CN109075398B - 用于电池模块的信号连接器 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种电池模块，其包括：壳体，壳体具有配置为容纳一个或多个电池单元和电气部件的第一开口；壳体盖(54)，壳体盖配置为设置在第一开口上方以封闭壳体中一个或多个电池单元和电气部件；信号连接器(50)，信号连接器设置在壳体内并且电耦接至电气部件，其中信号连接器配置为从第一位置致动到第二位置；以及排放端口(55)，该排放端口与信号连接器对准，使得信号连接器可以被穿过排放端口的推送装置访问以利于在壳体盖设置在第一开口上方时将信号连接器引导到第二位置并朝向壳体盖的第二开口(56)。

Description

用于电池模块的信号连接器
说明书
背景技术
本公开总体涉及电池和电池模块的领域。更具体地，本公开涉及电池模块的信号连接器。
本章节旨在向读者介绍可能与下面描述的本公开的各个方面有关的行业的各个方面。相信这样的论述有助于为读者提供背景信息，以便更好地理解本公开的各个方面。因此，应当理解的是，要从这个角度阅读这些内容，而并非是作为对现有技术的承认。
使用一种或多种电池系统以为车辆提供全部或部分原动力的车辆被称为xEV，其中术语“xEV”在本文中被定义为包括所有以下车辆或其任何变型或组合：其使用电力作为全部或部分原动力。例如，xEV包括利用电力作为全部原动力的电动车辆(EV)。如本领域技术人员可以理解的，混合动力电动车辆(HEV)，也被认为是xEV，其结合了内燃机推进系统和电池供电的电动推进系统(例如48伏特(V)或130V的系统)。术语HEV可以包括混合动力电动车辆的任意变型。例如，全混合动力系统(FHEV)可以利用一个或多个电动机、仅利用内燃机或者利用前述两者来向车辆提供原动力和其他电力。相反，当车辆怠速时轻度混合动力系统(MHEV)停用内燃机并利用电池系统来继续向空调单元、无线电或其他电子器件供电以及当需要推进时重新启动发动机。轻度混合动力系统还可以在例如加速期间施加一定程度的动力辅助以补充内燃机。轻度混合动力通常为96V至130V并且通过皮带或曲柄集成起动器发电机回收制动能量。此外，微混合动力电动车辆(mHEV)同样使用类似于轻度混合动力的“停止-启动”系统，但是mHEV的微混合动力系统可以向内燃机提供动力辅助并且在60V以下的电压下工作，或者可以不那样。为了本公开的目的，应当注意的是，mHEV通常技术上并不将直接提供给曲轴或传动系的电力用作车辆原动力的任何部分，但是mHEV仍然可以被认为是xEV，这是因为当车辆在怠速时(此时内燃机被停用)mHEV确实使用电力来补充车辆的动力需求且通过集成起动器发电机回收制动能量。此外，插电式电动车辆(PEV)是可以通过外部电源(例如壁式插座)充电的任何车辆，并且存储在可充电电池组中的能量驱动或有助于驱动车轮。PEV是EV的子类别，其包括全电动或电池电动车辆(BEV)、插电式混合动力电动车辆(PHEV)，以及混合电动车辆和传统内燃机车辆的电动车辆改装。
相比于仅利用内燃机和传统电气系统(其通常是由铅酸电池供电的12V系统)的更传统的汽油动力车辆，如上所述的xEV可以提供很多优点。例如，相比于传统的内燃机车辆，xEV可以产生更少的不良排放产物并且可以呈现出更高的燃料效率，并且在一些情况下，此类xEV可以完全不使用汽油，如同某些类型的EV或PEV。
随着技术持续发展，需要为此类车辆提供改进的动力源，特别是电池模块。例如，电池模块可以包括设置在电池模块的壳体内的电气部件。此类电气部件最终可以电耦接至xEV的控制模块(例如，车辆控制模块(VCM))。在一些情况下，电气部件可以连接至信号连接器，该信号连接器可以配置为接纳输出连接器(例如，与之耦接)，该输出连接器耦接至VCM或xEV的其他控制模块。然而，密封电池模块壳体并确保输出连接器可访问信号连接器可能是困难和/或耗时的。
发明内容
以下阐述了本文所公开的某些实施例的概述。应当理解，给出这些方面仅为了向读者提供对某些实施例的简要概述并且这些方面并不旨在限制本公开的范围。事实上，本公开可以涵盖可能未在以下阐述的各种方面。
本公开涉及一种电池模块，其包括：壳体，壳体具有配置为容纳一个或多个电池单元和电气部件的第一开口；壳体盖，壳体盖配置为设置在第一开口上方以封闭壳体中一个或多个电池单元和电气部件；信号连接器，信号连接器设置在壳体内并且电耦接至电气部件，其中信号连接器配置为从第一位置致动到第二位置；以及排放端口，该排放端口与信号连接器对准，使得信号连接器可以由穿过排放端口的推送装置访问以利于在壳体盖设置在第一开口上方时将信号连接器引导到第二位置并使之朝向壳体盖的第二开口。
本公开也涉及一种电池模块，其包括：具有保持一个或多个电池单元和电气部件的开口的壳体、设置在开口上方以封闭壳体中一个或多个电池单元和电气部件的壳体盖、电耦接至电气部件的信号连接器、排放端口以及激光焊接部，该激光焊接部按照耦接方式将信号连接器附接至壳体盖，使得信号连接器可以接纳输出连接器以实现与控制模块的通信。该耦接通过以下过程形成：将信号连接器设置在壳体中并处于第一位置，将壳体盖设置在壳体的开口的上方，以及将信号连接器引导到第二位置并与壳体盖中的开口接合，其中当信号连接器处于第二位置时信号连接器的表面接触壳体盖的内表面。
本公开还涉及一种制造电池模块的方法，其包括：将信号连接器设置在电池模块的壳体中并处于第一位置，将壳体盖设置在壳体的开口的上方，将信号连接器引导到第二位置，其中当信号连接器处于第二位置时信号连接器的表面接触壳体盖的内表面，朝向壳体盖的外表面引导激光，以及熔化信号连接器的表面的至少一部分、壳体盖的内表面或熔化上述两者以形成熔融材料，使得熔融材料重新硬化以将信号连接器耦接至壳体盖。
本公开还涉及一种电池模块，其包括：壳体；设置在壳体中的至少一个电池单元；设置在壳体中的至少一个电气部件；壳体盖，壳体盖与壳体相互配合以封闭至少一个电池单元和至少一个电气部件；信号连接器，信号连接器设置在壳体内并且电耦接至电气部件，其中信号连接器配置为从第一位置致动到第二位置；以及排放端口，该排放端口与信号连接器对准，使得信号连接器的推送构件可以接入穿过排放端口的推送装置以利于将信号连接器从第一位置引导到第二位置并使之朝向壳体盖的开口。
附图说明
通过阅读以下详细描述并通过参考附图可以更好地理解本公开的各种方面，其中：
图1是根据本公开一方面的车辆的立体图，该车辆具有根据本发明实施例配置以用于为车辆的各个部件提供电力的电池系统；
图2是根据本公开一方面的图1的车辆和电池系统的实施例的剖面示意图；
图3是根据本公开一方面的电池模块的立体图，该电池模块包括耦接至电池模块的壳体和/或壳体盖的信号连接器；
图4是根据本公开一方面的图3的电池模块的分解立体图，显示了设置在壳体中的电气部件和电池单元；
图5是根据本公开一方面的图3和图4的电池模块的放大立体图，其中没有壳体盖以示出处于第一位置的信号连接器；
图6是根据本公开一方面的图5的信号连接器的剖视立体图；
图7是根据本公开一方面的图5和图6的信号连接器的立体图，该信号连接器处于第一位置并设置在以壳体盖密封的壳体中；
图8是根据本公开一方面的图5至图7的信号连接器的立体图，该信号连接器处于第二位置并设置在以壳体盖密封的壳体中；以及
图9是根据本公开一方面的可以用于将图5至图8的信号连接器耦接至壳体盖的过程的框图。
具体实施方式
以下将描述一个或多个具体实施例。为了对这些实施例提供简洁的描述，在说明书中并未对实际实施方式的全部特征进行描述。应当意识到，在开发任何此类实际实施方式的过程中，比如在任何工程或设计项目中，必须做出许多专门针对实施方式的决策以达到开发者的具体目标，例如符合系统相关和商业相关的约束条件，这些约束条件可能随实施方式不同而不同。而且，应当意识到，这样的开发努力可能是复杂且耗时的，但是对于受益于本公开的普通技术人员而言，这不过是设计、加工以及制造的例行任务。
本文所述的电池系统可以用于向各种类型的电动车辆(xEV)以及其他高电压能量存储/消耗应用(例如，电网电力存储系统)提供电力。此类电池系统可以包括一个或多个电池模块，每个电池模块具有若干电池单元(例如，锂离子(Li-ion)电化学电池单元)，它们被排列和电互连以提供可以用于向例如xEV的一个或多个部件供电的特定电压和/或电流。作为另一实例，根据本实施例的电池模块可以与固定电力系统(例如，非汽车系统)结合或者向固定电力系统提供电力。
电池模块可以包括一个或多个电池单元(电化学电池单元)，其可以设置在壳体中。此外，壳体可以包括一个或多个电气部件，其可以用于监测一个或多个电池单元的状态。例如，感测部件可以耦接至布线，该布线配置为将由感测部件生成的信号携载至电池控制单元(“BCU”)、电池管理系统(“BMS”)、印刷电路板(“PCB”)或者另一种专用的计算装置(例如，车辆控制模块(“VCM”))。布线可以耦接至信号连接器，该信号连接器可以配置为接纳(例如，耦接至)输出连接器(例如，VCM连接器、BMC连接器、BCU连接器)。然而，当将盖设置在电池模块壳体的开口的上方时(例如，为了密封模块)，信号连接器可能实质上无法访问，使得将信号连接器焊接到壳体和/或将信号连接器耦接至输入连接器可能是不可行的。
本公开解决了传统技术的这些和其他不足。例如，本公开的实施例涉及将信号连接器设置在壳体中并处于第一位置，并且随后当已经利用壳体盖对壳体进行密封时将信号连接器引导到第二位置。当信号连接器处于第二位置时，信号连接器可以焊接到壳体和/或壳体盖上，使得输出连接器可以耦接至信号连接器以建立牢固的电气连接。因此，电池模块中的电气部件可以与在电池模块外部的控制装置(例如，BCM、BMC和/或VCM)进行通信。尽管本公开的讨论侧重于将信号连接器激光焊接至壳体，但是应当认识到，其他类型的焊接也在本公开的范围内。
为了帮助说明本发明实施例可以在系统中使用的方式，图1是可以利用再生制动系统的车辆10(例如，xEV)的实施例的立体图。尽管以下讨论是关于具有再生制动系统的车辆给出，但本文所述的技术也适用于利用电池捕捉/存储电能的其他车辆，其可以包括电动动力和汽油动力的车辆。此外，实施例也可以在固定电力系统中采用。
如以上所讨论的，希望电池系统12能够很大程度地与传统的车辆设计兼容。相应地，电池系统12可以布置在车辆10中本应容纳传统电池系统的位置。例如，如图所示，车辆10可以电池系统12，其位置类似于典型内燃机车辆的铅酸电池所在的位置(例如，在车辆10的发动机罩下方)。
图2中描述了电池系统12的更详细的视图。如图所示，电池系统12包括能量存储部件13，该能量存储部件13耦接至点火系统14、交流发电机15、车辆控制台16以及可选择地耦接至电动机17。通常，能量存储部件13可以捕捉/存储车辆10中生成的电能并输出电能以对车辆10中的电气装置供电。
换言之，电池系统12可以向车辆的电气系统的部件提供电力，电气系统的部件可以包括：散热器冷却风扇、气候控制系统、电动转向系统、活动悬架系统、自动停车系统、电子油泵、电子超级/涡轮增压器、电子水泵、加热风挡/除霜器、窗户升降马达、梳妆灯、胎压监测系统、天窗马达控制装置、动力座椅、报警系统、信息娱乐系统、导航特征、车道偏离提醒系统、电动驻车制动器、外部灯，或者它们的任意组合。示意性地，在所示实施例中，能量存储部件13向车辆控制台16和点火系统14提供电力，该点火系统可以用于起动(例如，曲柄起动)内燃机18。
另外，能量存储部件13可以捕捉由交流发电机15和/或电动机17生成的电能。在一些实施例中，交流发电机15可以在内燃机18正在运行的同时生成电能。更具体地，交流发电机15可以将内燃机18的旋转所产生的机械能转换成电能。另外地或替代地，当车辆10包括电动机17时，电动机17可以通过将由车辆10的运动(例如，车轮的旋转)所产生的机械能转换成电能来生成电能。由此，在一些实施例中，能量存储部件13可以捕捉再生制动期间由交流发电机15和/或电动机17所生成的电能。如此，交流发电机15和/或电动机17在本文中被统称为再生制动系统。
为了利于捕捉并供应电能，能量存储部件13可以通过总线19电耦接至车辆的电子系统。例如，总线19可以使能量存储部件13能够接受由交流发电机15和/或电动机17生成的电能。另外，总线19可以使能量存储部件13能够向点火系统14和/或车辆控制台16输出电能。相应地，当使用12伏电池系统12时，总线19可以携载通常在8至18伏之间的电力。
另外，如图所示，能量存储部件13可以包括多个电池模块。例如，在所示实施例中，能量存储部件13包括根据本实施例的锂离子(例如，第一)电池模块20和铅酸(例如，第二)电池模块22，其中每个电池模块20、22包括一个或多个电池单元(例如，单独密封的电池单元)。在其他实施例中，能量存储部件13可以包括任意数量的电池模块。另外，尽管锂离子电池模块20和铅酸电池模块22被描绘为彼此相邻近，但它们可以定位在车辆周围的不同区域中。例如，铅酸电池模块22可以定位在车辆10的内部或周围，而锂离子电池模块20可以定位在车辆10的发动机罩下方。
在一些实施例中，能量存储部件13可以包括多个电池模块以利用多种不同的电池化学性质。例如，当使用锂离子电池模块20时，由于锂离子电池化学性质通常具有比铅酸电池化学性质更高的库伦效率和/或更高的充电接受率(例如，更高的最大充电电流或充电电压)，因此可以提高电池系统12的性能。如此，可以提高电池系统12的捕捉、存储和/或分配效率。
为了利于控制对电能的捕捉和存储，电池系统12可以另外包括控制模块24。更具体地，控制模块24可以控制电池系统12中的部件的操作，例如控制能量存储部件13内的继电器(例如，开关)、交流发电机15和/或电动机17的操作。例如，控制模块24可以调节由每个电池模块20或22捕捉/供应的的电能的量(例如，降低电池系统12的额定值和重新确定电池系统12的额定值)、执行电池模块20和22之间的负载平衡、确定每个电池模块20或22的充电状态、确定每个电池模块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。
相应地，控制模块24可以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可以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，或其任意组合。另外，一个或多个存储器28可以包括易失性存储器，例如随机存取存储器(RAM)，和/或非易失性存储器，例如只读存储器(ROM)、光盘驱动器、硬盘驱动器或固态驱动器。在一些实施例中，控制模块24可以包括车辆控制单元(VCU)的一些部分和/或单独的电池控制模块。
如以上所讨论的，电池模块20可以包括电气部件，该电气部件配置为电耦接至控制模块24或者在电池模块20外部的另一控制装置(例如，VCU)。因此，如图3中所示，电池模块20还可以包括信号连接器50，其可以用来例如在电池模块20中的电气部件和控制模块24之间建立电气连接。如参考图2所讨论的，控制模块24可以设置在车辆10中并在电池模块20的壳体52的外侧。因此，可能希望将信号连接器50定位成使得当壳体盖54被设置在电池模块20的壳体52上方时该信号连接器50是可访问的。
例如，图3是电池模块20的立体图，该电池模块20处于其已组装形式且包括耦接至(例如，激光焊接至)壳体盖54和/或壳体52的信号连接器50。另外，电池模块20包括排放端口55，其可以用于将来自壳体52内的电池单元的流出物和/或其他排放物排放到xEV 10的排放特征件(例如，排放软管)内。根据本公开的实施例，推送装置可以插入到排放端口55中，以在壳体盖54已经被设置在壳体52上方时将信号连接器50从第一位置移动到第二位置。也就是说，信号连接器50的至少一部分可以通过该排放端口55访问(例如，用于操纵)。相应地，信号连接器50可以接触壳体盖54，使得两个部件可以彼此相互耦接(例如，通过焊接)。将信号连接器50从第一位置移动到第二位置以及将信号连接器50焊接到壳体盖54上的过程将在以下参考图7至图9更详细地进行讨论。
如图3的示例实施例中所示，壳体盖54中的开口56使得信号连接器50的连接部分57能够接入输出连接器58，该输出连接器可以耦接至控制模块24(例如，VCU)。相应地，信号连接器50可以接纳输出连接器58，或者反之亦然(例如，信号连接器50可以包括公连接器或母连接器)，以在电池模块20中的电气部件与控制模块24之间建立通信。例如，电池模块20中的电气部件可以配置为监测设置在电池模块20中的一个或多个电池单元的状态和/或执行由控制模块24命令的输出。在某些实施例中，控制模块24可以配置为响应于电气部件所提供的反馈调节电池模块20的工作参数(例如，通过电气部件)。
例如，图4是电池模块20的分解立体图，其显示了设置在壳体52中的电气部件60和电池单元62。根据本公开的实施例，信号连接器50可以在利用壳体盖54覆盖壳体52的开口64之前设置在壳体52中。为了避免阻挡壳体盖54而使之无法设置在壳体52的开口64上方的其最终位置，信号连接器50可以处于第一位置66。第一位置66可以从壳体盖54中的开口56凹入，使得当壳体盖54被设置在开口64上方时，信号连接器50对于输出连接器58是不容易访问的。另外，当处于第一位置66时，信号连接器50可以完全配合在壳体盖54的隔室68内。因此，通过将信号连接器50设置在壳体52中并处于第一位置66，壳体盖54可以覆盖开口64而不会有来自信号连接器50的任何阻挡(例如，信号连接器接触壳体盖54的边缘70，这可能妨碍壳体盖54覆盖壳体52)。
然而，当信号连接器50处于第一位置66时，信号连接器50对于输出连接器58可能是无法访问的，并且将信号连接器50耦接至(例如，激光焊接至)壳体盖54可能不可行。因此，信号连接器50可以被引导到第二位置，如下所述，使得信号连接器50可以焊接到壳体盖54上，并且由此牢固地耦接至输出连接器58。
在将壳体盖54设置在壳体的开口64上方之前，信号连接器50可以在载体72上设置在壳体52中。在一些实施例中，载体72可以配置为使信号连接器50能够从第一位置66移动到第二位置。这样的示例在图5中示出，图5是电池模块20的放大立体图，其中为了示出处于第一位置66的信号连接器50而没有示出壳体盖54。如图5的示例实施例中所示，信号连接器50设置在载体72上，该载体可以包括线区74(例如，可挠箔、载体箔和/或布线)。载体72的线区74可以配置为在电池单元62、电气部件60和/或信号连接器50之间建立电气连接。另外，载体72的线区74可以形成容纳区域76，该容纳区域被配置为接纳信号连接器50并将信号连接器50保持在第一位置66。例如，容纳区域76可以包括横档78，该横档接触信号连接器50的第一边缘80以阻挡信号连接器50沿方向82的移动。
另外，容纳区域76可以包括开口84(例如，狭槽)，该开口可以配置为接纳信号连接器50的突出部86。例如，突出部86可以设置在开口84内，使得信号连接器50沿方向82的运动进一步被线区74的容纳区域76阻挡。然而，在某些实施例中，开口84(例如，狭槽)可以比突出部86更大，由此允许突出部86在开口84内沿与方向82横交(例如，大体上上垂直)的方向87移动。相应地，通过沿方向87沿在容纳区域76中形成的通道88引导信号连接器50，突出部86和开口84可以利于将信号连接器50从第一位置66致动到第二位置。
另外，方向87可以由壳体52的底部表面89(例如，壳体52的平面长度)限定或者大体上平行于该底部表面(例如，参见图3)。相应地，信号连接器50可以沿方向87滑动以从第一位置66移动到第二位置。因此，开口84可以阻挡信号连接器50沿方向82的移动，但是使信号连接器50能够沿方向87移动。
载体72(并且由此线区74)可以通过多个开口90固定在电池模块20的壳体52内，该多个开口90配置为接纳电池模块20的各个部件(例如，电池单元62、壳体52)的突出部91(例如，隆起或突起)。相应地，载体72可以相对于壳体52固定在适当位置，由此使得信号连接器50能够固定在电池模块20的壳体52内并处于第一位置66。
除了将信号连接器50固定在第一位置66之外，容纳区域76还可以将信号连接器50定位成使得信号连接器50可以从电气部件60接收信号(例如，反馈)和/或向其发送信号。相应地，一旦输出连接器58耦接至信号连接器50，信号连接器50可以将该反馈传送至控制模块24和/或执行由控制模块24命令的输出。如图5的示例实施例中所示，载体72的线区74还可以包括耦接构件92，其配置为将电气部件60电耦接至信号连接器50。例如，耦接构件92(或者整个线区74)可以包括导电材料，该导电材料可以实现去往和来自电气部件60和信号连接器50的电气通信并且由此实现去往和来自输出连接器的电气通信。另外，信号连接器50可以包括导电部分94，该导电部分可以配置为当信号连接器50处于第一位置66和/或第二位置时接触耦接构件92。在其他实施例中，线区74可以包括非导电材料并且配置为将导线或其他导电材料从信号连接器50引向PCB和/或引向电气部件60。
例如，图6是信号连接器50的立体图。如图6的示例实施例中所示，信号连接器50包括突出部86以及导电部分94。信号连接器50的导电部分94被示出为包括三个导电盘96。如以上所讨论的，导电部分94(例如，导电盘96)可以接触线区74的耦接构件92以在电气部件60和信号连接器50之间建立电气连接。尽管信号连接器50的导电部分94被例示为包括三个导电盘96，但是应当认识到，导电部分94可以是设置在信号连接器50上的单个连续表面。在其他实施例中，每个导电盘可以耦接至单独的导线或导电材料，该单独的导线或导电材料配置为接收对应于电池模块20的不同的功能的信号。
根据本公开的实施例，信号连接器50还可以包括耦接适配器98、接触表面100、基座表面102以及推送构件104。如图6的示例实施例中所示，信号连接器50包括耦接适配器98，其可以从接触表面100突出。相应地，当信号连接器50被从第一位置66引导到第二位置时，耦接适配器98可以延伸通过壳体盖54中的开口56，使得信号连接器50可以连接至输出连接器58。在一些实施例中，耦接适配器98可以包括多个孔106，该多个孔可以接纳输出连接器58的突出构件。例如，耦接适配器98可以包括五个孔106，该五个孔可以接纳输出连接器58的五个(或更少个)对应的突出构件。在其他实施例中，耦接适配器98可以包括少于五个的孔(例如，4个、3个、2个、1个或0个)或者多于五个的孔(例如，6个、7个、8个、9个、10个或更多)。在又一些其他实施例中，耦接适配器98可以包括突出构件而不是孔106，使得耦接适配器98为公连接器而输出连接器为母连接器。在任何情况下，每个孔106和对应的突出构件可以配置为发送和/或接收与电池模块20的特定功能有关的信号。在一些实施例中，一个孔106和对应的突出构件可以耦接至包含在电池模块20中的PCB，而另一孔106和对应的突出构件可以直接耦接至电气部件60。
接触表面100可以配置为当信号连接器50处于第二位置时接触壳体盖54的内表面。例如，接触表面100可以包括与壳体盖54的内表面相对应的几何结构。在某些实施例中，信号连接器50(或仅接触表面100)可以包括例如用来吸收来自激光的热能的吸收性材料。另外，壳体盖54可以包括透明材料(例如，相对于某些激光波长透明)。因此，当朝向壳体盖54引导激光时，激光输出(例如，激光能量)可以穿过壳体盖54朝向可以吸收该激光能量的接触表面100。相应地，被接触表面100吸收的激光能量可以引起加热，这继而熔化了接触表面100的至少一部分并形成熔融材料。随着熔融材料重新硬化(例如，当不再朝向壳体盖54引导激光时)，壳体盖54的接触表面100和内表面可以彼此相互耦接(例如，形成密封)。在一些实施例中，在信号连接器50和壳体盖54之间的激光焊接部可以形成大体上气密和/或水密的密封。
信号连接器50的接触表面100可以包括厚度108，该厚度配置为阻挡由于激光输出(例如，激光能量)的吸收引起的热能以使其无法到达信号连接器50的导电部分94。例如，接触表面100可以吸收来自穿过壳体盖54的激光的激光能量。然而，厚度108可以配置为阻挡激光能量使其无法完全穿过接触表面100并朝向导电部分94。相应地，在激光焊接过程期间，信号连接器50和电气部件60之间的电气连接可以不受激光的影响。
在某些实施例中，基座表面102可以从接触表面100凹入(例如，偏离)，使得基座表面102不会接触壳体盖54的内表面。接触表面100可以形成围绕耦接适配器98的周边并且可以焊接到壳体盖54上。如图6的示例实施例中所示，接触表面100可以包括比基座表面102更小的表面面积。在其他实施例中，接触表面100可以包括比基座表面102更大的表面面积。
另外，信号连接器50的推送构件104可以配置为使信号连接器50能够从第一位置66引导到第二位置。例如，推送装置可以穿过排放端口55插入以接触该推送构件104。随后可以沿方向87朝向壳体盖54中的开口56推动该推送装置(参见图5)，由此沿方向87在推送构件104上施加作用力。推送构件104随后可以朝向壳体盖54中的开口56引导(例如，致动)信号连接器50，直到接触表面100接触壳体盖54的内表面为止。除了使信号连接器50能够从第一位置66移动到第二位置之外，推送构件104可以靠在横档和/或容纳区域76的另一固定特征件上，以阻挡信号连接器50沿方向82的运动。
如以上所讨论的，当信号连接器50处于第一位置66时，壳体盖54可以在不受阻碍的情况下设置在壳体52的开口64上方。然而，一旦壳体盖54被设置在开口64上方，信号连接器50可能无法在第一位置66由输出连接器58访问。例如，图7是信号连接器50的立体图，当壳体盖54覆盖开口64时，该信号连接器50处于第一位置66且设置在壳体52中。为了更好地例示说明信号连接器50的位置，壳体盖54被示出为透明的。在图7的所示实施例中，信号连接器50被封闭在壳体54内并处于第一位置66并且无法容易地由输出连接器58访问(例如，信号连接器50凹入到壳体52和壳体盖54中)。另外，信号连接器50的接触表面100不与壳体盖54的内表面120接触并且由此当信号连接器50处于第一位置66时将信号连接器50耦接(例如激光焊接)至壳体盖54可能不可行。
为了在壳体盖54和信号连接器50之间形成焊接，信号连接器50可以被移动到第二位置130，如图8中所示。根据本公开的实施例，通过将推送装置132插入排放端口55并通过沿方向87向推送构件104施加作用力而将信号连接器50从第一位置66(例如图7)驱动到第二位置130，可以将信号连接器50推入第二位置130。如例示的图8的实施例中所示，排放端口55可以包括中心轴线134，该中心轴线可以大体上和信号连接器50的推送构件104对准。
相应地，装配工可以将推送装置132插入排放端口55并沿方向87推动(例如，与推送构件104接触的)推送装置132，直到接触表面100接触壳体盖54的内表面120(例如，直到信号连接器50无法更进一步地沿方向87移动)。当信号连接器50处于第二位置130时，可以形成焊接以将信号连接器50耦接至壳体盖54。
例如，图9是可以用于将信号连接器50焊接或以其他方式牢固地耦接至壳体盖54的过程140的框图。在框142处，信号连接器50可以设置在电池模块20的壳体52中并处于第一位置66。如以上所讨论的，当信号连接器50处于第一位置66时，壳体盖54可以在不受阻碍的情况下设置在壳体52的开口64上方。相应地，在框144处，当信号连接器50处于第一位置66时，壳体盖54可以设置在壳体52的开口64上方(例如，并且布置成与壳体52接合)。在某些实施中，壳体盖54可以密封到壳体52上，使得电池模块20大体上是气密和/或水密的(除了排放端口55之外)。
在框146处，信号连接器50可以被引导到第二位置130。如以上所讨论的，第二位置130可以使信号连接器50的接触表面100能够接触壳体盖54的内表面120。信号连接器50可以通过例如推送装置132引导到第二位置130，该推送装置可以通过排放端口55插入到电池模块20。相应地，装配工可以沿方向87向推送装置132施加作用力，并且由此向推送构件104施加所用力，从而沿方向87驱动信号连接器50。当装配工无法更进一步地推动信号连接器50时，由于接触表面100与壳体盖54的内表面120相接触，装配工可以停止施加作用力。在其他实施例中，线区74中的开口84可以包括倾斜轨道，使得当信号连接器50到达第二位置130时信号连接器50的突出部86咬合(或扣合)到适当位置。相应地，当突出部86咬合到适当位置时装配工可以知晓信号连接器50已处于第二位置130。
当信号连接器50已经到达第二位置130时，信号连接器50可以耦接(例如激光焊接)至壳体盖54，如框148处所示。在某些实施例中，激光可以被引导朝向壳体盖54的外表面。如以上所讨论的，壳体盖54可以包括透明材料，该透明材料可以使某些波长的激光能够朝向信号连接器50的接触表面100穿过壳体盖54。在某些实施例中，信号连接器50的接触表面100可以包括吸收性材料，该吸收性材料可以吸收从激光输出的热能，从而升高接触表面100的温度。在其他实施例中，壳体盖54的外表面可以包括透明材料且壳体盖54的内表面120可以包括可以吸收从激光输出的热能的吸收性材料。在此类实施例中，壳体的内表面120的温度可以升高。
当壳体盖54的接触表面100和/或内表面120的温度升高时，壳体盖54的接触表面100的至少一部分和/或内表面120可以熔化，如在框150处所示。结果是，随着接触表面100的一部分和/或内表面120熔化，可以形成熔融材料。根据本公开的实施例，熔融材料可以同时和接触表面100和内表面120两者接触，使得当从壳体盖54的外表面移除激光时(例如，激光不再被引导朝向电池模块)，该熔融材料可以重新硬化并同时粘附至接触表面100和内表面120两者。信号连接器50的接触表面100和壳体盖54的内表面120随后可以彼此相互耦接。将信号连接器50耦接至壳体盖54使信号连接器50对输出连接器是可访问的，使得可以在信号连接器50与输出连接器58之间形成牢固的电气连接。
所公开实施例中的一个或多个实施例，单独地或相结合地，可以在电池模块以及电池模块的一些部分的制造过程中提供一种或多种有用的技术效果。总的来说，本公开的实施例包括一种改进的技术，用于将信号连接器设置到电池模块壳体中并将该信号连接器固定在该壳体内。例如，信号连接器可以被设置在壳体中，盖可以放置在壳体的开口上方，信号连接器可以朝向壳体和/或盖中的开口被引导(例如，致动)，并且信号连接器可以耦接(例如，激光焊接)至壳体和/或盖的内表面。本公开的实施例可以实现对信号连接器的充分访问，使得可以在电池模块中的电气部件与控制模块之间建立可靠的连接。说明书中的技术效果和技术问题是示范性的而并非进行限制。应当注意的是，说明书中所述的实施例可以具有其他技术效果并且可以解决其他技术问题。
以上所述的具体实施例已经通过示例的方式示出，并且应当理解的是，这些实施例易于有各种修改和替代形式。应当进一步理解的是，权利要求书并不旨在限于所公开的特定形式，而是覆盖落入本公开精神和范围内的所有修改、等价物和替代。

Claims (25)

1.一种电池模块，包括：
壳体，所述壳体包括配置为接纳一个或多个电池单元和电气部件的第一开口；
壳体盖，所述壳体盖配置为设置在所述第一开口上方以封闭所述壳体中的所述一个或多个电池单元和所述电气部件；
信号连接器，所述信号连接器设置在所述壳体内并且电耦接至所述电气部件，其中所述信号连接器配置为从第一位置致动到第二位置；
排放端口，所述排放端口与所述信号连接器对准，使得所述信号连接器的推送构件可以由穿过所述排放端口的推送装置访问以利于在所述壳体盖设置在所述第一开口上方时将所述信号连接器引导到所述第二位置并朝向所述壳体盖的第二开口。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其包括激光焊接部，所述激光焊接部将所述信号连接器耦接至所述壳体盖，使得所述信号连接器可以接纳输出连接器以实现与控制模块的通信。
3.根据权利要求2所述的电池模块，
其中所述信号连接器包括吸收性材料，所述吸收性材料被配置为吸收来自激光的激光输出，所述激光配置为形成所述激光焊接部。
4.根据权利要求3所述的电池模块，
其中所述壳体、所述壳体盖或者两者均包括透明材料，所述透明材料被配置为向所述信号连接器输送来自所述激光的所述激光输出。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的电池模块，
其中所述控制模块是车辆控制模块VCM。
6.根据权利要求5所述的电池模块，
其中所述车辆控制模块VCM被配置为从所述电气部件接收反馈。
7.根据权利要求6所述的电池模块，
其中所述反馈涉及所述一个或多个电池单元的工作状态。
8.根据权利要求1所述的电池模块，
其中所述信号连接器包括接触表面，所述接触表面包括与所述壳体盖的内表面相对应的几何结构。
9.根据权利要求1所述的电池模块，
其中所述信号连接器包括耦接适配器，所述耦接适配器被配置为从所述第二开口突出并接纳输出连接器以实现与控制模块的通信。
10.根据权利要求1所述的电池模块，
其中所述排放端口包括中心轴线，当所述壳体盖被设置在所述第一开口上方时所述中心轴线大体上与所述信号连接器的所述推送构件对准。
11.根据权利要求1所述的电池模块，
其中所述信号连接器包括突出部，所述突出部配置为接纳在所述电池模块的固定部分的载体箔中，使得所述信号连接器沿第一方向的运动被阻挡。
12.根据权利要求11所述的电池模块，
其中所述第一方向大体上和第二方向横交，所述第二方向由所述壳体的底部表面的平面长度限定。
13.根据权利要求1所述的电池模块，其中将所述信号连接器耦接至所述壳体盖的焊接部大体上密封所述第二开口。
14.根据权利要求13所述的电池模块，
其中所述焊接部包括激光焊接部。
15.一种电池模块，包括：
壳体，所述壳体包括保持一个或多个电池单元和电气部件的开口；
壳体盖，所述壳体盖设置在所述开口上方以封闭所述壳体中的所述一个或多个电池单元和电气部件；
信号连接器，所述信号连接器电耦接至所述电气部件；
排放端口；以及
激光焊接部，所述激光焊接部按照耦接方式将所述信号连接器附接至所述壳体盖，使得所述信号连接器可以接纳输出连接器以实现与控制模块的通信，其中所述耦接通过以下的过程形成：
将所述信号连接器设置在所述壳体中并使其处于第一位置；
将所述壳体盖设置在所述壳体的所述开口的上方；以及
将所述信号连接器引导到第二位置并与所述壳体盖中的开口接合，其中当所述信号连接器处于所述第二位置时所述信号连接器的表面接触所述壳体盖的内表面。
16.根据权利要求15所述的电池模块，
其中所述耦接通过以下的过程形成：
引导激光朝向所述壳体盖的外表面；以及
熔化所述信号连接器的所述表面的至少一部分、所述壳体盖的所述内表面或者熔化上述两者，从而形成熔融材料，使得所述熔融材料重新硬化以将所述信号连接器耦接至所述壳体盖。
17.根据权利要求16所述的电池模块，
其中所述壳体、所述壳体盖或者两者均包括透明材料，所述透明材料被配置为向所述信号适配器输送来自所述激光的激光输出。
18.根据权利要求17所述的电池模块，
其中所述信号适配器包括被配置为熔化并形成所述熔融材料的吸收性材料。
19.一种制造电池模块的方法，包括：
将信号连接器设置在所述电池模块的壳体中并使其处于第一位置；
将壳体盖设置在所述壳体的开口的上方；
将所述信号连接器引导到第二位置，其中当所述信号连接器处于所述第二位置时所述信号连接器的表面接触所述壳体盖的内表面；
引导激光朝向所述壳体盖的外表面；以及
熔化所述信号连接器的所述表面的至少一部分、所述壳体盖的所述内表面或者熔化上述两者，从而形成熔融材料，使得所述熔融材料重新硬化以将所述信号连接器耦接至所述壳体盖。
20.根据权利要求19所述的方法，
其中将所述信号连接器引导到所述第二位置包括：将推送装置插入所述壳体盖的排放端口并利用所述推送装置朝向所述壳体盖的所述内表面推动所述信号连接器。
21.根据权利要求19或20所述的方法，
其中所述信号连接器包括推送构件，所述推送构件被配置为搁靠在所述电池模块的载体的固定特征件上。
22.根据权利要求21所述的方法，
其中将所述信号连接器引导到所述第二位置包括：利用推送装置朝向所述壳体盖的所述内表面推动所述推送构件。
23.一种电池模块，包括：
壳体；
设置在所述壳体中的至少一个电池单元；
设置在所述壳体中的至少一个电气部件；
壳体盖，所述壳体盖与所述壳体配合以封闭所述至少一个电池单元和所述至少一个电气部件；
信号连接器，所述信号连接器设置在所述壳体内并且电耦接至所述电气部件，其中所述信号连接器配置为从第一位置致动到第二位置；以及
排放端口，所述排放端口与所述信号连接器对准，使得所述信号连接器的推送构件可以由穿过所述排放端口的推送装置访问以利于将所述信号连接器从所述第一位置引导到所述第二位置并朝向所述壳体盖的开口。
24.根据权利要求23所述的电池模块，
其中所述信号连接器配置为沿由所述电池模块的特征件形成的通道被致动，并且其中所述信号连接器包括突出部，所述突出部延伸到所述电池模块的固定部分的狭槽中以控制致动的方向。
25.根据权利要求23或24所述的电池模块，
其中所述信号连接器包括吸收性材料，所述吸收性材料配置为吸收来自激光的激光输出，所述激光配置为在所述信号连接器和所述壳体盖之间形成激光焊接部，并且其中所述壳体盖的所述开口的边界包括相对于所述激光透明的材料。
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