CN104577021A - 汇流条定位装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明为汇流条定位装置和方法。根据本公开的一个示例性方面的一种蓄电池总成，除其他之外还包括端子夹持器、至少部分被该端子夹持器包围的端子、及可与端子夹持器连接的汇流条模块。端子夹持器和汇流条模块之一包括至少一个用于将汇流条模块定位于相对于该端子的焊接位置中的定位装置。

Description

汇流条定位装置和方法
技术领域
本公开涉及一种电气化车辆，且更具体地，但并非排除性地涉及将汇流条电连接至该电气化车辆的蓄电池总成的端子。
背景技术
混合动力车辆(HEV)、插电式混合动力车辆(PHEV)、电池电动车辆(BEV)、燃料电池车辆及其他已知的电气化车辆因它们由一个或多个电机(即电动机和/或发电机)替代或者辅助内燃机提供动力而不同于常规的机动车辆。通常由存储用于向(一个或多个)电机提供动力的电力的一个或多个蓄电池总成提供高电压电流。
电气化车辆蓄电池总成包括一个或多个被设置为串联或串并联串的蓄电池单元以获得对驱动该电气化车辆而言必需的电压和功率水平。必须将蓄电池单元可靠地相互连接以实现这些电压和功率水平。可使用汇流条以电连接蓄电池总成的蓄电池单元。通常通过螺栓连接将汇流条定位和固定于蓄电池单元的端子。
发明内容
根据本公开的示例性方面的蓄电池总成除了其他以外还包括端子夹持器、至少部分被该端子夹持器包围的端子、及可连接于该端子夹持器的汇流条模块。端子夹持器和汇流条模块之一包括至少一个定位装置以将汇流条模块设置于相对于该端子的焊接位置中。
在前述蓄电池总成的进一步的非限制性实施例中，至少一个定位装置包括销结构。
在任一前述蓄电池总成的进一步的非限制性实施例中，将销结构接收于其他端子夹持器和汇流条模块的开口内。
在任一前述蓄电池总成的进一步的非限制性实施例中，至少一个定位装置自端子夹持器延伸。
在任一前述蓄电池总成的进一步的非限制性实施例中，至少一个定位装置自汇流条模块延伸。
在任一前述蓄电池总成的进一步的非限制性实施例中，至少一个定位装置包括多个被设置为卡扣入其他端子夹持器和汇流条模块的开口中的多个夹。
在任一前述蓄电池总成的进一步的非限制性实施例中，该汇流条模块包括壳体和汇流条。
在任一前述蓄电池总成的进一步的非限制性实施例中，将至少一个凸部设置为相对于壳体保持汇流条。
在任一前述蓄电池总成的进一步的非限制性实施例中，该端子包括与汇流条模块接触的平台(landing)和与该端子夹持器接触的基部。
在任一前述蓄电池总成的进一步的非限制性实施例中，该平台沿第一平面延伸且基部沿与该第一平面隔开的第二平面延伸。
根据本公开的示例性方面的蓄电池总成，除了其他以外还包括端子夹持器和被设置为附接于端子夹持器的汇流条模块。端子夹持器和汇流条模块之一包括被设置为包括定位装置和其他端子夹持器，且该汇流条模块包括被设置为接收该定位装置的开口。
在前述蓄电池总成的进一步的非限制性实施例中，端子至少部分在端子夹持器和汇流条模块之间延伸。
在任一前述蓄电池总成的进一步的非限制性实施例中，该端子包括沿第一平面延伸的平台和沿与第一平面隔开的第二平面延伸的基部。
在任一前述蓄电池总成的进一步的非限制性实施例中，该定位装置包括自端子夹持器延伸的销结构。
在任一前述蓄电池总成的进一步的非限制性实施例中，该定位装置包括自汇流条模块延伸的夹。
根据本公开的另一个示例性方面的方法，除其他之外还包括，将汇流条模块相对于蓄电池总成的端子定位，使汇流条模块连接至端子夹持器，且在连接步骤之后将汇流条模块焊接至端子。
在前述方法的进一步的非限制性实施例中，定位的步骤包括将端子夹持器和汇流条模块之一的销结构插入其他端子夹持器和汇流条模块中的开口中。
在任一前述方法的进一步的非限制性实施例中，定位的步骤包括将端子夹持器和汇流条模块之一的夹插入其他端子夹持器和汇流条模块中的开口中。
在任一前述方法的进一步的非限制性实施例中，连接的步骤包括将汇流条模块卡扣至端子夹持器上。
在任一前述方法的进一步的非限制性实施例中，焊接的步骤包括将焊接工具相对于汇流条模块的窗口设置，且使用焊接工具将汇流条模块的汇流条焊接至端子。
前述段落、权利要求书或以下说明和附图的实施例、实例和备选，包括任意它们的各种方面或各单独的特征，可独立地或组合地采用。可将与一个实施例相关地描述的特征适用于所有的实施例，除非这样的特征是不兼容的。
由以下详细说明本领域技术人员将清楚本公开的各种特征和优点。可将附属于详细说明的附图简要介绍为如下。
附图说明
图1示意性解释了电气化车辆的动力系统。
图2解释了可被纳入电气化车辆中的蓄电池总成。
图3解释了蓄电池单元的示例性端子。
图4解释了示例性汇流条模块。
图5解释了用于将蓄电池总成的蓄电池单元和汇流条模块电连接的方法。
图6解释了用于将汇流条模块相对于蓄电池端子定位的定位装置。
图7解释了另一个示例性蓄电池总成。
具体实施方式
本公开涉及用于将汇流条模块相对于电气化车辆蓄电池总成的蓄电池单元的端子定位的装置和方法。可将该定位装置纳入汇流条模块或端子夹持器中，且定位装置设置为横向或垂直地将汇流条模块定位在相对于该端子的合适的位置处。一旦定位，可将汇流条模块的汇流条焊接至端子以电连接该蓄电池总成的蓄电池单元。本文中更详细地讨论了这些和其它特征。
图1示意性解释了用于电气化车辆12例如HEV的动力系统10。尽管被描述为HEV，应理解本文中所述的该概念并不限于HEV且可延伸至其它电气化车辆，包括但不限于PHEV、BEV和燃料电池车辆。
在一个实施例中，动力系统10为利用包括发动机14和发电机16(即第一电机)的组合的第一驱动系统和包括至少电动机36(即第二电机)、发电机16和蓄电池总成50的第二驱动系统的功率分流式系统。例如，电动机36、发电机16和蓄电池总成50可构成该动力系统10的电驱动系统25。第一和第二驱动系统产生扭矩以驱动电气化车辆12的一组或多组的车辆主动轮30，如以下更详细地讨论的。
可通过动力传输单元18将发动机14(例如内燃机)和发电机16连接。在一个非限制性实施例中，动力传输单元18是行星齿轮组。当然可使用其他类型的动力传输单元，包括其他齿轮组和传动装置来连接发动机14至发电机16。该动力传输单元18可包括环形齿轮20、太阳齿轮22和托架组件24。当充当发电机以将动能转化为电能时，由动力传输单元18驱动发电机16。该发电机16可选择地充当发动机以将电能转化为动能，由此向连接至动力传输单元18的托架组件24的轴26输出扭矩。因为将发电机16操作性地连接至发动机14，所以可通过发电机16控制发动机14的速度。
可通过第二动力传输单元32将动力传输单元18的环形齿轮20连接至与车辆主动轮30相连的轴28。第二动力传输单元32可包括具有多个齿轮34A、34B、34C、34D、34E及34F的齿轮组。其他动力传输单元也可以是适合的。齿轮34A-34F可将来自发动机14的扭矩传输至差速器38以向车辆主动轮30提供牵引力。该差速器38可包括多个能够传输扭矩至车辆主动轮30的齿轮。通过差速器38以将第二动力传输单元32与车桥40机械耦合，以分配扭矩至车辆主动轮30。
还可利用电动机36通过输出扭矩至也连接于第二动力传输单元32的轴46以驱动该车辆主动轮30。在一个实施例中，电动机36和发电机16是再生制动系统的一部分，其中可将电动机36和发电机16用作电动机以输出扭矩。例如，电动机36和发电机16可分别输出电能至高电压总线48和蓄电池总成50。蓄电池总成50可为能够输出电能以操作电动机36和发电机16的高电压蓄电池。还可纳入其他类型的储能装置和/或输出装置，以和电气化车辆12一起使用。
电动机36、发电机16、动力传输单元18和动力传输单元32总体上可被称为电气化车辆12的变速驱动桥42或传动装置。因此，当驾驶员选择特定的换档杆位置时，适当地控制变速驱动桥42以提供相应的档位，用于通过向车辆主动轮30提供牵引力以使电气化车辆12前进。
动力系统10可额外地包括用于监控和/或控制该电气化车辆12的各方面的控制系统44。例如，控制系统44可与电驱动系统25、动力传输单元18、32或其他部件通讯，以监控和/或控制该电气化车辆12。控制系统44包括电子装置和/或软件以进行用于操作该电气化车辆12的必需的控制功能。在一个实施例中，该控制系统44是车辆系统控制器和动力系统控制模块的组合(VSC/PCM)。尽管将其显示为单一硬件装置，该控制系统44可包括处于多硬件装置形式的多个控制器或一个或多个硬件装置内的多个软件控制器。
控制器区域网络(CAN)52允许控制系统44与变速驱动桥42通讯。例如，控制系统44可从变速驱动桥42接收表明是否出现换档杆位置之间的转换的信号。控制系统44还可与蓄电池总成50的蓄电池控制模块或其他控制装置通讯。
额外地，电驱动系统25可包括一个或多个控制器54，例如逆变器系统控制器(ISC)。该控制器54被设置为控制变速驱动桥42内的具体部件，例如发电机16和/或电动机36，例如用于支持双向功率流。在一个实施例中，控制器54为与可变变压器组合的逆变器系统控制器(ISC/VVC)。
蓄电池总成50为示例性储能装置，用于和电气化车辆12一起使用。蓄电池总成50可为能够输出电能以操作电动机36和/或发电机16的高电压蓄电池。还可将其他类型的储能装置和/或输出装置与电气化车辆12一起使用。蓄电池总成50可包括一个或多个蓄电池单元60(示意性显示于图1中)，例如锂离子蓄电池单元。必须将该蓄电池单元60相互电耦接以驱动电动机36和/或发电机16。以下更加详细地说明了用于电连接蓄电池单元60的示例性汇流条模块。
图2解释了可包括存储用于驱动该电气化车辆12(参见图1)的电机16、36的能量的两个或更多个蓄电池单元60的示例性蓄电池总成50。在此实施例中，显示了具有两个蓄电池单元的蓄电池总成50。但是，该蓄电池总成50可包括任何数目的本公开范围内的蓄电池单元60。蓄电池单元60的数目除其他设计标准以外可取决于由蓄电池总成50提供动力的负载的能量要求。
每一蓄电池单元60可包括自蓄电池单元60的表面69延伸的两个端子64。端子夹持器65大体上包围每一个端子64。在一个非限制性实施例中，一个端子夹持器65在每一端子64的周缘附近延伸。可将该端子夹持器65附接于表面69且可支持、保护和/或隔离该端子64。
可利用汇流条62以电连接该蓄电池总成50的蓄电池单元60。在一个实施例中，汇流条模块62连接至一个或多个端子夹持器65以相对于蓄电池单元60的端子64定位和固定该汇流条模块62。
在一个非限制性实施例中，端子64由金属导电材料制成，且汇流条模块62和端子夹持器65包括聚合物材料。还可在本公开的范围内使用其他材料。
图3解释了可被纳入该蓄电池总成50的蓄电池单元60的示例性端子64。在此实例中，端子64包括“跳水板”形状。例如，示例性端子64可包括平台66和基部68。连接部70连接平台66至基部68。在一个实施例中，使连接部70轻微地弯曲以连接平台66至基部68。可将端子64的平台66固定至汇流条模块62且其可悬停在端子夹持器65上，而端子64的基部68可被直接固定至端子夹持器65(参见图2的左侧)。
在一个非限制性实施例中，该平台66沿第一平面P1延伸且基部68沿第二平面P2延伸。可由距离D分隔第一平面P1与第二平面P2。换句话说，可相对于基部68轻微地升高该平台66。
图4解释了可被用来电连接蓄电池总成50(参见图2)的毗邻的蓄电池单元60的示例性汇流条模块62。该汇流条模块62可包括汇流条72和壳体74。汇流条72可由与端子64(参见图3)类似(或不类似)的金属、导电材料制成，而壳体74可由聚合物材料构成。
在一个实施例中，通过一个或多个凸部78保持汇流条72抵靠该壳体74的内表面76。凸部78可自该壳体74的侧壁79突出且向相对的侧壁79的方向延伸。可提供任何数目和构置的凸部以相对于壳体74保持汇流条72。
该汇流条模块62可额外地包括用于将汇流条模块62定位于相对于端子的焊接位置中的一个或多个定位装置80。例如，可能需要将汇流条模块62定位于适用于将汇流条72焊接至端子64的位置中以电连接蓄电池总成50(参见图2)的蓄电池单元60。
在一个非限制性实施例中，该汇流条模块62包括自该壳体74的侧壁79的底表面81向内延伸的多个定位装置80。可将任何数目的定位装置80设计为壳体74的一部分。该定位装置80可为凸部、夹或其他被设置为卡扣或连接至形成于端子夹持器65(参见图2)中的相应开口82的装置。当然，可以想到相对的设置，其中将定位装置形成为端子夹持器65的一部分，且开口形成于汇流条模块62中(参见例如图7)。
在一个非限制性实施例中，定位装置80包括凸耳85。可通过端子夹持器65的开口接收该凸耳85，且然后使该凸耳85抵靠端子夹持器65的表面(参见图2和5)以提供汇流条模块62和端子夹持器65之间的卡扣连接。
壳体74的至少一个侧壁(此处，侧壁79-A)可不包括任何定位装置80。一旦被连接并在焊接位置中，该汇流条模块62的侧壁79-A定位于(一个或多个)端子64上方，且因此并不需要和端子夹持器65(参见图2)配合的任何装置。
该汇流条模块62的壳体74可额外地包括一个或多个窗口84。如以下更加详细地讨论的，一旦汇流条模块62被准确定位和设置于焊接位置中，该窗口84可容纳用于将汇流条72焊接至(一个或多个)端子64的焊接工具。
继续参考图1-4，图5示意性解释了用于将蓄电池总成50的蓄电池单元60和汇流条模块62电连接的方法。首先通过定位装置80将汇流条模块62定位于相对于蓄电池单元60的端子64的焊接位置中。例如，可使汇流条模块62的壳体74的定位装置80对齐且直接位于端子夹持器65的开口82的上方。
接着，一旦该定位装置80被相对于开口82安置，可将汇流条模块62相对于端子夹持器65固定。在一个非限制性实施例中，可将定位装置80设置为夹，且将汇流条模块62卡扣适配于端子夹持器65上。一旦被连接，可使定位装置80的凸耳85抵靠包围端子夹持器65的开口82的表面87以保持汇流条模块62至端子夹持器65(参见图6)。一旦通过定位装置80被连接至端子夹持器65，且在X方向(第一横向)、Y方向(第二横向)和Z方向(垂直方向)每一个上正确定位，汇流条模块62被固定于焊接位置中。换句话说，定位装置80可在相对于(一个或多个)端子64的准确位置处横向和垂直地将汇流条模块定位。
一旦被设置于焊接位置中，可将汇流条模块62的汇流条72焊接至一个或多个端子64。在一个实施例中，可将焊接工具86相对于汇流条模块62的壳体74的窗口84设置，且可将其用于将汇流条72在焊接区W处直接焊接至端子64的平台66。该平台66可为平坦的或平面的，以促进接收焊接区W。示例性焊接区W可为激光焊接的搭接接头、超声焊接区、电阻焊接区等。焊接过程融化汇流条72至端子64的一部分以电连接相邻的蓄电池单元60。可使用几个分隔的焊接W以固定汇流条72至端子64。
在图7中解释了另一个示例性蓄电池总成150。在本公开中，在适用的情况下，相似的附图标记指代相似的要素，其中增加了100或其倍数的的附图标记指代被理解为纳入了相应的初始要素的相同的特征和益处的修改的要素。
在备选的实施例中，定位装置180自端子夹持器165，而不是蓄电池总成150的汇流条模块162延伸。可通过形成于汇流条模块162中的开口182接收定位装置180，以将汇流条模块162固定至端子夹持器165。在一个非限制性实施例中，定位装置180包括销结构190。该销结构190可具有圆形横截面、矩形横截面、锥形横截面等。该销结构190限制了汇流条模块162相对于蓄电池单元160的端子164的横向移动。一旦通过该开口182接收该销结构190，可以与显示于图5中类似的方式来将该端子164的平台166焊接至该汇流条模块162的汇流条72。
尽管已将不同的非限制性实施例描述为具有具体的部件或步骤，但本公开的实施例并不限于这些特定的组合。可将来自于任一非限制性实施例中的一些部件或特征与来自其他非限制性实施例的特征或部件组合使用。
应理解相似的附图标记在所有几幅附图中标识相应的或相似的要素。应理解尽管在这些示例性实施例中公开了特定的部件设置，但其他设置也可获益于本公开的教导。
应将前述描述解释为说明性的而绝非限制目的。本领域的技术人员会理解可在本公开的范围内可作出一定改变。由于这些原因，应研究下述权利要求书应以确定本公开的实际范围和内容。

Claims (10)

1.一种蓄电池总成，其特征在于，包含：
端子夹持器；
由所述端子夹持器至少部分包围的端子；
可连接至所述端子夹持器的汇流条模块；及
所述端子夹持器和所述汇流条模块之一包括至少一个用来将所述汇流条模块定位于相对于所述端子的焊接位置的定位装置。
2.根据权利要求1所述的蓄电池总成，其特征在于，所述至少一个定位装置包括销结构。
3.根据权利要求2所述的蓄电池总成，其特征在于，在其他的所述端子夹持器和所述汇流条模块的开口内接收所述销结构。
4.根据权利要求1所述的蓄电池总成，其特征在于，所述至少一个定位装置自所述端子夹持器延伸。
5.根据权利要求1所述的蓄电池总成，其特征在于，所述至少一个定位装置自所述汇流条模块延伸。
6.根据权利要求1所述的蓄电池总成，其特征在于，所述至少一个定位装置包括被设置为卡入其他的所述端子夹持器和所述汇流条模块的开口内的夹具。
7.根据权利要求1所述的蓄电池总成，其特征在于，所述汇流条模块包括壳体和汇流条。
8.根据权利要求7所述的蓄电池总成，其特征在于，包含至少一个被设置为相对于所述壳体保持所述汇流条的凸部。
9.根据权利要求1所述的蓄电池总成，其特征在于，所述端子包括接触所述汇流条模块的平台和与所述端子夹持器接触的基部。
10.根据权利要求9所述的蓄电池总成，其特征在于，所述平台沿第一平面延伸，所述基部沿与所述第一平面隔开的第二平面延伸。
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