用于建立电池模块连接的系统和方法技术方案

电池模块包括外壳和设置在所述外壳中的电池单元，所述电池单元中的每一个包括两个端子。所述电池模块还包括含有第一材料的总线条单元互连件，其中每个总线条单元互连件被配置成经由与相邻电池单元之一的第一端子和另一相邻电池单元的第二端子的电连接而电连接两个相邻电池单元，其中所述第一端子和第二端子中的至少一个包含所述第一材料。所述电池模块包括焊点，每个焊点设置在对应的焊接点处以将所述总线条单元互连件之一与包含所述第一材料的对应至少一个端子直接连接。当将所述互连件设置在所述电池单元上时，每个焊接点都可以从所述电池单元上方的位置触及以进行焊接。

System and method for establishing battery module connection

The battery module includes a housing and a battery unit disposed in the housing, each of which includes two terminals. The battery module comprising a first material bus interconnection unit, wherein each of the total line unit is configured to interconnect via the second terminals of the first terminal unit and one of the adjacent cell and an adjacent cell unit electrically connected and electrically connected with the two adjacent cells, wherein the first and second terminals in at least one comprising the first material. The battery module comprises a solder joint, each of which is provided at the corresponding welding point and is directly connected with one of the total line unit interconnections and at least one terminal corresponding to the first material. When the interconnect is provided on the battery unit, each of the welding points can be touched from the position above the battery unit for welding.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求2013年9月6日提交的名称为“电池模块系统和方法”的美国临时申请序列号61/874,472的优先权和权益，该临时申请以引用方式并入本文中。
技术介绍
本公开大体上涉及电池和电池模块的领域。更具体而言，本公开涉及可以在车辆背景以及其它能量存储/消耗应用中使用的电池模块。本节旨在向读者介绍可能与本公开的各个方面有关的技术的各个方面，本公开的各个方面在下文中描述和/或要求保护。这种讨论被认为有助于向读者提供
技术介绍
信息，以有利于更好地理解本公开的各个方面。因此，应当理解，这些陈述有鉴于此而被解读，而不是作为现有技术的承认。使用一个或多个电池系统来提供该车辆的原动力的全部或一部分的车辆可被称为xEV，其中术语“xEV”在本文中被定义为包括所有下列车辆或其任何变型或组合，该车辆将电能用于其车辆原动力的全部或一部分。如本领域的技术人员应当理解的那样，混合电动车辆(HEV)结合了内燃发动机推进系统和诸如48伏或130伏系统的电池供电的电推进系统。术语HEV可包括混合电动车辆的任何变型。例如，全混合动力系统(FHEV)可使用一个或多个电动马达、仅使用内燃发动机或使用两者向车辆提供原动力和其它电能。相比之下，轻度混合动力系统(MHEV)在车辆怠速时禁用内燃发动机并且利用电池系统来为空调单元、无线电或其它电子器件继续供电并且在需要推进时重新起动发动机。轻度混合动力系统也可以在例如加速期间施加一定水平的动力辅助以对内燃发动机作出补充。轻度混合动力通常为96V至130V，并且通过皮带或曲柄集成的起动机发电机回收制动能量。此外，微混合电动车辆(mHEV)也使用类似于轻度混合动力的“停止-起动”系统，但mHEV的微混合动力系统可能向或不向内燃发动机提供动力辅助并在低于60V的电压下操作。出于本讨论的目的，应当注意，mHEV通常在技术上不使用直接提供至曲轴或变速器以用于车辆的原动力的任何部分的电能，但mHEV仍可以被视为xEV，因为当车辆在内燃发动机禁用的情况下怠速时它的确使用电能来补充车辆的动力需求并且通过集成的起动机发电机来回收制动能量。此外，插电式电动车辆(PEV)是可从诸如壁装插座的外部电源充电的任何车辆，并且被存储在可再充电的电池组中的能量驱动或有助于驱动车轮。PEV是电动车辆的一个子类，其包括全电动或电池电动车辆(BEV)、插电式混合电动车辆(PHEV)、以及混合电动车辆与常规内燃发动机车辆的改装型电动车辆。相比仅使用内燃发动机和传统的电气系统(通常是由铅酸电池供电的12伏系统)的更传统的燃气动力车辆，上述xEV可以提供许多优点。例如，xEV相比传统的内燃车辆可以产生更少的不期望的排放产物并可以表现出更高的燃料效率，并且在一些情况下，这样的xEV可以完全省去对汽油的使用，就像某些类型的PHEV那样。随着xEV技术继续演化，需要为这样的车辆提供改进的动力源(例如，电池系统或模块)。例如，希望增加这样的车辆在不需要对电池再充电的情况下可以行驶的距离。另外，也可能希望提高这样的电池的性能，并且降低与电池系统相关联的成本。
技术实现思路
在范围方面与最初要求保护的主题相称的某些实施方案被总结如下。这些实施方案并非旨在限制本公开的范围，相反，这些实施方案仅旨在提供某些所公开的实施方案的简短总结。实际上，本公开可涵盖可能类似于或不同于下文所述实施方案的各种形式。本公开涉及电池和电池模块。更具体而言，本公开涉及所有电化学和静电能量存储技术(例如，超级电容器、镍-锌电池、镍金属氢化物电池和锂电池)。特定实施方案涉及可以在车辆背景(例如，xEV)和其它能量存储/消耗应用(例如，用于电网的储能)中使用的锂离子电池单元。根据本专利技术实施方案的电池模块包括以串联或并联方式电连接在一起的电池单元。此外，将若干总线条、端子、连接器、熔断器、感测部件等连接在一起以形成完整功能性电池模块。根据某些实施方案，在这些电池模块内形成的电连接以一致且简化的方式形成。因此，不是利用将电池模块的电池单元和其它部件电连接在一起的多种不同的连接技术或具有多个复杂步骤的技术，本专利技术的实施方案通过简化电池模块的电池单元和其它部件的电连接而简化电池模块的制造，如下所述。如上指出的那样，本公开的实施方案涉及电池和电池模块。更具体而言，本公开涉及包括若干组件的电池模块，这些组件可预组装在彼此之上并彼此分层以形成电池模块。为此，所公开的电池模块可包括总线条单元互连件，这些互连件各自被配置成将电池模块中所含的电池单元的两个端子连接在一起。每个总线条单元互连件包含第一材料，其中第一材料是与总线条单元互连件被焊接到的部件相同的材料。例如，每个总线条单元互连件可以为铜，并且可以直接焊接到同样为铜的两个端子。可替代地，总线条单元互连件可以为铜，并且可以焊接到为铜的一个端子(例如，在焊接点处)以及焊接到包括由铜制成的第一部分和由第二材料(例如，铝)制成的第二部分的适配器(例如，在适配器焊接点处)，其中适配器的第二部分可配合在铝端子上。换句话讲，适配器从第一部分中的一种材料过渡到第二部分中的另一种材料。因此，在总线条单元互连件与电池模块之间的所有焊点均在同样的材料上(之间)形成。电池模块的其它部件可按相同的方式焊接。例如，印刷电路板(PCB)上的传感器(例如，电压感测连接接线片)可直接焊接到总线条单元互连件(例如，在接线片焊接点处)，其中传感器包括由与总线条单元互连件相同的材料制成的附连点。PCB还可以包括直接焊接到总线条的分流器(例如，在分流器焊接点处)，其中分流器和总线条为相同的材料。总线条也可以焊接到电池模块的电池单元端子之一(例如，在总线条焊接点处)，其中端子也为与总线条相同的材料。可替代地，如果端子是与总线条和分流器不同的材料，则可按与上述适配器相同的方式将适配器置于端子上。另外，产生上述焊点的焊接点可相对于彼此对齐或布置，以使得焊接点在组装过程的单个步骤或一组步骤中可以从电池单元上方触及。例如，在电池单元的铜端子与对应的总线条单元互连件之间的所有焊点的所有焊接点都可以从电池单元上方触及。另外，在适配器的铜部分与对应的总线条单元互连件之间的所有焊点的所有焊接点都可以从电池单元上方触及。此外，在电池模块的PCB的电压感测连接接线片与对应的总线条单元互连件之间的所有焊点的所有焊接点都可以从电池单元上方触及。而且，在PCB的分流器与第一总线条、与电池模块的刀形端子柱连接器之间或上述两者之间的所有焊点的所有焊接点都可以从电池单元上方触及。在一些实施方案中，在第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池模块，包括：外壳；设置在所述外壳中的多个电池单元，其中所述多个电池单元中的每一个包括两个端子；包含第一材料的多个总线条单元互连件，其中所述多个总线条单元互连件中的每一个被配置成经由与相邻电池单元之一的第一端子和另一相邻电池单元的第二端子的电连接而电连接所述多个电池单元中的两个相邻电池单元，其中所述第一端子和第二端子中的至少一个包含所述第一材料；以及多个焊点，其中每个焊点设置在对应的焊接点处并将所述多个总线条单元互连件之一与包含第一材料的所述第一端子和第二端子中的对应至少一个端子直接连接，其中当将所述多个总线条单元互连件设置在所述多个电池单元上时，每个焊接点都可以从所述多个电池单元上方的位置触及以进行焊接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.06 US 61/874,472;2014.03.31 US 14/231,0131.一种电池模块，包括：
外壳；
设置在所述外壳中的多个电池单元，其中所述多个电池单元中的每一个包括两个端
子；
包含第一材料的多个总线条单元互连件，其中所述多个总线条单元互连件中的每一个
被配置成经由与相邻电池单元之一的第一端子和另一相邻电池单元的第二端子的电连接
而电连接所述多个电池单元中的两个相邻电池单元，其中所述第一端子和第二端子中的至
少一个包含所述第一材料；以及
多个焊点，其中每个焊点设置在对应的焊接点处并将所述多个总线条单元互连件之一
与包含第一材料的所述第一端子和第二端子中的对应至少一个端子直接连接，其中当将所
述多个总线条单元互连件设置在所述多个电池单元上时，每个焊接点都可以从所述多个电
池单元上方的位置触及以进行焊接。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述多个电池单元的所有端子包含所述第一
材料，并且其中所述多个总线条单元互连件中的每一个均在可以从所述多个电池单元上方
触及的焊接点处直接焊接到对应的第一端子和第二端子。
3.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述多个电池单元中的每一个电池单元的所
述两个端子之一包含不同于所述第一材料的第二材料。
4.根据权利要求3所述的电池模块，包括多个适配器，其中所述多个适配器中的每一个
设置在包含所述第二材料的所述端子中对应的一个端子上，其中每个适配器包括：
包含所述第二材料的第一端部，其中所述第一端部被配置成接触包含所述第二材料的
所述端子中对应的一个端子；
包含所述第一材料的第二端部，其中所述适配器从所述第一端部中的所述第二材料过
渡到所述第二端部中的所述第一材料，其中所述第二端部在适配器焊接点处直接焊接到所
述多个总线条单元互连件之一，并且其中当将所述多个总线条单元互连件设置在所述多个
电池单元上时，所述适配器焊接点中的每一个都可以从所述多个电池单元上方触及。
5.根据权利要求1所述的电池模块，包括：
用于从所述多个电池单元输出电压的端子柱连接器，所述端子柱连接器包含所述第一
材料；以及
设置在所述电池模块的印刷电路板(PCB)上的分流器，用于将电流从所述多个电池单
元输送到所述端子柱连接器；
其中所述端子柱连接器在第一分流器焊接点处焊接到所述分流器，其中所述第一分流
器焊接点可以从所述多个电池单元上方触及。
6.根据权利要求5所述的电池模块，包括连接在所述多个电池单元之一与所述分流器
之间的所述电池模块的第一总线条，所述第一总线条包含所述第一材料，其中所述分流器
在第二分流器焊接点处直接焊接到所述电池模块的所述第一总线条，并且其中所述第二分
流器焊接点可以从所述电池模块上方触及。
7.根据权利要求6所述的电池模块，其中所述第一总线条在第一总线条焊接点处直接
焊接到所述多个电池单元之一的包含所述第一材料的端子，其中所述第一总线条焊接点可
以从所述多个电池单元上方触及。
8.根据权利要求6所述的电池模块，包括适配器，其中所述适配器包括：
包含不同于所述第一材料的第二材料的第一端部，其中所述第一端部接触所述多个电
池单元之一的包含所述第二材料的端子；
包含所述第一材料的第二端部，其中所述适配器从所述第一端部中的所述第二材料过
渡到所述第二端部中的所述第一材料，其中所述第一总线条在第一总线条焊接点处直接焊
接到所述第二端部，并且其中所述第一总线条焊接点可以从所述多个电池单元上方触及。
9.根据权利要求1所述的电池模块，包括印刷电路板(PCB)，其中所述PCB包括一个或多
个电压感测连接接线片，其中所述电压感测连接接线片中的每一个在接线片焊接点处经由
焊点连接到所述多个总线条单元互连件之一，其中每个接线片焊接点都可以从所述多个电
池单元上方触及。
10.根据权利要求1所述的电池模块，包括所述电池模块的第二总线条，其中所述第二
总线条包含所述第一材料并电连接在所述电池模块的所述多个电池单元之一与端子柱连
接器之间。
11.根据权利要求10所述的电池模块，其中所述电池模块的所述第二总线条在第二总
线条焊接点处直接焊接到所述多个电池单元之一的包含所述第一材料的端子，并且其中所
述第二总线条焊接点可以从所述多个电池单元上方触及。
12.根据权利要求10所述的电池模块，包括适配器，其中所述适配器包括：
包含不同于所述第一材料的第二材料的第一端部，其中所述第一端部接触所述多个电
池单元之一的包含所述第二材料的端子；以及
包含所述第一材料的第二端部，其中所述适配器从所述第一端部中的所述第二材料过
渡到所述第二端部中的所述第一材料，其中所述第二端部在第二总线条焊接点处直接焊接
到所述第二总线条，并且其中所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·P·丁克埃尔曼，丽萨·L·温德斯，理査德·M·德克斯特，爱德华·J·索斯基，米哈伊尔·S·鲍克，
申请(专利权)人：约翰逊控制技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US