CN110024170B - 储能系统的电池模块之间的模块对模块功率连接器及其装置 - Google Patents

储能系统的电池模块之间的模块对模块功率连接器及其装置 Download PDF

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Abstract

实施方式针对一种模块对模块功率连接器，所述模块对模块功率连接器被构造为在储能系统的电池壳体中的电池模块之间形成连接。所述模块对模块功率连接器包括电气接口和汇流排，所述电气接口和汇流排被构造为形成相邻电池模块的一个或多个电气连接端子。所述汇流排柔性地设置，以在所述电池模块插入相应的电池模块隔室中时，允许所述电气接口在预定的范围内移动。所述模块对模块功率连接器可进一步设置在通道空间内，使得定义在容置所述电池模块的电池模块装配区域中的孔通向所述通道空间。

Description

储能系统的电池模块之间的模块对模块功率连接器及其装置
技术领域
实施方式涉及储能系统的电池模块之间的模块对模块功率连接器及其装置。
背景技术
储能系统可通过电池存储电力。例如，在某些现有电动车辆(EV)设计(如全电动车辆、混合动力电动车辆等)中，电动车辆内安装的电池壳体中设有多个电池单元(举例而言，这些电池单元既可分别独立地安装于所述电池壳体内，也可分为多组，每组电池单元均容纳于相应电池模块内，各电池模块进一步安装于所述电池壳体中)。在电池壳体中，电池模块通过汇流排与电池接线盒(BJB)串联，以由该BJB将汇流排供应的电力分配于电动车辆的驱动电机以及电动车辆的各种其他电气部件(如无线电广播，中控台，车辆暖通空调(HVAC)系统，内灯，车头灯和刹车灯等外灯)。
发明内容
本发明的一个实施方式针对一种模块对模块功率连接器，所述模块对模块功率连接器被构造为在安装于储能系统的电池壳体中的电池模块之间形成连接，所述模块对模块功率连接器包括：第一电气接口，其被构造为在第一电池模块插入第一电池模块隔室中时与所述第一电池模块的正端子形成电气连接；第二电气接口，其被构造为在第二电池模块插入第二电池模块隔室中时与所述第二电池模块的负端子形成电气连接；第一汇流排，其连接到所述第一电气接口和所述第二电气接口，以便在所述第一电池模块和所述第二电池模块分别插入所述第一电池模块隔室和所述第二电池模块隔室中时形成所述第一电池模块与所述第二电池模块之间的第一电气连接，其中所述第一汇流排柔性地配置，以在所述第一电池模块和所述第二电池模块分别插入所述第一电池模块隔室和所述第二电池模块隔室中时，允许所述第一电气接口和所述第二电气接口的预定的移动范围。
本发明的另一个实施方式针对一种储能系统中的电池模块互连装置，所述电池模块互连装置包括：电池模块装配区域，其包括沿着电池模块装配区域的第一横向侧布置的第一组电池模块隔室，以及沿着所述电池模块装配区域的第二横向侧布置的第二组电池模块隔室；通道空间，其定义在所述第一组电池模块隔室与所述第二组电池模块隔室之间，所述电池模块装配区域包括通向所述通道空间的一组孔；以及多个模块对模块功率连接器，其布置在所述通道空间中，所述多个模块对模块功率连接器中的每一个包括至少一个汇流排和电气接口，所述至少一个汇流排和电气接口被构造为形成插入至少一对相邻电池模块隔室中的至少一对电池模块之间的至少一个电气连接。
附图说明
当结合附图考虑时，参考以下详细描述可更好地理解本发明，从而容易获得本发明的实施方式的更完整理解，所述附图被呈现来仅用于例示而非限制本发明，并且在附图中：
图1例示根据本发明的一个实施方式的电池模块的外部框架的正面立体图。
图2A-2B例示根据本发明的一个实施方式的图1的电池模块的外部框架的替代性背面立体图。
图3A例示根据本发明的一个实施方式的包括电池壳体的电动运载工具的横截面的俯视立体图。
图3B例示来自根据本发明的一个实施方式的图3A的电动运载工具的横截面的俯视立体图的电气图表。
图3C例示根据本发明的一个实施方式的连接到模块对模块功率连接器的横向相邻电池模块的横向立体图。
图4A-4J例示根据本发明的一个实施方式的模块对模块功率连接器的各种立体图。
图5A-5G例示根据本发明的一个实施方式的模块对模块功率连接器的各种立体图。
图6A例示根据本发明的一个实施方式的横向插入电池模块装配区域构型的示例性结构。
图6B例示根据本发明的一个实施方式的电池模块隔室的实施例。
图6C例示根据本发明的一个实施方式的电池壳体加强结构。
图6D例示根据本发明的一个实施方式的通过图6C的电池壳体加强结构限定的通道空间的立体图。
图6E例示根据本发明的一个实施方式的包括图4A的模块对模块功率连接器的电池壳体的立体图。
图6F例示根据本发明的一个实施方式的安装在电池模块隔室之间的模块对模块功率连接器。
图7A-7B例示根据本发明的实施方式的模块对模块功率连接器借以布置在电动运载工具的电池模块之间的实施例。
具体实施方式
在以下描述和相关附图中提供本发明的实施方式。可在不脱离本发明的范围的情况下设计替代实施方式。另外，本发明的众所周知的元件将不详细描述或将省略，以防模糊本发明的相关细节。
储能系统可依赖用于电功率的存储的电池。例如，在某些常规电动运载工具(EV)设计(例如，全电动运载工具、混合动力电动运载工具等)中，装配到电动运载工具中的电池壳体容纳有多个电池单元(例如，所述电池单元既可分别独立地装配到电池壳体中，也可分为多组，每组电池单元均容纳于相应的电池模块内，其中相应的电池模块装配到电池壳体中)。电池壳体中的电池模块经由汇流排串联连接到电池接线盒(BJB)，并且由BJB将汇流排供应的电功率分配到电动运载工具的驱动电机，以及电动运载工具的各种其他电气部件(例如，无线电广播、中控台、车辆暖通空调(HVAC)系统、内部灯、诸如头灯和刹车灯等外部灯)。
图1例示根据本发明的一个实施方式的电池模块100的外部框架的正面立体图。图2A-2B例示根据本发明的实施方式的电池模块100的外部框架的替代性背面立体图。在图1-2B的实施例中，电池模块100被构造为用于插入电池模块隔室中。例如，在图1-2B中，电池模块100的每一侧包括便于在电池模块隔室中插入(和/或从电池模块隔室移除)的引导元件105或215B。在进一步实施例中，引导元件105或215B用于嵌入电池模块隔室内的凹槽中以便于电池模块100的插入和/或移除。电池模块100上一体成型有插入端端盖110(或端板)。在插入时，插入端端盖110可附接或固定至电池模块隔室(例如，经由固定点115，诸如螺栓孔等)以使用与侧盖(或端板)一体成型的密封系统(例如，橡胶环、纸垫、密封剂粘合剂等)将电池模块100密封于电池模块隔室内。虽然插入端端盖110在图1-2B中描绘为与电池模块100一体成型，但是插入端端盖110替代地可独立于电池模块100(或与所述电池模块分离)，其中电池模块100首先插入电池模块隔室中，然后再附接插入端端盖110。
参考图1-2B，插入端端盖110包括固定点115、一组冷却连接件120以及过压阀125。在一个实施例中，固定点115可为可供固定栓插入的螺栓孔，并且一组冷却连接件120可包括输入和输出冷却管连接器(例如，冷却剂流体通过所述输入和输出冷却管连接器泵送到电池模块100中用于冷却一个或多个冷却板)。过压阀125可被构造成当电池模块100内部压力超过阈值时打开(例如，以在电池模块100中的电池单元的热耗散的情况下，通过脱气防止发生爆炸或过压)。
在一个替代性实施方式中，可不设固定点115和相关联凸缘，并且不同的固定机构(例如U形夹等夹片或夹具)可用来将电池模块100固定在相应的电池模块隔室内。例如，可通过金属箍带，将插入端端盖110钳紧于电池模块隔室供插入的开放一端。可将所述“箍带”以部分覆盖所述电池壳体上下两面的方式箍在插入端端盖110上，然后再将该箍带钳紧(例如使用U形夹)。在一个实施例中，作为一种安全特征，当通过拆除该箍带而卸下插入端端盖110时，将导致该箍带损坏，从而可检测出电池模块以未被允许的方式拔出(如此，可例如使车辆保修无效等)。
参考图2A-2B，电池模块100进一步包括一组固定和定位元件200(例如，用以在插入时将电池模块100定位并固定在电池模块隔室中)，和一组HV连接器205(例如，对应于电池模块100的正端子和负端子，其中每一个可连接到(例如，插头插入、螺栓连接或螺钉连接到，等等)电气接口，所述电气接口连接到BJB或另一个电池模块)。在图2A中，电池模块包括有线LV数据端口210A(例如，用以经由电池模块隔室中的有线LV模块到通道接口(图2A中未示出)将电池模块100的内部传感器连接到BJB(图2A中未示出))。在图2B中，电池模块包括光学LV数据端口210B(例如，用以经由电池模块隔室中的光学LV模块到通道接口(图2B中未示出)，诸如导光管将电池模块100的内部传感器连接到BJB(图2B中未示出))。在一个实施例中，光学LV数据端口210B在电池模块100插入电池模块隔室中时可被压抵光学LV模块到通道接口(图2B中未示出)，使得可通过通道空间中的导光管与BJB交换光学信号而不收集灰尘或其他碎片。因此，电池模块100被构造，使得在插入电池模块隔室时，固定和定位元件200，以及HV连接器205和LV数据端口210A或210B各自固定并连接(例如，插头插入，或压抵并密封)电池模块隔室中的对应连接器。如本文所使用，“LV”和“HV”这两称呼用来区分数据连接(即，LV)与功率连接(即，HV)。通常，功率连接与较高电压(例如，适合于供电至电动运载工具的驱动马达)相关联，而数据连接与较低电压(例如，适合于输送数据)相关联。
本文所描述的本发明的各种实施方式涉及储能系统的电池模块(例如，诸如图1-2B的电池模块100)之间的模块对模块功率连接器。如以下将描述，模块对模块功率连接器可部分地布置在限定于电池模块装配区域上方的通道空间内，同时还包括电气接口(例如，插头或插座)，所述电气接口向下延伸到电池模块装配区域中，用于与HV连接器(例如，图2A-2B中的HV连接器205)建立电气连接。在一个实施例中，模块对模块功率连接器可用来将相邻电池模块隔室中的至少一对电池模块串联连接在一起。
图3A例示根据本发明的一个实施方式的包括电池壳体305A的电动运载工具300A的横截面的俯视立体图。图3A描绘电动运载工具300A的各种众所周知的部件(例如，车轮、车轴等)以提供一般情境，但是为了简洁起见，以下未详细描述这些部件。关于图3A和以下所描述的其他图，对电池“壳体”和电池“模块装配区域”这两称呼在一定程度上是可互换的。图3A(和以下所描述的其他图)中的电池模块装配区域是指被构造为接收电池模块的插入并且经由插入端端盖密封以形成电池壳体的电池模块隔室布置。此外，在至少一个实施方式中，电池模块装配区域为电动运载工具300A的底板的部分。
参考图3A，电池壳体305A包括表示为A…J的十个电池模块隔室，以及中隔排310A，该中隔排设于沿电动运载工具300A的不同纵向侧(例如，左侧和右侧)上的电池模块隔室A…E与电池模块隔室F…J之间。每个电池模块隔室包括限定被构造为配合相应的电池模块的内部空间的框架(或多个壁)，和可打开以便于相应的电池模块的插入和/或移除的插入端。中隔排310A可由分离横向相邻(如在电动运载工具300A宽度方向上的左/右成对排列)的电池模块隔室A…J的分隔壁(或防火壁)(例如，该防火壁将电池模块隔室A与F分隔开来防火壁、将电池模块隔室B与G分隔开来防火壁，等等)构建。
在一个实施例中，中隔排310A可为纵向延伸于整个电池壳体305A内的单个纵向“排”。在这种情况下，每个电池模块隔室的内部侧壁可附接到中隔排310A以形成电池模块装配区域。在一个替代性实施例中，每个横向相邻电池模块隔室对可被预制为电池模块隔室腔室，该电池模块隔室腔室本身具有隔室防火壁，用于分隔其内相应的横向相邻的电池模块隔室。电池模块隔室腔室可纵向堆叠以形成电池模块装配区域，如以下将关于图6A-6B论述。在这种情况下，中隔排310A由分别含于电池壳体305A中各电池模块安装隔室内的防火壁组合而成。
虽然图3A中将中隔排310A示为处于电池壳体305A中央，但是在其他实施方式中，中隔排310A也可设于其他位置(例如靠近两侧当中的其中一侧或另一侧，以适应电池模块安装区域左右两侧电池模块规格不同的情形)。此外，在其他实现方式中，还可设置多个中隔排。例如，对于宽度较大的车辆，电池模块安装区域的宽度可大于两个电池模块的总长度，从而使得在将所述两个电池模块插入一对横向相邻的电池模块隔室内后，该两个电池模块之间存在间隙。在该情形中，每一横向相邻的电池模块隔室均可单独使用两个防火壁，从而使得各个电池模块可宽裕地嵌入其间，而且所述两个防火壁之间还有间隙。所述两个防火壁可以为两个独立“中隔”排(虽然各防火壁可能实际上偏离电池壳体305A的中央或中间位置)的一部分，其中，该两个独立中隔排或者为纵贯电池壳体305A的两个长“排”，或者为纵向堆叠的各电池模块安装隔室内的隔室防火壁组成的两个组合体。在至少一种实施方式中，所述两个独立中隔排之间的间隙可用作通道空间(例如，为了便于光学通信、供LV/HV汇流排走线等目的)，但是在下文所述各实施方式中，该通道空间形成于各电池模块隔室上方，而非横向相邻的电池模块隔室之间的间隙内。
可以理解的是，图3A所示电池壳体305A包括十个电池模块隔室A…J的情形仅用于例示目的。举例而言，轮距更长的电动车辆可设置具有更多(如12个、14个等)电池模块隔室的电池壳体，而轮距更短的电动车辆可设置具有更少(如8个、6个等)电池模块隔室的电池壳体。电池模块隔室A…E纵向(即沿电动车辆300A的长度方向)排列于电动车辆300A右侧，而电池模块隔室F…J纵向排列于电动车辆300A左侧。
在本说明书中，“电池模块”为内含多个电池单元的封装体，该电池单元例如为锂离子电池单元或由其他电极材料制成的电池单元。电池模块内的电池单元也以为方形或袋型电池单元(有时也称软包电池单元)，而其他电池模块内的电池单元为圆柱形电池单元。
在本说明书中，电池模块隔室的“密封”是指至少为水密或液密，可选为气密(至少针对火生烟等某些气体、碳质、电解质颗粒、灰尘和碎屑等)。电池模块隔室的密封一般通过将其内壁焊接或胶合(适用情况下)于一起并将其所有连接处(如插入端端盖、冷却接口插头、电气接口连接器等)以合适类型的密封手段(如O形圈、橡胶垫圈、密封剂等)密封的方式实现。虽然电池模块隔室的密封也可以为气密密封(例如针对所有气体的气密密封)，但并不一定非得气密密封(例如，因成本较高)。因此，电池模块隔室的密封方式可设置为阻挡可能性较大的污染物(如水等液体、火焰和/或火生烟、碳质、电解质颗粒、灰尘、碎屑等)从外部环境传播进入电池模块隔室，以及/或者阻挡其从电池模块隔室离开后朝受保护区域(如电动车辆的乘坐空间)传播。此外，虽然下文所述各种实施方式涉及将电池模块横向或侧向插入相应电池模块隔室，然而针对不同的电池模块安装区域结构，电池模块隔室A…J的插入端也可发生变化。
参考图3A，中隔排310A用于增大电池壳体305A的整体刚度(并从而增大电动车辆300A的整体刚度)。在一个实施例中，中隔排310A可设于通道空间315A下方，该通道空间与中隔排310A类似，也可居中设于电池模块隔室A…E和电池模块隔室F…J之间。如上所述，含中隔排310A的电池模块隔室防火壁可限制危险有害因素(如过热或着火、漏液等)在电池模块隔室A…E和电池模块隔室F…J之间的传播。可选地，通道空间315A允许插于电池模块隔室A…J内的电池模块与电池接线盒(BJB)的电池模块控制器(BMC)之间进行无线通信(如光学通信)，以下将对此进行进一步详细描述。在一个实施例中，通道空间315A可处于电池模块隔室A…J之外，而且有效地位于电动车辆300A中间的电池壳体305A“上方”(例如，沿中隔排310A上方)。或者，如上所述，通道空间315A并不形成于电池壳体305A“上方”或之上，而是可与电池壳体305A内的电池模块A…J在垂直方向上对齐(或处于同一高度)，并位于电动车辆300A横向两侧相邻电池模块隔室之间(例如，两个内壁或防火壁用于将每一对横向相邻的电池模块隔室密封，而每一对横向相邻的电池模块隔室之间的空间形成通道空间315A)。
虽然在图3A中描绘的俯视立体图中未明确地示出，但是设于相应的模块对模块功率连接器内的汇流排可沿着通道空间315A部署，以实现任一电池模块隔室A…J内所插入的电池模块与BJB之间的电气连接。
图3B例示来自根据本发明的一个实施方式的电动运载工具300A的横截面的俯视立体图的电气图表。参考图3B，BJB 300B布置在通道空间315A的在电池模块隔室E和J附近的一个末端处。BJB 300B处的负端子可经由HV汇流排(例如，密封HV汇流排)连接到电池模块隔室J上的电气接口，所述HV汇流排连接到电池模块隔室J中的电池模块的负端子。电池模块隔室J中的电池模块的正端子继而连接到电池模块隔室J上的电气接口，所述电气接口连接到HV汇流排，所述HV汇流排连接到电池模块隔室I上的电气接口，所述电气接口连接到电池模块隔室I中的电池模块的负端子，等等。以这种方式，电池模块隔室J中的电池模块可以菊花链方式串联至电池模块隔室I中的电池模块，所述电池模块进一步以菊花链方式(按顺序)连接至电池模块隔室H、G、F、A、B、C、D和E中的电池模块，其中电池模块隔室E中的电池模块的正端子经由HV汇流排连接回所述BJB 300B，以完成BJB 300B与电池壳体305A内相应的电池模块之间的HV功率连接。
参考图3B，用来形成相邻电池模块隔室中的电池模块之间的电气连接的电气接口和相关联汇流排一体成型到模块对模块功率连接器305B-325B中。在图3B中，模块对模块功率连接器305B-320B实现为“成对”模块对模块电源连接器，其意义在于包括两个分离汇流排，形成两个两个独立的串联模块对模块电气连接。例如，模块对模块功率连接器305b包括便于电池模块隔室I和J中的电池模块之间的串联电气连接的第一汇流排，和便于电池模块隔室D和E中的电池模块之间的串联电气连接的第二汇流排。在一个实施例中，每个“成对”模块对模块功率连接器中的相应的汇流排彼此绝缘，因为每个相应的汇流排被构造为串联连接不同对的电池模块。相反，模块对模块功率连接器305B-320B实现为“单个”模块对模块电源连接器，其意义在于包括单个汇流排被包括来形成电池模块隔室A和F中的电池模块之间形成单个串联模块对模块电气连接。
参考图3B，模块对模块功率连接器305B-320B各自被构造为连接电池壳体305A的相同纵向侧上的纵向相邻电池模块隔室中的电池模块。例如，模块对模块功率连接器305B被构造为串联连接纵向相邻电池模块隔室I和J中的电池模块，并且还单独地串联连接纵向相邻电池模块隔室D和E中的电池模块。相反，模块对模块功率连接器325B被构造为串联连接横向相邻电池模块隔室A和F中的电池模块。
参考图3B，模块对模块功率连接器305B-325B中的每一个可包括用于在相邻电池模块隔室中的电池模块之间输送功率的一个或多个汇流排(例如，HV汇流排)。在图3B中，这些汇流排表示为330B-370B。在一个实施例中，汇流排330B-370B中的一些或全部可包括一体成型断开部件。一体成型断开部件中每一个为模块对模块功率连接器中的相应的汇流排的部分或固定至所述相应的汇流排，并且被构造为回应于触发条件(例如，可在碰撞情形中引起的电流浪涌、热等)而降低或消除跨相应的电气连接的电压。如以下将更详细地描述，一体成型断开部件可包括熔丝、爆开部件(例如，热解熔丝等)等等。图3B中还描绘的是HV汇流排375B-380B。HV汇流排370B-380B各自将单个电池模块连接到BJB 300B，并且借此可特征化为模块对BJB功率连接器而不是模块对模块功率连接器的部分。类似于以上所描述的模块对模块功率连接器，模块对BJB功率连接器中的HV汇流排370B-380B可被密封。
虽然在图3B中未示出，但是每个电池模块隔室还可包括LV模块对通道接口(例如，光学通信接口、有线通信接口等)，所述LV模块对通道接口便于电池模块与BJB 300B之间的连接。
在一个实施例中，使汇流排(例如，HV汇流排330B-380B和/或LV汇流排)沿着电动运载工具300A中间的通道空间315A处于中央帮助将汇流排与碰撞冲击区(电动运载工具300A的左侧和右侧)隔离，这继而保护汇流排免受碰撞冲击有关的损坏。另外，将通道空间315A限定在可被构造为电池壳体305A的坚固金属“脊柱”的中隔排310A的顶部上同样可帮助保护汇流排，其中通道空间315A作为相对受保护的区域(例如，免受与碰撞冲击相关的损坏等)。通道空间315A也可作为保护汇流排免受外部电磁干扰的电磁屏蔽。在一个实施例中，汇流排可附接到接近于防火壁的电池模块隔室的顶部部分，使得通道空间315A基本保持空腔状态，这可便于LV汇流排或光学通信接口部署在其中。中央汇流排可包括LV(或数据)汇流排(未示出)和HV(或功率)汇流排(例如，汇流排330B-380B)，如以上所述，但是当采用光学通信接口(例如，导光管)，则可省略LV汇流排(例如，其原因例如在于，LV布线不需要与各电池模块通信)。
在通道空间315A形成于电池壳体305A“上方”的实施方式中，每一对横向相邻电池模块隔室可包括位于通道空间315A附近的一组孔，该一组孔与垂直于插入或移除电池模块的方向对准(例如，对于横向或侧向插入的情形中，这些孔可在电池模块隔室的上壁或顶部壁上)。模块对模块功率连接器的电气接口装配到一组孔之中的相应的孔，用于将电池模块连接于通道空间315A内的汇流排330B-370B。例如，每个模块对模块功率连接器可装配在电池壳体305A的顶部上的通道空间315A中，其中相应的电气接口向下延伸并插入一个或多个相应的孔中，然后将其固定并密封。然后，当将电池模块插入电池模块隔室中时，用于电池模块的正端子和负端子的电气接口(例如，插头、插座等)与模块对模块功率连接器上的电气接口(例如，插头、插座)对准，使得在完全插入电池模块隔室中时，电池模块的电气接口连接到模块对模块功率连接器上的电气接口。当将电池模块从电池模块隔室移除时，电池模块的电气接口从模块对模块功率连接器上断开(或脱连接)。可替代地，模块对模块功率连接器中的HV汇流排可手动地固定到电池模块上的电气接口，而不是电池模块在插入时被插头插入模块对模块功率连接器中的实现方式。例如，HV汇流排可被螺栓连接到电池模块上的电气接口并且然后经由分离盖覆盖或密封。在这种情况下，模块对模块功率连接器到电池模块的电气接口将对应于HV汇流排的螺栓连接到电池模块的电气接口上的部分(例如，与用于形成模块对模块功率连接器与电池模块之间的电气连接的插头/插座机构相反)。
在一个实施例中，模块对模块功率连接器上的电气接口可与电池模块装配区域的两个侧上的电池模块接口。例如，模块对模块功率连接器305B串联连接电池壳体305A的一个纵向侧上的电池模块隔室I和J中的电池模块，同时还串联连接电池壳体305A的另一纵向侧上的电池模块隔室D和E中的电池模块。在最后的电池模块被插入(例如，电池模块隔室A…J中的每一个)后，电池模块的电连接可以BJB 300B处可利用的HV从电池模块隔室链接到电池模块隔室。
每个模块对模块功率连接器305B-325B上的电气接口可被密封(例如，经由塑料盖、橡胶垫、密封粘合剂、密封环诸如轴向或径向方向上的O形环等)，使得每个电池模块隔室相对于外部环境密封(例如，使得一旦所有的电池模块隔室封闭，没有液体可进入电池壳体305A中或从电池壳体305A逸出)。在一个实施例中，这个密封没有施加在经由模块对模块功率连接器305B-325B的电气接口电气地连接的电池模块之间(例如，可在模块对模块功率连接器305B-325B内限定间隙以允许相应的相邻电池模块之间的气流)。在一个实施例中，模块对模块功率连接器305B-325B可经由螺栓连接或螺钉连接固定到通道空间315A中的电池壳体305A的顶部上。
在一个实施例中，将模块对模块功率连接器305B-325B定位在通道空间315A中的电池壳体305A上可允许工作人员(例如，在电动运载工具300A的组装期间在运载工具组装厂的组装工作人员、维修工作人员等)在不暴露于危险高电压的情况下接近电池模块隔室的特定小组。例如，如以上所述，相应的电池模块隔室的汇流排330B-370B可设于电动运载工具300A的内部或中央部位，而工作人员可在电池模块横向插入的情形中位于电动运载工具300A之外，从而实现与中央汇流排330B-370B的屏蔽。
具体而言，在插入含一体成型端盖(或端板)的电池模块时，工作人员可将该电池模块插入电池模块隔室，并将该电池模块与至少一个相应汇流排连接(例如，经由一个或多个模块对模块功率连接器的电气接口，其中电池模块连接可借助于工作人员将电池模块的电气接口推动或滑动到一个或多个模块对模块功率连接器的对应电气接口中发生)，随后将端盖(或端板)固定(例如，通过拉紧螺栓等)至电池模块隔室，使得电池模块隔室被密封。同样地，在移除时，工作人员可释放或解锁端盖附接机构(例如，通过移除螺栓等方式)，然后可将电池模块滑动出电池模块隔室。由此可见，在至少一个实施方式中，在插入或移除期间，工作人员仅需对特定的一小组电池模块安装隔间内的电池模块及其相应汇流排操作一次即可，而不使工作人员暴露于中央HV汇流排330B-370B。
在一个实施方式中，BJB 300B也可在电动运载工具300A的一个纵向末端处的中间或中央(横向)处设于电池壳体305A上方。例如，为简化和/或缩短功率电缆并提高安全性，BJB 300B可位于电池模块隔室E和J上方的电池壳体305A的一个纵向末端处，或替代地位于电池模块隔室A和F上方的电池壳体305A的另一纵向末端处。在一个实施例中，通过将BJB300B在电动运载工具300A中间(横向)处设于通道空间315A上方，可由于沿着通道空间315A走线的汇流排330B-370B从而缩短BJB 300B与电池模块之间的电气连接距离。仍然，可以理解的是，BJB 300B可设于电动运载工具300A的任何位置，并且不需要靠近电池壳体305A安装在图3B中所描绘的精确位置处。
以上关于图3A-3B所描述的电池壳体305A可基于各种电池模块装配区域构型，诸如以下用来描述各种实施方式的横向插入电池模块装配区域构型(例如，电池模块从电动运载工具的左侧和右侧插入电池模块装配区域中)。然而，虽然附图并未明确示出，但是还可采用其他电池模块安装区域结构，例如垂直插入式电池模块安装区域结构(例如，电池模块从电动车辆的上下两侧插入电池模块安装区域)、合页插入式电池模块安装区域结构(例如，电池模块安装隔间附接至合页上，从而使得该电池模块安装隔间可通过合页上下旋转，以实现电池模块的插入)。
图3C例示根据本发明的一个实施方式的连接到模块对模块功率连接器300C的横向相邻电池模块1和2的横向立体图。在一个实施例中，模块对模块功率连接器300C可对应于来自图3B的模块对模块功率连接器305B-325B中的任一个。图3C的实施例特定于横向插入电池模块装配区域构型，借此通道空间315A定位在电池壳体305A的顶部上。在图3C中，横向相邻电池模块1和2可通过模块对模块功率连接器325B彼此串联连接，如图3B中关于电池模块隔室A和F中的电池模块所示。替代地，横向相邻电池模块1和2可在模块对模块功率连接器300C内彼此绝缘并且串联连接到其他电池模块(图3C中未示出)，如图3B中关于模块对模块功率连接器305B-325B所示。
图4A例示根据本发明的一个实施方式的模块对模块功率连接器400A的分解立体图。在一个实施例中，模块对模块功率连接器400A可对应于来自图3B的模块对模块功率连接器305B-320B中的任一个。
参考图4A，模块对模块功率连接器400A包括顶部盖405A(例如，由塑料制成并且包括诸如固定点407A等若干固定点，用于经由螺栓将模块对模块功率连接器400A固定到电池壳体305A的顶部)、密封部件410A(例如，密封膏、橡胶等)、汇流排415A和420A(例如，由导电材料诸如铜制成)、连接到汇流排415A的电气接口425A和430A、连接到汇流排420A的电气接口435A和440A、分别覆盖电气接口425A、435A和440A的电气接口盖445A-455A(例如，由塑料制成)，以及电池壳体配件460A(例如，由塑料制成)。如以下将更详细地描述，电池壳体配件460A被构造为用于插入通道空间315A内的电池壳体305A的顶部侧中的孔中。此外，电池壳体配件460A包括绝缘分隔器区段422A，所述绝缘分隔器区段有助于汇流排415A和420A彼此绝缘。虽然在图4A的分解立体图中未示出，但是电气接口430A也包括电气接口盖。
参考图4A，电气接口425A和430A用来形成纵向相邻电池模块隔室中的一对电池模块之间的电气连接，并且电气接口435A和440A用来形成纵向相邻电池模块隔室中的另一对电池模块之间的电气连接。
参考图4A，在一个实施例中，如果模块对模块功率连接器400A对应于来自图3B的模块对模块功率连接器305B，则电气接口425A可用来连接到电池模块隔室D中的电池模块上的电气接口，电气接口430A可用来连接到电池模块隔室E中的电池模块上的电气接口，电气接口435A可用来连接到电池模块隔室I中的电池模块上的电气接口，电气接口440A可用来连接到电池模块隔室J中的电池模块上的电气接口。
图4B例示根据本发明的另一个实施方式的模块对模块功率连接器400A。具体地说，图4B中的立体图主要描绘顶部盖405A，其中电气接口盖450A和455A的部分也是可见的。
图4C例示根据本发明的另一个实施方式的模块对模块功率连接器400A。具体地说，图4C中的立体图更清楚地示出模块对模块功率连接器400A的下侧部件，从而示出电气接口盖400C(所述电气接口盖覆盖图4A中的电气接口430A)。
参考图4A-4C，汇流排415A和420A以及电池壳体配件460A被构造为向下延伸到电池模块装配区域中，用于连接到相应的电池模块。因此，电气接口425A-440A和相关联电气接口盖445A-455A和400C设置在电池壳体305A内(例如，在通道空间315A下方)。替代地，虽然各种实施方式示出在通道空间315A下方的电池模块装配区域，但是其他实施方式不需要具有设置在电池模块装配区域的顶部上的通道空间315A。例如，通道空间315A反而可实现在横向相邻电池模块隔室中间，在这种情况下，电气接口将从通道空间横向(而不是向下)延伸到电池模块隔室中。在另一个实施方式中，通道空间可设置在电池壳体305A下方，并且底部装配的模块对模块功率连接器具有从电池壳体305A下方在向上方向上延伸到电池壳体305A中的电气接口。因此，并不是在所有实施方式中都需要定位在具有来自模块对模块功率连接器的向下延伸电气接口的电池壳体305A的顶部上的通道空间。
参考图4A-4C，当模块对模块功率连接器400A被装配在通道空间315A中并固定(例如，经由螺钉连接、螺栓连接等)时，密封部件410A被向下压至电池壳体305A上，所述密封部件相对于外部环境(例如，通道空间315A的其余部分等)密封模块对模块功率连接器400A。
参考图4A-4C，电气接口425A-440A中的每一个被构造为根据在图3B中关于模块对模块功率连接器305B-320B所描绘的电气图表在电池模块的插入时连接到对应的电池模块的正端子或负端子。如以上所述，汇流排415A-420A通过绝缘分隔器区段422A彼此绝缘，并且被构造为在电池模块插入相应的相邻电池模块隔室中时形成相邻电池模块隔室的电池模块之间的两个分离串联电气连接。
图4D例示根据本发明的一个实施方式的模块对模块功率连接器400A的内部区段400D。如图4D中所示，汇流排415A-420A并非设置为直金属条。相反，汇流排415A-420A包括在图4D中关于405D表示的柔性(例如，弯曲或波状)中间区段。例如，柔性中间区段405D中的弯曲或波形可源自于由层压铜带、编织铜、柔性电缆，或其任何组合形成的汇流排415A-420A。汇流排415A-420A的柔性中间区段405D具体地被构造为给予每个相应的汇流排给定量的柔性，所述给定量的柔性在到相应的电池模块上的对应电气接口的连接期间允许相关联电气接口425A-440A限定的移动范围。例如，限定的移动范围可为“X方向”移动(例如，向左/向右移动)的2mm范围、“Z方向”移动(例如，向上/向下移动)的2mm范围，或其组合。换句话说，限定的移动范围可为垂直于相应的电池模块的插入方向的平面(例如，包含X方向和Z方向两者的平面)上的2mm。在另一实施例中，电气接口425A-440A可被构造为基于来自电池壳体配件460A的支撑抵抗“Y方向”移动(例如，平行于插入方向)，以在电池模块的插入期间适应将要插头插入模块对模块功率连接器上的对应电气接口中的电池模块的电气接口。
图4E例示根据本发明的一个实施方式的模块对模块功率连接器400A的下侧立体图400E。下侧立体图400E的放大立体图405E另外在图4E中示出，从而在电气接口盖450A(电气接口435A也同样暗示为)与电池壳体配件460A之间限定间隙410E，所述间隙允许电气接口435A(以及相关联电气接口盖450A)在径向方向和Z方向两者上的限定的移动范围。虽然在图4E中未明确地示出，但是可关于每个其他电气接口限定类似的间隙以允许类似的限定的移动范围。
图4F例示根据本发明的一个实施方式的处于隔离中的汇流排420A和相关联电气接口435A和440A。如图4F中所示，汇流排420A分别附接(例如，经由焊接等)至电气接口435A和440A的向下延伸区段400F和405F。虽然未明确地示出，但是可与如图4F中所描绘的汇流排420A类似地配置汇流排415A。
图4G根据本发明的一个实施方式的汇流排420A和相关联电气接口435A的侧向立体图。在图4G中，熔丝400G一体成型至汇流排420A中。例如，熔丝400G可对应于由汇流排420A的较粗区段包围的汇流排420A的较细区段。在另一个实施例中，熔丝400G可布置在汇流排420A(以及汇流排415A)的柔性中间区段405D处。在汇流排420A上的电流(或安培数)增加时，汇流排420A的较细区段(或熔丝400G)将最先熔化，这可帮助减少或消除短路和/或火以免传播穿过电池壳体305A和/或通道空间315A。熔丝400G为可一体成型至模块对模块功率连接器中以减少或消除跨电池模块之间的电气连接的电压的断开部件的实施例。具体来说，熔丝400G被构造成当在相关联电气连接上(即，在相应的汇流排上)流动的安培数超过用于熔丝400G的熔丝额定值时熔化(或熔断)。
图4H例示根据本发明的一个实施方式的模块对模块功率连接器400A的内部区段400H。除保护区段405H和410H设置在柔性中间区段405D上之外，图4H类似于图4D。在一个实施例中，保护段405H和410H(例如，石英砂等)可设置在汇流排415A-420A中的相应的一体成型电压断开部件诸如图4G中所描绘的熔丝400G上。在一个实施例中，保护区段405H和410H可保护以防当相应的熔丝熔化时可发生的电弧。
参考图4H，在一个替代性实施方式中，保护区段405H和410H可布置在爆开部件(例如，热解熔丝)而非仅响应于过热和/或电流熔化的熔丝上。爆开部件为可一体成型到模块对模块功率连接器中以减少或消除跨电池模块之间的电气连接的电压的断开部件的另一实施例。具体来说，爆开部件被构造为响应于模块对模块功率连接器400A内的热和/或火而爆开(例如，以便引起相应的汇流排中的破裂，因此电流不能流过相应的汇流排)。保护区段405H和410H继而防止爆开的力，使得仅相应的汇流排受爆开的冲击。在另一个实施例中，模块对模块功率连接器400A可通信地连接至控制器诸如BJB 300B。控制器可独自监视各种电池和/或其他运载工具条件，并且做出其自己的决定以使特定电压断开部件爆开。在这种情况下，用于特定爆开部件的爆开的触发条件可为来自控制器的控制信号，与相应汇流排处的热和/或火相反。
图4I例示根据本发明的一个实施方式的模块对模块功率连接器400A的另一侧向立体图。图4J例示根据本发明的一个实施方式的模块对模块功率连接器400A的俯视立体图。
图5A例示根据本发明的一个实施方式的模块对模块功率连接器500A的分解立体图。在一个实施例中，模块对模块功率连接器500A可对应于来自图3B的模块对模块功率连接器325B。
参考图5A，模块对模块功率连接器500A包括顶部盖505A(例如，由塑料制成并且包括诸如固定点507A等若干固定点，用于经由螺栓将模块对模块功率连接器500A固定到电池壳体305A的顶部)、密封部件510A(例如，密封膏、橡胶等)、汇流排515A(例如，由导电材料诸如铜制成)、连接到汇流排515A的电气接口525A和535A、分别覆盖电气接口525A和535A的电气接口盖545A-550A(例如，由塑料制成)，以及电池壳体配件560A(例如，由塑料制成)。电气接口525A和535A用于形成横向相邻电池模块隔室诸如图3B中的电池模块隔室A和F中的电池模块之间的电气连接。如以下将更详细地描述，电池壳体配件560A被构造为用于插入通道空间315A内的电池壳体305A的顶部侧中的孔中。
图5B例示根据本发明的另一个实施方式的模块对模块功率连接器500A。具体地说，图5B中的立体图主要描绘顶部盖505A，其中电气接口盖545A和550A的部分也是可见的。
图5C例示根据本发明的另一个实施方式的模块对模块功率连接器500A。具体地说，图5C中的立体图更清楚地示出模块对模块功率连接器500A的下侧部件。
参考图5A-5C，汇流排515A和电池壳体配件560A被构造为向下延伸到电池模块装配区域中，用于连接到相应的电池模块。因此，电气接口525A和535A和相关联电气接口盖545A-550A设置在电池壳体305A内(例如，在通道空间315A下方)。替代地，虽然各种实施方式示出在通道空间315A下方的电池模块装配区域，但是其他实施方式不需要具有设置在电池模块装配区域的顶部上的通道空间315A。例如，通道空间315A反而可实现在横向相邻电池模块隔室中间，在这种情况下，电气接口将从通道空间横向(而不是向下)延伸到电池模块隔室中。在另一个实施方式中，通道空间可布置在电池壳体305A下，并且底部装配的模块对模块功率连接器具有从电池壳体305A下方在向上方向上延伸到电池壳体305A中的电气接口。因此，并不是在所有实施方式中都需要定位在具有来自模块对模块功率连接器的向下延伸电气接口的电池壳体305A的顶部上的通道空间。
参考图5A-5C，当模块对模块功率连接器500A被装配在通道空间315A中并固定(例如，经由螺钉连接、螺栓连接等)时，密封部件510A被向下压至电池壳体305A上，所述密封部件相对于外部环境(例如，通道空间315A的其余部分等)密封模块对模块功率连接器400A。此外，电气接口525A和535A中的每一个被构造为根据在图3B中关于模块对模块功率连接器325B所描绘的电气图表在电池模块的插入时连接到对应的电池模块的正端子或负端子。
图5D例示根据本发明的一个实施方式的模块对模块功率连接器500A的内部区段500D。如图5D中所示，汇流排515A并非设置为直金属条。相反，汇流排515A包括在图5D中关于505D表示的柔性(例如，弯曲)中间区段。例如，柔性中间区段505D中的弯曲或波形可源自于由层压铜带、编织铜、柔性电缆，或其任何组合形成的汇流排515A。汇流排515A的柔性中间区段505D具体地被构造为给予汇流排515A给定量的柔性，所述给定量的柔性在到相应的电池模块上的对应电气接口的连接期间允许相关联电气接口525A和535A限定的移动范围。例如，限定的移动范围可为“X方向”移动(例如，向左/向右移动)的2mm范围、“Z方向”移动(例如，向上/向下移动)的2mm范围，或其组合。换句话说，限定的移动范围可为垂直于相应的电池模块的插入方向的平面(例如，包含X方向和Z方向两者的平面)上的2mm。在又一实施例中，电气接口525A和535A可被构造为基于来自电池壳体配件560A的支撑抵抗“Y方向”移动(例如，平行于插入方向)，以在电池模块的插入期间适应将要插头插入模块对模块功率连接器上的对应电气接口中的电池模块的电气接口。虽然未明确地例示，但是限定的移动范围可类似于以上关于图5E中的模块对模块功率连接器400A所描述的限定的移动范围。
图5E例示根据本发明的另一个实施方式的模块对模块功率连接器500A的内部区段500E。除保护区段505E布置在柔性中间区段505D上之外，图5E类似于图4E。在一个实施例中，保护区段505E(例如，石英砂等)可设置在汇流排515A中的相应的一体成型电压断开部件，诸如熔丝(例如，类似于图4G中所描绘的熔丝400G，所述熔丝可对应于汇流排515A的较细区段)上。在一个实施例中，保护区段505E可保护以防当相应的熔丝熔化时可发生的电弧。
参考图4E，在一个替代性实施方式中，保护区段505E可设置在爆开部件(例如，热解熔丝)而非仅响应于过热和/或电流熔化的熔丝上。爆开部件为可一体成型到模块对模块功率连接器中以减少或消除跨电池模块之间的电气连接的电压的断开部件的另一实施例。具体来说，爆开部件被构造为响应于模块对模块功率连接器500A内的热和/或火而爆开(例如，以便引起相应的汇流排中的破裂，因此电流不能流过相应的汇流排)。保护区段505E继而防止爆开的力，使得仅相应的汇流排受爆开冲击。在另一个实施例中，模块对模块功率连接器500A可通信地连接到控制器诸如BJB 300B。控制器可独自监视各种电池和/或其他运载工具条件，并且做出其自己的决定以使特定电压断开部件爆开。在这种情况下，用于特定爆开部件的爆开的触发条件可为来自控制器的控制信号，与相应汇流排处的热和/或火相反。
图5F例示根据本发明的一个实施方式的模块对模块功率连接器500A的另一个横向立体图。图5F的立体图更清楚地例示汇流排515A的向下延伸区段500F，所述向下延伸区段类似于图4F中的向下延伸区段400F和405F并且连接到电气接口525A和535A。图5G例示根据本发明的一个实施方式的模块对模块功率连接器500A的俯视立体图。
虽然汇流排415A-420A在图4A-4J中沿纵向方向走线(例如，用以将纵向相邻电池模块隔室中的电池模块串联链接在一起)，但是图5A-5G的汇流排515A沿横向方向走线(例如，用以将横向相邻电池模块隔室诸如图3B中的电池模块隔室A和F中的电池模块串联链接在一起)。
虽然图4A-5G描述了每个汇流排借以包括一体成型电压断开部件(例如，熔丝、爆开部件等)的实现方式，但是在其他实施方式中，相应的模块对模块功率连接器中的汇流排中的至少一个和少于全部可包括一体成型电压断开部件(例如，用以节约成本等)。如图3B的电气图表中所示，甚至单个一体成型电压断开部件可足以使电池模块与BJB 300B之间的端对端功率连接断裂。替代地，出于冗余，每个模块对模块功率连接器中的汇流排的小组或甚至所有汇流排可包括一体成型电压断开部件。
现在将提供实施例，借此根据本发明的实施方式关于用于电动运载工具的储能系统部署以上所描述的示例性模块对模块功率连接器。
图6A例示根据本发明的一个实施方式的横向插入电池模块装配区域构型的示例性结构。在图6A中，电池模块装配区域605A被示出为由一系列电池模块隔室腔室600A构建。每个电池模块隔室腔室600A以每个侧上的电池模块隔室构造为成对电池模块隔室布置，其中每个电池模块隔室被构造为接收相应的电池模块。电池模块隔室腔室600A包括限定电池模块隔室腔室600A的外部框架的多个外部壁，和作为电池模块隔室腔室600A的相应的电池模块隔室之间的防火壁并分离相应的电池模块隔室(并关于所述相应的电池模块隔室形成密封)的至少一个内部壁(在图6A中未示出)。具体来说，至少一个内部壁(或防火壁)可在插入时帮助将相应的电池模块固定到所需要的位置中，以保护每个相应的电池模块隔室免受其他电池模块隔室中的危险，引导冲击力，支撑模块对模块功率连接器和用于LV接口的连接器和/或降低电池壳体自身将崩溃的风险。在一个实施例中，电池模块隔室腔室600A可包括至少一个内部壁以相对于外部环境密封相应的电池模块隔室，同时限定位于电池壳体上方的通道空间。此外，在一个实施例中，电池模块隔室腔室600A的每个内部壁可由金属板的单个薄片或挤压或“夹紧”在一起的金属板的多个薄片组成。
参考图6A，插入端(或开口)610A示出在电池模块隔室腔室600A的一个特定的面向外部侧上。虽然在图6A中未明确地示出，但是相同的插入端可布置在电池模块隔室腔室600A的相对面向外部侧上。相应的插入端各自被构造为允许相应的电池模块被插入为电池模块隔室腔室600A的部分的相应的电池模块隔室的相应的内部空间中。在一个实施例中，电池模块隔室腔室600A的每个相应的插入端被构造为经由相应的横向插入端端盖封闭，使得电池模块隔室腔室600A中的每个电池模块隔室相对于其他电池模块隔室密封。因为每个电池模块隔室腔室600A可关于如615A处所示的电动运载工具纵向地堆叠，所以每个特定电池模块隔室腔室600A中的两个电池模块隔室被视为横向成对的或横向相邻的(例如，在沿着电池模块装配区域的相同纵向位置处的左侧和右侧成对电池模块隔室)。
在图6A中，电池模块隔室腔室600A包括通向通道空间的孔620A、625A和630A。在一个实施例中，中间孔(即，孔625A)可被构造为支撑进入通道315A中的LV通信接口(例如，光学通信接口)，而孔620A-625A用来支撑模块之间或与BJB 300B的HV功率互连。具体来说，模块对模块功率连接器630A-655A示出为与其相应的电气接口可插入的相应的孔对准，并且跨于电池模块装配区域605A在相应的孔上密封。因此，当电池模块完全插入电池模块隔室腔室600A的相应的电池模块隔室中时，电池模块隔室相对于外侧环境封闭(例如，经由壁、盖子，和O形环)，同时仍连接到HV汇流排和LV通信接口两者。电池模块隔室的密封帮助保护以免外部环境中的危险(例如，水、过热或火、气体等)扩展或传播穿过电池壳体。
图6B更详细地例示根据本发明的一个实施方式的图6A的电池模块隔室腔室600A的实施例。在图6B中，电池模块隔室腔室600A的每个电池模块隔室处的横向开口可经由侧盖600B密封。在替代性实施方式中，可使用被构造为跨于不同的相邻电池模块隔室腔室600A密封多个电池模块隔室的侧盖，如以上所论述。虽然图6B中的侧盖600B被示出为独立部件，但是侧盖600B替代地可在安装到电池模块隔室腔室600A的电池模块隔室中之前与相应的电池模块一体成型。
参考图6B，通过从视图省略电池模块隔室腔室600A的顶部侧的一部分示出内部防火壁605B，所述内部防火壁密封电池模块隔室腔室600A的相应的电池模块隔室，并且还形成中隔排310A的部分。在图6B中还示出用于将侧盖600B固定到电池模块隔室腔室600A，并密封相应的电池模块隔室的凸缘610B和一组一体成型的固定点615B。电池模块隔室腔室600A的拱度通过内部壁605B划分。如以上所论述，凸缘610B为任选的特征，因为替代性实施方式可使用夹持器或夹片类型的机构来将侧盖600B附接至电池模块隔室。
图6C例示根据本发明的一个实施方式的电池壳体加强结构600C。参考图6C，在电池模块装配区域605A被构建后，可以通过底部装配条605C(例如，在凸缘下方)、正面装配条610c、背面装配条615C、侧面装配条620C-625C以及一组中央装配条630C，对电池模块安装区域605A加强。在一个实施例中，一组中央装配条615C可用于限定被用作电池模块装配区域605A上方的通道空间315A的间隙。虽然在图6C中未明确地示出，但是当以上所述间隙经由顶部盖(例如，由金属板形成)封闭或密封，便可形成通道空间315A。此外，该通道空间315A的纵向两端也可封闭。
图6D例示根据本发明的一个实施方式的由图6C的电池壳体加强结构限定并且包括图5A的模块对模块功率连接器500A(例如，对应于图6A中的630A)的通道空间315A的立体图。在图6D中，用于通道空间315A的顶部盖标记为600D。
图6E例示根据本发明的一个实施方式的包括图4A的模块对模块功率连接器400A(例如，对应于图6A中的635A，在如图3A中所描绘的电池模块隔室F和G之间)的电池壳体305A的立体图。
图6F例示根据本发明的一个实施方式的而将模块对模块功率连接器500A(图6A中的630A)安装在电池模块隔室A与F之间(例如，电池模块装配区域605A的电池模块装配隔室腔室的孔620A中)的图3C和6A的示例性实现方式。在图6F中，插入电池模块隔室A和F中的相应的电池模块上的电气接口分别标记为605F和600F。如图6F中所示，相应的电池模块可在横向方向上滑动到其相应的电池模块隔室中，其中电气接口600F-605F分别与模块对模块功率连接器500A上的对应电气接口525A和535A对准。在一个实施例中，基于如以上关于图5A-5G所描述的柔性构型的在X方向和Z方向上的限定的移动(或运动)范围可在电池模块到相应的电池模块隔室中的插入期间用来便于电气接口相互连接。因此，相应的电气接口不需要完全对准，只要电气接口在插入时处于限定的移动(或运动)范围内。虽然未明确地示出，但是汇流排410A-415A的柔性中间区段也可类似地便于模块对模块功率连接器500A与相应的电池模块之间的电气接口相互连接。
图7A-7B例示根据本公开的实施方式的借以将模块对模块功率连接器设置在电动运载工具的电池模块之间的实施例。具体来说，图7A-7B例示针对电动运载工具的电池壳体的采用横向插入电池模块装配区域构型的实施例。
参考图7A，电动运载工具700A包括电池模块装配区域705A，所述电池模块装配区域在电动运载工具700A的左侧上包括被构造为经由左侧横向插入接收电池模块710A-735A的电池模块隔室。在图7A中，电池模块710A-725A示为不同程度的横向插入状态，而电池模块730A-735A示为完全插入状态。虽然图7A中未明确地示出，但是电池模块装配区域705A还可包括位于电动运载工具700A右侧的电池模块隔室，这些电池模块隔室用于经由右侧横向(或侧向)插入的方式容纳其他电池模块710A-735A。更具体地说，电池模块710A-735A的插入端对应于电动运载工具700A的左侧(纵向)上的各相应的电池模块隔室的左面向外部横向侧，右侧(纵向)上的各相应的电池模块隔室的电池模块的插入端对应于电动运载工具700A的横向向右朝外一侧。门下围板745A可附接到电动运载工具700A。
参考图7A，BJB 750A装配在电池模块装配区域705A的上方，并经由模块对模块功率连接器755A与电池模块710A-735A(以及上述右侧电池模块，图7A中未明确地示出)电气连接。此外，连接到BJB 750A的电池模块控制器(未示出)经由LV汇流排760A以可通信方式连接至每一电池模块，但是在其他实施方式中，可使用光学通信接口(例如，导光管等)。虽然在图7A中未明确地示出，但是模块对模块功率连接器755A和LV汇流排760A均可设于受保护的通道空间中，如以上所描述。
参考图7B，描绘具有电池模块装配区域705B的另一个电动运载工具700B。电池模块装配区域705B与图6A-6C中的电池模块装配区域类似地构造。各种电池模块710B是以插入电池模块装配区域705B中的各种程度示出。通道空间715B通过一组中央装配条720B限定在电池模块装配区域705B上方，所述一组中央装配条对应于图6C中的一组中央装配条630C。图7B中还示出BJB 725B，所述BJB被构造为经由LV汇流排730B和模块对模块功率连接器735B两者连接到各种电池模块。虽然在图7B中未明确地示出，但是LV汇流排730B和模块对模块功率连接器735B可被安装在通道空间515B内，并密封于其内(例如，经由螺栓连接或螺钉连接到电池模块装配区域705B的上方)。另外，虽然BJB 725B、LV汇流排730B和模块对模块功率连接器735B在图7B中示出为浮在电池壳体部件上方，但是将理解，这是为了方便例示，因为BJB 725B邻近于通道空间715B安装并且LV汇流排730B和模块对模块功率连接器735B安装在通道空间715B内。
虽然以上所描述的实施方式中的模块对模块功率连接器用来形成相应的电池模块隔室中的电池模块之间的串联连接，以使正供应给BJB 300B的电压电平斜升，但是在替代性实施方式中，模块对模块功率连接器中的一些或全部相反可被构造为形成相应的电池模块隔室中的电池模块之间的并联连接，以相反使电流增加。因此，通过模块对模块功率连接器形成的特定类型的连接可取决于需要较高电流或较高电压通过实现方式变化。
虽然以上所描述的实施方式主要涉及以陆地为基地的电动运载工具(例如，汽车、卡车等)，但是将理解其他实施方式可关于任何类型的电动运载工具(例如，船、潜艇、飞机、直升机、遥控飞机、航天飞船、航天飞机、火箭等)部署各种电池有关的实施方式。
虽然以上所描述的实施方式主要涉及用于作为用于电动车辆的储能系统的部分部署的电池模块隔室和相关联电池模块以及插入端端盖，但是将理解，其他实施方式可关于任何类型的储能系统部署各种电池有关的实施方式。例如，除电动运载工具之外，可将以上所述实施方式应用于诸如家用储能系统(例如，为家用电力系统提供能量储存功能)、工业或商业储能系统(例如，为商业或工业电力系统提供能量储存功能)、电网储能系统(例如，为公共电力系统或电力网提供能量储存功能)等储能系统。
如将理解的，以上所述实施方式中的各种电池模块隔室的放置被描述为一体成型到电动运载工具的运载工具底板中。仍然，将理解，一般闭合隔室轮廓设计可延伸到可安装在电动运载工具内的其他位置中(例如，在电动运载工具的后行李箱中、在一个或多个汽车座位后方、在电动运载工具的引擎盖下等)的电池模块装配区域。
提供先前描述来使本领域的任何技术人员能够制作或使用本发明的实施方式。然而，将理解，本发明不限于本文公开的特定配方、过程步骤，和材料，因为本领域技术人员将容易理解地对这些实施方式的各种修改。也就是说，在不脱离本发明的实施方式的精神或范围的情况下，可将本文限定的一般原理应用于其他实施方式。

Claims (32)

1.一种模块对模块功率连接器，配置为在储能系统的电池壳体中的电池模块之间形成连接，其特征在于，包括：
第一电气接口，与第一电池模块的正端子对齐，以在所述第一电池模块插入第一电池模块隔室中时插入所述正端子；
第二电气接口，与第二电池模块的负端子对齐，以在所述第二电池模块插入第二电池模块隔室中时插入所述正端子；
第一汇流排，连接到所述第一电气接口和所述第二电气接口，以在所述第一电池模块和所述第二电池模块分别插入所述第一电池模块隔室和所述第二电池模块隔室中时形成所述第一电池模块与所述第二电池模块之间的第一电气连接，
其中所述第一汇流排弯曲，以在所述第一电池模块和所述第二电池模块分别插入所述第一电池模块隔室和所述第二电池模块隔室中时，允许所述第一电气接口和所述第二电气接口的预定的移动范围。
2.如权利要求1所述的模块对模块功率连接器，其特征在于，所述第一电气连接为所述第一电池模块与所述第二电池模块之间的串联连接。
3.如权利要求1所述的模块对模块功率连接器，其特征在于，所述第一电气接口和所述第二电气接口的所述预定的移动范围分别为垂直于所述第一电池模块和所述第二电池模块的插入方向的平面内的2mm范围。
4.如权利要求1所述的模块对模块功率连接器，其特征在于，所述第一汇流排由层压铜带、编织铜、柔性电缆，或其任意组合组成。
5.如权利要求1所述的模块对模块功率连接器，其特征在于，所述第一汇流排包括第一一体成型断开部件，所述第一一体成型断开部件配置为响应于第一触发条件而降低或消除跨所述第一电气连接的电压。
6.如权利要求5所述的模块对模块功率连接器，其特征在于，
所述第一一体成型断开部件包括熔丝，以及
所述第一触发条件为流过所述第一电气连接的电流强度超过所述熔丝的熔丝额定值。
7.如权利要求5所述的模块对模块功率连接器，其特征在于，
所述第一一体成型断开部件包括爆开部件，以及
所述第一触发条件包括所述模块对模块功率连接器内的热和/或火，所述热和/或火使所述爆开部件通过受控制的爆开使所述第一电气连接断开，或者
所述第一触发条件是来自控制器的控制信号，所述控制信号使所述爆开部件通过受控制的爆开使所述第一电气连接断开。
8.如权利要求5所述的模块对模块功率连接器，其特征在于，所述第一汇流排还包括设置在所述第一一体成型断开部件上的保护区段。
9.如权利要求8所述的模块对模块功率连接器，其特征在于，所述保护区段包括石英砂。
10.如权利要求1所述的模块对模块功率连接器，其特征在于，还包括：
第三电气接口，配置为在第三电池模块插入第三电池模块隔室中时与所述第三电池模块的正端子形成电气连接；
第四电气接口，配置为在第四电池模块插入第四电池模块隔室中时与所述第四电池模块的负端子形成电气连接；
第二汇流排，连接到所述第三电气接口和所述第四电气接口，以在所述第三电池模块和所述第四电池模块分别插入所述第三电池模块隔室和所述第四电池模块隔室中时形成所述第三电池模块与所述第四电池模块之间的第二电气连接，
其中所述第二汇流排柔性地配置，以在所述第三电池模块和所述第四电池模块分别插入所述第三电池模块隔室和所述第四电池模块隔室中时，允许所述第三电气接口和所述第四电气接口的预定的移动范围。
11.如权利要求10所述的模块对模块功率连接器，其特征在于，所述第二电气连接为所述第三电池模块与所述第四电池模块之间的串联连接。
12.如权利要求10所述的模块对模块功率连接器，其特征在于，
所述第一、第二、第三和第四电池模块隔室形成电池模块装配区域的部分，以及
所述模块对模块功率连接器至少部分地设置在通道空间内。
13.如权利要求12所述的模块对模块功率连接器，其特征在于，所述通道空间在所述电池模块装配区域的上方纵向地延伸。
14.如权利要求13所述的模块对模块功率连接器，其特征在于，
所述电池模块装配区域包括位于所述第一电池模块隔室和所述第四电池模块隔室上方的第一孔，
所述电池模块装配区域包括位于所述第二电池模块隔室和所述第三电池模块隔室上方的第二孔，
所述第一电气接口和所述第四电气接口设置在所述第一孔内，以及
所述第二电气接口和所述第三电气接口设置在所述第二孔内。
15.如权利要求1所述的模块对模块功率连接器，其特征在于，所述第一电池模块隔室和所述第二电池模块隔室沿电池模块装配区域的相同纵向侧纵向相邻。
16.如权利要求1所述的模块对模块功率连接器，其特征在于，所述第一电池模块隔室和所述第二电池模块隔室在电池模块装配区域的不同纵向侧上横向相邻。
17.如权利要求1所述的模块对模块功率连接器，其特征在于，
所述第一电池模块隔室和所述第二电池模块隔室均包括面向内部横向侧和面向外部横向侧，
所述第一电气接口和所述第二电气接口设置在所述第一电池模块隔室和所述第二电池模块隔室的所述面向内部横向侧处，以及
所述第一电池模块和所述第二电池模块配置为经由所述第一电池模块隔室和所述第二电池模块隔室的所述面向外部横向侧分别横向地插入所述第一电池模块隔室和所述第二电池模块隔室中。
18.如权利要求1所述的模块对模块功率连接器，其特征在于，还包括：
盖，设置在所述第一电气接口、所述第二电气接口和所述第一汇流排上，且配置为密封所述模块对模块功率连接器。
19.如权利要求1所述的模块对模块功率连接器，其特征在于，
所述第一电池模块隔室和所述第二电池模块隔室形成电池模块装配区域的部分，以及
所述模块对模块功率连接器至少部分地设置在通道空间内。
20.如权利要求19所述的模块对模块功率连接器，其特征在于，所述通道空间在所述电池模块装配区域的上方纵向地延伸。
21.如权利要求20所述的模块对模块功率连接器，其特征在于，
所述电池模块装配区域包括位于所述第一电池模块隔室和所述第二电池模块隔室上方的孔，所述孔通向所述通道空间，
所述第一电气接口和所述第二电气接口配置为在所述孔内连接到所述第一电池模块和所述第二电池模块的相应的端子，以及
所述模块对模块功率连接器配置为密封所述孔。
22.如权利要求21所述的模块对模块功率连接器，其特征在于，所述第一电池模块隔室和所述第二电池模块隔室关于所述电池模块装配区域横向相邻。
23.如权利要求20所述的模块对模块功率连接器，其特征在于，
所述电池模块装配区域包括位于所述第一电池模块隔室和所述第二电池模块隔室上方的第一孔和第二孔，所述第一孔和第二孔通向所述通道空间，
所述第一电气接口配置为在所述第一孔内连接到所述第一电池模块的所述正端子，所述第二电气接口配置为在所述第二孔内连接到所述第二电池模块的所述负端子，以及
所述模块对模块功率连接器配置为密封所述第一孔和所述第二孔。
24.如权利要求23所述的模块对模块功率连接器，其特征在于，所述第一电池模块隔室和所述第二电池模块隔室关于所述电池模块装配区域纵向相邻。
25.如权利要求19所述的模块对模块功率连接器，其特征在于，所述通道空间设置在电动运载工具的底板内。
26.如权利要求1所述的模块对模块功率连接器，其特征在于，所述储能系统存储电力，所述电力用于分配到电动运载工具、家用电力系统、工业或商业电力系统或公共电力系统。
27.一种储能系统中的电池模块互连装置，其特征在于，包括：
电池模块装配区域，包括沿电池模块装配区域的第一横向侧布置的第一组电池模块隔室，以及沿所述电池模块装配区域的第二横向侧布置的第二组电池模块隔室；
通道空间，定义在所述第一组电池模块隔室与所述第二组电池模块隔室之间，所述电池模块装配区域包括通向所述通道空间的一组孔；以及
多个模块对模块功率连接器，设置在所述通道空间中，所述多个模块对模块功率连接器中的每一个包括至少一个汇流排和电气接口，以形成插入至少一对相邻的电池模块隔室中的至少一对电池模块之间的至少一个电气连接，所述至少一对电池模块配置为滑动进入所述至少一对相邻的电池模块隔室中，所述至少一对电池模块均包括一电连接器，所述电连接器随着所述滑动插入所述模块对模块电源连接器的所述电接口的一个中。
28.如权利要求27所述的电池模块互连装置，其特征在于，通过所述多个模块对模块功率连接器中的每一个形成的所述至少一个电气连接对应于至少一个串联连接。
29.如权利要求27所述的电池模块互连装置，其特征在于，所述多个模块对模块功率连接器中的每一个中的所述至少一个汇流排柔性地配置，以在相应的电池模块插入相应的电池模块隔室中时，允许一对电气接口的预定的移动范围。
30.如权利要求27所述的电池模块互连装置，其特征在于，
所述多个模块对模块功率连接器的小组均配置为串联连接第一对电池模块，所述第一对电池模块插入沿所述电池模块装配区域的所述第一横向侧布置的所述第一组电池模块隔室中的相应的第一对纵向相邻电池模块隔室内，以及串联连接第二对电池模块，所述第二对电池模块插入沿所述电池模块装配区域的所述第二横向侧布置的所述第二组电池模块隔室中的相应的第二对纵向相邻电池模块隔室内，以及
所述多个模块对模块功率连接器中的一个配置为串联连接插入相应的一对横向相邻电池模块隔室内的第三对电池模块，所述相应的一对横向相邻电池模块隔室设置在所述电池模块装配区域的不同横向侧上。
31.如权利要求27所述的电池模块互连装置，其特征在于，
所述多个模块对模块功率连接器中的至少一个包括一体成型断开部件，所述一体成型断开部件配置为响应于触发条件而降低或消除跨于相关联的电气连接的电压。
32.如权利要求31所述的电池模块互连装置，其特征在于，
所述多个模块对模块功率连接器中的每一个包括所述一体成型断开部件，或者
少于全部的所述多个模块对模块功率连接器包括所述一体成型断开部件。
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