CN104344842B - 具有用于电池监测系统的气室的壳体及制造该壳体的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有用于电池监测系统的气室的壳体及制造该壳体的方法。描述了一种壳体，其可以包括主体部，所述主体部具有界定具有周边的开口的至少一个壁。所述至少一个壁可以具有筋板以及围绕所述开口的周边从其延伸的内壁。所述内壁可以具有形成于其中的空气释放槽。所述壳体可以还包括盖。所述盖可以具有界定周边的边缘。所述盖可以包括围绕所述盖的周边从所述边缘延伸的筋板。所述主体部筋板、所述内壁和所述盖筋板可以合作以将所述盖连接至所述主体部并且在所述盖筋板与所述内壁之间界定气室。

Description

具有用于电池监测系统的气室的壳体及制造该壳体的方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年8月2日提交的申请号为61/861,592的美国临时申请以及2014年7月8日提交的申请号为14/325,731的美国非临时申请的利益，通过引用这些申请的公开的全部内容在此被并入本文中。

技术领域

下述内容涉及用于电池监测系统(BMS)的壳体，该壳体具有形成在壳体壁与用于壳体的盖之间的气室。

背景技术

电池监测系统(BMS)包括用于电气和/或电子部件的壳体。激光焊接可以被用于将盖连接至BMS壳体。激光焊接是昂贵的。由于在产品寿命期间在环境状况(压力、温度、湿度)上的改变，有必要拥有使得在产品的外部环境与壳体内部环境之间的空气为均衡的工具。否则这可能导致内部的电子部件的损坏。这通常通过使得壳体和盖之间存在没有焊接的小的间隙或狭槽来实现。

但这样的没有焊接的间隙或狭槽可能允许进水并且进一步的保护工具必须被添加，例如，在盖上形成外部壁(例如，见图10a和10b的现有技术壳体)。但是，由于所导致的毛细作用，这并不充分地防止水进入壳体中。并且，为了使得用于这样的激光焊接的典型的激光能够穿过盖并到达壳体以将盖连接至壳体，盖必须在颜色上为白色，从而要求用于壳体的纸质标签(而不是在其上直接激光标刻)。

发明内容

因此，存在一种对具有形成在壳体壁与盖之间的气室的用于BMS或其他系统的壳体的需求。这样的具有气室的壳体将通过最小化毛细作用效应而减小水进入壳体中。这样的壳体还将使得能够使用摩擦表面焊接(FSW)而不是激光焊接，以将盖连接至壳体，从而降低成本。这样的FSW还将允许黑的或深色的壳体的使用，从而消除对于纸质标签的需要，这是由于壳体可以通过激光标刻而被标记。

在本文描述的至少一个实施方式中，一种壳体被提供，其可以包括主体部，所述主体部包括界定具有周边的开口的至少一个壁。所述至少一个壁可以具有筋板以及围绕所述开口的周边从其延伸的内壁。所述内壁可以具有形成于其中的空气释放槽。所述壳体还可以包括盖。所述盖可以具有界定周边的边缘。所述盖还可以包括围绕所述盖的周边从所述边缘延伸的筋板。所述主体部筋板、所述内壁和所述盖筋板可以被配置为合作以将所述盖连接至所述主体部并在所述盖筋板与所述内壁之间界定气室。

在本文描述的另一个实施方式中，一种壳体被提供，其可以包括从基体延伸并界定可以具有周边的开口的侧壁。所述侧壁可以具有筋板以及围绕所述开口的周边从其延伸的内壁。所述侧壁可以适合于与盖合作，以界定壳体室。所述盖可以具有界定周边的边缘并且包括围绕所述盖的周边从所述边缘延伸的筋板。所述盖筋板和所述内壁可以在其间界定气室。所述气室可以有助于所述盖相对于所述内壁的振动，以通过摩擦焊接将所述盖连接至所述内壁。

在本文描述的另一个实施方式中，一种用于制造壳体的方法被提供。所述壳体可以包括主体部。所述主体部可以包括界定可具有周边的开口的至少一个壁。所述至少一个壁可以具有筋板以及围绕所述开口的周边从其延伸的内壁。所述壳体还可以包括盖，所述盖可以具有界定周边的边缘。所述盖可以包括围绕所述盖的周边从所述边缘延伸的筋板。所述方法可以包括使所述主体部和所述盖邻接，使得所述主体部的所述内壁接触所述盖的内表面。所述方法还可以包括使所述盖相对于所述主体部振动，以至少部分地熔化所述内壁和/或所述盖的内表面，以将所述盖连接至所述主体部。所述盖筋板和内壁可以在其间界定气室。所述气室可以有助于所述盖相对于所述内壁的振动，以通过摩擦焊接将所述盖连接至所述内壁。

附图说明

图1为根据本文描述的实施方式的示例性的壳体，如用于电池监测系统的壳体的透视图，该壳体包括壳体主体部和盖；

图2-4为图1的示例性壳体的透视图，其中盖被示出为透明的，以帮助说明示例性的摩擦表面焊接过程；

图5为图4的部分的放大透视图，示出了摩擦焊接的区域。

图6为图1的示例性壳体的放大透视图，其中盖被示出为透明的，以帮助说明示例性的摩擦表面焊接的区域；

图7为图6的示例性壳体的沿其上的线7-7截取的横截面的透视图；

图8a和8b为图6的示例性壳体的分别沿其上的线A-A和B-B截取的横截面的放大透视图；

图9a和9b为图6的示例性壳体的分别沿其上的线A-A和B-B截取的横截面图；以及

图10a和10b为用于电池监测系统的通过激光焊接而被连接的现有技术的壳体和盖的横截面图。

具体实施方式

根据需要，本发明的详细的实施方式在本文中被公开；但是，应当理解的是，所公开的实施方式仅仅为本发明的示例，而本发明可以以多种的和替代性的方式被实施。附图并不必要按比例；一些特征可以被夸张或最小化，以示出特定部件的细节。因此，本文所公开的特定的结构和功能的细节不应被解释为限制，而仅仅作为用于教示本领域技术人员多样地使用本发明的代表性的基础。

通过参考附图，用于电气和/或电子部件的壳体10以及用于制造这样的壳体的方法的实施方式的更加详细的描述将被描述。为了易于说明且为了帮助理解，在所有附图中，类似的附图标记在本文中被用于类似的部件和特征。

根据本文列出的实施方式，大体上描述了用于电气和/或电子部件的壳体，如可以被安装在印刷电路板(PCB)上的电气和/或电子部件的壳体。该壳体可以包括主体部，该主体部具有至少一个壁，该壁界定开口，该开口具有周边。由至少一个壁所形成的该开口的周边可以包括筋板，该筋板具有从其延伸的内壁，该内壁具有形成于其中的空气释放槽。该壳体还可以包括盖，该盖具有围绕盖的周边延伸的筋板。主体部筋板和内壁以及盖筋板各自被配置为合作以通过将盖摩擦表面焊接至主体部而将盖连接至壳体的主体部并且被配置为在主体部与盖之间形成气室。一种用于制造这种壳体的方法还可以被提供。

参考图1，根据本文描述的实施方式的示例性的壳体20被示出，如用于电池监测系统10的壳体，该壳体包括壳体主体部22和盖50。如在其中看出的，壳体20可以包括主体部22和盖50。主体部22可以设置有从基体26延伸的至少一个壁24。至少一个壁24可以围绕基体26延伸而形成侧壁，并界定开口28。开口28可以具有周边。

主体部22可以适合于将电气和/电子部件和/或电路30容纳在壳体20的主体部22的内部中。电子部件和/或电路30可以被安装至被布置在主体部22的内部中的印刷电路板(PCB)31或者为印刷电路板(PCB)31的部分。电子电路30可以适合于连接至电池端子连接件32，电池端子连接件32通过至少一个壁24而被容纳。在那方面，分流器33(例如，还可见图7)可以从端子连接件32通过至少一个壁24而延伸，以连接至电子电路30。分流器33还可以在另一个位置通过至少一个壁24而延伸，以连接至底盘线缆(chassis cable)(未示出)。该至少一个壁24还可以形成有开口34，以用于被配置为连接至PCB 31和电子电路30的电气连接件(未示出)。

至少一个壁24可以具有从开口28的周边延伸的筋板36。筋板36可以被配置为作为配合表面，以与盖筋板52合作。至少一个壁24可以具有从其延伸且围绕开口28的周边延伸的内壁38。内壁38可以具有形成于其中的空气释放槽40。

壳体20的盖50可以具有界定盖50的周边的边缘54。盖50可以具有围绕盖50的周边从边缘54延伸的筋板52。筋板52可以为围绕电池监测系统壳体盖50的外部部分的完整的筋板。盖筋板52可以限制盖的内表面56。

图2至4描绘了图1的壳体20，其中盖50被示出为透明的，以帮助说明示例性的摩擦表面焊接过程。图5为图4的部分的放大图，示出了摩擦焊接的区域。主体部筋板36、内壁38以及盖筋板52可以合作以将盖50连接至壳体20的主体部22。如图2所示，盖50可以被置于壳体20的主体部22上。使主体部22和盖50邻接可以对齐主体部筋板36和盖筋板52，使得内壁38接触盖50的内表面56。

如图3所示，内壁38与盖50的内表面56的接合可以界定摩擦焊接区域60。盖50可以通过摩擦表面焊接或振动焊接过程而被焊接至壳体。盖50相对于主体部22的振动可以加热区域60。摩擦加热可以至少部分地熔化内壁38和/或盖50的内表面56，以将盖50连接至主体部22。

如图4所示，在摩擦表面焊接过程之后，壳体20可以为闭合的单元。作为闭合的单元，盖50可以封装主体部22的内部，并界定壳体室62。如图5所示，主体部筋板36、内壁38以及盖筋板52的合作可以界定在盖筋板52与内壁38之间的气隙或气室64。气室64可以通过空气释放槽40而与壳体室62连通。

图5示出了气室64和摩擦焊接的区域60的邻近空气释放槽40的部分的放大图。气室64可以禁止或减少水进入壳体室62中。如前文所述，盖50与内壁38之间的气室64可以通过空气释放槽40与壳体室62连通。气室64可以有助于盖50相对于内壁38的振动，以将盖50连接至内壁38。在那方面，空气释放槽40可以防止壳体室62内的压力、湿度或温度与外部环境不同，这种不同可能导致在产品电子电路30中的损坏或不良的变形，如可能发生在期待的产品工作寿命期间的损坏或不良的变形(例如在交通工具发动机区域)。

下面参考图6，图1的示例性壳体20的放大透视图被示出，其中盖50被示出为透明的，以帮助说明示例性的摩擦表面焊接的区域60。应当注意的是，适合的覆层可以被施加至位于壳体室62中的电子电路30(包括PCB 31)，以防止湿度的影响。

图7示出了图6的示例性壳体的沿其上的线7-7截取的横截面的透视图。如在其中所看出的，气室64可以围绕主体部22和盖50之间的交界面的周边延伸。空气释放槽40使得壳体20的内部室62和气室64能够连通，气室64形成在盖50与主体部22的内壁38之间。壳体室62可以适合于容纳电子电路30和PCB 31。如前文所描述的，电子电路30可以适合于与电池端子连接件32合作。

下面参考图8a和8b，图6的示例性壳体的分别沿其上的线A-A和B-B截取的横截面的放大透视图被示出。如在其中所看出的，主体部筋板36、内壁38以及盖筋板52合作以形成气室64。如前文所描述的，空气释放槽40被形成在内壁38中。

仍然参考图8a和8b，主体部22的筋板36可以界定用于与盖50的筋板52合作的表面。具有形成于其中的空气释放槽40的内壁38可以与盖50的内表面56合作，界定摩擦焊接的区域60。空气释放槽40的尺寸可以被设计为使能/允许由于内壁38的部分熔化而导致的空气释放槽40的一些减少，内壁38的部分熔化可以由摩擦表面焊接过程所导致。在一些实施方式中，额外的空气释放槽可以被提供。

图9a和9b为图6的示例性壳体的分别沿其上的线A-A和B-B截取的横截面图。图9a示出了邻近空气释放槽40的气隙或气室64。如这些附图所示，气隙64被形成在内壁38与盖筋板52之间。气隙64通过盖筋板52与主体部筋板36的配合以及内壁38与内表面56的接合所界定，并且可以使得盖50能够相对于主体部22振动。气室64可以被称为中间室，并且可以阻止或禁止水进入壳体20的主体部22的内部室62。

下面参考图10a和10b，如用于电池监测系统的通过激光焊接而被连接的现有技术的壳体20’和盖50’的横截面图被示出。继续参考图9a和9b，图10a和10b示出了与例如在图9a和9b中示出的本文中描述的实施方式的加强的密封和制造特征相比现有技术的盖50’与壳体20’的主体部22’的连接之间的区别。

如图10a和10b所示，在现有技术设计中，壳体不包括通过槽41与主体部22’的内部62’连通的气隙或室。气隙的缺乏可能需要通过从顶部穿过盖50’的激光进行焊接，以连接主体部22’。为使能或允许激光焊接，盖50’必须具有如白色等颜色，该颜色允许激光穿过盖50’。该白色可能要求用外部的粘性纸质标签来标记。现有技术设计缺乏气隙可以使得通过毛细作用而进水且使得水侵入壳体22’的内部具有较短的路径。

如前文所描述的，且参考图9a和9b，空气释放槽40和气隙64或中间室可以使得盖50能够通过摩擦表面焊接而被连接至主体部22。与如图10a和10b中所示的通过激光焊接将盖50’连接至壳体20’相比，摩擦表面焊接可以以更低的成本进行。气隙64还可以很好地禁止或很大地减少水进入壳体20的内部64。如同样在前文所描述的，盖50和主体部22可以由相同的材料制成，该材料可以是适合的塑料材料，且具有相同的颜色。该材料可以具有深色，以使得能够通过激光标刻来标记盖50或主体部22。

如从前述内容容易地明显得出的，如用于与电池监测系统一同使用的壳体20的多种实施方式已经被示出并描述。壳体20可以具有盖50，盖50具有在壳体壁24与盖50之间的气室64。用于制造这种壳体20的方法已经被示出并描述。这样的具有气室64的壳体20可以减少水进入壳体20中。这样的壳体20还可以降低成本，这种降低成本是通过使用摩擦表面焊接而不是激光焊接来将盖50连接至壳体20，以及通过允许黑的或深色的壳体50的使用，从而允许盖50通过激光标刻而被标记并消除对于粘性的纸质标签的需要。

虽然示例性实施方式在上文被描述，但这些实施方式并不意在描述本公开的所有的可能的形式。而是，在说明书中使用的词语为描述的词语而非限制，且可以理解的是，多种改变可以被做出而不偏离所附权利要求的精神和范围。此外，本文示出并描述的多种实施方式的特征可以被结合以形成其他实施方式。

Claims (20)

1.一种壳体，包括：

主体部，其包括界定具有周边的开口的至少一个壁，所述至少一个壁具有筋板以及围绕所述开口的周边从其延伸的内壁，所述内壁具有形成于其中的空气释放槽；以及

盖，其具有界定周边的边缘，所述盖包括围绕所述盖的周边从所述边缘延伸的筋板；

其中所述主体部的筋板、所述内壁和所述盖的筋板被配置为合作以将所述盖连接至所述主体部并且在所述盖的筋板与所述内壁之间界定气室。

2.根据权利要求1所述的壳体，其中所述主体部适合于容纳电子部件，所述部件被配置为用于连接至电池端子连接件。

3.根据权利要求1所述的壳体，其中所述气室有助于所述盖相对于所述主体部的振动，以通过摩擦焊接将所述盖连接至所述主体部。

4.根据权利要求3所述的壳体，其中所述内壁被配置为接合所述盖的内表面，以界定摩擦焊接区域。

5.根据权利要求1所述的壳体，其中所述气室通过所述空气释放槽与所述壳体的内部连通。

6.根据权利要求1所述的壳体，其中所述气室禁止水进入所述壳体中。

7.根据权利要求1所述的壳体，其中所述主体部和所述盖包括相同的塑料材料。

8.一种壳体，包括：

侧壁，所述侧壁从基体延伸并界定具有周边的开口，所述侧壁具有筋板以及围绕所述开口的周边从其延伸的内壁；

其中所述侧壁适合于与盖合作，以界定壳体室，所述盖具有界定周边的边缘并且包括围绕所述盖的周边从所述边缘延伸的筋板，其中所述盖的筋板和所述内壁在其间界定气室，且其中所述气室有助于所述盖相对于所述内壁的振动，以通过摩擦焊接将所述盖连接至所述内壁。

9.根据权利要求8所述的壳体，还包括盖，所述盖适合于与所述侧壁合作以将所述盖连接至所述侧壁，以界定所述壳体室。

10.根据权利要求8所述的壳体，其中所述气室通过形成在所述内壁中的空气释放槽与所述壳体室连通。

11.根据权利要求8所述的壳体，其中所述内壁被配置为接合所述盖的内表面，以界定摩擦焊接区域。

12.根据权利要求8所述的壳体，其中所述侧壁和所述基体适合于容纳电子部件，所述部件被配置为用于连接至电池端子连接件。

13.根据权利要求8所述的壳体，其中所述气室禁止水进入所述壳体室中。

14.根据权利要求9所述的壳体，其中所述侧壁和所述盖包括相同的塑料材料。

15.一种用于制造壳体的方法，所述壳体包括主体部和盖，所述主体部包括界定具有周边的开口的至少一个壁，所述至少一个壁具有筋板以及围绕所述开口的周边从其延伸的内壁，所述盖具有界定周边的边缘，所述盖包括围绕所述盖的周边从所述边缘延伸的筋板，所述方法包括：

使所述主体部和所述盖邻接，使得所述主体部的所述内壁接触所述盖的内表面；并且

使所述盖相对于所述主体部振动，以至少部分地熔化所述内壁和/或所述盖的内表面，以将所述盖连接至所述主体部；

其中所述盖的筋板和所述内壁在其间界定气室，且所述气室有助于所述盖相对于所述内壁的振动，以通过摩擦焊接将所述盖连接至所述内壁。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述主体部和所述盖包括相同的塑料材料。

17.根据权利要求15所述的方法，其中所述盖与所述主体部的连接界定壳体室，且所述气室通过形成在所述内壁中的空气释放槽与所述壳体室连通。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述气室禁止水进入所述壳体室中。

19.根据权利要求15所述的方法，其中所述主体部的所述内壁被配置为接合所述盖的内表面，以界定摩擦焊接区域。

20.根据权利要求17所述的方法，其中所述壳体室适合于容纳电子部件，所述部件被配置为用于连接至电池端子连接件。