CN107078261B - 具有牺牲互连件的蓄电池模块的引线框架 - Google Patents

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Abstract

本公开包括具有功率组件的蓄电池模块，所述功率组件包括多个蓄电池单元和多个汇流条，所述汇流条将所述多个蓄电池单元的每一者的端子电联接至所述多个蓄电池单元的相邻蓄电池单元的端子。所述蓄电池模块还包括引线框架，所述引线框架包括多个电池单元分接头和多个引线；所述多个电池单元分接头分别电联接至所述功率组件的所述多个汇流条，所述引线从所述多个电池单元分接头延伸。所述引线框架还包括多个可移除互连件，所述多个可移除互连件在组装之后断开以使所述多个电池单元分接头彼此电隔离并且使所述多个引线彼此电隔离。

Description

具有牺牲互连件的蓄电池模块的引线框架
相关申请的交叉引用
本申请要求于2014年8月18日提交的标题为“塑料模块外壳中的集成风扇管道(INTEGRATED FAN DUCTING IN A PLASTIC MODULE HOUSING)”的美国临时申请No.62/038,670的优先权和利益，该申请据此以引用的方式并入本文。
背景技术
本公开整体涉及蓄电池和蓄电池模块领域。更具体地，本公开涉及锂离子(Li离子)蓄电池模块的外壳设计。
该部分旨在向读者介绍本领域的各个方面，这些方面可涉及本公开在下文描述的各个方面。相信此论述有助于向读者提供背景信息以便于本公开的各个方面的更好理解。因此，应当理解，这些陈述以该角度来阅读，并且不视为对现有领域的承认。
使用一个或多个蓄电池系统以用于对车辆提供所有或一部分的原动力的车辆可称为xEV，其中术语“xEV”在本文中定义为包括所有将电功率用于其所有或一部分车辆原动力的车辆或其任何变型或组合。例如，xEV包括将电功率用于所有原动力的电动车辆(EV)。如本领域的技术人员将理解，也视为xEV的混合动力电动车辆(HEV)将内燃机推进系统和蓄电池供能电动推进系统(诸如48伏特(V)或130V系统)相组合。术语HEV可包括混合动力电动车辆的任何变型。例如，全混合动力系统(FHEV)可利用一个或多个电动机，仅利用内燃机或利用两者将原动力和其它电功率提供至车辆。相比之下，轻度混合动力系统(MHEV)在车辆空转时停用内燃机，并利用蓄电池系统来持续对空气调节单元、收音机或其它电子装置供能和在需要推进时重新启动引擎。轻度混合动力系统还可应用一定程度的功率辅助，例如在加速期间，以作为内燃机的补充。轻度混合动力通常为96V至130V，并且通过集成皮带或曲柄的启动器发电机回收制动能量。另外，微混合动力电动车辆(mHEV)也使用类似于轻度混合动力的“启停”系统，但是mHEV的微混合动力系统可向内燃机供应或不供应功率辅助并且以低于60V的电压操作。出于当前讨论的目的，应当指出的是，mHEV通常技术上不将直接提供至曲轴或传动装置的电功率用于车辆的任何部分原动力，但是mHEV仍可视为xEV，因为其在车辆空转(其中内燃机停用)和通过集成的启动器发电机回收制动能量时使用电功率来作为车辆的功率需求的补充。此外，插入式电动车辆(PEV)为可从外部电源(诸如壁插座)进行充电的任何车辆，并且存储于可充电电池组中的能量驱动或有助于驱动车轮。PEV为EV的子类，包括纯电动车辆或蓄电池电动车辆(BEV)、插入式混合动力电动车辆(PHEV)，以及混合动力电动车辆和常规内燃机车辆的电动车辆转型。
相比于仅使用内燃机和传统电气系统(通常为由铅酸蓄电池供能的12V系统)的较传统气体供能车辆，上文所描述的xEV可提供多个优点。例如，相比于传统内燃机车辆，xEV可产生较少不期望的排放产物并且可表现出较大燃料效率，并且在一些情况下，此类xEV可完全消除汽油的使用，如同某些类型的EV或PEV那样。
随着技术持续发展，需要对此类车辆提供经过改善的功率源，特别是蓄电池模块。例如，可期望的是在操作期间监测蓄电池模块的个体蓄电池单元的性能。然而，因为某些类型的蓄电池模块包括很多(例如，8个、10个、12个、20个或更多个)蓄电池单元，所以在不对蓄电池模块的设计增加大量成本和复杂性的情况下在蓄电池单元层面实现性能监测可能是有挑战性的。
发明内容
本文所公开的某些实施例的概述在下文给出。应当理解，这些方面仅用于向读者提供这些特定实施例的简要概述并且这些方面不旨在限制本公开的范围。实际上，本公开可涵盖下文可能未阐述的各个方面。
本公开包括具有功率组件的蓄电池模块，该功率组件包括多个蓄电池单元和多个汇流条，该多个汇流条将多个蓄电池单元的每一者的端子电联接至多个蓄电池单元的相邻蓄电池单元的端子。蓄电池模块还包括引线框架，该引线框架包括多个电池单元分接头和多个引线；该多个电池单元分接头分别电联接至功率组件的多个汇流条的对应一者，该多个引线从多个电池单元分接头延伸。引线框架还包括多个断开互连件，该多个断开互连件使多个电池单元分接头彼此电隔离并且使多个引线彼此电隔离。
本公开还包括一种用于制造锂离子蓄电池模块的组件。该组件包括固定至聚合物外壳盖的互连金属引线框架。该互连金属引线框架包括多个电池单元分接头，该多个电池单元分接头在结构上由第一多个互连件连接在一起，其中第一多个互连件配置为待断开的，以使多个电池单元分接头彼此电隔离。金属引线框架包括多个引线，该多个引线分别电联接至多个电池单元分接头，其中多个引线在结构上由第二多个互连件连接，并且其中第二多个互连件配置为待断开的，以使多个引线彼此电隔离。
本公开还包括一种制造蓄电池模块的方法。该方法包括将互连金属引线框架联接至聚合物外壳盖，其中互连金属引线框架包括多个电池单元分接头、多个引线和多个互连件。该方法包括同时断开互连金属引线框架的多个互连件中的所有互连件，使得引线框架的多个引线的每一者彼此电隔离，并且使得引线框架的多个电池单元分接头的每一者彼此电隔离，以形成金属引线框架。
附图说明
阅读下述详细说明并参考附图，本公开的各个方面可更好地理解，其中：
图1为具有根据这些实施例配置成对车辆的各种部件提供功率的蓄电池系统的车辆的透视图；
图2为图1的车辆和蓄电池系统的实施例的剖面示意图；
图3为根据本公开的一个方面的用于图1的车辆中的蓄电池模块的实施例的分解透视图；
图4为根据本公开的一个方面的用于图3的外壳盖组件的引线框架的实施例的透视图；
图5为根据本公开的一个方面的用于图3的蓄电池模块的外壳盖组件的实施例的透视图；
图6为根据本公开的一个方面的图3的蓄电池模块的实施例的俯视图；和
图7为用于制造图3的蓄电池模块的方法的实施例的流程图。
具体实施方式
下文将描述一个或多个具体实施例。为提供这些实施例的简洁描述，本说明书未描述实际实施方式的所有特征。应当理解，在任何此类实际实施方式的开发中，如在任何工程或设计项目中，必须做出许多实施方式具体决策以达到开发者的特定目标，诸如符合系统相关和业务相关约束条件，这些约束条件根据实施方式可变化。此外，应当理解，此类开发努力可为复杂的并且耗时的，然而对于受益于本公开的普通技术人员而言将为设计、制作和制造的例行任务。
本文所描述的蓄电池系统可用于向各种类型的电动车辆(xEV)和其它高电压能量储存/消耗应用(例如，电网功率存储系统)提供功率。此类蓄电池系统可包括一个或多个蓄电池模块，每个蓄电池模块具有外壳和多个蓄电池单元(例如，锂离子(Li离子)电化学电池)，该多个蓄电池单元布置于外壳内以提供可用于对例如xEV的一个或多个部件供能的特定电压和/或电流。作为另一个实例，根据这些实施例的蓄电池模块可并入固定式功率系统(例如，非机动车系统)或将功率提供至该固定式功率系统。
如上所述，可期望的是监测蓄电池模块的蓄电池单元的性能。例如，某些蓄电池模块包括控制单元，该控制单元在操作期间监测并控制蓄电池模块的一些方面。以具体实例的方式，此类蓄电池控制单元可监测蓄电池模块的功率组件中的多个点处的电压。蓄电池控制单元可使用该信息，可能结合蓄电池模块的其它已知或测定参数(例如，温度、日历寿命或循环寿命、蓄电池单元的数量等)，来确定或估计蓄电池模块的操作参数(例如，蓄电池模块的充电状态、蓄电池模块中剩余能量的量、蓄电池模块的剩余寿命，等等)。
因此，本公开涉及具有外壳盖的蓄电池模块的实施例，该外壳盖包括引线框架。如本文所用，“引线框架”是指导电通路(例如，金属引线)的集合，该导电通路彼此电隔离并且在多个点单个地接触蓄电池模块的功率组件(例如，在每个端子处，每个蓄电池单元之间，在每个汇流条处)，以允许由蓄电池控制单元执行多个电压测量。例如，在下文所讨论的某些实施例中，引线框架具有对应电池单元电压分接头，该对应电池单元电压分接头接触(例如，直接物理接触、电接触)蓄电池模块的功率组件的每个汇流条以允许蓄电池控制单元测量功率组件的蓄电池单元的每一者处或之间的电压。如下文更详细地讨论，所公开引线框架由“互连引线框架”形成，该“互连引线框架”在本文是指具有多个互连件(其也可称为牺牲互连件)的引线框架，该多个互连件将引线框架的引线彼此联接并且将引线框架的电池单元分接头彼此联接以用于结构支撑。如下文所解释，该互连引线框架通常并入蓄电池模块的外壳盖的聚合物部分中，并且随后，互连件被移除(例如，断开或切断)以使引线框架的电池单元分接头彼此电隔离和使得引线框架的引线彼此电隔离。如下文所讨论，所公开的设计和方法实现了引线框架由一体件制造(例如，冲压金属互连框架)，其中前述牺牲互连件提供充分结构支撑以减小或防止导电通路的变形，直至引线框架被固定于蓄电池模块的外壳盖中(并由外壳盖支撑)。
为便于说明，图1为车辆10的实施例的透视图，车辆10可利用再生制动系统。虽然下述讨论相关于具有再生制动系统的车辆，但是本文所描述的技术可适于以蓄电池捕获/存储电能的其它车辆，该其它车辆可包括电动供能车辆和气体供能车辆。
如上文所讨论，将期望的是，蓄电池系统12很大程度上兼容传统车辆设计。因此，蓄电池系统12可放置于车辆10中的容纳传统蓄电池系统的位置。例如，如所示，车辆10可包括蓄电池系统12，蓄电池系统12类似于典型内燃机车辆的铅酸蓄电池进行定位(例如，在车辆10的引擎盖之下)。此外，可以理解，蓄电池系统12可定位成便于管理蓄电池系统12的温度。例如，在一些实施例中，将蓄电池系统12定位于车辆10的引擎盖之下可允许空气导管将气流引导于蓄电池系统12之上并且冷却蓄电池系统12。
蓄电池系统12的更详细视图示出于图2中。如所示，蓄电池系统12包括储能部件13，储能部件13联接至点火系统14、交流发电机15、车辆控制台16，并且任选地联接至电动机17。一般来讲，储能部件13可捕获/存储车辆10中所生成的电能，并且输出电能以对车辆10中的电气装置供能。
换句话讲，蓄电池系统12可将功率供应至车辆电气系统的部件，这些部件可包括散热器冷却风扇、气候控制系统、电动助力转向系统、主动悬架系统、自动泊车系统、电动油泵、电动超级/涡轮增压器、电动水泵、加热挡风玻璃/除霜器、车窗升降电机、装饰灯、胎压监测系统、天窗电机控制器、电动座椅、警示系统、信息娱乐系统、导航特征、车道偏离报警系统、电动驻车制动器、外部灯，或其任何组合。以图解方式，在所描绘的实施例中，储能部件13将功率供应至车辆控制台16和点火系统14，点火系统14可用于起动(例如，启动)内燃机18。
另外，储能部件13可捕获由交流发电机15和/或电动机17所生成的电能。在一些实施例中，交流发电机15在内燃机18运行时可生成电能。更具体地，交流发电机15可将内燃机18的旋转所产生的机械能转换成电能。另外或另选地，当车辆10包括电动机17时，电动机17通过将车辆10的移动(例如，车轮的旋转)所产生的机械能转换成电能可生成电能。因此，在一些实施例中，储能部件13可捕获由交流发电机15和/或电动机17在再生制动期间所生成的电能。因此，交流发电机15和/或电动机17在本文中一般称为再生制动系统。
为便于捕获和供应电能，储能部件13可经由总线19电联接至车辆的电力系统。例如，总线19可允许储能部件13接收由交流发电机15和/或电动机17所生成的电能。另外，总线19可允许储能部件13将电能输出至点火系统14和/或车辆控制台16。因此，当使用12伏特蓄电池系统12时，总线19可承载通常在8伏特至18伏特之间的电力。
另外，如图所描绘，储能部件13可包括多个蓄电池模块。例如，在所描绘的实施例中，储能部件13包括锂离子(例如，第一)蓄电池模块20和铅酸(例如，第二)蓄电池模块22，其各自包括一个或多个蓄电池单元。在其它实施例中，储能部件13可包括任何数量的蓄电池模块。另外，虽然锂离子蓄电池模块20和铅酸蓄电池模块22描绘为彼此邻近，但是它们可定位于车辆周围的不同区域。例如，铅酸蓄电池模块22可位于车辆10的内部之中或附近，而锂离子蓄电池模块20可位于车辆10的引擎盖之下。
在一些实施例中，储能部件13可包括多个蓄电池模块以利用多种不同蓄电池化学性质。例如，当使用锂离子蓄电池模块20时，蓄电池系统12的性能可改善，因为锂离子蓄电池化学性质相比于铅酸蓄电池化学性质一般具有较高库仑效率和/或较高功率充电接收率(例如，较高最大充电电流或充电电压)。因此，蓄电池系统12的捕获、存储和/或分布效率可改善。
为便于控制电能的捕获和存储，蓄电池系统12可额外包括控制模块24。具体地，控制模块24可控制蓄电池系统12中的部件的操作，诸如储能部件13、交流发电机15和/或电动机17内的继电器(例如，开关)。例如，控制模块24可调控由每个蓄电池模块20或22所捕获/供应的电能的量(例如，以对蓄电池系统12降低定额和重新定额)，执行蓄电池模块20和22之间的负载平衡，确定每个蓄电池模块20或22的充电状态，确定每个蓄电池模块20或22的温度，控制由交流发电机15和/或电动机17所输出的电压，等等。
因此，控制模块24可包括一个或多个处理器26和一个或多个存储器28。更具体地，一个或多个处理器26可包括一个或多个专用集成电路(ASIC)、一个或多个现场可编程门阵列(FPGA)、一个或多个通用处理器，或其任何组合。另外，一个或多个存储器28可包括易失性存储器，诸如随机存取存储器(RAM)，和/或非易失性存储器，诸如只读存储器(ROM)、光驱、硬盘驱动器或固态驱动器。在一些实施例中，控制模块24可包括部分的车辆控制单元(VCU)和/或独立蓄电池控制模块。
根据本公开的锂离子(Li离子)蓄电池模块20的一个实施例的分解透视图示出于图3中。在所示实施例中，蓄电池模块20包括容纳于蓄电池模块20的外壳31中的若干个体电化学电池30(例如，棱柱Li离子电化学电池)。所示外壳31包括在外壳31的端部38、40之间延伸的两个侧面34、36。分隔件42在两个侧面34、36之间延伸，其中分隔件42限定电化学电池30延伸通过其中的隔室。例如，每个电化学电池30可由两个相邻分隔件42所限定的对应隔室接纳。在一些实施例中，外壳31可不包括分隔件42。例如，外壳31可包括开放内部，该开放内部配置成接纳电化学电池30，电化学电池30堆叠在一起并且插入外壳31的开放内部中。
继续所示实施例，电化学电池30均包括基部端部44、端子端部46(具有自其延伸的端子48)和两个宽面50(例如，宽侧)，两个宽面50彼此相对并且在基部端部44和端子端部46之间延伸。电化学电池30还包括薄或窄面51(例如，薄侧、薄面、窄侧、居间面、居间侧)，薄或窄面51在基部端部44、端子端部46和两个宽面50之间延伸。应当指出的是，在其它实施例中，窄面51可不为窄的，并且窄面51可实际上为在两个宽面50之间延伸的弯曲部。术语“窄”旨在区分所示实施例中的窄面51和宽面50，但在另一实施例中，侧50、51(例如，面)的尺寸可设定成不同于所示。在所示实施例中，电化学电池30设置于外壳31中，使得相邻电化学电池30的面50设置成彼此相邻并且由分隔件42之一隔开。然而，应当指出的是，外壳31可不包括分隔件42。例如，所有电化学电池30可以进行单行的宽面50至宽面50的堆叠，并且该单行可设置于外壳31中(例如，不具有分隔件42)。另外，用于根据本公开的蓄电池模块20的电化学电池30的几何结构可改变。例如，电化学电池30可为圆柱形电化学电池、棱柱电化学电池、袋型电池，或一些其它类型的电池。外壳31还可包括不同于所示实施例中所示的几何结构。例如，外壳31可配置成(例如，成形为、尺寸设定成、取向为)容纳所示实施例中所示那些之外的电化学电池30。
如图所示，蓄电池模块20包括联接机构52以用于联接相邻电化学电池30的端子48以形成蓄电池模块的功率组件49。如本文所用的术语“功率组件”是指经由联接机构52联接在一起的蓄电池单元30。在某些实施例中，联接机构52通过提供同类端子48(例如，两个正极端子48)或不同类端子48(例如，一个正极端子48和一个负极端子48)之间的电气路径可将电化学电池30串行或并行联接。在所示实施例中，相邻电化学电池30串行联接，并且这些联接在蓄电池模块20的整个功率组件49重复。这样，端部端子48表示对所有电化学电池30之间的聚集连接网络的电触点。换句话讲，聚集连接网络曲折通过电化学电池30，如箭头53所示。一行电化学电池30的任一端部上的引线端子48(或引线联接机构)可联接至总线，该总线将蓄电池模块20联接至负载(未示出)，从而对负载提供电荷。
根据本公开，相邻端子48之间的联接机构52可根据实施例改变。对于图3所示的实施例，联接机构实现为汇流条52。如前所述，所示汇流条52可用于串行(如图3所示)或并行联接两个相邻电化学电池30的两个相邻端子48。在其它实施例中，电化学电池30可包括配置成直接联接至相邻带凸缘端子的带凸缘端子48。在另一些其它实施例中，联接机构52可包括各种零件(例如，适配器和汇流条)的组件，该组件配置成将端子48之间的电气路径从一种材料转移至另一种材料。对于图3所示的汇流条52，每个汇流条52包括延伸部58(例如，突出部)，该延伸部向上并远离功率组件49的其余部分延伸。汇流条52的延伸部58与汇流条52为一体的，并且因此，每个延伸部58与相邻蓄电池单元30的两个特定端子电气连接，该两个特定端子由特定汇流条52桥接。
另外，图3所示的蓄电池模块20包括设置于功率组件49上的外壳盖组件60。一般来讲，外壳盖组件60包括设置于金属引线框架64周围的聚合物部分62(例如，热塑性或热固性聚合物)。所示引线框架64包括中心支撑部分65，中心支撑部分65与引线框架64的其余部分在结构上隔离并电隔离。引线框架64包括多个电池单元分接头66，多个电池单元分接头66彼此结构上隔离并且电隔离。另外，所示引线框架64包括多个引线68，多个引线68分别从电池单元分接头66延伸(例如，与之一体且电连接)并且彼此结构上隔离并电隔离。应当理解，如下文更详细地讨论，多个电池单元分接头66之间和对应多个引线68之间所提供的结构隔离和电隔离通过多个断开互连件67来实现。
图3所示的引线框架64的电池单元分接头66设计成接触功率组件49的多个点以允许由控制单元70执行多个电压测量(下文更详细地讨论)。例如，在某些实施例中，外壳盖组件60的引线框架64接触(例如，直接接触、电接触)联接机构52的至少一部分(例如，汇流条52的延伸部58)或功率组件49的蓄电池单元30的端子的至少一部分。另外，引线68设计成将每个电池单元分接头66单个地电联接至蓄电池模块20的控制单元70以允许在引线框架64的任何两个电池单元分接头66之间执行电压测量。
在所示实施例中，风扇69设置成邻近外壳31的一个端部40，从而生成邻近外壳31(或外壳31的各个部分内)的气流。所示实施例还包括控制单元70，控制单元70设置成邻近外壳31的端部38，端部38与具有风扇69的端部40相对。在一些实施例中，风扇69可设置于蓄电池模块20具有控制单元70的同一端部上。另外，在一些实施例中，蓄电池模块20可不包括风扇69、控制单元70或两者。
控制单元70可包括外壳体72，外壳体72配置成保持蓄电池模块20的各种电子部件。控制单元70可包括联接至控制单元70中的电子部件的通信端口74，通信端口74延伸通过外壳体72并且配置成接纳线缆，该线缆用于将关于蓄电池模块20的信息从控制单元70传送至处理器、控制单元或设置于蓄电池模块20外部的显示器。因此，蓄电池模块20的操作参数(例如，电压、温度、效率、能量密度)可被测量或确定并且输出至用于监测并且便于访问的外部硬件。例如，操作者可将线缆联接于控制单元70的通信端口74和蓄电池模块20外部的操作者显示器之间，使得操作参数通过线缆被传送至操作者显示器并且操作者可易于访问并监测蓄电池模块20的工作参数。实际上，控制单元70可包括处理器和存储器(例如，类似于上文关于图2的储能器系统13的控制模块24所讨论的硬件)，该处理器和存储器配置成存储或追踪关于蓄电池模块20的经时信息，从而向操作者提供蓄电池模块20的工作参数的时间历程。
一般来讲，控制单元70的电子部件包括多个电压传感器，该多个电压传感器电联接至引线框架64的引线68，引线68继而经由电池单元分接头66与功率组件49的不同部分电气连接。应当理解，控制单元70还可包括电压传感器，该电压传感器连接至功率组件49的引线端子48。因此，控制单元70的电压传感器与引线框架64的任何两个电池单元分接头66电气连接并且能够执行引线框架64的任何两个电池单元分接头66之间的电压测量。例如，在某些实施例中，一个电池单元分接头66可接触功率组件49的每个汇流条52，并且控制单元70可通过测量两个汇流条52(两个汇流条52将蓄电池单元30联接至其在功率组件49中的相邻蓄电池单元30)之间的电压和通过测量所连接汇流条52和蓄电池单元30的外部端子48(设置于功率组件49的端部处)之间的电压而能够测量每个蓄电池单元30的单个电压输出。另外，如前所述，控制单元70可包括处理器和存储器，该处理器和存储器通信地联接至前述电压传感器、温度传感器或适用于蓄电池模块20的任何其它传感器，以监测蓄电池模块20的操作参数。
图4示出了互连引线框架80(诸如可用于图3的外壳盖组件60的制造)的实施例的透视图。在某些实施例中，互连引线框架80可由单种金属(例如，铝、铜)制成，或可由多种金属材料(例如，具有铝部分和铜部分)制成。另外，在某些实施例中，互连引线框架80可利用成本有效金属冲压操作来制造，其中一片金属片材可被冲压以形成图4所示的一体金属引线框架80。
图4所示的互连引线框架80的中心支撑部分65包括开口81和延伸部82(例如，突片82)，开口81和延伸部82可用于将互连引线框架80固定于外壳盖组件60内。在其它实施例中，互连引线框架80的其它部分可包括类似开口和/或延伸部，该类似开口和/或延伸部可联接至(例如，配合)聚合物部分62的对应结构以将互连引线框架80固定于外壳盖组件60内。如下文所讨论，在某些实施例中，聚合物部分62可形成(例如，嵌入模制、包覆模制)于互连引线框架80周围，并且聚合物可至少部分地填充开口81，至少部分地围绕延伸部82或两者以将互连引线框架80固定于外壳盖组件60之上或之内。
如前所述，图4所示的互连引线框架80的实施例包括多个电池单元分接头66，多个电池单元分接头66设计成接触功率组件49的汇流条52的延伸部58。如所示，在某些实施例中，电池单元分接头66可包括一个或多个弯曲部分83，一个或多个弯曲部分83可在方向84上(例如，朝向图3所示的汇流条52的延伸部58)赋予弹簧力以维持与蓄电池模块20的功率组件49的各部分的物理电接触，而不论互连引线框架80的振动和热膨胀/收缩。另外，图4所示的互连引线框架80的电池单元分接头66由多个牺牲互连件86连接在一起(例如，结构上联接和电联接)。
图4所示的互连引线框架80包括多个引线68，多个引线68从电池单元分接头66延伸(例如，与之一体和电连接)。如上文所述及，这些引线68电联接至蓄电池模块20的控制单元70的电压传感器以允许执行功率组件49的多个电压测量。如同电池单元分接头66，互连引线框架80的引线68也由多个牺牲互连件88连接在一起(例如，结构上联接和电联接)。
牺牲互连件86和88一般在外壳盖组件60的制造期间向互连引线框架80提供结构支撑。应当理解，当牺牲互连件86和88断开(例如，切断、部分移除)时，图4所示的互连引线框架80转化成断开连接(例如，电隔离)的一组电池单元分接头66和对应引线68，如图3的引线框架64所示。在某些实施例中，牺牲互连件86和88相对于引线框架80的其余部分可结构上弱化以有利于在牺牲互连件86和88处断开。例如，在某些实施例中，牺牲互连件86和88可具有一个或多个尺寸(例如，高度、宽度、厚度)，该一个或多个尺寸小于引线68的对应尺寸以使牺牲互连件86和88弱于互连引线框架80的引线68。另外或另选地，在某些实施例中，牺牲互连件86和88可具有刻痕或凹口以使牺牲互连件86和88弱于引线框架80的其它部分(例如，引线68)。
因此，牺牲互连件86和88允许例如利用金属冲压工艺将图4的互连引线框架80生产为单个一体结构。随后，一旦互连引线框架80已固定至外壳盖组件60的聚合物部分62，则牺牲互连件86和88可被切断，如下文所讨论。因此，通过允许以有效方式从较不昂贵单个金属结构同时提供多个电隔离电池单元分接头66和对应引线68，当前所公开外壳盖组件60的实施例提供了显著成本节约。
图5为图3的外壳盖组件60的实施例的底面的透视图。所示实施例包括模制于引线框架64周围的聚合物部分62。因此，对于所示实施例，引线框架60的各部分设置于聚合物层之下以将引线框架60固定于外壳盖组件60内。在某些实施例中，基本上引线框架60整体可设置于聚合物层之下，例外的是下文所描述的各种访问孔，该各种访问孔可在模制过程期间形成。另外，对于所示实施例，引线68从外壳盖组件62的端部102延伸以接触从控制单元70延伸的对应引线(未示出)。
对于图5的所示实施例，电池单元分接头66通过电池单元分接头访问孔100被暴露，电池单元分接头访问孔100具有合适尺寸和形状以允许汇流条52的延伸部58穿过聚合物层并且接触电池单元分接头66。如图所示，在某些实施例中，电池单元分接头66完全覆盖有聚合物62，电池单元分接头访问孔100例外。另外，对于所示实施例，引线68也完全覆盖有聚合物，端部102例外，其中引线68可至少部分地暴露以允许电接触来自控制单元70的引线。在其它实施例中，较大部分的电池单元分接头66和/或引线68可暴露(例如，未被聚合物62覆盖)而不否定本方法的效果。
图5所示的外壳盖组件60的其余访问孔为具有合适尺寸和形状的访问孔以允许访问和断开(例如，利用冲床)电池单元分接头66之间的牺牲互连件86和引线68之间的牺牲互连件88。更具体地，对于所示实施例，外壳盖组件60包括多个互连件访问孔104和多个互连件访问孔106，该多个互连件访问孔104与将引线框架64的电池单元分接头66联接在一起的牺牲互连件86对准，该多个互连件访问孔106与将引线框架64的引线68联接在一起的牺牲互连件88对准。因此，互连件访问孔104和106允许同时访问牺牲互连件86和88，使得互连引线框架80(图4所示)可被修改以提供图3和图5所示的完全形成的断开连接的引线框架64，其中电池单元分接头66均彼此结构上隔离并电隔离并且引线68均彼此结构上隔离并电隔离。
图6为图3所示的蓄电池模块20的实施例的俯视图，其中外壳盖组件60的聚合物部分62出于说明的目的未示出。对于图6所示的实施例，引线框架60的每个电池单元分接头66接触功率组件49的汇流条52的延伸部58。因此，对于所示实施例，每个电池单元分接头66结合对应引线68向外壳31的端部38提供了从每个汇流条52延伸的导电通路，其中引线框架64的引线68均联接至控制单元70的对应引线。更具体地，所示引线框架60包括多个断开互连件67，多个断开互连件67各自与互连件访问孔104或106对准，并且这些断开互连件67使电池单元分接头66彼此电隔离和使引线68彼此电隔离。因此，所示蓄电池模块20的外壳盖组件60允许控制单元70在操作期间执行功率组件49的不同部分之间(例如，个体蓄电池单元30之间、蓄电池单元30的组之间)的电压测量。
图7为示出用于制造蓄电池模块20的过程110的实施例的流程图。所示过程110开始于形成互连金属引线框架80(框112)。在某些实施例中，互连引线框架80可通过将金属(例如，铝、铜或其组合)片材冲压成图4所示的形状而形成。在其它实施例中，引线框架80可利用压铸或通过个体金属部件的自动焊接而形成。
图7所示的过程110继续将互连引线框架80固定至外壳盖组件60的聚合物部分62(框114)。在某些实施例中，互连引线框架80可卡扣至外壳盖组件60的聚合物部分62中的预制通道中，或可包括对应于聚合物部分62中预制的结构的配合特征(例如，延伸部、突片、孔)以将互连引线框架80固定至外壳盖组件60的聚合物部分62。在某些实施例中，聚合物部分62可形成(例如，嵌入模制、包覆模制)于互连引线框架80周围(如上文所描述)以将互连引线框架80固定于外壳盖组件60内。
如图7所示，在互连引线框架80和外壳盖组件60的聚合物部分62联接在一起之后，然后牺牲互连件86和88断开以使互连引线框架80的电池单元分接头66彼此电隔离和使互连引线框架80的引线68彼此电隔离(框116)，从而产生具有其中电池单元分接头66和对应引线68电隔离的引线框架64的外壳盖组件60。如上文所述及，在某些实施例中，牺牲互连件86和88可利用冲床来断开。在其它实施例中，牺牲互连件86和88可利用热源(例如，电弧、激光器)来液化和/或汽化以移除或切断一部分的互连件。
所示过程110结束于将外壳盖组件60安装于蓄电池模块20上(框118)。如上文所解释，外壳盖组件60安装成使得电池单元分接头66接触蓄电池模块的功率组件49的不同部分。另外，如前所述，在某些实施例中，外壳盖组件60的聚合物部分62可包括电池单元分接头访问孔100(如图5所示)，电池单元分接头访问孔100对准并接纳汇流条52的延伸部58以允许延伸部58到达电池单元分接头66，并且可能将外壳盖组件60固定至蓄电池模块20。
所公开实施例中的一个或多个(单独或组合)可提供可用于制造蓄电池模块和蓄电池模块各部分的一个或多个技术效果。一般来讲，所公开蓄电池模块包括引线框架和引线，该引线框架提供电隔离的电池单元分接头，该引线实现了蓄电池模块的整个功率组件的电压监测。此外，所公开引线框架由互连引线框架形成，该互连引线框架可制造为一体冲压金属零件。如所讨论，互连引线框架的所公开牺牲互连件提供结构支撑以减小或防止导电通路的变形，直至引线框架固定于外壳盖组件中，然后互连件可同时移除(例如，利用冲床)。通过利用随后分离成个体导电通路的一体互连引线框架，可相比于其它蓄电池模块设计避免大量时间和花费。本说明书中的技术效果和技术问题为示例性的并且为非限制性的。应当指出的是，本说明书中所描述的实施例可具有其它技术效果，并且可解决其它技术问题。
虽然仅示出并描述了某些特征和实施例，但本领域的技术人员可想到许多修改和变更(例如，尺寸、维度、结构、各种元件的形状和比例、参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料使用、颜色、取向，等等)，而不本质上脱离所公开主题的新颖性教导和优点。任何过程和方法步骤的次序或序列根据替代实施例可更改或重新排序。此外，为提供示例性实施例的简洁描述，可能未描述实际实施方式的所有特征。应当理解，在任何此类实际实施方式的开发中，如在任何工程或设计项目中，可做出许多实施方式具体决策。此类开发努力可为复杂的并且耗时的，然而对于受益于本公开的普通技术人员而言将为设计、制作和制造的例行任务而无需过度的实验。

Claims (33)

1.一种蓄电池模块，包括：
功率组件，所述功率组件包括：
多个蓄电池单元；和
多个汇流条，所述多个汇流条将所述多个蓄电池单元的每一者的端子电联接至所述多个蓄电池单元的相邻蓄电池单元的端子；引线框架，所述引线框架包括：
多个电池单元分接头，所述多个电池单元分接头分别电联接至所述功率组件的所述多个汇流条的对应一者；
多个引线，所述多个引线从所述多个电池单元分接头延伸；和
多个断开互连件，所述多个断开互连件使所述多个电池单元分接头彼此电隔离，并且使所述多个引线彼此电隔离；以及外壳盖，所述外壳盖嵌入模制于所述引线框架周围，其中所述外壳盖包括多个访问孔，所述多个访问孔分别与所述引线框架的所述多个断开互连件对准。
2.根据权利要求1所述的蓄电池模块，其中所述多个访问孔仅设置于所述外壳盖的底面上。
3.根据权利要求1所述的蓄电池模块，其中所述多个汇流条将所述多个蓄电池单元串行电联接。
4.根据权利要求1所述的蓄电池模块，包括控制单元，所述控制单元电连接至所述引线框架的所述多个引线的每一者，其中所述控制单元配置成经由所述多个引线测量所述多个汇流条的每一者处的相应电压。
5.根据权利要求4所述的蓄电池模块，其中所述控制单元配置成基于在所述多个汇流条的每一者处测定的所述相应电压而确定所述多个蓄电池单元的每一者的个体电压输出。
6.根据权利要求1所述的蓄电池模块，其中所述蓄电池模块为电动车辆的蓄电池模块，所述电动车辆使用电功率以作为其车辆原动力的全部或一部分。
7.根据权利要求1所述的蓄电池模块，其中所述蓄电池模块的所述多个蓄电池单元为锂离子蓄电池单元。
8.一种用于锂离子蓄电池模块的组件，所述组件包括：
互连金属引线框架，所述互连金属引线框架固定至聚合物外壳盖，其中所述互连金属引线框架包括：
多个电池单元分接头，所述多个电池单元分接头在结构上由第一多个互连件连接在一起，其中所述第一多个互连件配置为待断开的，以使所述多个电池单元分接头彼此电隔离；和
多个引线，所述多个引线分别电联接至所述多个电池单元分接头，其中所述多个引线在结构上由第二多个互连件连接，并且其中所述第二多个互连件配置为待断开的，以使所述多个引线彼此电隔离。
9.根据权利要求8所述的组件，其中所述聚合物外壳盖嵌入模制于所述互连金属引线框架周围。
10.根据权利要求8所述的组件，其中所述聚合物外壳盖包覆模制于所述互连金属引线框架周围。
11.根据权利要求8所述的组件，其中所述聚合物外壳盖包括多个访问孔，所述多个访问孔与所述互连金属引线框架的所述第一多个互连件和所述第二多个互连件对准，以使所述第一多个互连件和所述第二多个互连件能够断开。
12.根据权利要求8所述的组件，其中所述互连金属引线框架为冲压金属互连引线框架。
13.根据权利要求8所述的组件，其中所述互连金属引线框架包括一个或多个突片，所述一个或多个突片配置成延伸至所述聚合物外壳盖的一个或多个对应槽中，以将所述互连金属引线框架固定至所述聚合物外壳盖。
14.根据权利要求8所述的组件，其中所述第一多个互连件和所述第二多个互连件的尺寸小于所述多个引线的对应尺寸。
15.根据权利要求8所述的组件，其中所述第一多个互连件和所述第二多个互连件的每一者包括刻痕或凹口，所述刻痕或凹口减小所述互连金属引线框架在所述第一多个互连件和所述第二多个互连件处的结构强度。
16.根据权利要求8所述的组件，其中所述互连金属引线框架为铝引线框架。
17.根据权利要求8所述的组件，其中所述互连金属引线框架为铜引线框架。
18.根据权利要求8所述的组件，其中所述第二多个互连件在结构上相对于所述引线框架的其它部分被弱化，以使得所述第二多个互连件配置为待断开的，从而使所述多个引线彼此电隔离。
19.一种制造蓄电池模块的方法，所述方法包括：
将互连金属引线框架联接至聚合物外壳盖，其中所述互连金属引线框架包括多个电池单元分接头、多个引线和多个互连件；和
同时断开所述互连金属引线框架的所述多个互连件中的所有互连件，使得所述多个引线的每一者彼此电隔离，并且使得所述多个电池单元分接头的每一者彼此电隔离，以形成金属引线框架。
20.根据权利要求19所述的方法，包括冲压金属片材以形成所述金属引线框架。
21.根据权利要求19所述的方法，其中所述多个互连件利用冲床同时机械地断开。
22.根据权利要求19所述的方法，其中将所述互连金属引线框架联接至所述聚合物外壳盖包括将所述聚合物外壳盖嵌入模制或包覆模制于所述互连金属引线框架周围。
23.根据权利要求19所述的方法，包括将所述聚合物外壳盖与所述金属引线框架一起附接至所述蓄电池模块上，使得所述多个电池单元分接头的每一者电接触所述蓄电池模块的仅一个汇流条。
24.根据权利要求19所述的方法，包括将所述金属引线框架的所述多个引线的每一者电联接至所述蓄电池模块的控制单元。
25.一种制造蓄电池模块的方法，所述方法包括：
将互连金属引线框架联接至聚合物外壳盖，其中所述互连金属引线框架包括：
多个电池单元分接头，所述多个电池单元分接头在结构上由第一多个互连件连接在一起，其中所述第一多个互连件配置为待断开以使所述多个电池单元分接头彼此电隔离；和
多个引线，所述多个引线分别电联接到所述多个电池单元分接头，其中所述多个引线在结构上由第二多个互连件连接，并且其中所述第二多个互连件结构上相对于所述引线框架的其它部分被弱化；
同时断开所述互连金属引线框架的所述第一多个互连件和所述第二多个互连件中的所有互连件，使得所述多个引线的每一者彼此电隔离，并且使得所述多个电池单元分接头的每一者彼此电隔离，以形成金属引线框架，
其中同时断开的步骤是在联接步骤之后执行的。
26.根据权利要求25所述的方法，包括冲压金属片材以形成所述金属引线框架，和/或其中所述多个互连件利用冲床同时机械地断开。
27.根据权利要求25所述的方法，其中将所述互连金属引线框架联接至所述聚合物外壳盖包括将所述聚合物外壳盖嵌入模制或包覆模制于所述互连金属引线框架周围。
28.根据权利要求25所述的方法，包括将所述聚合物外壳盖与所述金属引线框架一起附接至所述蓄电池模块上，使得所述多个电池单元分接头的每一者电接触所述蓄电池模块的仅一个汇流条。
29.根据权利要求25所述的方法，包括将所述金属引线框架的所述多个引线的每一者电联接至所述蓄电池模块的控制单元。
30.一种使用如权利要求25所述的方法生产的蓄电池模块，所述蓄电池模块包括：
功率组件，所述功率组件包括：
多个蓄电池单元；和
多个汇流条，所述多个汇流条将所述多个蓄电池单元的每一者的端子电联接至所述多个蓄电池单元的相邻蓄电池单元的端子；引线框架，所述引线框架包括：
多个电池单元分接头，所述多个电池单元分接头分别电联接至所述功率组件的所述多个汇流条的对应一者；
多个引线，所述多个引线从所述多个电池单元分接头延伸；
多个断开互连件，所述多个断开互连件使所述多个电池单元分接头彼此电隔离，并且使所述多个引线彼此电隔离；以及
外壳盖，所述外壳盖嵌入模制于所述引线框架周围，其中所述外壳盖包括多个访问孔，所述多个访问孔分别与所述引线框架的所述多个断开互连件对准。
31.根据权利要求30所述的蓄电池模块，其中所述多个访问孔仅设置于所述外壳盖的底面上。
32.根据权利要求30所述的蓄电池模块，其中所述多个汇流条将所述多个蓄电池单元串行电联接，和/或其中所述蓄电池模块还包括控制单元，所述控制单元电连接至所述引线框架的所述多个引线的每一者，其中所述控制单元配置成经由所述多个引线测量所述多个汇流条的每一者处的相应电压，其中所述控制单元配置成基于在所述多个汇流条的每一者处测定的所述相应电压而确定所述多个蓄电池单元的每一者的个体电压输出。
33.根据权利要求30所述的蓄电池模块，其中所述蓄电池模块是使用电功率以作为其车辆原动力的全部或一部分的电动车辆的蓄电池模块，和/或其中所述蓄电池模块的所述多个蓄电池单元为锂离子蓄电池单元。
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