用以监测电池组件的温度；热敏电阻信号接口，其与热敏电阻处于电连通并且设置成邻近电池组件的周边；联接到电池组件的互连器件。该互连器件包括：非导电性的框架；与框架一体形成的多根导电迹线；母线，其与导电迹线中的至少一根处于电连通并且设置成邻近形成于框架中的孔口，其中所述孔口接纳电池单元中的至少一个的至少一个突部；以及，设置于框架下表面上的导电垫，该垫与导电迹线中的至少一根处于电连通并且适于接触热敏电阻信号接口以接收来自热敏电阻的信号。
在又一个实施例中，电池模块包括：包含设置在一对端框架之间的多个电池单元组件的电池组件，其中各电池单元组件具有一对从该组件延伸出的突部；设置在电池组件中的热敏电阻，其用以监测电池组件的温度；热敏电阻信号接口，其与热敏电阻处于电连通并且设置成邻近电池组件的周边，其中热敏电阻信号接口包括板簧；联接到电池组件的互连器件。该互连器件包括：非导电性的框架；与框架一体形成的多个导电迹线；母线，其与导电迹线中的至少一根处于电连通并且设置成邻近在框架中形成的孔口，其中该孔口接纳电池单元中的至少一个的至少一个突部；以及导电垫，其设置在框架的下表面上，该垫与导电迹线中的至少一根处于电连通并且适于邻接热敏电阻信号接口的板簧以接收来自热敏电阻的信号。
本发明还涉及以下技术方案。
方案1. 一种用于具有热敏电阻和多个电池单元组件的电池组件的互连器件，所述互连器件包括：
非导电性的框架；
多条导电迹线，所述多条导电迹线与所述框架一体形成；
母线，其与所述导电迹线中的至少一根处于电连通并且设置成邻近在所述框架中形成的孔口，其中，所述孔口接纳所述电池单元组件中的至少一个的突部；以及
导电垫，其设置于所述框架的下表面上，所述导电垫与所述导电迹线中的至少一根处于电连通并且适于接收来自所述热敏电阻的信号。
方案2. 如方案1所述的互连器件，其中，利用嵌件成型技术将所述导电迹线与所述框架一起成型。
方案3. 如方案1所述的互连器件，其中，利用嵌件成型技术将所述母线与所述框架一起成型。
方案4. 如方案1所述的互连器件，还包括J字形条，所述J字形条与所述框架一体形成并且设置成邻近和所述母线相对的孔口。
方案5. 如方案1所述的互连器件，其中，所述框架包含形成于其下表面中的多个槽，其中，每个所述槽接纳所述电池组件的相关部分，从而便于所述互连器件与所述电池组件之间的对准。
方案6. 一种电池模块，包括：
电池组件，其包括多个电池单元组件，其中，每个所述电池单元组件具有从其延伸出的一对突部；
热敏电阻，其设置在所述电池组件中，用以监测所述电池组件的温度；
热敏电阻信号接口，其与所述热敏电阻处于电连通并且设置成邻近所述电池组件的周边；
互连器件，其联接到所述电池组件，所述互连器件包括：非导电框架；与所述框架一体形成的多条导电迹线；母线，其与所述导电迹线中的至少一根处于电连通，并且设置成邻近形成于所述框架中的孔口，其中，所述孔口接纳所述电池单元中的至少一个的至少一个所述突部；以及导电垫，其设置于所述框架的下表面上，所述导电垫与所述导电迹线中的至少一根处于电连通并且适于接触所述热敏电阻信号接口以接收来自所述热敏电阻的信号。
方案7. 如方案6所述的电池模块，其中，所述热敏电阻信号接口是板簧接触系统。
方案8. 如方案6所述的电池模块，其中，所述热敏电阻信号接口是分叉的板簧接触系统。
方案9. 如方案6所述的电池模块，其中，所述电池组件的一部分和所述互连板将所述热敏电阻信号接口基本上围封。
方案10. 如方案6所述的电池模块，其中，利用嵌件成型技术将所述导电迹线与所述框架一起成型。
方案11. 如方案6所述的电池模块，其中，利用嵌件成型技术将所述母线与所述框架一起成型。
方案12. 如方案6所述的电池模块，还包括J字形条，所述J字形条与所述框架一体形成并且设置成邻近和所述母线相对的孔口。
方案13. 如方案6所述的电池模块，其中，利用单轴联接工艺将所述框架联接到所述电池组件的一部分。
方案14. 如方案6所述的电池模块，其中，所述框架包含形成于其下表面中的多个槽，其中，每个所述槽接纳所述电池组件的相关部分，从而便于所述互连器件与所述电池组件之间的对准。
方案15. 如方案6所述的电池模块，其中，利用超声波焊接工艺将所述互连器件的框架焊接到所述电池组件。
方案16. 一种电池模块，包括：
电池组件，其包含设置在一对端框架之间的多个电池单元组件，其中，每个所述电池单元组件具有从其延伸出的一对突部；
热敏电阻，其设置在所述电池组件中，用以监测所述电池组件的温度；
热敏电阻信号接口，其与所述热敏电阻处于电连通并且设置成邻近所述电池组件的周边，其中，所述热敏电阻信号接口包含板簧；以及
互连器件，其联接到所述电池组件，所述互连器件包括：非导电性的框架；与所述框架一体形成的多条导电迹线；母线，其与所述导电迹线中的至少一根处于电连通并且设置成邻近在所述框架中所形成的孔口，其中，所述孔口接纳所述电池单元中的至少一个的至少一个所述突部；以及导电垫，其设置在所述框架的下表面上，所述导电垫与所述导电迹线中的至少一根处于电连通并且适于邻接所述热敏电阻信号接口的所述板簧以接收来自所述热敏电阻的信号。
方案17. 如方案17所述的电池模块，其中，所述板簧是分叉的板簧接触系统。
方案18. 如方案17所述的电池模块，其中，所述电池组件的一部分和所述互连板将所述热敏电阻信号接口基本上围封。
方案19. 如方案17所述的电池模块，还包括J字形条，所述J字形条与所述框架一体形成并且设置成邻近和所述母线相对的孔口。
方案20. 如方案17所述的电池模块，其中，利用单轴联接工艺将所述框架联接到所述电池组件的一部分。
附图说明
从以下对优选实施例的详细描述中，并结合附图，本领域技术人员将容易地了解本发明的上述优势及其它优势。
图1是根据现有技术的互连器件的前透视图。
图2是图1的互连器件的J字形条的前透视图。
图3是根据本发明一个实施例的互连器件的侧面透视图。
图4是图3的互连器件的仰视平面图。
图5是图3的互连器件的J字形条的侧面透视图。
图6是图3的互连器件的侧面透视图，图中示出了联接到电池组件的互连器件。
图7是图6的互连器件和电池组件的放大片段透视图，图中示出了热敏电阻信号接口。
图8是显示图7的热敏电阻信号接口的互连的示意方框图。
图9是图6的互连器件和电池组件沿线9-9所取的局部分解片段剖视图。
图10是图6的互连器件和电池组件沿线10-10所取的片段剖视图。
具体实施方式
以下的详细描述和附图描述并说明了本发明的各种实施例。该描述和附图用于使本领域技术人员能够制作和利用本发明，而不意图以任何方式限制本发明的范围。就公开的方法而言，给出的步骤在本质上是示例性的，因此各步骤的顺序并不是必要或关键的。
图1示出了根据现有技术的用于电池组件(未图示)的互连器件10。如图所示，互连器件10包含与多个铜母线组件14电连通的电路板12。电路板12和母线组件14均联接到塑料框架16。通常，利用独立的制造工艺制造出电路板12和母线组件14，接着利用热熔过程将它们联接到框架16。利用焊接技术将母线组件14电联接到电路板12的预定部分。
电路板12包含与热敏电阻(未图示)进行信号通信的热敏电阻信号接口18，其中热敏电阻设置在电池组件中用以监测电池组件的温度。如图所示，热敏电阻信号接口18安装到电路板12的预定部分并且与其处于电连通。热敏电阻信号接口18包含一对长形的端子20，用于与电池组件的部件(例如，阴性电连接器)互连，以接收与电池组件的温度及其它热特性有关的来自热敏电阻的反馈信号。
框架16包含立板（riser）22，用于把框架16的一部分在固定到电池组件上时与电池组件间隔开。框架16还包括在其中形成的缺口部24，该缺口部与电池组件的端框架中的立柱(未图示)配合，而便于它们之间的对准。
由于母线组件14的交错排列的布局，因此将多根J字形条26联接到框架16，以为电池组件的电池单元组件的突部提供导电接触点。如图2中更清楚地显示，现有技术中所采用的J字形条26是由独立的接触部28和支撑部30构成的二件式部件。
图3～图4示出了根据本发明一个实施例的互连器件100。如图所示，互连器件100包含与多个大致呈“U”字形的母线104电连通的多个电迹线102。电迹线102和母线104与互连器件100的框架部106一体成型。导电垫108设置在框架部106的下表面110上，其中导电垫108与电迹线102中的至少一个处于电连通。作为非限制性的实例，包含电迹线102、母线104和导电垫108的互连器件100，是利用本技术领域已知的嵌件成型（insert molding）工艺而形成的。
在某些实施例中，电迹线102和母线104分别由导电材料构成并且被成型为期望的形状和构造。将框架部106注射成型于电迹线102和母线104的预定部分的周围，以提供电绝缘和机械支撑。正如本技术领域所知的，也可以将连续的铜成型于电迹线102的选定部之上，以确保合适的电互连。
框架部106包括多个肋部112和多个支撑部114，用以给其提供刚度和强度。如图所示，支撑部114具有大致呈三角形的横截面。然而，可以采用任何形状。在框架部106中形成有多个孔口116，其中母线组件104设置成邻近这些孔口。
在某些实施例中，框架部106包含形成在其下表面110中的多个槽117，其中每个槽117接纳设置在电池组件上的相关的销(未图示)，从而便于互连器件100与电池组件之间的对准。
框架部106还包括一对扣合联接器（snap coupler）118和多个装配柱120。扣合联接器118包括长形的主体122，主体122具有形成于其上的唇部124，用以将盖(未图示)可松开地联接到其上。装配柱120包括长形的主体126并且通常被设置在框架部106的标准化位置(即，邻近框架部106的角落)。
由于母线组件104的交错排列的布局，因此将多个J字形条128、129联接到框架部106，其中将各J字形条128、129的一部分设置成邻近其中一个孔口116。如图5中更清楚地显示，各J字形条128、129是由折叠的金属所构成的整体部件。作为非限制性的实例，各J字形条128、129包括类似于装配柱120的长形柱130。然而，应当理解的是，可以使用其它导电材料。还应当理解的是，在某些实施例中，J字形条128、129由多个部件构成。
图6～8示出了联接到电池组件132的互连器件100，电池组件132具有设置在一对端框架136之间的多个电池单元组件134。各电池单元组件134具有从该组件延伸出的一对突部138(即，端子)。应该理解，电池单元组件134可以包含单个电池单元或者多个电池单元。
在图示的实施例中，热敏电阻信号接口142联接到电池单元组件134中的至少一个。热敏电阻信号接口142与设置在电池组件132中的热敏电阻144处于电连通。作为非限制性的实例，热敏电阻信号接口142是板簧接触系统。在图7所示的实施例中，热敏电阻信号接口142是分叉的（bifurcated）板簧接触系统；该系统具有一对板簧构件146，这对板簧构件用于邻接导电垫108并提供热敏电阻144与互连器件100之间的信号通信。当把互连器件100与电池组件132对准时，热敏电阻信号接口142的板簧构件146邻接互连器件100的导电垫108。如图所示，电池组件132的其中一个端框架136将热敏电阻信号接口142的实质部分加以围封，以保护热敏电阻信号接口142免受损坏。应该理解，为了接触导电垫108，热敏电阻信号接口142可以具有任何形状和结构定向。还应该理解的是，互连器件100和电池组件132的任何部分均可以用于在装配后遮蔽热敏电阻信号接口142。
图9～10示出了将互连器件100与电池组件132相联接的装配过程。作为非限制性的实例，联接到电池组件132的互连器件100被共同称为电池模块。如图所示，将各电池单元组件134的突部138布置和排列成为预定的布局，如图9中所示。将互连器件100设置在电池组件132上，并且将预先布局的突部138设置成穿过在互连器件100的框架部106中所形成的孔口116，如图10中所示。在某些实施例中，沿单轴将互连器件100与电池组件132组装在一起，而无需本技术领域中常规采用的多轴对准过程。形成于框架部106下表面110中的槽117分别接纳电池组件132的相关部分(例如，对准销)，从而便于互连器件100与电池组件132之间的对准。作为非限制性的实例，利用超声波焊接工艺将互连器件100焊接到电池组件132上。然而，可以采用任何手段(如，热熔)将互连器件100联接到电池组件132。应该理解，可以利用单轴焊接工艺将框架部106焊接到电池组件132的一部分(例如，端框架136)上。还应该理解的是，可以将任何数量的电池模块设置成彼此相邻并利用装配带(未图示)把它们联接在一起，从而构成电池组。作为非限制性的实例，装配带是金属带，该金属带具有形成于其中的一对孔口，这对孔口用来接纳相邻电池组件的各互连器件100的装配柱120和长形柱130中的至少一个。
本发明的互连器件100提供简化的窄板设计（low-profile design），其中电池组件132的端框架136将热敏电阻信号接口142基本围封，以保护热敏电阻信号接口142免受损坏。本发明只需单轴联接过程来将互连器件100与电池组件132装配在一起。
根据前面的描述，本领域技术人员可以容易地确定本发明的基本特征，在不脱离本发明精神和范围的情况下，可以对本发明作各种变化和更改从而使其适应各种用途和条件。

Claims (20)

1.一种用于具有热敏电阻和多个电池单元组件的电池组件的互连器件，所述互连器件包括：
非导电性的框架；
多条导电迹线，所述多条导电迹线与所述框架一体形成；
母线，其与所述导电迹线中的至少一根处于电连通并且设置成邻近在所述框架中形成的孔口，其中，所述孔口接纳所述电池单元组件中的至少一个的突部，所述框架封装母线和所述多条导电迹线的一部分；以及
导电垫，其设置于所述框架的下表面上，所述导电垫与所述导电迹线中的至少一根处于电连通并且适于接触电池组件的热敏电阻信号接口以接收来自所述热敏电阻的信号。
2.如权利要求1所述的互连器件，其中，利用嵌件成型技术将所述导电迹线与所述框架一起成型。
3.如权利要求1所述的互连器件，其中，利用嵌件成型技术将所述母线与所述框架一起成型。
4.如权利要求1所述的互连器件，还包括J字形条，所述J字形条与所述框架一体形成并且设置成邻近和所述母线相对的孔口。
5.如权利要求1所述的互连器件，其中，所述框架包含形成于其下表面中的多个槽，其中，每个所述槽接纳所述电池组件的相关部分，从而便于所述互连器件与所述电池组件之间的对准。
6.一种电池模块，包括：
电池组件，其包括多个电池单元组件，其中，每个所述电池单元组件具有从其延伸出的一对突部；
热敏电阻，其设置在所述电池组件中，用以监测所述电池组件的温度；
热敏电阻信号接口，其与所述热敏电阻处于电连通并且设置成邻近所述电池组件的周边；
互连器件，其联接到所述电池组件，所述互连器件包括：非导电框架；与所述框架一体形成的多条导电迹线；母线，其与所述导电迹线中的至少一根处于电连通，并且设置成邻近形成于所述框架中的孔口，其中，所述孔口接纳所述电池单元中的至少一个的至少一个所述突部，所述框架封装母线和所述多条导电迹线的一部分；以及导电垫，其设置于所述框架的下表面上，所述导电垫与所述导电迹线中的至少一根处于电连通并且适于接触所述热敏电阻信号接口以接收来自所述热敏电阻的信号。
7.如权利要求6所述的电池模块，其中，所述热敏电阻信号接口是板簧接触系统。
8.如权利要求6所述的电池模块，其中，所述热敏电阻信号接口是分叉的板簧接触系统。
9.如权利要求6所述的电池模块，其中，所述电池组件的一部分和所述互连器件将所述热敏电阻信号接口围封。
10.如权利要求6所述的电池模块，其中，利用嵌件成型技术将所述导电迹线与所述框架一起成型。
11.如权利要求6所述的电池模块，其中，利用嵌件成型技术将所述母线与所述框架一起成型。
12.如权利要求6所述的电池模块，还包括J字形条，所述J字形条与所述框架一体形成并且设置成邻近和所述母线相对的孔口。
13.如权利要求6所述的电池模块，其中，利用单轴联接工艺将所述框架联接到所述电池组件的一部分。
14.如权利要求6所述的电池模块，其中，所述框架包含形成于其下表面中的多个槽，其中，每个所述槽接纳所述电池组件的相关部分，从而便于所述互连器件与所述电池组件之间的对准。
15.如权利要求6所述的电池模块，其中，利用超声波焊接工艺将所述互连器件的框架焊接到所述电池组件。
16.一种电池模块，包括：
电池组件，其包含设置在一对端框架之间的多个电池单元组件，其中，每个所述电池单元组件具有从其延伸出的一对突部；
热敏电阻，其设置在所述电池组件中，用以监测所述电池组件的温度；
热敏电阻信号接口，其与所述热敏电阻处于电连通并且设置成邻近所述电池组件的周边，其中，所述热敏电阻信号接口包含板簧；以及
互连器件，其联接到所述电池组件，所述互连器件包括：非导电性的框架；与所述框架一体形成的多条导电迹线；母线，其与所述导电迹线中的至少一根处于电连通并且设置成邻近在所述框架中所形成的孔口，其中，所述孔口接纳所述电池单元中的至少一个的至少一个所述突部，所述框架封装母线和所述多条导电迹线的一部分；以及导电垫，其设置在所述框架的下表面上，所述导电垫与所述导电迹线中的至少一根处于电连通并且适于邻接所述热敏电阻信号接口的所述板簧以接收来自所述热敏电阻的信号。
17.如权利要求16所述的电池模块，其中，所述板簧是分叉的板簧接触系统。
18.如权利要求16所述的电池模块，其中，所述电池组件的一部分和所述互连器件将所述热敏电阻信号接口围封。
19.如权利要求16所述的电池模块，还包括J字形条，所述J字形条与所述框架一体形成并且设置成邻近和所述母线相对的孔口。
20.如权利要求16所述的电池模块，其中，利用单轴联接工艺将所述框架联接到所述电池组件的一部分。
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