CN113369348B - 用于形成电池芯突片的二级柱塞压机系统和方法 - Google Patents

用于形成电池芯突片的二级柱塞压机系统和方法 Download PDF

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Abstract

用于形成电池芯突片的二级柱塞压机系统和方法。本发明呈现用于形成金属工件的金属加工系统、用于制造/操作这种系统的方法、以及具有通过二级柱塞压机弯曲的芯端子的电池组。金属加工系统包括：第一柱塞，其具有延伸穿过第一柱塞的本体的柱塞腔；及一个或多个模腔，其凹入到第一柱塞的接触面中。模腔包括：一个表面，其接触第一工件并使其弯曲第一角度；另一个表面，其接触第二工件并使其弯曲第二角度。第二柱塞包括凹入到第二柱塞的接触面中的一个或多个模腔。模腔包括：一个表面，其接触第一工件并使其弯曲第三角度；另一个表面，其接触第二工件并使其弯曲第四角度。第二柱塞穿过柱塞腔，使得第一柱塞和第二柱塞合作地使这些金属工件弯曲。

Description

用于形成电池芯突片的二级柱塞压机系统和方法
技术领域
引言
本公开总体上涉及用于形成金属工件的金属加工技术。更具体地，本公开的各方面涉及用于在焊接操作中使电池芯突片弯曲的自动化压机系统。
背景技术
当前生产的机动车辆（诸如，现代汽车）最初配备有动力总成，该动力总成操作以推进车辆并为车辆的车载电子设备供电。在汽车应用中，例如，车辆动力总成通常以原动机为代表，该原动机通过自动或手动换挡动力变速器将驱动扭矩递送到车辆的最终驱动系统（例如，差速器、车轴、行走轮等）。历史上汽车一直由往复活塞式内燃发动机（ICE）组件供以动力，这是由于其随时可用性以及相对便宜的成本、轻便的重量和整体的效率所致。作为一些非限制性示例，这种发动机包含压缩点火（CI）柴油发动机、火花点火（SI）汽油发动机、二冲程、四冲程和六冲程架构、以及旋转发动机。另一方面，混合动力电动和纯电动（“电驱动”）车辆利用替代动力源来推进车辆，且因此最小化或消除了对基于矿物燃料的发动机获得牵引动力的依赖。
纯电动车辆（FEV）（俗称“电动汽车”）是一种类型的电驱动车辆构型，其从动力总成系统完全移除了内燃发动机和附随的外围部件，仅依赖电动牵引马达来推进和支持附件负荷。基于ICE的车辆的发动机组件、燃料供应系统和排气系统被FEV中的单个或多个牵引马达、牵引电池组以及电池冷却和充电硬件所取代。相比之下，混合动力电动车辆（HEV）的动力总成采用多种牵引动力源来推进车辆，最常见的是结合用电池供电或用燃料电池供电的牵引马达来操作内燃发动机组件。由于混合动力型电驱动车辆能够从除发动机以外的源获取其动力，因此，在由（一个或多个）电动马达推进车辆时，HEV发动机可全部或部分地关闭。
大多数可商购的混合动力电动和纯电动车辆采用可再充电牵引电池组来存储和供应必要的动力以用于操作动力总成的（一个或多个）牵引马达单元。为了产生具有足够的车辆可行驶里程的牵引动力，牵引电池组比标准12伏起动、照明和点火（SLI）电池显著更大、功能更强且容量（Amp-hr）更高。当代牵引电池组（也称为“电动车辆电池”或“EVB”）将电池芯的堆叠集合成各个电池模块，这些电池模块例如经由电池壳体或支撑托盘而安装到车辆底盘上。堆叠的电化学电池芯可通过使用电互连板（ICB）串联或并联连接。各个电池芯的从模块壳体突出来的电突片弯曲抵靠并焊接到共享的母线板上。专用的电池组控制模块（BPCM）通过与动力总成控制模块（PCM）的协同操作来调节电池组接触器的打开和闭合，以管控在给定时间哪个或哪些电池组将为车辆的（一个或多个）牵引马达供电。
发明内容
本文中呈现了用于形成金属工件的具有附随的控制逻辑的金属加工系统、用于制造这种系统的方法和用于操作这种系统的方法、以及牵引电池组，所述牵引电池组具有通过二级柱塞压机弯曲的离散的数对混合材料、混合厚度的电池芯突片。通过图示的方式，呈现了用于电池芯突片弯曲操作的二级立式柱塞压机系统。在用于电池电动车辆（BEV）的牵引电池组的构造期间，例如，各个电池袋式芯以面对面的关系堆叠在电池模块壳体内部。例如，堆叠的电池芯被放置在底板上，且随后用承载集成式互连板（ICB）组件的模块护套覆盖。芯突片在壳体内部被轮廓化并一起集合成例如三个一组的离散堆叠。这些堆叠的芯突片从电池模块壳体的相对端向外突出，从而延伸穿过模块护套中的各个槽。在前述示例中，可将一系列竖直槽形成到模块护套的端壁中，从而允许集成式ICB组件竖直地安装到电池芯上并在ICB安装期间梳理（comb）堆叠的芯突片。
一旦组装了电池模块，就使堆叠的芯突片弯曲例如到90±5度（deg.）的角度成与ICB的电母线板接触；之后，将芯突片焊接、钎焊或夹紧到母线板。为了提供必要的弯曲，具有两个（竖直）柱塞的二级柱塞压机使芯突片逐步弯曲成与母线板齐平接触。第一级柱塞压制抵靠堆叠的芯突片，并提供例如45±10度的初始弯曲。沿着第一级柱塞的模腔的端子边缘的弓形表面帮助使芯突片端子与模腔对准并适应零件间方差以及端子在弯曲之前的向外成弓形（bowing）。当第一级柱塞就位时，第二级柱塞穿过第一级柱塞中的互补槽以提供最终弯曲，例如附加的45±10度弯曲。对于具有混合材料、混合厚度的芯突片/堆叠（例如，具有小规格厚度的正极（+）铜（Cu）端子和具有大规格厚度的负极（-）铝（Al）端子）的电池模块，第二级柱塞可具有不同的支腿长度和/或包括具有不同的间距或不同的腔表面长度的模腔，从而为较薄的端子提供更大的总弯曲距离。
所公开概念中的至少一些的附随益处包括模具形成柱塞机构，该模具形成柱塞机构提供了焊接到同一母线板的配合的数对芯突片端子的相反弯曲方向。这进而允许减小ICB母线板的数量和尺寸，从而导致车辆质量和成本的节约。另外，二级插入（plunging）过程帮助确保足够的最终弯曲以实现齐平的端子到母线接合，而不将过大的反作用力置于电池模块和相关电池芯上。通过前述特征，所公开的柱塞压机系统、控制逻辑和方法适应芯突片端子厚度的差异、零件间方差以及向外成弓形的端子。所公开的特征还可帮助最小化ICB和各个芯上的应力并减少突片的不希望的回弹和鼓包（bulging）。
本文中呈现了用于组装牵引电池组的电池模块的具有附随的控制逻辑的自动化制造系统。在示例中，呈现了一种用于形成相邻金属工件的自动化或手动操作的金属加工系统。该金属加工系统包括一对伸缩式（第一和第二）柱塞以用于同时使平面（第一和第二）工件朝向彼此弯曲。第一级（第一）柱塞具有：刚性（第一）柱塞本体，其具有延伸穿过第一柱塞的本体的柱塞腔；以及一个或多个模腔，其凹入到柱塞本体的面向下的（第一）接触面中。（第一）模腔包括：一个（第一）腔表面，其压制第一金属工件并使其弯曲不同的（第一）弯曲角度；以及另一个（第二）腔表面，其压制第二金属工件并使其弯曲不同的（第二）弯曲角度。第二级（第二）柱塞具有刚性（第二）柱塞本体以及一个或多个模腔，所述模腔凹入到第二柱塞的本体的面向下的（第二）接触面中。（第二）模腔包括：一个（第三）腔表面，其压制第一金属工件并使其弯曲不同的（第三）弯曲角度；以及另一个（第四）腔表面，其压制第二金属工件并使其弯曲不同的（第四）弯曲角度。第二柱塞的本体可移动地接收在第一柱塞的本体中并穿过柱塞腔，使得同第一柱塞同时使两个金属工件弯曲合作的是，第二柱塞同时使所述金属工件弯曲。
本文中还呈现了用于制造任何所公开的电池模块的方法和用于操作任何所公开的制造系统的方法。在示例中，呈现了一种用于形成相邻的一对或多对金属工件的方法。该代表性方法包括以任何顺序并以与上文和下文所公开的选项和特征中的任一者的任何组合的以下各者：将第一柱塞与工件对准，该第一柱塞包括：第一柱塞本体，其具有延伸穿过第一柱塞本体的柱塞腔；以及第一模腔，其凹入到第一柱塞本体的第一接触面中，该第一模腔包括：第一腔表面，其被构造成压制抵靠第一金属工件并使其弯曲第一弯曲角度；以及第二腔表面，其被构造成压制抵靠第二金属工件并使其弯曲第二弯曲角度；将第二柱塞与工件对准，该第二柱塞包括第二柱塞本体和凹入到第二柱塞本体的第二接触面中的第二模腔，该第二模腔包括：第三腔表面，其被构造成压制抵靠第一金属工件并使其弯曲第三弯曲角度；以及第四腔表面，其被构造成压制抵靠第二金属工件并使其弯曲第四弯曲角度；使第一柱塞压制抵靠第一金属工件和第二金属工件并由此同时使其朝向彼此弯曲；以及同第一柱塞使第一金属工件和第二金属工件弯曲合作的是，通过将第二柱塞本体移入第一柱塞本体中并移动穿过柱塞腔，使第二柱塞压制抵靠第一金属工件和第二金属工件并由此同时使其朝向彼此弯曲。
对于任何所公开的系统、方法和装置，第一腔表面的第一弯曲角度可与第一接触面成大约35-55度（逆时针（CCW）），并且第二腔表面的第二弯曲角度可与第一接触面成大约125-145度（CCW）。同样地，第三腔表面的第三弯曲角度可与第二接触面成大约45-65度（CCW），并且第四腔表面的第四弯曲角度可与第二接触面成大约115-135度（CCW）。
对于任何所公开的系统、方法和装置，第一模腔还可包括：第一弓形表面，其在第一腔表面和第一接触面之间延伸并将第一腔表面连接到第一接触面；以及第二弓形表面，其在第二腔表面和第一接触面之间延伸并将第二腔表面连接到第一接触面。第一模腔还可包括第一弓形屈折（inflection）表面，该第一弓形屈折表面在第一腔表面和第二腔表面之间延伸并连接第一腔表面和第二腔表面。在这方面，第二模腔还可包括：第三弓形表面，其在第三腔表面和第二接触面之间延伸并将第三腔表面连接到第二接触面；以及第四弓形表面，其在第四腔表面和第二接触面之间延伸并将第四腔表面连接到第二接触面。第二模腔还可包括第二弓形屈折表面，该第二弓形屈折表面在第三腔表面和第四腔表面之间延伸并连接第三腔表面和第四腔表面。
对于任何所公开的系统、方法和装置，第二柱塞本体还可包括第一支腿和第二支腿，所述第一支腿和第二支腿从柱塞冠部（crown）大致正交地突出。在这种情况下，第二模腔凹入到第一支腿中，并且类似于第二模腔构造的第四模腔凹入到第二支腿中。第一柱塞可任选地包括肩部挡块，该肩部挡块延伸跨越柱塞腔并邻接第二柱塞本体，由此限制第二柱塞穿过柱塞腔的行进长度。
对于任何所公开的系统、方法和装置，每个金属工件可由金属突片的堆叠组成。对于一些应用，第一金属突片堆叠具有第一厚度（例如，约0.4毫米（mm）），并且第二金属突片堆叠具有第二厚度（例如，约0.2 mm），该第二厚度小于第一厚度。在这种情况下，第二柱塞的第三腔表面使第一金属突片堆叠弯曲第一弯曲距离，并且第四腔表面使第二金属突片堆叠弯曲第二弯曲距离，该第二弯曲距离大于第一弯曲距离。作为另外的选项，第三腔表面的长度可短于第二模腔的第四腔表面的长度。通过比较，第一腔表面的长度可大约等于第一模腔的第二腔表面的长度。
对于任何所公开的系统、方法和装置，第一柱塞可包括两个、三个、四个或更多个模腔，所述模腔中的每一者都凹入到柱塞本体的面向下的接触面中。第一柱塞的模腔中的每一者包括：一个腔表面，其接触相应的金属工件并使其弯曲第一弯曲角度；以及另一个腔表面，其接触另一个相应的金属工件并使其弯曲第二弯曲角度。同样，第二柱塞可包括两个、三个、四个或更多个模腔，所述模腔中的每一者都凹入到第二柱塞本体的面向下的接触面中。这些模腔中的每一者包括：一个腔表面，其接触相应的金属工件并使其弯曲第三弯曲角度；以及另一个腔表面，其接触相应的金属工件并使其弯曲第四弯曲角度。
本公开的附加方面针对用于操作任何所公开的制造系统或制造任何所公开的工件的技术、算法和控制逻辑。本公开的各方面还针对具有电池袋式芯的牵引电池组，所述电池袋式芯具有根据所公开概念形成的导电芯突片。本文中还呈现了一种存储指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令可由一个或多个可编程控制单元（诸如，电子控制单元（ECU）或控制模块）的一个或多个处理器中的至少一者执行以管控任何所公开的系统的操作。
本发明还提供了以下技术方案：
1. 一种用于形成第一金属工件和第二金属工件的金属加工系统，所述金属加工系统包括：
第一柱塞，所述第一柱塞包括：第一柱塞本体，其具有延伸穿过所述第一柱塞本体的柱塞腔；以及第一模腔，其凹入到所述第一柱塞本体的第一接触面中，所述第一模腔包括：第一腔表面，其被构造成接触所述第一金属工件并使其弯曲第一弯曲角度；以及第二腔表面，其被构造成接触所述第二金属工件并使其弯曲第二弯曲角度；以及
第二柱塞，所述第二柱塞包括第二柱塞本体和凹入到所述第二柱塞本体的第二接触面中的第二模腔，所述第二模腔包括：第三腔表面，其被构造成接触所述第一金属工件并使其弯曲第三弯曲角度；以及第四腔表面，其被构造成接触所述第二金属工件并使其弯曲第四弯曲角度，
其中，所述第二柱塞本体可移动地接收在所述第一柱塞本体中并穿过所述柱塞腔，使得同所述第一柱塞使所述第一金属工件和第二金属工件弯曲合作的是，所述第二柱塞使所述第一金属工件和第二金属工件弯曲。
2. 根据技术方案1所述的金属加工系统，其中，所述第一腔表面的所述第一弯曲角度与所述第一接触面成大约35-55度，并且所述第二腔表面的所述第二弯曲角度与所述第一接触面成大约125-145度。
3. 根据技术方案1所述的金属加工系统，其中，所述第三腔表面的所述第三弯曲角度与所述第二接触面成大约45-65度，并且所述第四腔表面的所述第四弯曲角度与所述第二接触面成大约115-135度。
4. 根据技术方案1所述的金属加工系统，其中，所述第一模腔进一步包括：第一弓形表面，其在所述第一腔表面和所述第一接触面之间延伸并将所述第一腔表面连接到所述第一接触面；以及第二弓形表面，其在所述第二腔表面和所述第一接触面之间延伸并将所述第二腔表面连接到所述第一接触面。
5. 根据技术方案4所述的金属加工系统，其中，所述第一模腔进一步包括第一弓形屈折表面，所述第一弓形屈折表面在所述第一腔表面和第二腔表面之间延伸并连接所述第一腔表面和第二腔表面。
6. 根据技术方案4所述的金属加工系统，其中，所述第二模腔进一步包括：第三弓形表面，其在所述第三腔表面和所述第二接触面之间延伸并将所述第三腔表面连接到所述第二接触面；以及第四弓形表面，其在所述第四腔表面和所述第二接触面之间延伸并将所述第四腔表面连接到所述第二接触面。
7. 根据技术方案6所述的金属加工系统，其中，所述第二模腔进一步包括第二弓形屈折表面，所述第二弓形屈折表面在所述第三腔表面和第四腔表面之间延伸并连接所述第三腔表面和第四腔表面。
8. 根据技术方案1所述的金属加工系统，其中，所述第二柱塞本体包括第一支腿和第二支腿，所述第一支腿和第二支腿从柱塞冠部大致正交地突出，其中，所述第二模腔凹入到所述第一支腿中，并且第四模腔凹入到所述第二支腿中。
9. 根据技术方案8所述的金属加工系统，其中，所述第一柱塞包括肩部挡块，所述肩部挡块延伸跨越所述柱塞腔并被构造成邻接所述第二柱塞本体，由此限制所述第二柱塞穿过所述柱塞腔的行进长度。
10. 根据技术方案1所述的金属加工系统，其中，所述第一金属工件包括具有第一厚度的第一金属突片堆叠，并且所述第二金属工件包括具有第二厚度的第二金属突片堆叠，所述第二厚度小于所述第一厚度，并且其中，所述第三腔表面被构造成使所述第一金属突片堆叠弯曲第一弓形弯曲距离，并且所述第四腔表面被构造成使所述第二金属突片堆叠弯曲第二弯曲距离，所述第二弯曲距离大于所述第一弓形弯曲距离。
11. 根据技术方案10所述的金属加工系统，其中，所述第三腔表面的第三长度短于所述第二模腔的所述第四腔表面的第四长度。
12. 根据技术方案11所述的金属加工系统，其中，所述第一腔表面的第一长度大约等于所述第一模腔的所述第二腔表面的第二长度。
13. 根据技术方案1所述的金属加工系统，其中，所述第一柱塞进一步包括第三模腔，所述第三模腔凹入到所述第一接触面中并且包括：第五腔表面，其被构造成接触第三金属工件并使其弯曲所述第一弯曲角度；以及第六腔表面，其被构造成接触第四金属工件并使其弯曲所述第二弯曲角度。
14. 根据技术方案13所述的金属加工系统，其中，所述第二柱塞进一步包括第四模腔，所述第四模腔凹入到所述第二接触面中并且包括：第七腔表面，其被构造成接触所述第三金属工件并使其弯曲所述第三弯曲角度；以及第八腔表面，其被构造成接触所述第四金属工件并使其弯曲所述第四弯曲角度。
15. 一种用于形成第一金属工件和第二金属工件的方法，所述方法包括：
将第一柱塞与所述工件对准，所述第一柱塞包括：第一柱塞本体，其具有延伸穿过所述第一柱塞本体的柱塞腔；以及第一模腔，其凹入到所述第一柱塞本体的第一接触面中，所述第一模腔包括：第一腔表面，其被构造成压制抵靠所述第一金属工件并使其弯曲第一弯曲角度；以及第二腔表面，其被构造成压制抵靠所述第二金属工件并使其弯曲第二弯曲角度；
将第二柱塞与所述工件对准，所述第二柱塞包括第二柱塞本体和凹入到所述第二柱塞本体的第二接触面中的第二模腔，所述第二模腔包括：第三腔表面，其被构造成压制抵靠所述第一金属工件并使其弯曲第三弯曲角度；以及第四腔表面，其被构造成压制抵靠所述第二金属工件并使其弯曲第四弯曲角度；
使所述第一柱塞压制抵靠所述第一金属工件和第二金属工件并由此同时使其朝向彼此弯曲；以及
同所述第一柱塞使所述第一金属工件和第二金属工件弯曲合作的是，通过将所述第二柱塞本体移入所述第一柱塞本体中并移动穿过所述柱塞腔，使所述第二柱塞压制抵靠所述第一金属工件和第二金属工件并由此同时使其朝向彼此弯曲。
16. 根据技术方案15所述的方法，其中，所述第一腔表面的所述第一弯曲角度与所述第一接触面成大约35-55度，并且所述第二腔表面的所述第二弯曲角度与所述第一接触面成大约125-145度。
17. 根据技术方案15所述的方法，其中，所述第三腔表面的所述第三弯曲角度与所述第二接触面成大约45-65度，并且所述第四腔表面的所述第四弯曲角度与所述第二接触面成大约115-135度。
18. 根据技术方案15所述的方法，其中，所述第一模腔进一步包括：第一弓形表面，其在所述第一腔表面和所述第一接触面之间延伸并将所述第一腔表面连接到所述第一接触面；以及第二弓形表面，其在所述第二腔表面和所述第一接触面之间延伸并将所述第二腔表面连接到所述第一接触面，并且其中，所述第二模腔进一步包括：第三弓形表面，其在所述第三腔表面和所述第二接触面之间延伸并将所述第三腔表面连接到所述第二接触面；以及第四弓形表面，其在所述第四腔表面和所述第二接触面之间延伸并将所述第四腔表面连接到所述第二接触面。
19. 根据技术方案15所述的方法，其中，所述第一腔表面的第一长度大约等于所述第二腔表面的第二长度，并且其中，所述第三腔表面的第三长度短于所述第四腔表面的第四长度。
20. 根据技术方案15所述的方法，其中，所述第一金属工件和第二金属工件分别包括第一金属突片堆叠和第二金属突片堆叠，所述第一金属突片堆叠具有第一厚度，并且所述第二金属突片堆叠具有小于所述第一厚度的第二厚度，并且其中，所述第三腔表面使所述第一金属突片堆叠弯曲第一弯曲距离，并且所述第四腔表面使所述第二金属突片堆叠弯曲第二弯曲距离，所述第二弯曲距离大于所述第一弯曲距离。
以上概述并不表示本公开的每个实施例或每个方面。相反，当结合附图和所附权利要求书时，从对用于实施本公开的所图示的示例和模式的以下详细描述中，本公开的以上特征和优点、以及其他特征和附随优点将容易显而易见。此外，本公开明确包括上文和下文所呈现的元件和特征的任何和所有组合和子组合。
附图说明
图1是根据本公开的各方面的配备有混合动力动力总成的代表性电驱动机动车辆的示意性图示，该混合动力动力总成具有由可再充电的牵引电池组供电的电动牵引马达。
图2是根据本公开的各方面的代表性电池模块的立视透视图图示，该电池模块具有集成式电ICB组件和具有弯曲的芯突片的电池袋式芯的内部封装堆叠。
图3是根据所公开概念的各方面的图2的代表性电池模块的透视图图示，其中模块底板和侧壁被移除以更好地图示堆叠的电池袋式芯，并且插图示出了在弯曲之前和之后的电池芯突片。
图4A和图4B是根据所公开概念的各方面的代表性二级柱塞压机系统的示意性侧视图图示，该二级柱塞压机系统使图2和图3的电池芯突片弯曲并且具有第一级柱塞（图4A）和第二级柱塞（图4B）。
图5是根据所公开概念的各方面的另一个代表性二级柱塞压机系统的透视图图示。
本公开易于作出各种修改和替代形式，并且一些代表性实施例通过示例的方式在附图中示出并且在下文中将进行详细描述。然而，应理解，本公开的新颖方面不限定于上文枚举的附图中所图示的特定形式。相反，本公开将覆盖落入如例如由所附权利要求书涵盖的本公开的范围内的所有修改、等同物、组合、子组合、排列、分组以及替代方案。
具体实施方式
本公开容许许多不同形式的实施例。本公开的代表性示例在附图中示出并且将在本文中进行详细描述，应理解这些实施例被提供作为所公开原理的举例说明，对本公开的广泛方面无限制。为了那个目的，例如在摘要、引言、发明内容和具体实施方式部分中描述但权利要求书中并未明确阐述的元件和限制不应单独地或共同地通过隐含、推断或其他方式并入到权利要求书中。
为了本具体实施方式的目的，除非明确地放弃保护，否则：单数包括复数且反之亦然；词语“和”和“或”应两者都为联合的和非联合的；词语“任何”和“所有”应两者都意指“任何和所有”；并且词语“包括”、“包含”、“包括”、“具有”等应各自意指“包括但不限于”。此外，例如，诸如“约”、“几乎”、“基本上”、“通常”、“近似”等近似词语在本文中可各自在“处于、接近或几乎处于”或“在……的0-5%以内”或“在可接受的制造公差内”或其任何逻辑组合的意义上使用。最后，方向性形容词和副词（诸如，前侧、后侧、内侧、外侧、右舷、左舷、竖直、水平、向上、向下、前、后、左、右等）可以是相对于机动车辆的，诸如当机动车辆操作性地定向在正常驾驶表面上时该车辆的向前驾驶方向。
现在参考附图，其中，相似的附图标记贯穿若干视图指代相似的特征，在图1中示出了代表性汽车的示意性图示，该汽车通常被标示在10处并且为了讨论的目的而被刻画为具有平行式双离合器（P2）混合动力电动动力总成的乘用车辆。特别地，所图示的动力总成通常由单个发动机12和单个马达14组成，所述发动机和马达单独地和一致地操作以通过流体动力变矩器（TC）组件18将牵引动力传输到多速动力变速器16，以驱动车辆的最终驱动系统11的一个或多个行走轮20。所图示的汽车10（本文中也称为“机动车辆”或简称“车辆”）仅仅是示例性应用，利用该应用可实践本公开的新颖方面和特征。同样地，将本概念实施到混合动力电动动力总成中也应被了解为本文中所公开的新颖概念的示例性应用。因而，将理解，本公开的各方面和特征可应用于被并入到任何逻辑相关类型的机动车辆中的其他车辆动力总成架构，并以同样的方式被利用于汽车应用和非汽车应用两者。最后，仅已示出所选部件，并且本文中将以附加的细节来描述这些所选部件。尽管如此，下文所讨论的车辆、电池模块和制造系统可包括众多附加和替代特征、以及其他可用的外围部件，以用于实施本公开的各种方法和功能。
代表性车辆动力总成系统在图1中被示为具有原动机（本文中由可重新起动的内燃发动机（ICE）组件12和电动马达/发电机单元14表示），该原动机通过多速自动动力变速器16驱动地连接到最终驱动系统11的驱动轴15。发动机12优选地通过扭矩经由发动机曲轴13（“发动机输出构件”）将动力转移到变速器16的输入侧。根据所图示的示例，ICE组件12使发动机驱动的扭振减振器组件26旋转，并通过扭振减振器组件26使发动机断连（disconnect）装置28旋转。该发动机断连装置28在操作性地接合时通过减振器26将从ICE组件12接收的扭矩传输到TC组件18的输入结构。顾名思义，发动机断连装置28可选择性地脱开，以使发动机12与马达14和变速器16驱动地断连。
变速器16进而适于从发动机12和马达14接收、选择性地操纵牵引动力并将其分配到车辆的最终驱动系统11（本文中由驱动轴15、后差速器22和一对后行走轮20表示）并由此推进混合动力车辆10。图1的动力变速器16和变矩器18可共享用于供应液压流体的公共变速器油盘或“底壳”32。共享的变速器泵34提供足够的液压压力以使流体选择性地致动变速器16、TC组件18以及（对于一些实施方式而言）发动机断连装置28的液压激活的元件。对于至少一些实施例，可优选的是，发动机断连装置28包括主动式离合机构（诸如，控制器致动的可选单向离合器（SOWC）或摩擦片离合器）或被动式离合机构（诸如，棘轮和掣爪或斜撑型飞轮OWC组件）。
ICE组件12操作，以独立于电动牵引马达14（例如，在“仅发动机”操作模式中）或与马达14协作（例如，在“车辆发动”或“马达增压”操作模式中）来推进车辆10。在图1中所描绘的示例中，ICE组件12可以是任何可用的或以后开发的发动机，诸如压缩点火柴油发动机或火花点火汽油或弹性燃料发动机，其容易适于通常以每分钟转数（RPM）提供其可用动力输出。尽管在图1中并未明确刻画，但应了解，最终驱动系统11可采用任何可用的构型，包括前轮驱动（FWD）布局、后轮驱动（RWD）布局、四轮驱动（4WD）布局、全轮驱动（AWD）布局、由四轮驱动的六轮卡车（6X4）布局等。
图1还描绘了电动马达/发电机单元14，其经由马达支撑毂、轴或带29（“马达输出构件”）操作性地连接到变矩器18、以及经由变矩器18操作性地连接到变速器16的输入轴17（“变速器输入构件”）。马达/发电机单元14可直接联接到TC输入轴或驱动地安装到变矩器18的壳体部分。电动马达/发电机单元14由环形定子组件21组成，该环形定子组件与圆柱形转子组件23外接并同心。通过电导体或电缆27向定子21提供电力，所述电导体或电缆经由合适的密封和绝缘馈通件（未图示）穿过马达壳体。相反，可例如通过再生制动将电力从MGU14提供到车载牵引电池组30。所图示的动力总成部件中的任一者的操作可由车载或远程车辆控制器（诸如，可编程的电子控制单元（ECU）25）管控。虽然被示为其中单个马达与单个发动机组件并联动力流连通的P2混合动力电动架构，但是车辆10可采用其他动力总成构型，包括P0、P1、P2.5、P3和P4混合动力动力总成，其中任何一种都可适合于HEV、PHEV、增程式混合动力车辆、燃料电池混合动力车辆、FEV等。
动力变速器16可使用差速齿轮装置（gearing）24来分别实现变速器的输入轴17和输出轴19之间的选择性地可变的扭矩比和速度比，例如，同时通过可变元件发送其全部或一部分动力。差速齿轮装置的一种形式是周转行星齿轮布置。行星齿轮装置提供了紧凑性以及在行星齿轮装置子集的所有构件当中的不同的扭矩比和速度比的优点。传统上，液压致动的扭矩建立装置（诸如，离合器和制动器（术语“离合器”用于引用离合器和制动器两者））可选择性地接合来激活上述齿轮元件，以在变速器的输入轴17和输出轴19之间建立所期望的前进和倒退速度比。虽然被预想为8速自动变速器，但动力变速器16可任选地采取其他功能上适当的构型，包括无级变速器（CVT）架构、手自一体变速器等。
图1的流体动力变矩器组件18作为流体联接件操作，该流体联接件用于将发动机12和马达14与动力变速器16的内部周转齿轮装置24操作性地连接。带有叶片的叶轮36安置在变矩器组件18的内部流体室内，该叶轮与带有叶片的涡轮38并置。叶轮36与涡轮38串联动力流流体连通，其中定子（未示出）插置在叶轮36和涡轮38之间以选择性地更改其间的流体流量。扭矩经由TC组件18从发动机和马达输出构件13、29到变速器16的转移是通过对在TC的内部流体室内部的液压流体（诸如，变速器油）的搅拌激励来进行的，搅拌激励由叶轮和涡轮叶片36、38的旋转引起。为了保护这些部件，变矩器组件18构造有TC泵壳体，该TC泵壳体主要由变速器侧泵壳40限定，该变速器侧泵壳例如经由电子束焊接、mig或MAG焊接、激光焊接等固定地附接到发动机侧泵盖42，使得在其间形成工作液压流体室。
接下来转向图2，示出了可再充电能量存储系统（RESS）的一个段，该RESS适于存储和供应用于例如推进电驱动车辆（诸如，图1的混合动力电动车辆10）的高压电能。该RESS可以是深循环、高安培容量的车辆电池系统，其额定值大约为350至800 VDC或更高，例如，这取决于所期望的车辆可行驶里程、车辆毛重量和从RESS汲取电力的各种附件负荷的额定功率。为此目的，RESS采用一个或多个高压、高能量密度的电池组，诸如图1的牵引电池组30，该牵引电池组可电连接到一个或多个多相永磁（PM）电机，诸如牵引马达14。每个牵引电池组并入有由串联和/或并联连接的离散电化学芯组成的聚合体（例如，100个或1000个），以实现所期望的总电压和总电流要求。
根据代表性构型，牵引电池组通常由锂离子电池模块的阵列组成，所述电池模块的示例在图2中的100处图示。这些电池模块100以行和列布置，并用扶壁支撑（buttressed）在电池支撑托盘（未示出）上，该电池支撑托盘在车辆操作期间为电池组提供在底下的支撑。所公开概念的各方面可类似地适用于其他电存储单元架构，包括采用镍金属氢化物（NiMH）电池、铅酸电池、锂聚合物电池或其他适用类型的可再充电电池的那些电存储单元架构。例如，每个电池模块100可包括电化学电池芯的堆叠102S，诸如图3的袋型锂离子（Li离子）或锂离子聚合物（LiPo）电池袋式芯102。为了简化设计和维护并且为了减少成本和组装时间，RESS中的每个电池模块100可彼此基本上相同。
单独的锂离子电池模块100可以以多个电池芯102（例如，20-30个）为代表，这些电池芯以并排彼此面对的关系堆叠并且并联或串联连接以用于存储和供应电能。电池芯可以是设置有外部电池罩壳的多层构造，该外部电池罩壳在附图中由信封状袋104（图3）表示。袋104的相应侧可由聚合物泡沫、铝片材金属或其他合适的材料形成。铝袋的两侧都可涂覆有聚合物材料，该聚合物材料使金属与芯元件以及任何邻近的芯绝缘。这两个侧例如经由焊接或压接或其他适当的联结技术而连接，以通常将在工作电极和参考电极之间传导正锂离子的液体电解质组合物包封在其中。从袋104的相对纵向端向外延伸的分别是正极（+）电端子106和负极（-）电端子108，以用于与封装在袋104的内部体积内的正极电极和负极电极（不可见）进行电连接。虽然被示为基于硅的锂离子“袋式芯”电池，但是电池芯102可适合于其他构造，包括圆柱形和棱柱形构造，并且可彼此基本上相同。
共同参考图2和图3，电池模块100将电化学电池芯102存储在保护性、电绝缘的电池模块壳体110内部。电池模块壳体110可以是刚性的、多部分构造，其由带凸缘的壳体底座112和从底座112大致正交地突出的一对长形的模块侧壁114组装而成。一旦恰当地布置和安装，堆叠的电池芯102就被支撑在壳体底座112上并被夹在模块侧壁114之间。为了易于制造和组装，侧壁114可基本上彼此相同，例如，两者都由电绝缘的铝或刚性塑料形成，并具有卡扣紧固件突出部115和117以用于将侧壁114与电池模块100的其他保护性外部段操作性地对准和机械地连接。两个共面的安装托架113从模块壳体110横向地延伸，每个托架与相应的模块侧壁114一体地形成并以直角自其突出。
冷却板116安装在堆叠的电池芯102下方、抵靠壳体底座112的底表面大致齐平地就座，以将热量选择性地转移出电池模块100。该冷却板116制造有一个或多个冷却剂通道（在所提供的视图中不可见），所述冷却剂通道使经由冷却剂端口118接收的冷却剂流体穿过其。模块侧壁114和冷却板116可被流体地密封并机械地附接到壳体底座112，例如经由卡扣紧固件和密封成形泡沫。虽然被示为具有大致矩形-多面体的形状，但是所预想的是，电池模块壳体110可采用其他所期望的尺寸和形状以适应具有不同包装和设计约束的替代应用。同样地，模块壳体110可由比附图中所示的段更多或更少的段组装而成；替代地，壳体110可被模制和机加工为单件式或两体式（bipartite）整体结构。
使电池芯102操作性地对准并且电互连的是安装在电池模块壳体110的顶部上的集成式互连板（ICB）组件120。根据所图示的示例，集成式ICB组件120提供了保护性外护套，该外护套通常由带凸缘的中心盖122和从中心盖122的相对端大致正交地突出的一对带凸缘的端壁124限定。中心盖122由刚性聚合物材料形成并具有内部侧向凸缘121，所述内部侧向凸缘具有长形的卡扣紧固件槽，所述卡扣紧固件槽将壳体侧壁114的卡扣紧固件突出部115接收在其中。一对卡入钩125从盖122的每个纵向端突出，并将ICB端壁124的安装用枢轴销（未标记）接收在其中。ICB组件端壁124可在结构上相同，两者都由与用于制造ICB盖122的聚合物材料类似或不同的刚性聚合物材料形成。每个端壁124制造有具有卡扣紧固件孔的一体式安装凸缘129，所述卡扣紧固件孔将壳体侧壁114的卡扣紧固件突出部117接收在其中。与模块壳体110一样，图2和图3的ICB组件120可由多于或少于三个的保护性外段组装而成，即，中心盖122和端壁124；替代地，ICB组件120可被模制和机加工为单件式整体结构。
ICB组件端壁124中的每一者被分段成一系列长形的、相互平行的端壁板133，这些端壁板以竖直的柱状方式并排布置。这些端壁板133彼此交错并通过长形槽135彼此分开。端壁板133中的每一者与从端壁124的底边缘向下突出的一连串柔性卡扣紧固件突片（未标记）一体地形成。这些突片与冷却板116可滑动地接合并压配合到该冷却板上；这样做时，集成式ICB组件120机械地附接到电池模块壳体110的其余部分。在所图示的实施例中，ICB组件120可气密地密封到模块壳体110。一旦恰当地安装了ICB组件120，中心盖122就以与壳体底座112间隔面对的关系（spaced facing relation）定位，其中电池芯102插置在ICB端壁124之间。
在安装了集成式ICB组件120之后，将电池芯102的电端子106、108电连接到安装在ICB端壁124的外面上的电母线板134。如图所示，每个电母线板134由导电金属材料（例如，铜）制造，其被塑造成大致矩形的面板，然后例如经由安装突片、粘合剂和/或紧固件安装在端壁124中的一者的外表面上。同样，电池芯突片106、108也由导电金属材料（例如，Al和Cu）制造并被弯曲成L形端子，所述L形端子的外部部分再次平齐并钎焊、焊接或夹紧到母线板134中的一者。图3图示了在弯曲之前（顶部插图）和弯曲之后（底部插图）的电池芯突片106、108。一对L形模块间总线（bussing）托架（未标记）安装在ICB端壁124中的一者上；这些模块间总线托架协作地将电池模块100电连接到邻近的电池模块。
除了提供保护性外护套和使电池芯102电互连之外，集成式ICB组件120还提供感测、操作和电隔离功能。这种功能可由安装在中心盖122上或者（对于一些替代构型而言）安装在端壁124中的一者上的集成电路（IC）感测组件140提供。IC感测组件140制造有多个感测装置142，诸如电流、电压和/或温度传感器，这些感测装置可操作以感测电池芯102的操作特性。柔性印刷电路板（PCB）144被示为安装在中心盖122上，从而将感测装置142支撑在其上。具有由电绝缘的轨迹片材150承载的多条电迹线148的柔性电轨道146经由母线连接器134将柔性PCB 144及因此感测装置142电连接到电池芯102。
为使各个电池芯突片106、108与母线板134电配合，二级柱塞压机系统150或250（本文中也称为“金属加工系统”）使电池芯突片106、108（本文中也称为“金属工件”）弯曲成与母线板134邻接地接合。虽然在外观上不同，但是所预想的是，本文中参考图4A和图4B的柱塞压机系统150所公开的特征和选项可被单独地或以任何组合并入到图5的示例柱塞压机系统250中，反之亦然。作为类似点，图4A和图4B的柱塞压机系统150和图5的柱塞压机系统250两者都通常由一对伸缩式模成形柱塞组成：第一级（第一）柱塞152（图4A）和252（图5）以及第二级（第二）柱塞154（图4B）和254（图5），该第二级（第二）柱塞直线地平移入第一级柱塞152、252中并至少部分地滑动穿过该第一级柱塞。通过分界，柱塞压机系统150被设计成一次使配合的四对电池芯突片堆叠106S、108S弯曲，而柱塞压机系统250被设计成在给定的时间使配合的两对电池芯突片堆叠106S、108S弯曲。在所图示的示例中，配合的一个对包括由三个（3）正极电池芯突片106组成的一个堆叠106S和由三个（3）负极电池芯突片108组成的一个堆叠108S（即，一对=两个堆叠=六个芯突片），这些电池芯突片配合到同一电母线板134。应了解，可修改所公开的立式柱塞系统，以同时使比附图中所示的数量更多或更少对相邻芯突片堆叠弯曲，例如以适应不同的电池模块尺寸和构型。
参考图4A和图4B，第一级柱塞152包括整体的单件式（第一）柱塞本体153或在至少一些架构中基本由其组成。为了确保对于系统的和重复的电池芯突片弯曲操作而言足够的结构弹性，柱塞本体153由刚性且耐磨的材料制造，诸如高强度塑料（例如，热塑性聚碳酸酯）、电绝缘的金属材料（例如，涂覆有介电聚合物的钢）或高级陶瓷（例如，氧化铝或碳化硅）。第一级柱塞的本体153是中空结构并具有矩形-多面体形状和中心柱塞腔155，该中心柱塞腔完全延伸穿过柱塞本体153。腔155的相对的顶端和底端分别终止于穿过柱塞本体152的最顶部表面和最底部表面的开口处。在所图示的示例中，腔155由通过歧管腔区段互连的一系列（四个）侧向间隔的支腿通道组成。一个或多个肩部挡块157（图4B）与柱塞本体153一体地形成，并且横向地延伸跨越柱塞腔155。在第二级柱塞154平移穿过第一级柱塞152期间，这些肩部挡块157邻接第二柱塞的本体161，由此在芯突片弯曲操作期间限制第二柱塞154向下行进穿过柱塞腔155。作为澄清点，图4A的侧视图图示示出了柱塞本体153的外部侧表面，而图4B的侧视图图示是被提供为图示柱塞腔155的横截面几何形状的剖视图。对于至少一些架构，省略了柱塞腔155，并且第一级柱塞152和第二级柱塞154可彼此紧邻地定位并以面对面接触的方式并置。
与图4A和图4B的第一级柱塞152类似，第二级柱塞154包括整体的单件式（第二）柱塞本体161或在至少一些架构中基本由其组成，该（第二）柱塞本体由刚性且耐磨的塑料、电绝缘的金属、或高级陶瓷制造，包括前一段落中呈现的示例中的任一者。第二级柱塞的本体161是带齿的结构，具有至少一个或如图所示一系列相互平行的支腿163。每个长形的“基柱状”支腿163与柱塞冠部165一体地形成并自其大致正交地（在图4B中沿向下方向）突出、通过中间腹板延伸部（web extension）167与邻近的支腿163间隔开。虽然被示为具有四个相同形状的支腿163，但是应了解，第二级柱塞154可设置有更大或更少的支腿，所述支腿中的每一者可采用共同的或不同的结构构型。
为了同时使配合的一对或数对芯突片堆叠106S、108S弯曲，第一级柱塞152形成有至少一个或如图所示四个模腔171，所述模腔凹入到柱塞本体153的面向下的工件接合（第一）接触面159中。虽然本身不是必需的，但是所图示的模腔171可基本上相同，以帮助确保一致的零件间弯曲几何形状；因此，出于简洁和易于参考的目的，下文可参考图4A中的最右侧模腔171来描述所有四个模腔171的结构。模腔171（本文中也称为“第一模腔”或“第三模腔”）包括阳极突片或负极突片弯曲（第一或第五）腔表面173，该腔表面接触、压制抵靠负极电池芯突片108的堆叠108S并使其顺时针弯曲（第一）弯曲角度ϴ B1 （例如，与接触面159成大约35-55度）。与阳极突片弯曲腔表面173并置的是阴极突片或正极突片弯曲（第二或第六）腔表面175，后者接触、压制抵靠正极电池芯突片106的堆叠106S并使其朝向相邻堆叠108S逆时针弯曲（第二）弯曲角度ϴ B2 （例如，与接触面159成大约125-145度）。
为了针对弯曲操作的第一阶段帮助使电池芯突片堆叠106S、108S与模腔171对准、以及适应零件间方差和向外成弓形的端子堆叠，左侧（第一）弓形对准表面177与左侧腔表面173和面向下的接触面159毗连、在其间延伸并将前者连接到后者。同样地，右侧（第二）弓形对准表面179与右侧腔表面175和接触面159毗连、在其间延伸并将前者连接到后者。在柱塞的往复线性运动的向下冲程期间，弓形表面177、179将首先接触芯突片堆叠106S、108S的最上部梢端（tip）并伴随地将这些堆叠引导朝向模腔171的内部。如图所示，最上部的（第一）弓形屈折表面181与左侧腔表面173和右侧腔表面175毗连、在其间延伸并将前者连接到后者。
与图4A的第一级柱塞152类似，图4B中所示的第二级柱塞154形成有至少一个或如图所示四个模腔183，所述模腔凹入到柱塞本体支腿163的面向下的工件接合（第二）接触面185中。根据所图示的示例，所图示的模腔183可基本上相同，以帮助确保一致的零件间弯曲几何形状；因此，出于简洁和易于参考的目的，下文可参考图4B中的最右侧模腔183来描述所有四个模腔183的结构。模腔183（本文中也称为“第二模腔”或“第四模腔”）包括阳极突片弯曲（第三或第七）腔表面187，该腔表面接触、压制抵靠负极电池芯突片108的堆叠108S并使其顺时针弯曲（第三）弯曲角度ϴ B3 （例如，与接触面185成大约45-65度）。与阳极突片弯曲腔表面187并置的是阴极突片弯曲（第四或第八）腔表面189，后者接触、压制抵靠正极电池芯突片106的堆叠106S并使其朝向相邻堆叠108S逆时针弯曲（第四）弯曲角度ϴ B4 （例如，与接触面159成大约115-135度）。
为了在弯曲操作的第二阶段期间帮助使电池芯突片堆叠106S、108S与第二柱塞154的模腔183对准，左侧（第三）弓形对准表面191与左侧腔表面187和面向下的接触面185毗连、在其间延伸并将前者连接到后者。同样地，右侧（第四）弓形对准表面193与模腔183的右侧腔表面189和接触面185毗连、在其间延伸并将前者连接到后者。另外，最上部（第二）弓形屈折表面195与左侧腔表面187和右侧腔表面189毗连、在其间延伸并将前者连接到后者。在第二柱塞的往复线性运动的向下冲程期间，第一柱塞152就位并将芯突片堆叠106S、108S（如图4A中所见）保持处于倾斜的弯曲角度。同第一柱塞152合作的第二柱塞154接触电端子106、108；弓形表面191、193首先接触芯突片堆叠106S、108S的最上部梢端并伴随地将这些堆叠引导朝向模腔171的内部。对于替代构型（例如，其中模腔171和183明显比用于该腔的配合的一对芯突片堆叠106S、108S之间的距离宽），可从第一级柱塞152和第二级柱塞154消除弓形表面177、179、191、193。同样在不脱离本公开的预期范围的情况下，腔表面的弯曲角度可比附图中所示的弯曲角度更陡或更浅。
如上文所指示的，例如，由于对铝端子的更大规格要求所致，铝阳极突片堆叠108S的顶面至底面（第一）堆叠厚度T AS （图3）可比铜阴极突片堆叠106S的顶面至底面（第二）堆叠厚度T CS 厚，以利用其配合的铜端子保持相等的电流容量（Cu比Al导电性更高）。在这种情况下，阳极突片弯曲腔表面187可被构造成使堆叠108S弯曲的弯曲距离比由堆叠106S上的阴极突片弯曲腔表面189赋予的弯曲距离短。为实现此特征，阳极腔表面187的中线至边缘（第三）弧长L AS 可比阴极腔表面189的中线至边缘（第四）弧长L CS 短。这样做时，每个支腿163的阳极接合（左手）侧可比支腿163的阴极接合（右手）侧短（例如，约0.6 mm）。相反，腔表面173、175可共享共同的长度。作为另一个选项，柱塞支腿163的从冠部165到毗连腔表面187的接触面185的左侧长度可比柱塞支腿163的从冠部165到毗连腔表面189的接触面185的右侧长度短。这样做时，对于芯突片堆叠108S而言在图4A和图4B中的柱塞支腿163的左手侧和ICB端壁124之间存在的间隙距离大于对于芯突片堆叠106S而言在柱塞支腿163的右手侧上的间隙距离。
接下来转向图5，其中，相似的附图标记用于表示与上文在图4A和图4B中讨论的那些部分类似的部分，二级（立式）柱塞压机系统250还分别包括第一级柱塞252和第二级柱塞254，所述第一级柱塞和第二级柱塞中的每一者分别被示为制造有离散的、结构上刚性的单件式柱塞本体253和261。如上文所提到的，柱塞252、254可包括本文中参考配对的（counterpart）柱塞152、154所讨论的任何特征和选项。例如，与柱塞本体153一样，第一级柱塞的本体253是中空结构并具有中心柱塞腔（该视图中不可见），该中心柱塞腔延伸穿过柱塞本体253并将第二级柱塞254接收在其中。同样，第二级柱塞254是以从柱塞顶冠265向下突出的一系列（两个）相互平行的支腿263为代表的带齿的结构。测试台260和内部平台262可提供附加的稳定性，或者替代地，可从图5的实施例完全移除。
在一些实施例中，可通过计算机可执行的指令程序（诸如，程序模块）来实施本公开的各方面，所述指令程序通常被称为由本文中所描述的控制器或控制器变型中的任一者执行的软件应用或应用程序。在非限制性示例中，软件可包括执行特定任务或实施特定数据类型的例程、程序、对象、部件和数据结构。软件可形成接口以允许计算机根据输入源做出反应。软件还可与其他代码段协作以响应于结合接收到的数据的源所接收到的数据来起始多种任务。软件可存储在多种存储器介质中的任一种上，所述多种存储器介质诸如为CD-ROM、磁盘、磁泡存储器和半导体存储器（例如，各种类型的RAM或ROM）。
此外，可利用多种计算机系统和计算机网络构型来实践本公开的各方面，所述计算机系统和计算机网络构型包括多处理器系统、基于微处理器或可编程消费电子设备、小型计算机、大型计算机等等。另外，可在分布式计算环境中实践本公开的各方面，在所述分布式计算环境中，由通过通信网络链接的常驻和远程处理装置来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可位于包括存储器存储装置的本地和远程计算机存储介质两者中。因此，可在计算机系统或其他处理系统中结合各种硬件、软件或其组合来实施本公开的各方面。
本文中所描述的方法中的任一种均可包括机器可读指令以供由以下各者执行：（a）处理器，（b）控制器和/或（c）任何其他合适的处理装置。本文中所公开的任何算法、软件、控制逻辑、协议或方法均可具体实施为存储在诸如以下各者的有形介质上的软件：例如，快闪存储器、CD-ROM、软盘、硬盘驱动器、数字通用光盘（DVD）、或其他存储器装置。完整的算法、控制逻辑、协议或方法和/或其部分可替代地由除控制器以外的装置执行和/或以可用的方式具体实施在固件或专用硬件中（例如，由专用集成电路（ASIC）、可编程逻辑装置（PLD）、现场可编程逻辑装置（FPLD）、离散逻辑等实施）。进一步地，尽管参考本文中所描绘的流程图描述了特定算法，但是可替代地使用许多其他方法来实施示例机器可读指令。
已参考所图示的实施例来详细描述本公开的各方面；然而，本领域技术人员将认识到，在不脱离本公开的范围的情况下可对其进行许多修改。本公开不限于本文中所公开的精确构造和组成；从前述描述显而易见的任何和所有修改、改变和变化均在如由所附权利要求书限定的本公开的范围内。此外，本概念明确地包括前述元件和特征的任何和所有组合和子组合。

Claims (20)

1.一种用于形成第一金属工件和第二金属工件的金属加工系统，所述金属加工系统包括：
第一柱塞，所述第一柱塞包括：第一柱塞本体，其具有延伸穿过所述第一柱塞本体的柱塞腔；以及第一模腔，其凹入到所述第一柱塞本体的第一接触面中，所述第一模腔包括：第一腔表面，其被构造成接触所述第一金属工件并使其弯曲第一弯曲角度；以及第二腔表面，其被构造成接触所述第二金属工件并使其弯曲第二弯曲角度；以及
第二柱塞，所述第二柱塞包括第二柱塞本体和凹入到所述第二柱塞本体的第二接触面中的第二模腔，所述第二模腔包括：第三腔表面，其被构造成接触所述第一金属工件并使其弯曲第三弯曲角度；以及第四腔表面，其被构造成接触所述第二金属工件并使其弯曲第四弯曲角度，
其中，所述第二柱塞本体可移动地接收在所述第一柱塞本体中并穿过所述柱塞腔，使得同所述第一柱塞使所述第一金属工件和第二金属工件弯曲合作的是，所述第二柱塞使所述第一金属工件和第二金属工件弯曲。
2.根据权利要求1所述的金属加工系统，其中，所述第一腔表面的所述第一弯曲角度与所述第一接触面成35-55度，并且所述第二腔表面的所述第二弯曲角度与所述第一接触面成125-145度。
3.根据权利要求1所述的金属加工系统，其中，所述第三腔表面的所述第三弯曲角度与所述第二接触面成45-65度，并且所述第四腔表面的所述第四弯曲角度与所述第二接触面成115-135度。
4.根据权利要求1所述的金属加工系统，其中，所述第一模腔进一步包括：第一弓形表面，其在所述第一腔表面和所述第一接触面之间延伸并将所述第一腔表面连接到所述第一接触面；以及第二弓形表面，其在所述第二腔表面和所述第一接触面之间延伸并将所述第二腔表面连接到所述第一接触面。
5.根据权利要求4所述的金属加工系统，其中，所述第一模腔进一步包括第一弓形屈折表面，所述第一弓形屈折表面在所述第一腔表面和第二腔表面之间延伸并连接所述第一腔表面和第二腔表面。
6.根据权利要求4所述的金属加工系统，其中，所述第二模腔进一步包括：第三弓形表面，其在所述第三腔表面和所述第二接触面之间延伸并将所述第三腔表面连接到所述第二接触面；以及第四弓形表面，其在所述第四腔表面和所述第二接触面之间延伸并将所述第四腔表面连接到所述第二接触面。
7.根据权利要求6所述的金属加工系统，其中，所述第二模腔进一步包括第二弓形屈折表面，所述第二弓形屈折表面在所述第三腔表面和第四腔表面之间延伸并连接所述第三腔表面和第四腔表面。
8.根据权利要求1所述的金属加工系统，其中，所述第一金属工件包括具有第一厚度的第一金属突片堆叠，并且所述第二金属工件包括具有第二厚度的第二金属突片堆叠，所述第二厚度小于所述第一厚度，并且其中，所述第三腔表面被构造成使所述第一金属突片堆叠弯曲第一弓形弯曲距离，并且所述第四腔表面被构造成使所述第二金属突片堆叠弯曲第二弯曲距离，所述第二弯曲距离大于所述第一弓形弯曲距离。
9.根据权利要求8所述的金属加工系统，其中，所述第三腔表面的第三长度短于所述第二模腔的所述第四腔表面的第四长度。
10.根据权利要求9所述的金属加工系统，其中，所述第一腔表面的第一长度等于所述第一模腔的所述第二腔表面的第二长度。
11.根据权利要求1所述的金属加工系统，其中，所述第一柱塞进一步包括第三模腔，所述第三模腔凹入到所述第一接触面中并且包括：第五腔表面，其被构造成接触第三金属工件并使其弯曲所述第一弯曲角度；以及第六腔表面，其被构造成接触第四金属工件并使其弯曲所述第二弯曲角度。
12.根据权利要求11所述的金属加工系统，其中，所述第二柱塞进一步包括第四模腔，所述第四模腔凹入到所述第二接触面中并且包括：第七腔表面，其被构造成接触所述第三金属工件并使其弯曲所述第三弯曲角度；以及第八腔表面，其被构造成接触所述第四金属工件并使其弯曲所述第四弯曲角度。
13.根据权利要求12所述的金属加工系统，其中，所述第二柱塞本体包括第一支腿和第二支腿，所述第一支腿和第二支腿从柱塞冠部大致正交地突出，其中，所述第二模腔凹入到所述第一支腿中，并且第四模腔凹入到所述第二支腿中。
14.根据权利要求13所述的金属加工系统，其中，所述第一柱塞包括肩部挡块，所述肩部挡块延伸跨越所述柱塞腔并被构造成邻接所述第二柱塞本体，由此限制所述第二柱塞穿过所述柱塞腔的行进长度。
15.一种用于形成第一金属工件和第二金属工件的方法，所述方法包括：
将第一柱塞与所述工件对准，所述第一柱塞包括：第一柱塞本体，其具有延伸穿过所述第一柱塞本体的柱塞腔；以及第一模腔，其凹入到所述第一柱塞本体的第一接触面中，所述第一模腔包括：第一腔表面，其被构造成压制抵靠所述第一金属工件并使其弯曲第一弯曲角度；以及第二腔表面，其被构造成压制抵靠所述第二金属工件并使其弯曲第二弯曲角度；将第二柱塞与所述工件对准，所述第二柱塞包括第二柱塞本体和凹入到所述第二柱塞本体的第二接触面中的第二模腔，所述第二模腔包括：第三腔表面，其被构造成压制抵靠所述第一金属工件并使其弯曲第三弯曲角度；以及第四腔表面，其被构造成压制抵靠所述第二金属工件并使其弯曲第四弯曲角度；
使所述第一柱塞压制抵靠所述第一金属工件和第二金属工件并由此同时使其朝向彼此弯曲；以及
同所述第一柱塞使所述第一金属工件和第二金属工件弯曲合作的是，通过将所述第二柱塞本体移入所述第一柱塞本体中并移动穿过所述柱塞腔，使所述第二柱塞压制抵靠所述第一金属工件和第二金属工件并由此同时使其朝向彼此弯曲。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述第一腔表面的所述第一弯曲角度与所述第一接触面成35-55度，并且所述第二腔表面的所述第二弯曲角度与所述第一接触面成125-145度。
17.根据权利要求15所述的方法，其中，所述第三腔表面的所述第三弯曲角度与所述第二接触面成45-65度，并且所述第四腔表面的所述第四弯曲角度与所述第二接触面成115-135度。
18.根据权利要求15所述的方法，其中，所述第一模腔进一步包括：第一弓形表面，其在所述第一腔表面和所述第一接触面之间延伸并将所述第一腔表面连接到所述第一接触面；以及第二弓形表面，其在所述第二腔表面和所述第一接触面之间延伸并将所述第二腔表面连接到所述第一接触面，并且其中，所述第二模腔进一步包括：第三弓形表面，其在所述第三腔表面和所述第二接触面之间延伸并将所述第三腔表面连接到所述第二接触面；以及第四弓形表面，其在所述第四腔表面和所述第二接触面之间延伸并将所述第四腔表面连接到所述第二接触面。
19.根据权利要求15所述的方法，其中，所述第一腔表面的第一长度等于所述第二腔表面的第二长度，并且其中，所述第三腔表面的第三长度短于所述第四腔表面的第四长度。
20.根据权利要求15所述的方法，其中，所述第一金属工件和第二金属工件分别包括第一金属突片堆叠和第二金属突片堆叠，所述第一金属突片堆叠具有第一厚度，并且所述第二金属突片堆叠具有小于所述第一厚度的第二厚度，并且其中，所述第三腔表面使所述第一金属突片堆叠弯曲第一弓形弯曲距离，并且所述第四腔表面使所述第二金属突片堆叠弯曲第二弯曲距离，所述第二弯曲距离大于所述第一弓形弯曲距离。
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