CN109075399A - 用于电池模块的电气组件的可转动托架 - Google Patents

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Abstract

电池模块包括被配置为容纳电气组件的托架。该托架是电绝缘的，并且包括被配置为容纳第一多个电气组件的第一部分、被配置为容纳第二多个电气组件的第二部分以及被配置为使第一部分能够相对于第二部分转动的柔性区域。

Description

用于电池模块的电气组件的可转动托架
说明书
背景技术
本公开总体上涉及电池组和电池模块领域。更具体地，本公开涉及电池模块的电气组件(例如电联接组件)的可转动(例如铰接的)托架。
本节旨在向读者介绍可能与本公开的各个方面相关的技术的各个方面，这些方面将在以下描述。该讨论被认为有助于向读者提供背景信息以便于更好地理解本公开的各个方面。因此，应该理解的是这些陈述应该从这个角度来理解，而不是作为对现有技术的承认。
使用一个或多个电池组系统用于为车辆提供全部或部分动力的车辆可以被称为xEV，其中术语“xEV”在本文中被定义为包括使用电力用于其全部或部分车辆动力的所有以下车辆，或其任何变体或组合。例如，xEV包括利用电力用于所有的动力的电动车辆(EVs)。如本领域技术人员将理解的那样，也被认为是xEV的混合电动车辆(HEVs)结合了内燃机推进系统和诸如48伏(V)或130V系统的电池供电的电力推进系统。术语HEV可以包括混合电动车辆的任何变体。例如，全混合系统(FHEVs)可以使用一个或多个电动机、仅使用内燃机或使用两者来为车辆提供动力和其他电力。相反，轻度混合系统(M H EVs)当车辆怠速时禁用内燃机，并利用电池组系统继续为空调单元、收音机或其他电子设备供电，以及在需要推进时重新启动发动机。轻度混合系统也可以在加速期间应用某种水平的动力辅助例如，以补充内燃机。轻度混合通常为96V至130V，并且通过带式或曲轴式起发电一体机回收制动能量。进一步地，微型混合电动车辆(mH EV)也使用类似于轻度混合的“停止-启动”系统，但是mH EV的微型混合系统可以或不可以向内燃机供应动力辅助并且在低于60V的电压下运行。为了本讨论的目的，应该注意的是，mH EVs通常不会将直接被提供给曲轴或变速箱的电力技术地用于车辆的动力的任何部分，但是mH EV仍然可以被认为是xEV，因为当车辆怠速而内燃机禁用时它确实使用电力来补充车辆的动力需求并且它通过起发电一体机回收制动能量。此外，插入式电动车辆(PEV)是可以从诸如墙壁插座的外部电源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。PEVs是EVs的一个子类别，包括全电动或电池电动车辆(BEVs)、插入式混合电动车辆(PH EVs)、混合电动车辆和传统内燃机汽车的电动车辆转换。
与仅使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)的更传统的气体供电车辆相比，如上所述的xEV可以提供许多优点。例如，与传统的内燃车辆相比，xEV可产生更少的不期望的排放物并且可以显示出更高的燃料效率，并且在某些情况下，这种xEV可能完全排除对汽油的使用，如EV或PEV的某些类型的情况那样。
随着技术继续演进，需要为这种车辆提供改进的电源，特别是电池模块。例如，在传统配置中，电池模块可以包括被配置为使得能够或导致其他组件(例如，相邻的电化学电池)之间的电连接的电气组件(例如，诸如汇流条的电连接器组件)。然而，电气组件的不良对准和/或集成可能导致待联接的组件的不良电联接，这可能引发短路。进一步地，将电气组件与要被连接的组件连接的过程可能是麻烦和低效的。因此，电池模块的电气组件的改进的连接是期望的。
发明内容
以下阐述了本文公开的某些实施例的概述。应当理解的是，呈现这些方面仅仅是为了向读者提供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。实际上，本公开可以包含以下可能没有阐述的各种方面。
本公开涉及具有被配置为容纳电气组件的托架电池模块。该托架是电绝缘的，并且包括被配置为容纳第一多个电气组件的第一部分、被配置为容纳第二多个电气组件的第二部分以及被配置为使第一部分能够相对于第二部分转动的柔性区域。
本公开还涉及电池模块的电绝缘托架。托架包括被配置为容纳第一电连接器的第一部分、被配置为容纳第二电连接器的第二部分以及将第一部分与第二部分分开的铰链部分。铰链部分被配置为使得第一部分能够相对于第二部分在成角度的方位和平面方位之间旋转。
本公开还涉及制造电池模块的方法。该方法包括将第一电连接器置于电池模块的托架的第一部分上。方法还包括将第二电连接器置于托架的第二部分上，其中托架的第二部分通过托架的柔性区域被连接到托架的第一部分。该方法还包括围绕柔性区域相对于托架的第二部分转动托架的第一部分，并且使第一电连接器与电池模块的电化学电池的端子接触。
附图说明
通过阅读以下详细描述并参考附图，可以更好地理解本公开的各个方面，其中:
图1是具有根据本实施例被配置为向车辆的各种组件提供电力的电池组系统的车辆的透视图；
图2是根据本公开的一方面的图1的车辆和电池组系统的实施例的剖面示意图；
图3是根据本公开的一方面的用于图2的车辆中的使用的电池模块的实施例的分解透视图；
图4是根据本公开的一方面的具有用于在图3的电池模块中使用的托架和电气组件的未组装的电气单元的实施例的分解透视图；
图5是根据本公开的一方面的图4中的电气单元的实施例的透视图；
图6是根据本公开的一方面的被用于图3的电池模块中的电化学电池和电气单元的实施例的透视图；
图7是根据本公开的一方面的图4的电气单元的托架的柔性区域的实施例的部分的透视图；
图8是根据本公开的一方面的托架的柔性区域的实施例的示意性侧视图；
图9是根据本公开的一方面的托架的柔性区域的实施例的示意性侧视图；
图10是根据本公开的一方面的托架的柔性区域的实施例的示意性侧视图；以及
图11是根据本公开的一方面的用于制造图4的电气单元的方法的实施例的工艺流程图。
具体实施方式
以下将描述一个或多个具体实施例。为了提供这些实施例的简明描述，说明书中没有描述实际实施方案的所有特征。应当理解的是，在任何这种实际的实施方案的开发中，如同在任何工程或设计项目中一样，必须做出许多实施方案特定的决策来实现开发者的特定的目标，诸如遵守系统相关和业务相关的约束，这些约束可能因实现方式而异。而且，应当理解的是，这种开发努力可能是复杂并且耗时的，但是对于受益于本公开的普通技术人员来说，仍然是设计、加工和制造的例行任务。
本文描述的电池组系统可被用于向各种类型的电动车辆(xEVs)和其他高压能量存储/消耗应用(例如电网电力存储系统)提供电力。这种电池组系统可以包括一个或多个电池模块，每个电池模块具有多个电池组电池(例如锂离子(Li-ion)电化学电池)，这些电池组电池被布置和电互连以提供对例如xEV的一个或多个组件供电有用的特殊的电压和/或电流。作为另一示例，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)结合或向其提供电力。
根据本公开的实施例，电池模块可以包括被配置为导致其他组件(例如，相邻电化学电池的端子)之间的电连接或者被配置成以其他方式与电池模块的组件电交互的电气组件(例如，诸如汇流条的电连接器组件)。为了便于改进的电连接和组装，电气组件(例如，汇流条)可以被安装在电学上非导电的托架组件(例如，整体托架)上，该托架组件将电气组件与要被连接的适当的组件(例如，与各种电化学电池的端子)对准。然而，要连接的适当的组件可以包括被置于整个电池模块中和沿着电池模块的各个面的多种组件。例如，被置于托架上的某些电气组件可以是汇流条，其通常与靠近电池模块的壳体的第一面的电化学电池的端子对接。被置于托架上的某些其它电气组件可以包括可以与电池模块的印刷电路板(PCB)对接的中继电路组件，该印刷电路板可以被置于靠近不同于电池模块的第一面的、电池模块的壳体的第二面。
因此，本公开的托架可以包括与电池模块的壳体的多个面相对应的或者与电池模块的一个或多个电化学电池堆叠的多个面相对应的多个面。进一步地，托架可以是一个整体组件(例如，一个整体塑料组件)，使得许多电气组件被置于具有与壳体的多个面相对应的多个面的单一组件上。根据本实施例，为了便于有效组装整体托架，托架可以沿着分开整体托架的两个部分的托架的边缘或柔性区域被铰接或以其他方式是可转动的，其中这两个部分对应于最终安装的托架(例如整体托架)的两个不同面(例如垂直面)。因此，在将电气组件组装到托架上期间，托架可以被平放。在将托架安装到电池模块中期间，可以通过托架的柔性区域操纵托架，使得托架包括相对于彼此成角度的部分，从而有利于将电气组件适当定位置于托架上。
例如，整体托架的第一部分可以容纳被配置为与电池模块的PCB对接的各个电气组件，而整体托架的第二部分可以容纳被配置为与电池模块的电化学电池的端子对接的各个不同的电气组件。在整体托架的组装期间，第一和第二部分可以面向基本上相同的方向，使得所有的电气组件可以容易地从单一定位和/或用单一工具被固定到整体托架的第一和第二部分。在整体托架被安装到电池模块当中时，整体托架可以沿着整体托架的边缘弯曲(例如，铰链)，使得整体托架的第一部分与整体托架的第二部分成角度(例如垂直)。
在沿着边缘(例如，铰链)弯曲整体托架后，整体托架的第一部分可以是整体托架的第一面，整体托架的第二部分可以是整体托架的第二面(例如垂直于整体托架的第一面)。整体托架面的成角度性质或垂直性质便于被固定到整体托架的电气组件的精确位置。例如，跨过整体托架的第一面的电气组件可以适当地与靠近电化学电池壳体或堆叠的第一面的组件对接，跨过整体托架的第二面的电气组件可以适当地与靠近电化学电池壳体或堆叠的第二面的组件对接。应当注意的是，在其他实施例中，可转动的托架(例如，可转动的整体托架)可以包括对应于最终安装的整体托架的两个以上面的两个以上的部分(例如3、4、5、6或更多部分)。以下将参考附图详细描述这些和其他特征。
为了帮助示出，图1是可以利用再生制动系统的车辆10的实施例的透视图。尽管下面的讨论是针对具有再生制动系统的车辆提出的，但是本文描述的技术可适用于用电池组捕获/存储电能的其他车辆，其可以包括电力供电车辆和气体供电车辆。
如上所讨论，可期望的是，电池组系统12与传统车辆设计可在很大程度上兼容。因此，电池组系统12可以被放置在容纳传统电池组系统的车辆10中的位置。例如，如所图示的那样，车辆10可包括被定位为类似于典型内燃机车辆的铅酸电池组(例如，在车辆10的发动机罩下)的电池组系统12。另外，如以下将更详细描述的那样，电池组系统12可以被定位为便于管理电池组系统12的温度。例如，在一些实施例中，将电池组系统12定位在车辆10的发动机罩下方可以使得空气管道能够引导气流经过电池组系统12并冷却电池组系统12。
图2中描述了电池组系统12的更详细的视图。如所描绘的那样，电池组系统12包括被联接到点火系统14、交流发电机15、车辆控制台16以及可选地联接到电动机17的储能组件13。通常，储能组件13可以捕获/存储在车辆10中生成的电能，并输出电能以向车辆10中的电气设备供电。
换句话说，电池组系统12可以向车辆电气系统的组件供应电力，该组件可以包括散热器冷却风扇、气候控制系统、电动动力转向系统、主动悬架系统、汽车驻车系统、电动油泵、电动超级/涡轮增压器、电动水泵、加热挡风玻璃/除霜机、车窗升降电机、化妆灯、轮胎压力监控系统、天窗电机控制、电动座椅、报警系统、信息娱乐系统、导航功能、车道偏离警告系统、电动驻车制动器、外部灯或其任意组合。示例性地，在所描绘的实施例中，储能组件13向可被用于启动(例如旋转)驱动内燃机18的车辆控制台16和点火系统14供应电力。
附加地，储能组件13可以捕获由交流发电机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运行时生成电能。更具体地，交流发电机15可以将由内燃机18的转动产生的机械能转换成电能。附加地或可替代地，当车辆10包括电动机17时，电动机17可以通过将车辆10的运动(例如车轮的转动)产生的机械能转换成电能来生成电能。因此，在一些实施例中，储能组件13可以在再生制动期间捕获由交流发电机15和/或电动机17生成的电能。由此，本文交流发电机15和/或电动机17通常被称为再生制动系统。
为了便于捕获和供应电能，储能组件13可以经由总线19被电联接到车辆的电气系统。例如，总线19可以使储能组件13能够容纳由交流发电机15和/或电动机17生成的电能。附加地，总线19可以使储能组件13能够向点火系统14和/或车辆控制台16输出电能。因此，当使用12伏电池组系统12时，总线19可以承载通常在8-18伏之间的电力。
附加地，如所描绘的那样，储能组件13可以包括多个电池模块。例如，在所描绘的实施例中，根据本实施例储能组件13包括锂离子(例如，第一)电池模块20和铅酸(例如，第二)电池模块22，其中每一电池模块20、22包括一个或多个电池组单元。在其他实施例中，储能组件13可以包括任何数量的电池模块。附加地，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，但是它们可以被定位在车辆周围的不同区域。例如，铅酸电池模块22可以被定位在车辆10的内部中或其周围，而锂离子电池模块20可以被定位在车辆10的发动机罩下方。
在一些实施例中，储能组件13可以包括多个电池模块以利用多个不同的电池化学物质。例如，当使用锂离子电池模块20时，由于锂离子电池化学物质通常比铅酸电池化学物质具有更高的库仑效率和/或更高的功率充电接受率(例如，更高的最大充电电流或充电电压)，所以电池组系统12的性能可以得到改善。由此，可以改善电池组系统12的捕获、存储和/或分配效率。
为了便于控制电能的捕获和存储，电池组系统12可以附加地包括控制模框24。更具体地，控制模框24可以控制电池组系统12中的组件(诸如储能组件13、交流发电机15和/或电动机17内的继电器(例如，开关))的操作。例如，控制模框24可以调整由每一电池模块20或22捕获/供应的电力的量(例如，对电池系统12进行降级和再降级)、执行电池模块20和22之间的负载平衡、确定每一电池模块20或22的充电的状态、确定每一电池模块20或22的温度、控制交流发电机15和/或电动机17输出的电压等等。
因此，控制单元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(ASICs)、一个或多个现场可编程门阵列(FPGAs)、一个或多个通用处理器或其任意组合。附加地，一个或多个存储器28可以包括诸如随机存取存储器(RAM)的易失性存储器，和/或诸如例如只读存储器(ROM)的非易失性存储器、光驱、硬盘驱动器或固态驱动器。在一些实施例中，控制单元24可以包括车辆控制单元(VCU)和/或分开的电池组控制模框的部分。
根据本公开的一方面，电池模块20(例如锂离子电池模块)可以包括被配置为容纳在电池模块20的操作中利用的许多电连接器的托架。托架可以是横跨电池模块20的大部分的单一的、整体形成的托架使得许多不同类型的电连接器可以被(例如，被安装在托架上)托架容纳。根据本公开，托架可以包括柔性区域，该柔性区域被配置为使托架的某些部分相对于托架的其他部分转动或旋转。因此，整体托架最初可以是被配置为容纳许多电连接器的扁平构件。在组装整体托架(例如，在将电连接器置于整体托架上后)后，可以折叠、转动、旋转或以其他方式操纵整体托架的部分，使得整体托架嵌入到到电池模块内，并且使得电连接器接触电池模块的适当组件从而电连接适当的组件。
图3示出了图2的电池模块20(例如，锂离子电池模块)的实施例的分解透视图。电池模块20包括被配置为容纳许多电化学电池32的壳体30。例如，如所示出的那样，壳体30容纳六个电化学电池32。然而，在另一实施例中，壳体30可以容纳2、3、4、5、7、8、9、10、11、12或更多个电化学电池32。进一步地，示出的实施例中的壳体30包括上盖34和下基座36。在制造或安装期间，基座36可以容纳电化学电池32和/或电池模块20的其他组件，并且在电化学电池32和/或其他组件被置于其中后盖34可以被置于基座36上。
然而，壳体30的其它配置也是可以的。例如，壳体30可以包括(例如，比基座36和盖34更多的)两个以上的组件。进一步地，在某些实施例中，壳体30可以仅包括基座，并且基座可以是被配置为由分开的较小盖子封闭的棱柱形状。例如，在这样的实施例中，基座可以是具有封闭的底部和从封闭的底部向上延伸的侧壁的棱柱形。较小盖的较小侧壁可以联接到棱柱形基座的侧壁，或者较小盖可以是联接到基座的侧壁的棱柱形壁(例如没有侧壁)。
如所示的那样，电化学电池32可以被置于壳体30的基座36中的一个或多个堆叠38中(例如，其中电化学电池32被堆叠在第一方向42上，并且堆叠38被并排置于垂直于第一方向42的第二方向44上)。通过如此定位电化学电池32和相应的堆叠38，电化学电池32的端子52可以在单一方向(例如，第三方向48)上延伸远离各个电化学电池32，并且可以被置于基本上相同的平面、区域或体积中。
通常，电化学电池32彼此电连接(例如串联、并联或其组合)以形成电化学电池32的互连网络。电化学电池32的互连网络可以放电以(例如，给车辆)供应电池模块20的充电，并且可以(例如，从车辆)再充电以捕获和存储充电。为了将电化学电池32电连接在一起，汇流条50(例如，导电条)可以(例如，通过跨越相邻电化学电池32的端子52之间并与其物理地接触)被用于电连接相邻电化学电池32的端子52(例如，导电端子)。根据配置，汇流条50相对于整个电池模块20的连接方案可以不同。例如，如果电池模块20仅包括被置于串联的电化学电池32，则汇流条50的连接方案可能不同于如果电池模块20仅包括被置于并联的电化学电池32。本公开旨在并且能够包括任何合适的汇流条50连接方案，包括“串联”方案、“并联”方案或具有“串联”和“并联”连接的组合的方案。
根据本公开，汇流条50可以是被用于电联接电池模块20的“连接组件”或者被配置为被用于电联接电池模块20的“待连接组件”的“电气组件”的一种类型。例如，电池模块20可以包括电气组件56的组，该电气组件56的组包括汇流条50。电气组件56还可以包括继电器电路、印刷电路板(PCB)、柔性电路(例如，其承载温度/电压传感器、信号采集器等)，电池模块端子(例如，主要端子)和以下将参考图4详细描述的其他组件。电气组件56通常被(例如，被安装在托架58上)托架58容纳，其中托架58和电气组件56一起形成电气单元60。根据本公开，托架58本身可以是电绝缘的(例如，塑料)以防止被置于托架58上的电气组件56之间的短路，并使托架58具有柔性。下以下将参照图4详细描述具有被安装在其上的托架58和电气组件56的电气单元60。
图4是具有托架58和电气组件56的电气单元60的实施例的分解透视图。如所示的那样，电气组件56包括母线50、柔性电路62、防护结构64、PCB66、分流器68、电池模块端子69(例如，主端子)和继电器70。通常，柔性电路62可以包括一个或多个温度传感器、一个或多个电压传感器、从各种传感器(例如，向PCB66)延伸的柔性线以及其他组件。例如，柔性电路62可以包括柔性导电材料，或者具有被嵌入其中的导线的柔性非导电材料。柔性电路62可以包括上述与柔性电路62材料联接或被嵌入柔性电路62材料内的传感器。
进一步地，传感器和/或柔性电路62的其他组件可以与PCB66联接(例如，经由柔性电路62或经由嵌入其中的导线)，其从传感器和/或其它组件容纳数据用以进行处理。
如上所述，电气组件56的PCB66可以被用以容纳与电池模块20(例如，图3的)的操作条件(例如，温度和电压)相关的数据，并处理或以其他方式解释该数据。电气组件56的防护结构64可以被用于阻止从电池模块20的电化学电池32(例如，图3所示的电池32)排出的气体负面地影响电池模块20。电气组件56的分流器68可以与汇流条50结合使用以将互连的电化学电池32(例如图3)与电气组件56的模框端子69(例如，主端子)电联接，其被用于将电池模块20联接到从电池模块20(例如车辆)容纳电力的电源。
进一步地，在某些实施例中，分流器68可以被联接到(例如与，PCB66一体)PCB66。其中继电器70可以被用于控制、监控或使从由电池模块20提供充电的负载(例如，车辆)的完全断开。例如，继电器70可以基于各种操作条件(例如温度、电压或其他条件)将电池模块20从负载断开。应当注意的是，与电池模块20的操作相关联的其他电气组件56也可以被托架58容纳，并且因此被包括在电气单元60中。
根据本公开的实施例，在示出的实施例中显示的所有电气组件56可以被示出的托架58容纳或被安装在其上。例如，托架58可以包括整体导向延伸部80，其被配置为电气组件56导向或容纳到托架58上的适当位置(并且相对于它们在电池模块中的最终定位[例如，图3的电池模块20)。示出的导向延伸部80可以与托架58一体形成。进一步地，引导延伸部80可以是使将电气组件56搭扣配合在其中的延伸部。例如，引导延伸部80可以相对于彼此被定位，并且包括特征[例如，例如凹槽、突起]以使一个或多个电气组件56“搭扣入”以放置在托架58上。然而，应当注意的是，可以以其他方式将电气组件56置于托架58上。例如，电气组件56可以与托架58粘合地联接、部分地嵌入托架58中、紧固到托架58，或者以其他方式联接到托架58。
而且，如所示的那样，托架58可以包括贯穿托架58的开口81。开口81可以被包括并且被定位使得电气组件56或电气组件56联接到的组件(例如，未被包括在电气单元60中的组件)可以延伸穿过开口81以便于联接。例如，汇流条50可延伸穿过开口81以联接到电化学电池的端子(例如，图3中的电化学电池32的端子52)。在一些实施例中，电化学电池的端子(例如图3中的电化学电池32的端子52)可延伸穿过开口81以联接到汇流条50。
关注图4中所示的实施例，托架58可包括第一部分82和靠近第一部分82的第二部分84。托架58可以被初始地定位为使得第一部分82和第二部分84两者大体上面向相同的方向(例如，在所示实施例中，向上地面向方向42上)，并且布置在基本相同的平面中。因此，与传统的配置相比，所有电气组件56可以从单一定位(例如，从托架58上方)或从减少数量的定位被置于托架58的第一部分82和第二部分84或被安装到托架58的第一部分82和第二部分84上。如所示的那样，可以通过柔性连接第一部分82和第二部分84的柔性区域86接合第一部分82和第二部分84。柔性区域86可以包括与托架58的第一或第二部分82、84不成一体的组件，或者第一部分82、第二部分84和柔性区域86都可以整体地被形成为单一结构(例如，如所示的那样)。例如，柔性区域86可以是包括第一和第二部分82、84围绕其被联接的、分开的枢轴的铰接连接，或者柔性部分86(例如，活动铰链)可以是与托架58一体的、开槽、变薄或成角度的切口或边缘，并将第一部分82与第二部分84分开。通常，柔性区域86被配置为使第一部分82相对于第二部分84转动、弯曲或以其他方式旋转(或者换句话说，使第二部分84相对于第一部分82转动、弯曲或以其他方式旋转)。
因此，虽然电气组件56可以从单一定位(或与传统配置相比的数量减少的位置)被置于托架58上，但是在将电气单元60安装到电池模块(例如，图3的电池模块20)中期间，第一部分82和第二部分84可以相对于彼此被操纵，使得第一部分82和第二部分84(以及相应的电气组件56)被适当地定位在电池模块20内。实际上，在图3中，托架58的第一部分82基本上垂直于托架58的第二部分84弯曲(例如围绕柔性区域86)，使得当具有托架58和电气组件56的电气单元60被安装到电池模块20中时，第一部分82被置于沿着电池模框20的第一面(例如，在图3中的电化学电池32的端子52上)，而第二部分84被置于沿着电池模框20的第二面(例如，垂直于第一面，或者沿着图3中的电化学电池32的侧壁90)。
根据以上托架58的描述，通过包括柔性区域86，简化了电气单元60的制造。实际上，所有的电气组件56可以从托架58上方的单一定位(或数量减少的定位)被置于托架58上。例如，图5中示出了具有被置于托架58上的电气组件56的电气单元60的实施例的透视图(例如，在将托架58的第一部分82相对于托架58的第二部分84围绕柔性区域86弯曲之前)。进一步地，由于所有的电气组件56都被置于单一的、整体形成的托架58上，因此减少了电池模块20中浪费的空间，从而增加了电池模块的能量密度。例如，图6中示出了具有托架58和电气组件56的电化学电池32和电气单元60的组合的透视图。如所示的那样，在示出的实施例中很少甚至没有空间被浪费。
如上参考图4和5所述，托架58的柔性区域86可以与托架58的第一部分82和第二部分84一体地形成。换句话说，托架58可以是一个单一的、整体形成的结构。图7中示出了图5的部分组装的电气单元60的托架58的柔性区域86的实施例的部分的透视图。在示出的实施例中，柔性区域86是呈凹槽的或弯曲的(例如，部分U形的)表面。在第一部分82围绕柔性区域86转动时(例如在环形方向99上)，弯曲的(例如，部分U形的)表面可以变直或变平，使第一部分82和第二部分84相对于彼此转动。
应当注意的是，也可以采用柔性区域86的其它实施例。例如，代替图7中示出的实施例，可以在材料的相对厚的件中采用成角度的切口。图8中示出了从第一方位99过渡到第二方位100(例如，L形)的、具有用于柔性区域86的成交都的切口的托架58的实施例的示意性侧视图。在示出的实施例中，成角度的切口(例如，柔性区域86)包括在相对于第二部分84转动第一部分82之前的锐角102。在转动第一部分82后，角度可以增加(在第二方位100上)。图9示出了具有柔性区域86的不同的成角度切口的托架58的一个实施例的示意性侧视图。在示出的实施例中，成角度的切口(例如，柔性区域86)包括在相对于第二部分84(在第一方向99上)转动第一部分82之前的钝角104。在转动第一部分82后，角度可以增加(在第二方位100上)。应当注意的是，图7-9中的柔性区域86可以被称为“铰链”，因为它们是托架58的第一部分82或第二部分84中的一个或两个可以围绕其转动的可移动的接头。还应该注意的是，这些铰链可以在示出的相反方向上被旋转。在这种情况下，凹口或切口可以基于各个角度102、104限制旋转。
还应当注意的是，在一些实施例中，柔性区域86可以包括不与托架58一体形成的组件，和/或第一部分82和第二部分84可以不是一体形成的。例如，托架58的第一部分82可以与托架58的第二部分84分开，并且第一部分82和第二部分84可以通过柔性区域86处的分开的组件彼此联接。图10示出了托架58的柔性区域86的实施例的示意性侧视图，其中柔性区域86包括不与托架58一体形成的组件。例如，示出的柔性区域86是具有枢轴110的铰链，托架58的第一部分82和第二部分84两者围绕枢该枢轴110被联接。枢轴110可以是由第一部分82和第二部分84的中空圆柱形接受器112容纳的圆柱形杆。在示出的实施例中仅示出了托架58的第二部分84的中空圆柱形接受器112，因为由于侧视角第一部分82的相对应的接受器被第二部分84的中空圆柱形接受器112隐藏。应当注意的是，本公开旨在包括适合于相对于彼此转动托架58的部分的所公开的目的其它类型的铰链。
应当注意的是，根据本实施例，可以包括将托架58在第二方位100上固定就位的特征。例如，托架58可以通过被置于托架58的部分上、壳体30的部分上(例如，图3中)、电化学电池32中的一个或多个上(例如，图3中)或其组合上的搭扣配合构件被固定在第二方位100上。例如，在将托架58定位在第二方位100之后(或同时)，第一部分82(或其特征)可以搭扣到被置于托架58的第二部分84上、壳体30上(例如，图3中)、电化学电池32上(例如，图3中)或其组合上的搭扣配合构件当中。附加地或可替换地，第二部分84(或其特征)可以卡扣到被置于托架58的第一部分82上、壳体30上(例如，图3中)、电化学电池32上(例如，图3中)或其组合上的搭扣配合构件当中。
附加地或可替换地，托架58可以在第二方位100上被焊接或粘接就位。例如，托架58的第一部分82和/或第二部分84可以被焊接(或粘接)到第二部分84和/或第一部分82中的另一个、被焊接到壳体30(例如，图3中)、被焊接到电化学电池32(例如，图3中)或者被焊接到它们的组合。再进一步地，在一些实施例中，在第一部分82相对于第二部分84被转动以将托架58定位在第二方位100上之后，托架58可以通过将粘合剂(或一些其它硬化剂)焊接或施加到柔性区域86来固定在第二方位100上。
图11中示出了示出制造图3的电池模块20的方法130的实施例的工艺流程图。在示出的实施例中，方法130包括将电气组件固定(框132)到电池模块的非导电托架。例如，如前所述，非导电托架可以包括容纳电气组件的导向延伸部。电气组件可以通过导向延伸部被引导就位，或者电气组件可以搭扣配合就位在导向延伸部之间。附加地或可替换地，电气组件可以通过粘合剂、紧固件或其他联接机构被固定到托架。应该注意的是，电气组件可以从托架上方的单一定位被定位到托架上，托架可以被平放或者使得电气组件被置于其上的托架的部分面向基本相同的方向。
方法130还包括相对于托架的第二部分旋转或转动(框134)托架的第一部分。例如，如前所述，托架包括托架的第一和第二部分之间的柔性区域(例如，铰链)。第一部分可以相对于第二部分围绕柔性区域旋转，反之亦然。第一部分可以相对于第二部分旋转例如90度，使得第一部分垂直于第二部分。
方法130还包括将具有托架和电气组件的电气单元安装(框136)到电池模块当中。例如，电气单元可以被定位在电池模块的壳体内，使得电气组件与要连接的组件(电池模块的组件)对齐。例如，托架的第一部分可以被置于电池模块的电化学电池的端子上，并且托架的第二部分(例如垂直于第一部分)，方法130还包括将电气单元的电气组件联接(框138)到要连接的电气组件(电池模块的组件)。例如，如前所述，电气单元的电气组件可包括汇流条、柔性电路、继电器、PCB和电池模块端子(例如，主端子)以及其他。某些组件(例如，汇流条)可以被置于电气单元的托架的第一部分(例如，第一面)上，并且可以被配置为与不包括在电气单元中的组件(例如，电化学电池的次要端子)联接。在将电气单元定位到电池模块的壳体中后，汇流条可以与电池模块的适当电化学电池的适当端子(例如，次要端子)联接。
单独或组合的所公开的实施例中的一个或多个，可以提供一个或多个在制造电池模块和电池模块的部分中有用的技术效果。通常，本公开的实施例包括具有电气单元的电池模块，该电气单元包括非导电托架和被配置为置于其上的电气组件(例如，电连接组件)。在将电气组件安装到托架上的同时，托架可以被平放使得电气组件从单一定位被置于托架上。然而，托架可以包括使托架的第一部分能够相对于托架的第二部分转动的柔性区域。因此，在简化电气单元的制造的同时，也简化了将电气单元安装到电池模块中，并且减少了电气单元利用的空间。因此，增加了电池模块的能量密度，并且简化了电池模块的制造。说明书中的技术效果和技术问题是示例性的而非限制性的。应当注意的是，说明书中描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。
以上描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，这些实施例可能易于进行各种修改和可替代的形式。应当进一步理解的是，权利要求并不旨在限制于所公开的特殊形式，而是覆盖落入本公开的精神和范围内的所有修改、等同物和可替代物。

Claims (25)

1.一种电池模块，包括：
-托架，其被配置为容纳电气组件，其中所述托架是电绝缘的并且包括被配置为容纳第一多个电气组件的第一部分、被配置为容纳第二多个电气组件的第二部分以及被配置为使第一部分能够相对于第二部分转动的柔性区域。
2.如权利要求1所述的电池模块，其中所述柔性区域包括铰链。
3.如权利要求1或2所述的电池模块，
其中所述柔性区域包括具有枢轴销的铰链，所述托架的第一部分和第二部分可旋转地被联接到所述枢轴销。
4.如前述权利要求中任一项所述的电池模块，
其中所述第一部分、所述第二部分和所述柔性区域是彼此一体形成的。
5.如前述权利要求中任一项所述的电池模块，
其中所述第一多个电气组件和所述第二多个电气组件被固定到所述托架，使得在所述第一部分相对于所述第二部分被转动后，所述第一多个电气组件与所述电池模块的第一多个连接组件对接，并且所述第二多个电气组件与所述电池模块的第二多个连接组件对接。
6.如前述权利要求中任一项所述的电池模块，
其中所述托架包括多个整体导向延伸部，所述整体导向延伸部被配置为容纳所述第一多个电气组件、所述第二多个电气组件或两者。
7.如权利要求5或权利要求5和6所述的电池模块，
其中所述托架包括一个或多个开口，所述第一多个电气组件、所述第二多个电气组件、所述第一多个连接组件、所述第二多个连接组件或它们的组合延伸穿过所述开口。
8.如前述权利要求中任一项所述的电池模块，包括一个或多个电化学电池堆叠，其中所述一个或多个堆叠中的每一电化学电池包括至少一个端子，所述至少一个端子被配置为与所述第一多个电气组件、所述第二多个电气组件或两者对接。
9.如前述权利要求中任一项所述的电池模块，包括与所述第一多个电气组件、所述第二多个电气组件或两者电联接的印刷电路板(PCB)。
10.如前述权利要求中任一项所述的电池模块，包括与所述第一多个电气组件、所述第二多个电气组件或两者电联接的至少一个电池模块端子。
11.如前述权利要求中任一项所述的电池模块，包括所述托架被配置成置于其中的壳体。
12.如前述权利要求中任一项所述的电池模块，
其中在相对于所述第二部分围绕所述柔性区域转动并被安装在所述电池模块中之后，所述第一部分与所述第二部分基本上垂直。
13.如前述权利要求中任一项所述的电池模块，
其中所述柔性区域包括所述第一部分和所述第二部分之间的所述托架的成角度的切口或凹槽，并且其中所述成角度的切口或凹槽被配置为使所述第一部分能够相对于所述第二部分转动。
14.如权利要求13所述的电池模块，包括所述成角度的切口，其中所述成角度的切口包括锐角。
15.一种电池模块的电绝缘托架，包括:
-第一部分，其被配置为接纳第一多个电连接器；
-第二部分，其被配置为接纳第二多个电连接器；以及
铰链部分，其将所述第一部分与所述第二部分分开，其中所述铰链部分被配置为使所述第一部分相对于所述第二部分在成角度的方位和平面方位之间旋转。
16.如权利要求15所述的电绝缘托架，
其中所述第一部分、所述第二部分和所述铰链部分是一个整体结构。
17.如权利要求15或16所述的电绝缘托架，
其中所述铰链部分包括凹槽或成角度的切口。
18.如权利要求17所述的电绝缘托架，包括所述成角度的切口，其中所述成角度的切口包括钝角。
19.如权利要求15至18中任一项所述的电绝缘托架，包括被配置为接纳所述第一多个电连接器、所述第二多个电连接器或两者的整体引导延伸部，其中，所述整体引导延伸部被定位为使得当所述第一多个电连接器和/或所述第二多个电连接器被所述整体引导延伸部接纳时，所述第一多个电连接器和/或所述第二多个电连接器与所述电池模块的相对应的电气组件对准。
20.如权利要求15至19中任一项所述的电绝缘托架，包括被定位在所述托架中的开口，使得所述第一多个电连接器、所述第二多个电连接器、所述电池模块的电气组件或其组合延伸穿过所述开口，以便于所述电气组件电连接到所述第一多个电连接器、所述第二多个电连接器或两者。
21.一种制造电池模块的方法，包括:
将所述第一多个电连接器置于所述电池模块的托架的第一部分上；
-将所述第二多个电连接器置于所述托架的第二部分上，其中所述托架的所述第二部分通过所述托架的柔性区域被接合到所述托架的所述第一部分；并且
-围绕所述柔性区域相对于所述托架的所述第二部分转动所述托架的所述第一部分，并且使所述第一多个电连接器与所述电池模块的电化学电池的端子接触。
22.如权利要求21所述的方法，包括将所述第二多个电连接器与所述电池模块的电气组件联接。
23.如权利要求21或22所述的方法，包括围绕所述柔性边缘相对于所述托架的所述第二部分转动所述托架的所述第一部分，使得所述第一部分与所述第二部分基本上垂直。
24.如权利要求21至23中任一项所述的方法，包括将所述第一多个电连接器、所述电池模块的所述电化学电池的所述端子或两者延伸穿过所述托架中的开口，以促进所述第一多个电连接器与所述端子之间的接触。
25.如权利要求21至24中任一项所述的方法，包括经由所述托架的整体引导延伸部接纳所述第一多个电连接器、所述第二多个电连接器或两者。
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