CN104659628B - 具有拥有提供激光焊接通道的框架的母线组件的电气装置 - Google Patents

Abstract

一种电气装置，具有电气元件，其具有电极，和具有母线及框架的母线组件。母线由导电材料条制成，并且具有相对的第一和第二母线侧面。框架具有母线座和盖部件。母线座延伸穿过框架的第一框架侧面。母线被收入母线座并置于框架上以使第一母线侧面与第一框架侧面具有间隔从而使母线被框架完全包含。盖部件邻接第二母线侧面并设置辐射孔，其经配置以通过其接收激光焊机发出的激光束。将母线激光焊接到电极。

Description

具有拥有提供激光焊接通道的框架的母线组件的电气装置

相关申请的交叉引用

本申请要求提交于2013年11月15日、申请号为No.61/904,644的美国临时申请的权益。上述申请的全部公开通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及一种具有母线组件的电气装置，该母线组件拥有提供激光焊接通道的框架。

背景技术

本节提供与本公开有关的背景信息，且未必是现有技术。

多种电气装置运用母线(busbar)来连接电气元件，诸如将端子连接到电源。母线使用金属导体制作，并通常穿孔以减少母线重量和成本。按照惯例，在穿孔母线的外围会使用一种框架。该框架提供一种无需直接接触母线而将其抬升(例如通过装配技师的手指)的方法。这种配置有若干相关缺陷。

例如，因为该框架仅延展至母线周边，母线表面仍可能接触到其他物体，诸如装配技师的手指、或者粗糙的或不洁的表面。而且，该框架尚不够牢固以避免母线的不希望的弯折。此外，耦连该母线组件通常需要使用到螺纹紧固件。

鉴于上述陈述，业内存在对具有改良的母线组件的电气装置的需求。

发明内容

本节为本公开提供了总体概述，而并非所有情况或所有特征的全面公开。

在一种方式下，本公开提供了一种组件，其可以包括电气元件和母线组件。该电气元件包括电极。母线组件包括母线及框架。母线由导电材料条构成，并包括彼此相对的第一和第二母线侧面。该组件可以包括母线座和盖部件。该母线座可以延伸穿过框架的第一框架侧面。母线可以被收入母线座并置于框架上以使第一母线侧面与第一框架侧面具有间隔从而使母线被框架完全包含。盖部件可紧靠第二母线侧面并设置有辐射孔，其经配置以通过其从激光焊机接收激光束。

在某些配置中，该辐射孔至少部分地与电极同轴。

在某些配置中，该母线座设置有收入母线的凹槽。

在某些配置中，该母线通过压配与框架接合。

在某些配置中，该组件包括夹具，其被配置为夹紧电气元件与母线组件。

在某些配置中，该夹具包括孔，其与盖部件上的辐射孔同轴。

在某些配置中，该夹具包括至少另外一个孔，盖部件包括至少另外一个辐射孔，并且电气元件包括至少另外一个电极。每个辐射孔可以位于与某相应电极同轴处。每个夹具上的孔可以位于与某相应的盖部件上的辐射孔同轴处。

在某些配置中，夹具上的孔具有锥度以使该孔包括在框架近端的第一位置的第一直径，和在框架远端的第二位置的第二直径。

在某些配置中，第二直径大于第一直径。

在某些配置中，框架是由不导电的材料制成。

在另一种方式下，本公开提供了一种组件，其可以包括电气元件和母线组件。该电气元件可以包括多个电极。母线装配可以包括母线及框架。母线由导电材料构成，并包括相对的第一和第二母线侧面。框架由不导电的材料制成，并且可包括根据母线座设置的凹槽。该凹槽可以延展进入到与第二框架侧面相对的第一框架侧面。母线可以被收入凹槽并紧靠母线座，第一母线侧面与第一框架侧面具有间隔从而使母线被完全排列在第一和第二框架侧面中。第一母线侧面与电极相接。该框架可以设置多个辐射孔，其延伸穿过第二框架侧面并进入凹槽内。每个辐射孔均可以至少部分地位于与相应的某电极同轴处。该辐射孔可以被配置以在允许来自激光焊机的激光束经由辐射孔通过的同时，限制母线与外来物体之间的接触。

在某些配置中，该装配包括夹具，其包括多个位于与框架中的相应的辐射孔同轴处的孔。

在某些配置中，该夹具上的孔具有锥度以使每个孔包括在框架近端的第一位置的第一直径和在框架远端的第二位置的第二直径，第二直径大于第一直径。

在又一种方式下，本公开提供了一种方法，其可以包括：提供具有多个电极的电气元件，并将母线嵌入到母线框架的凹槽中以使得整个母线设置在母线框架的相对的第一和第二母线框架侧面之间，凹槽延伸入第一母线框架侧面。母线框架可以包括多个延伸穿过第二侧面并进入凹槽的辐射孔。该方法也可以包括：固定与设置凹槽的母线座相关的母线；将母线设置于与电极相接触的位置以使每个母线框架上的辐射孔至少部分地与相应的某电极同轴；以及将母线以促进其间电气通信的方式固定连接到电极。

在某些配置中，该方法包括：将夹具设置于与母线框架的第二侧面相接触的位置。

在某些配置中，该夹具包括多个孔。设置夹具的位置可包括至少部分地调整每个孔，使其与框架上的相应的某辐射孔同轴。

在某些配置中，将母线固定连接到电极包括将母线激光焊接到电极。

在某些配置中，将母线激光焊接到电极包括引导多个激光束中的每一束穿过在母线框架上的相应的某辐射孔。

在某些配置中，将母线激光焊接到电极包括引导多个激光束中的每一束穿过夹具上的相应的某孔。

在某些配置中，该方法包括，当激光束的能量开始熔化母线以及电极中至少之一时，利用夹具对框架施加驱使母线移向电极的力。

在某些配置中，该方法包括：在母线已经被熔至电极上后，从框架移除夹具。

依据此处提供的描述，进一步的应用范围将显而易见。在本发明内容中的描述及特定示例仅意为解释性目的，并不意图限制本公开的范围。

附图说明

此处描述的附图仅仅是用于解释所选实施例而非所有可能的实施方案的目的，且并非试图限定本公开的范围。

图1为根据本公开的教导构造的具有母线组件的示例性的电气装置的透视图。

图2为示出母线组件更多细节的、图1中电气装置的一部分的透视图；且

图3为描绘用来激光焊接母线组件至电气元件的端子的激光焊机及夹具的剖视图。

在附图的若干视图中，相应的标号表示相应的部分。

具体实施方式

现将参照附图更全面地描述实施例。

提供实施例将使本公开更加深入、全面地向本领域技术人员表达其范围。其阐明了多个具体细节，诸如特定元件、装置及方法的样例，以提供对本公开的实施例的深入了解。本领域技术人员易于明了的是，可以不必采用具体细节，实施例可以以多种不同方式实施，且不意图限制本公开的范围。在某些实施例中，众所周知的过程、装置结构以及技术将不做细节描述。

此处所用的术语仅用于特定实施例的描述目的，并非意图进行限制。如此处所用到的，单数形式的“一个(a)”，“一个(an)”和“这个(the)”也可以意图包括复数形式，除非文中明确指出不包括。术语“包含(comprises)”、“包含(comprising)”、“包括(including)”和“具有(having)”是包容性的，由此表明出现述及的特征、整数、步骤、操作、部件和/或元件，但不排除出现附加的一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、部件、元件和/或其组合。此处描述的该方法步骤、过程以及操作并不必要要求按照所探讨或示出的特定顺序出现，除非特别指出其出现的顺序。也应当理解，可以运用附加的或可选的步骤。

当部件或层被提及“在另外的部件或层上”、以及“接合至”、“连接至”或“耦连至”另外的部件或层时，可能是直接在另外的部件或层上、以及直接接合、连接或耦连至其他部件或层，或出现介于中间的部件或层。相反，当部件被提及“直接在其他部件或层上”、以及“直接接合”、“直接连接”或“直接耦连”到其他部件或层时，可能没有介于中间的部件或层存在。其它用于描述部件之间关系的词语应以类似的方式解读(例如“在…之间”相对于“直接在…之间”，“相邻”相对于“直接相邻”等)。如此处所用，词语“和/或”包括一个或多个相关列出词语的任一及所有组合。

虽然此处可能用到词语第一、第二、第三等等来描述不同的部件、元件、区域、层和/或部分，这些部件、元件、区域、层和/或部分不应被这些词语所限制。这些词语可能仅仅用于区分一个部件、元件、区域、层或部分与其他区域、层或部分。词语如“第一”、“第二”和其他数值项在此处使用时不意味着序列或顺序，除非文中明确指出。由此，以下讨论的第一部件、元件、区域、层或者部分在不偏离实施例教导的情况下，可以被叫做第二部件、元件、区域、层或者部分，

空间相关的术语，诸如“内部”、“外部”、“下方”、“下面”、“更低”、“上方”、“上面”等等，为易于描述起见，可在此处使用，以描述如图所示的某部件或特征与其他部件或特征之间的关系。空间相关的词语可意图包括除图中示出的方向之外的装置的不同使用或操作方向。例如，若图中的装置被翻转，所描述为在其他部件或特征“下面”或“下方”的部件则应以其他部件或特征的“上方”为方向。于是，示例词语“下方”包含了上方和下方两个方向。该装置可以是不同方向(旋转90度或在其它方向)，且对此处用到的空间相关描述做出相应解读。

参考附图图1，示例的电气装置由标号10整体上指出。电气装置10可以包括一个或多个电气元件12和母线组件14。电气元件12符合常规，且除指出每个电气元件12具有一个或多个由导电材料制成的电极20以外，不需要在此描述详尽细节。在提供的特定示例中，每个电气元件12为具有电极20的电池单元。而应当理解，电气元件12可以从包括熔断器、继电器以及电容的任何类型的电气元件中选择。同样，应当理解，电池单元的公开并不将本公开的范围限制为具有一个或多个电池单元的电气装置。

参考图2和3，母线组件14可以包括母线30和框架32。母线30可以由导电材料制成，其与电气元件12的电极20的导电材料兼容。在提供的示例中，电极20和母线30均由铝制成。母线30可以为固体，不穿孔的条型材料块。

框架32可以是注射成型的非导电性塑料元件，其可以包括母线座40和盖部件42。母线座40被配置为在其中收入母线30。母线座40可以被嵌入框架32，由此框架32的第一侧面50超出母线30的第一侧面52。换言之，当母线30被收入母线座40时，母线30被框架32完全包含。这种方式的配置可以减少当母线组件14停留在框架32的第一侧面50处时母线30的第一侧面52被不期望地接触到的风险。母线座40可被配置为以压配(press-fit)方式收入母线30。可选地，在框架32中可形成一个或多个锁环(未示出)并可以扣合(snap-fit)方式接合母线30。附加地或可选地，可以运用粘合剂(未示出)来保证母线30接入框架32。母线座40可以在盖部件42处终止，其可以部分覆盖母线30的第二个相对的侧面54。盖部件42可以设置一个或多个第一辐射孔60，其可提供穿过盖部件42至母线30的第二侧面54的路径。应当理解，盖部件42可以覆盖母线30，以防止母线30的第二侧面54与其他物体之间的所不期望的接触。盖部件42的厚度，或其中的部分，诸如围绕第一辐射孔60的凸起的部分，使得装配技师的手指的一部分插入这些第一辐射孔60中的某个并接触母线30的第二侧面54是困难的或不可能的。

特别参考图3，可以运用激光焊机70来将每个母线30焊接到相应的某电极20上。可以运用夹具72来将母线组件14夹紧到电气元件12，从而使得母线30的第一侧面52邻接电极20的侧面74。夹具72可以直接邻接到紧靠框架32的盖部件42处，并且可以设置一个或多个第二辐射孔78，其使得激光焊接机70可以接近母线30。在提供的示例中，第二辐射孔78的数量等于第一辐射孔60的数量，并且每个第二辐射孔78被排列在与相应的某第一辐射孔60同轴处。可以操作激光焊机70来产生一条或多条激光束90，其由第二和第一辐射孔78和60传输并加热母线30至母线30熔化到电极20上的点。应当理解，夹具72可以对母线装配14施加力，当激光束90的能量开始熔化母线30以及电极20中的一个或两个时，其驱使母线组件14移向电极20。

出于解释和描述的目的提供了上述实施例的描述。并不意图穷举或限制本公开。特定实施例的单个部件或特征通常不限制为该特定实施例，但，即使没有特别示出或描述，在适用情况下可以等同替代并用于选定实施例中。同样也可以多种方式变形。该种变形不应被视为本公开的偏离，而本公开的范围意图包含所有的此类修改。

Claims (20)

1.一种电气装置，包括：

具有电极的电气元件，以及

具有母线和框架的母线组件，所述母线由导电材料条制成，并且具有彼此相对的第一和第二母线侧面，所述框架具有设置有凹槽的母线座和盖部件，所述凹槽延伸穿过所述框架的第一框架侧面，所述母线被收入所述凹槽内并紧靠所述母线座以使所述第一母线侧面与所述第一框架侧面具有间隔从而使所述母线完全包含于所述框架之中，所述盖部件邻接所述第二母线侧面并包括经配置以延伸通过其从激光焊机接收激光束的辐射孔，所述电极延伸穿过所述第一框架侧面并进入所述凹槽内与所述母线接触。

2.根据权利要求1所述的电气装置，其中所述辐射孔至少部分地与所述电极同轴。

3.根据权利要求1所述的电气装置，进一步包括夹具，其经配置以夹紧所述电气元件与所述母线组件。

4.根据权利要求3所述的电气装置，其中所述夹具包括孔，其与所述盖部件上的所述辐射孔同轴。

5.根据权利要求4所述的电气装置，其中所述夹具包括至少另一个孔，所述盖部件包括至少另一个辐射孔，并且所述电气元件包括至少另一个电极，每个所述辐射孔位于与电极中相应的那个电极的同轴处，且每个所述夹具中的所述孔位于与所述盖部件中的所述辐射孔中相应的那个辐射孔的同轴处。

6.根据权利要求5所述的电气装置，其中所述夹具中的所述孔具有锥度以使得所述孔包括在所述框架近端的第一位置的第一直径和在所述框架远端的第二位置的第二直径。

7.根据权利要求6所述的电气装置，其中所述第二直径大于所述第一直径。

8.根据权利要求1至7任一所述的电气装置，其中所述框架由不导电的材料制成。

9.一种电气装置，包括：

具有多个电极的电气元件；以及

具有母线和框架的母线组件，所述母线由导电材料制成，并且具有相对的第一和第二母线侧面，所述框架由不导电的材料构成，并具有由母线座设置的凹槽，所述凹槽延伸进入到与所述框架的第二框架侧面相对的所述框架的第一框架侧面，所述母线被收入所述凹槽并紧靠所述母线座以使所述第一母线侧面与所述第一框架侧面具有间隔从而使所述母线完全设置在所述第一和第二框架侧面之间，所述第一母线侧面与所述电极相接触，所述框架设置有延伸穿过所述第二框架侧面并进入所述凹槽内的多个辐射孔，每个所述辐射孔均至少部分地位于与所述电极的相应的电极的同轴处，所述辐射孔经配置以在允许来自激光焊机的激光束经由其通过的同时限制所述母线与外来物体之间的接触，所述电极延伸穿过所述第一框架侧面并进入所述凹槽内与所述母线接触。

10.根据权利要求9所述的电气装置，进一步包括夹具，其包括多个位于与所述框架中的相应的辐射孔同轴处的孔。

11.根据权利要求10所述的电气装置，其中所述夹具中的孔具有锥度以使得每个所述孔包括在所述框架近端的第一位置的第一直径和在所述框架远端的第二位置的第二直径，所述第二直径大于所述第一直径。

12.一种放置母线的方法，包括：

提供具有多个电极的电气元件；

将所述母线嵌入到母线框架的凹槽中以使得整个母线设置在所述母线框架的第一侧面和所述母线框架的盖部件之间，所述凹槽延伸入所述母线框架的第一侧面；

固定与设置所述凹槽的母线座相关的所述母线；

将所述母线设置于与所述电极相接触的位置以使所述电极延伸穿过所述母线框架的所述第一侧面并进入所述凹槽内与所述母线接触以及以使延伸穿过所述盖部件的多个辐射孔至少部分地与所述电极中的相应的电极同轴；以及

将所述母线以促进其间电气通信的方式固定连接到所述电极。

13.根据权利要求12所述的方法，进一步包括：将夹具设置于与所述母线框架的第二侧面相接触的位置。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述夹具包括多个孔，且其中设置所述夹具的位置包括至少部分地调整每个孔，使其与所述母线框架中的所述辐射孔中的相应的辐射孔同轴。

15.根据权利要求12至14任一所述的方法，其中将所述母线固定连接到所述电极包括：将所述母线激光焊接到所述电极。

16.根据权利要求15所述的方法，其中将所述母线激光焊接到所述电极包括：引导多个激光束中的每一束穿过在所述母线框架中的所述辐射孔中的相应的辐射孔。

17.根据权利要求14所述的方法，其中将所述母线固定地连接至所述电极包括将所述母线激光焊接到所述电极，将所述母线激光焊接到所述电极包括：引导多个激光束中的每一束穿过所述夹具中的所述孔中的相应的孔。

18.根据权利要求17所述的方法，进一步包括：当激光束的能量开始熔化所述母线以及所述电极中至少之一时，利用所述夹具对所述母线框架施加驱使所述母线移向所述电极的力。

19.根据权利要求13、14、17和18任一所述的方法，进一步包括在所述母线已经被熔至所述电极上之后，从所述母线框架移除所述夹具。

20.根据权利要求12至14以及17至18任一所述的方法，使用权利要求1至11任一所述的电气装置来提供所述电气元件以及包括所述母线和所述母线框架的母线组件。