CN116547848A - 具有无螺栓连接器***的车辆电池组 - Google Patents
具有无螺栓连接器***的车辆电池组 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116547848A CN116547848A CN202180074601.5A CN202180074601A CN116547848A CN 116547848 A CN116547848 A CN 116547848A CN 202180074601 A CN202180074601 A CN 202180074601A CN 116547848 A CN116547848 A CN 116547848A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- terminal assembly
- male terminal
- battery
- assembly
- female terminal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 103
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 93
- 230000000712 assembly Effects 0.000 claims description 66
- 238000000429 assembly Methods 0.000 claims description 66
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 32
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 32
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims description 22
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims description 22
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 18
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 15
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 15
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 13
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 7
- 229910000639 Spring steel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims 6
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 claims 2
- 239000012811 non-conductive material Substances 0.000 claims 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 claims 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 77
- 238000000034 method Methods 0.000 description 68
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 55
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 55
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 55
- 230000008569 process Effects 0.000 description 28
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 21
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 16
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 13
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 13
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 13
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 11
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 11
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 11
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 11
- 238000013461 design Methods 0.000 description 9
- 238000005493 welding type Methods 0.000 description 9
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 7
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 6
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000005382 thermal cycling Methods 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 238000007600 charging Methods 0.000 description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 4
- 230000003137 locomotive effect Effects 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 238000007655 standard test method Methods 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 238000010146 3D printing Methods 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 238000003491 array Methods 0.000 description 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 239000011530 conductive current collector Substances 0.000 description 2
- 238000001342 constant potential amperometry Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007500 overflow downdraw method Methods 0.000 description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 2
- 229910017090 AlO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000251169 Alopias vulpinus Species 0.000 description 1
- -1 C151 or C110) Inorganic materials 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910005580 NiCd Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910005813 NiMH Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009429 electrical wiring Methods 0.000 description 1
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- ATTFYOXEMHAYAX-UHFFFAOYSA-N magnesium nickel Chemical compound [Mg].[Ni] ATTFYOXEMHAYAX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
- H01M50/505—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing comprising a single busbar
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/249—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for aircraft or vehicles, e.g. cars or trains
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/296—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by terminals of battery packs
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
- H01M50/514—Methods for interconnecting adjacent batteries or cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2220/00—Batteries for particular applications
- H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
- Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
Abstract
本发明公开了一种在电源管理***中使用的电池组。该电池组包括具有第一凸形端子组件和第二凸形端子组件的无螺栓母线。电池模块具有定位在模块壳体内的内部电池单元,以及具有与所述电池模块壳体相关联的第一凹形端子壳体和定位在该第一凹形端子壳体内的第一凹形端子组件的凹形端子组件。当该第一凸形端子组件定位在该第一凹形端子组件的一定范围内并且该第二凸形端子组件定位在该第二凹形端子组件的一定范围内时,该无螺栓母线将第一电池模块电联接到第二电池模块。
Description
相关申请
本申请要求于2020年11月3日提交的美国临时专利申请63/109,135的权益,其公开内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开涉及一种用于在车辆的配电***内使用的电池组。电池组包括使用至少一个无螺栓连接器***彼此机械连接和电连接的多个电池模块,该无螺栓连接器***具有:(i)凹形连接器组件,(ii)导体,以及(iii)凸形连接器组件。
背景技术
在过去的几十年中,在汽车和其它在路车辆和越野车(诸如皮卡车、商业货车和卡车、半卡车、摩托车、全地形车辆和运动型多功能车)(统称为“机动车辆”)中使用的电气部件的数量显著地增加。出于各种原因,包括但不限于监测机动车辆、改进和/或控制机动车辆的车辆性能、排放、安全性和为机动车辆的乘员创造舒适感,将电气部件用于机动车辆。大量时间、资源和能量已被消耗以开发满足机动车辆市场的变化的需求和复杂性的配电部件;然而,常规的配电部件遭受多种缺点。
由于许多条件,包括但不限于使得初始安装困难的空间约束、苛刻的操作条件、大的环境温度范围、长时间的振动、热负荷和寿命(所有这些都可能导致部件和/或连接器故障),机动车辆对于电气部件和连接器组件两者来说都是具有挑战性的电气环境。例如,通常发生在装配厂中的不正确安装的连接器以及通常发生在现场的脱落连接器是电气部件和机动车辆的两种显著故障模式。这些故障模式中的每一者都导致大量的修理和保修成本。例如,全球所有汽车制造商和他们的直接供应商的累计年度质保费用经估计在500亿美元和1500亿美元之间。鉴于这些具有挑战性的电气环境,已花费大量时间、金钱和精力来开发满足市场需求的配电部件。本公开解决了常规配电部件的缺点。本公开的特征和优点的全面讨论推迟到以下参考附图进行的具体实施方式。
发明内容
本公开涉及用于在配电***内使用的电池组,该配电***内可安装在飞机、机动车辆、军用车辆(例如,坦克、人员运输车、重型卡车和部队运输工具)、公共汽车、机车、推土机、挖土机、拖拉机、船舶应用(例如,货船、油轮、游艇、潜艇和帆船)、采矿设备、林业设备、农业设备(例如,拖拉机、切割机、种植机、联合收割机、打谷机、收割机)、电信硬件(例如,服务器)、电力存储***(例如,备用电力存储)、可再生能量硬件(例如,风力涡轮机和太阳能电池阵列)、24-48伏***中,以用于高功率应用、用于高电流应用、用于高电压应用。
本文所公开的本发明的电池组包括多个电池模块,其中电池模块使用至少一个无螺栓连接器***彼此机械连接和电连接。该无螺栓连接器***包括:(i)凹形连接器组件,(ii)导体(例如,母线),以及(iii)无螺栓凸形连接器组件。在一个实施方案中,凹形连接器组件被形成为独特电气传输组件的一部分,该电气传输组件被容纳在电池模块内以便于多个电池单元的充电/放电。在其它实施方案中,凹形连接器组件或凹形端子组件可联接到:(i)连接到多个电池单元的集电器,和/或(ii)单个电池单元的集电器。在具体实施方式部分和附图中公开了配电部件的另外的结构和功能方面和益处。
附图说明
被包括以提供进一步理解并且并入本说明书中并构成本说明书的一部分的随附图式或附图例示公开的实施方案,并且与描述一起用于解释所公开的实施方案的原理。在附图中,相似附图标号在整个附图中是指相同或类似元件。在附图中:
图1A是无螺栓连接器***的电池模块和多个无螺栓母线组件的第一实施方案的透视图,其中电池模块和无螺栓母线组件的组合包括多个无螺栓连接器***;
图1B是具有多个凹形连接器组件的电池模块的第一实施方案的透视图;
图2是图1的电池模块和多个无螺栓母线组件的一部分的透视图,其中电池模块壳体被示出为透明的并且多个电池单元已经被移除以显露出电气传输组件;
图3是图2所示的电气传输组件的局部分解图,该电气传输组件包括:(i)负连接器模块,(ii)内部接口模块,(iii)外部接口模块,(iv)跳线接口模块,以及(v)正连接器模块;
图4是图3的负连接器模块的透视图;
图5是图4的负连接器模块的顶视图;
图6是图4的负连接器模块的前视图;
图7是图4的负连接器模块的第一端部视图;
图8是图4的负连接器模块的第二端部视图;
图9是负连接器模块的分解图,该负连接器模块包括:(i)负支撑结构,(ii)具有凹形壳体组件和凹形端子组件的负凹形连接器组件,以及(iii)负母线;
图10是图9的负连接器模块的一定范围的透视图,其中凹形端子组件和负母线已经被省略;
图11是图10中的负连接器模块的凹形壳体组件的放大视图;
图12是图9的负连接器模块的凹形端子组件和负母线的透视图,示出为处于联接状态;
图13是图12的凹形端子组件和负母线的顶视图;
图14是图12的凹形端子组件和负母线的前视图;
图15是图12的凹形端子组件和负母线的侧视图;
图16是图10的负连接器模块的负母线的透视图;
图17是图10的负连接器模块的凹形端子组件的透视图;
图18是图3的电气传输组件的内部接口模块的透视图;
图19是图18的内部接口模块的顶视图;
图20是图18的内部接口模块的前视图;
图21是图18的内部接口模块的第一端部视图;
图22是图18的内部接口模块的第二端部视图;
图23是图3的内部接口模块的分解图,其示出了内部支撑结构和内部接口母线;
图24是图23的内部接口模块的一定范围的透视图,其中内部接口母线已经从内部支撑结构移除;
图25是图23的内部接口模块的内部接口母线的透视图;
图26是图3的外部接口模块的透视图;
图27是图26的外部接口模块的顶视图;
图28是图26的外部接口模块的前视图;
图29是外部接口模块的分解图,其示出了外部支撑结构和外部接口母线;
图30是图29的外部接口模块的一定范围的透视图,其中外部接口母线已经从外部支撑结构移除;
图31是图29的外部接口母线的透视图;
图32是图3的跳线接口模块的透视图;
图33是图32的跳线接口模块的顶视图;
图34是图32的跳线接口模块的前视图;
图35是图32的跳线接口模块的第一端部视图;
图36是图32的跳线接口模块的第二端部视图;
图37是图3的跳线接口模块的分解图,其示出了跳线支撑结构和跳线接口母线;
图38是图37的跳线接口模块的一定范围的透视图,其中跳线接口母线已经从跳线支撑结构移除;
图39是跳线接口母线的透视图;
图40是图3的正连接器模块的透视图;
图41是图40的正连接器模块的顶视图;
图42是图40的正连接器模块的前视图;
图43是沿图41中的线43-43截取的图3的正连接器模块的剖视图;
图44是图40的正连接器模块的第一端部视图;
图45是图40的正连接器模块的第二端部视图;
图46是图3的正连接器模块的分解图,其示出了:(i)正支撑结构,(ii)具有凹形壳体组件和凹形端子组件的正凹形连接器组件,以及(iii)正端子母线;
图47是图46的正连接器模块的一定范围的透视图,其中凹形端子组件和正端子母线已经被移除;
图48是图47的正凹形壳体组件的放大视图;
图49是沿图47中的线49-49截取的正连接器模块的剖视图;
图50是图46的正连接器模块的凹形端子组件和正母线的透视图,示出为处于联接状态;
图51是图50的凹形端子和正端子母线的顶视图;
图52是图50的凹形端子和正端子母线的侧视图;
图53是正端子母线的透视图;
图54是凹形端子组件的透视图;
图55是图1的电气传输组件的透视图,其中该电气传输组件包括该多个凹形连接器组件;
图56是图55的电气传输组件的前视图;
图57是图55的电气传输组件的后视图;
图58是图55的电气传输组件的顶视图;
图59是图55的电气传输组件的底视图;
图60是图1的母线组件的顶视图,该母线组件包括母线和相对的凸形连接器组件;
图61是沿图60的线61-61截取的母线组件的剖视图;
图62是图60的母线组件的一部分的分解图,其示出了凸形端子壳体和凸形端子组件;
图63是图62的凸形端子组件的透视图,其示出了处于拆卸状态的凸形端子主体和内部弹簧构件;
图64是处于部分装配状态的图62的凸形端子组件的透视图;
图65是处于装配状态的图62的凸形端子组件的侧视图;
图66是沿图65的线66-66截取的凸形端子组件的剖视图;
图67是图60的母线组件的一部分的侧视图;
图68是沿图67的线68-68截取的母线组件的一部分的剖视图;
图69是图60的母线组件的一部分的侧视图;
图70是沿图69的线70-70截取的母线组件的一部分的剖视图;
图71是图1的电池模块和无螺栓母线组件的透视图,其中电池模块壳体已经被省略并且电池单元的一部分已经被移除以示出内部电气传输组件;
图72是图71的电池模块和无螺栓母线组件的侧视图;
图73是处于完全连接状态的图1的无螺栓连接器***的侧视图,其中无螺栓凸形连接器组件和凹形连接器组件的一定范围已经被省略;
图74是沿图73的线74-74截取的无螺栓连接器***的剖视图;
图75是具有多个无螺栓连接器***的电池组的透视图,该多个无螺栓连接器***使用多个无螺栓母线组件将容纳在图1的电池模块中的电池单元彼此联接;
图76是具有多个无螺栓连接器***的电池组的第二实施方案的透视图,该多个无螺栓连接器***使用多个无螺栓母线组件将容纳在图78的电池模块中的电池单元彼此联接;
图77是图76的电池组的分解图,其中壳体已经被省略并且各个电池模块是可见的;
图78是容纳在图77的电池组中的电池模块的透视图,其中壳体的一定范围已经被移除以示出容纳在其中的电池单元;
图79是可用于图76的电池组的第二实施方案中的电池模块的另选实施方案的透视图;
图80是具有上壳体和下壳体、内部支撑托盘以及多个无螺栓连接器***的电池组的第三实施方案的透视图,该多个无螺栓连接器***使用多个无螺栓母线组件将容纳在图81的电池模块中的电池单元彼此联接;
图81是图80的电池模块的分解图;
图82是具有多个凹形连接器组件的电池单元的另选实施方案;
图83是安装在车辆的滑板安装平台内的图75的电池组的透视图;
图84是包括图83的滑板安装平台的车辆的透视图;
图85是包括具有多个无螺栓连接器***的电池组的大型客车的透视图,该多个无螺栓连接器***使用多个无螺栓母线组件将容纳在电池模块中的电池单元彼此联接;
图86是包括具有多个无螺栓连接器***的电池组的大型船舶的透视图,该多个无螺栓连接器***使用多个无螺栓母线组件将容纳在电池模块中的电池单元彼此联接;
图87是包括具有多个无螺栓连接器***的电池组的船舶的透视图,该多个无螺栓连接器***使用多个无螺栓母线组件将容纳在电池模块中的电池单元彼此联接;
图88是具有凸形连接器组件、母线和凹形连接器组件的无螺栓连接器***的第二实施方案,其中该无螺栓连接器***处于完全连接状态;
图89是图88的无螺栓连接器***的后视图;
图90是图88的无螺栓连接器***的分解图,其示出了凹形端子组件和凸形端子组件;
图91是图88的凹形连接器组件的透视图,其示出了凹形端子组件和凹形端子壳体;
图92是图91的凹形连接器组件的前视图;
图93是图91的凹形连接器组件的后视图;
图94是图91的凹形端子组件的透视图;
图95是图91的凹形端子组件的前视图;
图96是图91的凹形端子组件的后视图;
图97是具有无螺栓连接器***的第二实施方案的电池单元的透视图;
图98是包括多个图97的电池单元的电池模块的分解图;
图99是示出具有无螺栓连接器***的电池组的一种配置的框图;
图100是示出电池模块的部件的框图;
图101是示出电池模块壳体的部件的框图;
图102是示出电池单元的部件的框图;
图103是示出内部接口模块的部件的框图;
图104是示出外部接口模块的部件的框图;
图105是示出跳线接口模块的部件的框图;
图106是示出负连接器模块的部件的框图;
图107是示出负连接器模块的母线安装架的部件的框图;
图108是示出负连接器模块的电池单元接口的部件的框图;
图109是示出负连接器模块的负凹形壳体的部件的框图;
图110是示出负连接器模块的负凹形端子组件的部件的框图;
图111是示出正连接器模块的部件的框图;
图112是示出正连接器模块的母线安装架的部件的框图;
图113是示出正连接器模块的电池单元接口的部件的框图;
图114是示出正连接器模块的正凹形壳体的部件的框图;
图115是示出正连接器模块的正凹形端子组件的部件的框图;
图116是示出母线组件的部件的框图;
图117是示出凸形壳体组件的部件的框图;
图118是示出凸形端子组件的部件的框图;并且
图119是示出弹簧构件的部件的框图。
具体实施方式
在以下详细描述中,以举例的方式阐述了许多具体细节,以便提供对相关教导内容的透彻理解。然而,对于本领域的普通技术人员来说应该显而易见的是,可以在没有此类细节的情况下实践本教导内容。在其他情况下,为了避免不必要地模糊本教导内容的各方面,已经在相对较高的层次上描述了众所周知的方法、过程、部件和/或电路,而没有详细说明。
虽然本公开包括许多不同形式的实施方案,但在附图中示出并将在本文详细地描述特定实施方案,同时理解本公开应被认为是所公开的方法和***的原理的例证,并且不旨在将所公开概念的广泛方面限制为所示的实施方案。如将要实现的,所公开的方法和***能够进行其他和不同的配置,并且能够在不脱离所公开的方法和***的范围的情况下修改若干细节。例如,以下实施方案中的一个或多个实施方案(部分或全部)可以与所公开的方法和***一致地结合。因此,附图和具体实施方式在本质上应被视为例示性的,而非进行约束或限制。
附图示出了具有配电***50的应用10,该配电***具有电池组80。所述应用10包括但不限于:飞机、机动车辆20(图84)、军用车辆(例如,坦克、人员运输车、重型卡车和部队运输工具)、公共汽车25(图85)、机车、拖拉机、船、潜艇、大型船舶30(图86)、船舶35(图87)、油轮、帆船、电信硬件(例如,服务器)、电力存储***(例如,备用电力存储***)、可再生能源硬件(例如,风力涡轮机和太阳能电池阵列)。在这些应用10中,配电***50对于满足工业标准、生产和性能要求而言是必要的。如图75、图77、图80和图83至图87所示,每个应用(诸如船舶30、35、公共汽车25和/或机动车辆20)包括至少一个电池组80,该至少一个电池组具有:(i)多个电池模块或无螺栓电池模块100和/或多个电池单元或无螺栓电池单元30169,以及(ii)将电池模块100和/或多个无螺栓电池单元30169彼此联接的多个母线组件或无螺栓母线组件70。另外,本公开还设想了本申请内描述的电池组80、电池模块100和无螺栓电池单元30169的其它实施方案、配置和用途。
电池组80包括多个连接器***或无螺栓连接器***998,该***使用多个无螺栓母线组件70将容纳在电池模块100中的电池单元170彼此联接。特别地,无螺栓连接器***998包括:(i)电池模块100的无螺栓凹形连接器组件或凹形端子连接器组件2000、3000,以及(ii)无螺栓母线组件70的无螺栓凸形端子连接器组件或凸形端子连接器组件1000。因此,每个电池模块100通常包括两个凹形端子连接器组件2000、3000,它们形成电池模块100的正外部连接140和负外部连接150。第一电池模块100的外部连接140、150中的一者可使用无螺栓母线组件70联接到第二电池模块100的外部连接140、150中的一者,而第一电池模块100和第二电池模块100的其它外部连接140、150可使用两个无螺栓母线组件70联接到其它结构。因此,包括九个电池模块100的电池组80(见图75)将通常具有至少十六个无螺栓连接器***998,并且优选地具有超过十八个无螺栓连接器***998。
I.电池模块壳体
电池模块100包括:(i)电池模块壳体110,(ii)电池单元170,以及(iii)电气传输组件200。电池模块壳体110包括多个壁112(例如,四个侧壁114a至114d、底壁114e和顶壁114f的布置),该多个壁形成接纳器118,该接纳器被配置为接纳和保护:(i)电池单元170,以及(ii)电气传输组件200。顶壁114f包括穿过顶壁形成的至少两个电池模块开口116a、116b,其中所述开口116a、116b被配置为接纳在电气传输组件200的一定范围中形成的凹形连接器组件2000、3000的一定范围。具体地,开口116a、116b允许凸形连接器组件1000与凹形连接器组件2000、3000配合,这继而允许电流流入和流出容纳在电池模块100内的电池单元170。应当理解,凹形连接器组件1000和凸形连接器组件2000、3000之间的连接是无螺栓的,并且可以是“PCT”(推动、按动、拉扯)顺从的。如本申请内所讨论的,该无螺栓连接是优于利用螺栓连接的传统电池模块连接器的显著优点。
II.电池单元
电池模块100容纳多个电池单元170,该多个电池单元可具有袋状配置(见图71至图72)、圆柱形配置(见图76至图79)、棱柱形配置(见图80至图81)、它们的任何组合、和/或任何其它已知的电池单元配置。具体地,图71至图72中的袋状配置包括:(i)壳体174,(ii)正端子178,以及(iii)负端子182。壳体174被设计为容纳存储电荷的材料,诸如锂或其它类似金属。正端子178和负端子182将容纳在壳体174内的材料联接到电气传输组件200。端子178、182可具有叶片形配置(见图71至图72);然而,其它端子形状也是可能的(例如,无螺栓连接器、螺栓连接器、可被焊接、压配合或夹置在电气传输组件200之间的其它结构)。正端子178和负端子182通常由不同材料形成,以便于电池单元170的充电和放电。例如,正端子或阳极178可以由(i)石墨、(ii)硅或(iii)石墨烯形成,而负端子或阴极182可以由(i)钴、(ii)铁、(iii)镍-镁、(iv)镍或(v)硫形成。应当理解,其它材料也可用于所述端子178、182。电池单元170可具有介于0.2伏与10伏之间的输出电压、介于10Ah至100Ah之间的安培时额定值,并且可具有介于20Wh/kg与500Wh/kg之间的能量密度(见Qiao,Y.等人,A 500Wh/kgLithium-Metal Cell Based on Anionic Redox.Joule,该期第1445至1458页,该文献以引用方式并入本文)。
III.电气传输组件
电气传输组件200:(i)将电池单元170彼此互连,并且(ii)提供外部连接140、150,使得多个电池单元170可联接到在电池模块壳体110外部的部件。特别地,电气传输组件200串联连接多个电池单元170以形成:(i)正或第一电池单元堆204,以及(ii)负或第二电池单元堆208。这些串联连接被设计为增大电池模块100的电压。为了便于该设计,对于每个电池单元170,正端子178和负端子182的位置关系是交替的(见图72)。如下文更详细讨论的,交替的正端子178和负端子182可能需要容纳在传输组件200内的材料也交替。这结合图3、图56和图71最佳可见,其中具有较大密度或较陡角度的表面阴影表示由铝形成并且被设计为联接到电池单元170的正端子178的母线的一定范围,并且较低密度或较缓角度的表面阴影表示由铜形成并且被设计为联接到电池单元170的负端子182的母线的一定范围。
第一电池单元堆204和第二电池单元堆208可容纳任意数量的单独电池单元170。例如,第一电池单元堆204和第二电池单元堆208可各自容纳:(i)两个电池单元170至任意数量的电池单元170,(ii)优选地八个电池单元170至三百个电池单元170,(iii)更优选地十四个电池单元170至一百个电池单元170,以及(iv)最优选地二十个电池单元170至五十个电池单元170。为了实现这些串联连接,电气传输组件200包括内部接口模块350和外部接口模块450。这些模块350、450的具体结构和设计将在下文更详细地讨论。
电气传输组件200还使用跳线接口模块700串联连接第一电池单元堆204和第二电池单元堆208。应当理解,在电气传输组件200内包括仅单个跳线接口模块700,因为电池模块100仅容纳电池单元170的两个电池单元堆204、208。在其它实施方案中,跳线接口模块700可以被省略,因为电池模块100可容纳仅一个电池单元堆204。或者,电池模块100可容纳超过十个跳线接口模块700,因为电池模块100可具有超过20个电池单元堆204、208。然而,优选地在单个电池模块100内具有少于三个跳线接口模块700,因为维护电池组内的大电池模块比维护包括多个较小电池模块的电池组80更困难。例如,与替换电池模块并且然后在应用10(例如,车辆、船舶、船等)上的维护已经完成之后再致力于诊断问题相比,在时间限制内找到并且替换大模块内的单个单元以使应用10(例如,车辆、船舶、船等)再次可操作是更困难的。该跳线模块700的具体结构和设计将在下文更详细地讨论。
如图所示,电气传输组件200容纳至少一个凹形连接器组件2000、3000,其被配置为接纳凸形连接器组件或无螺栓凸形连接器组件1000的一定范围。优选地,电气传输组件200包括两个凹形连接器组件2000、3000,其中:(i)第一无螺栓凹形连接器组件、第一凹形连接器组件、正无螺栓凹形连接器组件或正凹形连接器组件3000(a)被容纳在正连接器模块210中,(b)提供电池模块100的正外部连接140,并且(c)被设计为接纳正凸形端子组件1430的一定范围,并且(ii)第二无螺栓凹形连接器组件、第二凹形连接器组件、负无螺栓凹形连接器组件或负凹形连接器组件2000(a)被容纳在负连接器模块550中,(b)提供电池模块100的负外部连接150,并且(c)被设计为接纳负凸形端子组件1430的一定范围。虽然图中所示的电池模块100容纳两个凹形连接器组件2000、3000,但是应当理解,电池模块100可具有更多或更少的凹形连接器组件2000、3000。例如,电池模块100可仅具有单个凹形连接器组件2000、3000,或者电池模块100可包括超过十个凹形连接器组件2000、3000。
a.负连接器模块
参考图4至图17,负连接器模块550包括:(i)负支撑结构554,(ii)负母线、内部负母线、第二内部母线或第二母线650,以及(iii)负无螺栓凹形连接器组件、无螺栓凹形连接器组件、负凹形连接器组件或凹形连接器组件2000。负支撑结构554具有细长主体并且包括:(i)母线安装架580,(ii)多个支撑突起部620,以及(ii)多个支撑接纳器635。负支撑结构554被设计为:(i)允许负母线650与电池单元170的负端子182对准,并且(ii)为外部接口模块450提供足够的空间以在负母线650外部定位外部母线520。该配置允许传输组件200正确地联接到电池单元170。母线安装架580从负支撑结构554的上表面558向下延伸并且被设计为接纳和定位负母线650以用于与电池单元170的负端子182联接。母线安装架580包括:(i)安装表面584,以及(ii)母线联接器600。安装表面584从负支撑结构554的前表面556凹入或凹陷,其中所述凹入部或凹陷部来自母线接纳器582。所述母线接纳器582被设计为接纳负母线650并且将所述母线650的前表面652放置成与安装表面584与内部支撑结构554相邻的一定范围564基本上齐平。换句话讲,母线接纳器582具有与母线650的深度、宽度和高度大致相等的深度、宽度和高度。应当理解,其它实施方案:(i)所述母线650的前表面652可以不与负支撑结构554的一定范围564基本上齐平,并且(ii)安装表面584并且因此母线接纳器582可以被省略。
母线联接器600包括至少一个突起部602,该至少一个突起部从安装表面584的外边缘向内延伸并且被设计为当母线650***到母线接纳器582中时覆盖母线650的一定范围。为了将母线650定位在接纳器582内并且在突起部602下方,装配者或机器将施加足以使突起部602弹性变形以接纳母线650的力。一旦母线650被接纳器582接纳,突起部602将返回到其初始位置,并且因此其将覆盖母线650的一定范围。通过覆盖母线650的一定范围,突起部602确保母线650被保持在接纳器582内。应当理解,可使用将母线650联接到负支撑结构554的其它方法。例如,母线650可***到模具中,并且可围绕母线650注入用于形成支撑结构554的聚合物。在另外的实施方案中,联接器600可包括被设计为将母线650保持在接纳器582内的附加的结构(例如,其它突起部)或不同的结构(例如,其中一些在下文公开)。
多个支撑突起部620和多个支撑接纳器635便于传输组件200的无螺栓装配。多个支撑突起部620包括:(i)位于支撑结构554的第一端部附近的第一支撑突起部622,以及(ii)位于支撑结构554的第二相对端部附近的第二支撑突起部624。从支撑结构554的上表面558向上延伸的第一支撑突起部622和第二支撑突起部624被配置为与安装在电池模块100的顶壁114f的内表面上的接纳器(未示出)相互作用。支撑突起部622、624的这种相对位置关系有助于确保整个支撑结构554固定在壳体110内并且固定到壳体,同时使突起部622、624和/或结构的数量最小化。这是期望的,因为:(i)它减少了传输组件200的重量,从而减少了电池模块100的重量,并且(ii)不需要螺栓或其它连接器,从而减少了故障模式和装配时间。然而,本公开还设想了支撑突起部622、624的其它配置。例如,支撑突起部622、624可以用围绕支撑结构554的一部分或整个周边延伸的支撑壁替换。又如,支撑突起部622、624可以从支撑结构554的侧面延伸,而不是从支撑结构554的上表面558延伸。在另一个实施方案中,可添加附加的支撑突起部622、624以从支撑结构554的后面和侧面延伸,使得传输组件200在多个不同方向上(例如,顶部、侧面和后面)固定在电池模块壳体110内并固定到电池模块壳体。
类似于多个支撑突起部620,支撑结构554包括:(i)位于支撑结构554的第一端部附近的第一支撑插座636,以及(ii)位于支撑结构554的第二相对端部附近的第二支撑插座640。第一支撑插座636和第二支撑插座640从下表面560向下延伸。所述支撑插座636、640被配置为与从传输组件200内的其它结构(例如,内部接口模块350)延伸的第一支撑突起部402和第二支撑突起部404相互作用。支撑插座636、640的这种相对位置关系有助于确保整个支撑结构554固定在电池模块的壳体110内的其它结构350、450上,同时使插座636、640和/或结构的数量最小化。这是期望的,因为它减少了传输组件200的重量并且继而减少了电池模块100的重量。然而,本公开还设想了支撑插座636、640的其它配置。
负凹形连接器组件2000包括:(i)负凹形壳体2100,以及(ii)负无螺栓凹形端子组件、无螺栓凹形端子组件、负凹形端子组件或凹形端子组件2430。凹形壳体2100被设计为:(i)接纳凹形端子组件2430,(ii)便于凸形端子组件1430与凹形端子组件2430的联接,(iii)使异物意外地与凹形端子组件2430接触的机会最小化,并且(iv)满足工业标准,诸如USCAR规范。在附图中,凹形壳体2100与负支撑结构554一体形成并且从所述支撑结构554的上表面558向上延伸。这些结构使用注射模制工艺一体形成,但是应当理解,可使用其它工艺(例如,3D打印和其它类型的模制)。然而,还设想了其它结构布置。例如,凹形壳体2100可枢转地附接到支撑结构554的一侧,使用压配合或弹簧锁配置可移除地联接,或者可以根本不联接到支撑结构554而是联接到电池模块壳体110或电池壳体174。
凹形壳体2100包括具有四个侧壁2112a至2112d的壁布置2110。所述侧壁2112a至2112d从所述支撑结构554的上表面558向上延伸,并且具有与凹形端子组件2430的配置基本上匹配的配置。在图中所示的实施方案中,凹形端子组件2430具有立方形配置,并且因此侧壁2112a至2112d具有线性配置并且形成立方形接纳器2120。然而,应当理解,凹形端子组件2430的形状的改变(例如,使用圆柱形端子)可能需要侧壁2112a至2112d的形状和配置改变以反映端子的形状(例如,中空圆柱形)。
侧壁2112a至2112d具有比凹形端子组件2430的高度大的高度。这些高度之间的差允许侧壁2112a至2112d包括至少一个凸形压缩装置2140。如图所示,凸形压缩装置2140是从侧壁2112a至2112d的最外边缘2120a至2120d延伸到凹形端子组件2430的最上边缘2430a至2430d的倾斜或斜坡表面2144。在所公开的实施方案中,倾斜或斜坡表面2144从最外边缘2120a至2120d中的每一者延伸并且具有基本上线性的配置。然而,应当理解,倾斜或斜坡表面2144可以仅从最外边缘2120a至2120d中的一者或两者延伸。图中所示的凸形压缩装置2140和倾斜或斜坡表面2144被设计为当凸形端子组件1430从在断开状态下与凹形端子组件2430分离移动到在完全连接状态SFC下定位在凹形端子组件2430的一定范围内时压缩接触臂1494a至1494h(见图2和图71至图74)。因此,相对的最外边缘2120a至2120d之间的距离等于侧壁距离,其中侧壁距离大于在倾斜或斜坡表面2144的相对的最后边缘2124a至2124d之间延伸的最后边缘距离。并且其中最后边缘距离大于或等于在凹形端子组件2430的插座2472的相对的内表面2434a至2434d之间延伸的接纳器距离。特别地,侧壁距离比接纳器距离大介于0.1%与15%之间,并且接纳器距离等于最后边缘距离或比最后边缘距离大介于0.1%与3%之间。换句话讲,倾斜或斜坡表面2144相对于侧壁2112a至2112d的外表面和/或凹形端子组件2430的插座2472的内表面2434a至2434d成角度。特别地,在倾斜或斜坡表面2144的内表面与侧壁2112a至2112d的外表面之间延伸的内角介于0.1度与10度之间。
该倾斜或斜坡表面2144由聚合物或塑料材料制成,并且因此具有比与金属表面相关联的摩擦系数低的摩擦系数。换句话讲,当无螺栓凸形端子组件1430的一定范围(例如,接触臂1494a至1494h)与由非金属材料(例如,塑料)形成的凸形端子压缩装置2140接合时,形成第一摩擦值。在另选实施方案中,如果无螺栓凸形端子组件1430的一定范围(例如,接触臂1494a至1494h)与由金属材料(例如,铜)形成的凸形端子压缩装置接合,则将形成第二摩擦值。将所公开的实施方案的摩擦值与摩擦值另选实施方案进行比较,应当理解,所公开的实施方案的第一或摩擦值小于第二或摩擦值另选实施方案。
较低的摩擦系数减小了将凸形端子组件2430***到凹形端子组件1430中所需的力。这是有益的,因为:(i)工业规范,包括USCAR 25,要求***力对于2类连接器不能大于45牛顿并且对于3类连接器不能大于75牛顿,并且(ii)期望使用更大的弹簧偏置力,从而增大***力,以有助于确保凸形端子组件的接触臂保持与凹形端子组件2430的插座2472的内表面2434a至2434d接触。此外,这种较低的摩擦系数是有益的,因为无螺栓连接器组件998可以从断开状态移动到完全连接状态,同时满足2类/3类USCAR规范而不需要杠杆辅助。消除杠杆辅助减小了连接器***998的尺寸、重量和制造成本。应当理解,为了进一步减小摩擦系数,倾斜或斜坡表面2144可涂覆有减小该系数的物质,或者倾斜或斜坡表面2144可以由具有甚至更低摩擦系数的材料制成。
由于凸形连接器1000和凹形连接器2000的配置,在移动无螺栓连接器***998从断开状态移动到完全连接状态SFC的各个阶段期间需要不同水平的力。例如,当无螺栓凸形端子组件1430的一定范围(例如,接触臂1494a至1494h)与凸形端子压缩装置2140滑动接合时,需要第一力来移动无螺栓凸形端子组件1430,并且当无螺栓凸形端子组件1430的一定范围(例如,接触臂1494a至1494h)定位在凹形端子接纳器2473中时,需要第二力来移动无螺栓凸形端子组件1430。比较这些力,应当理解,第二力小于第一力。这是有益的,因为它向用户提供了策略反馈,以通知用户凸形端子组件1430正确地安置在凹形端子组件2430内。实际上,该策略反馈让用户感觉就好像无螺栓凸形端子组件1430正被拉入到凹形端子组件2430中一样。
为了使异物意外地与凹形端子组件2430接触的机会最小化,壳体2100可包括可选的防接触柱2200。如PCT/US2019/036070中所公开的,防接触柱2200被配置为装配在形成在凸形端子1470的前壁内的防接触柱开口1510内。特别地,侧壁2112a至2112d的最外边缘2120a至2120d与防接触柱2200的最外边缘2215之间的距离小于10mm,并且优选地小于6mm。防接触柱开口1510的形状被配置为与防接触柱2200的形状基本上镜像。此处,防接触柱开口1510具有基本矩形形状,并且更具体地基本上正方形形状,而防接触柱2200呈细长矩形棱柱的形式,其中两个凹陷部形成在棱柱的相对侧中。这些形状的镜像有助于确保防接触柱2200正确***防接触柱开口1510内,并且可提供凸形连接器组件1430与凹形端子组件2430之间的振动的减少。这些部件之间的振动的这种减少可有助于减少连接器***的故障。应当理解,防接触柱2200及其相关联开口1510可以被省略或可具有另一配置(例如,如美国临时申请号63/222,859中所公开的,该美国临时申请以引用方式并入本文)。
为了使凸形连接器组件1000可以从凹形连接器组件2000断开的变化最小化,凹形连接器组件2000可包括可选的不可变形的凹形CPA结构2300,其被设计和配置为当连接器组件1000、2000彼此联接时与凸形CPA结构1170相互作用。所述不可变形的凹形CPA结构2300与壳体2100的侧壁2112a至2112d一体形成。关于凹形CPA结构2300的结构和/或功能的另外的细节在PCTUS2019/036070、PCTUS2020/049870、PCTUS2021/033446中公开,所有这些专利公布以引用方式并入本文。
凹形连接器组件2000的凹形端子组件2430包括凹形端子主体2432,其具有与后壁2434e一体形成的多个侧壁2434a至2434d。侧壁2434a至2434d和后壁2434e中的每一者具有内表面2436a至2436e,它们的组合形成立方形端子插座2472。所述立方形端子插座2472具有在相对侧壁2434a至2434d的内表面2436a至2436d之间延伸的接纳器距离。如上所述,接纳器距离:(i)小于侧壁距离,并且(ii)等于或大于最后边缘距离。另外,接纳器距离比在相对的接触臂1494a至1494h的最外范围之间延伸的凸形端子组件距离小介于0.1%与15%之间。通过形成具有小于凸形端子组件距离的接纳器距离的端子插座2472,确保了当凸形端子组件1430***到凹形端子组件2430中时接触臂1494a至1494h被压缩。凸形端子组件1430的这种压缩压缩内部弹簧构件1440c。因此,弹簧构件1440c在接触臂1494a至1494h上施加向外指向的偏置力,以有助于确保它们保持与端子插座2472的内表面2436a至2436d接触,以便于凸形端子组件1430与凹形端子组件2430的电联接和机械联接。
凹形端子组件2430通常由金属形成,并且优选地由高导电性金属(诸如铜)形成。凹形端子组件2430可镀覆有或包覆有Ni-Ag,以防止母线650在凹形端子组件2430焊接到母线650期间和/或之后受到腐蚀。如图所示,侧壁2434a至2434d不与彼此一体形成,而是仅与后壁2434e一体形成。在其它实施方案中,凹形端子组件2430可具有一体形成的侧壁2434a至2434d,侧壁2434a至2434d可以由不同材料制成,且/或凹形端子组件2430可以不镀覆有或包覆有Ni-Ag。一旦制造了凹形端子组件2430,就可以将其联接到负母线650并且安装在凹形壳体2100内。
图2至图4、图5、图9和图12至图16所示的负母线650包括:(i)电池单元接口654,(ii)凹形端子接口690,以及(iii)将电池单元接口654与凹形端子接口690接合的中间区段710。电池单元接口654被设计为:(i)联接到袋型电池单元170(见图71至图72),并且(ii)***形成在负支撑结构554中的母线接纳器582内并且由母线联接器600保持在所述接纳器582内。为了将电池单元接口654联接到所述电池单元170,并且更具体地联接到电池单元170的负端子182,利用焊接工艺(例如,超声波、激光、电阻、压力、闪光、摩擦、扩散、***、冷成形或可使用的另一类型的焊接方法)。使用所述焊接工艺消除了对螺纹连接器的需要,并且因此减少了电阻损耗,减少了故障模式,并且装配更快。然而,在其它实施方案中,可利用非焊接(例如,摩擦配合、螺栓连接或其它机械/化学连接方法)或非焊接与焊接工艺的组合。另外,为了便于电池单元接口654与负电池单元端子182之间的联接并且允许电流在母线650与端子182之间传输,电池单元接口654完全由铜形成。换句话讲,电池单元接口654不是双金属的。虽然在该实施方案中利用了铜(如通过使用具有较低密度或较缓角度的表面阴影所示),但是应当理解,可使用其它材料或材料的组合。
如上所讨论的,图中所示的母线联接器600包括至少一个突起部602,该至少一个突起部从安装表面584的外边缘向内延伸并且被设计为当母线650***到母线接纳器582中时覆盖母线650的一定范围。为了允许突起部602覆盖母线650的一定范围,母线650包括支撑结构联接器658,其被示出为从母线650的相对端部652a、652b向内延伸的联接凹陷部662、664。母线接纳器582、母线联接器600和支撑结构联接器658的配置一起用于:(i)将母线650固定到支撑结构554,(ii)将电池单元接口654的前表面652放置成与支撑结构554的前表面556基本上齐平,并且(iii)将母线650定位成联接到电池单元170。应当理解,在其它实施方案中可使用实现上述各点的另选结构和/或方法。特别地,母线接纳器582、母线联接器600和支撑结构联接器658可以用任何类型的母线保持装置替换。所述保持装置可采用能够可靠地将母线650联接到支撑结构554的任何已知形状的配置。
凹形端子接口690:(i)具有足以接纳凹形端子组件2430的后壁2434e的宽度和长度(例如,更大的宽度和长度),(ii)被设计为围绕防接触柱2200装配,并且(iii)允许电流从中间区段710传输到凹形端子组件2430。在图中所示的实施方案中,凹形端子接口690具有U形配置,其中形成有开口694,该开口使得凹形端子接口690能够围绕防接触柱2200横向***。一旦凹形端子接口690已经围绕防接触柱2200***并且电池单元接口654正确地安置在母线接纳器582中,凹形端子主体2432就可以联接到该接口以形成联接状态。所述联接可利用焊接工艺(例如,超声波、激光、电阻、压力、闪光、摩擦、扩散、***、冷成形或可使用的另一类型的焊接方法)。在其它实施方案中,凹形端子主体2432可使用非焊接(例如,摩擦配合、螺栓连接或其它机械/化学连接方法)方法、或焊接与非焊接方法的组合来联接到凹形端子接口690。在该实施方案中,凹形端子接口690由单一材料(例如,铜)制成,并且因此不是双金属的。另外,凹形端子接口690可以由与电池单元接口654相同的材料制成,并且因此这些结构的组合不是双金属的。然而,在其它实施方案中:(i)U形结构可以被省略,因为凹形端子接口690可不被设计为围绕防接触柱2200装配,(ii)凹形端子接口690可以由不同材料制成并且因此这些结构和母线650可以是双金属的,且/或(iii)可镀覆有或包覆有另一材料(例如,锡)。
中间区段710将电池单元接口654接合到凹形端子接口690。在该实施方案中,中间区段710由单一材料(例如,铜)制成,并且因此不是双金属的。另外,中间区段710可以由与以下中的一者相同的材料制成:(i)电池单元接口654或(ii)凹形端子接口690,并且因此这些结构的组合不是双金属的。最后,中间区段710可以由与电池单元接口654和凹形端子接口690相同的材料制成,并且因此这些结构的组合不是双金属的。在该最终配置中,母线650的所有方面由相同材料(例如,铜)形成,并且因此母线650不是双金属的。然而,如果在另选实施方案中使用材料的组合,则可使用激光焊接、电阻对接焊接、压力焊接、闪光对接焊接、摩擦焊接、扩散焊接、***焊接、冷成形或另一类型的焊接或熔合方法来接合这些部件。中间区段710被设计为使得其将电池单元接口654放置成基本上垂直于凹形端子接口690。该配置是期望的,因为其允许电池单元170在电池模块100内水平堆叠(见图71至图72),同时允许能够从电池模块100的顶部接近凹形端子主体2432。另选地,如果这些结构不是基本上垂直的而是平行的,则凹形端子主体2432将能够从电池模块100的侧面接近。考虑到电池组80的当前配置,该配置是不期望的;然而,在电池组80的其它配置中它可能是期望的。总的来讲并且如在图9和图16至图17中最佳可见,凹形端子主体2432和负母线650由于各种原因而并不一体形成,这些原因包括装配、镀覆端子主体2432的合意性以及制造的容易性。虽然附图示出这些部件不是彼此一体形成的,但是应当理解,它们可以在其它实施方案中一体形成。
b.内部接口模块
参考图18至图25,内部接口模块350包括:(i)内部支撑结构354,以及(ii)内部母线、内部内部母线或第五内部母线420。内部支撑结构354具有细长主体并且包括:(i)母线安装架370,(ii)多个支撑突起部400,以及(iii)多个支撑插座410。内部支撑结构354被设计为:(i)允许内部母线420与电池单元170的端子178、182对准,并且(ii)提供足够的空间以在外部母线520内定位内部母线420。该配置允许传输组件200正确地联接到电池单元170。母线安装架370从内部支撑结构354的上表面358向下延伸并且被设计为接纳和定位内部母线420以用于与电池单元170的负端子182联接。母线安装架370包括:(i)安装表面380,以及(ii)母线联接器390。安装表面380从内部支撑结构354的前表面356凹入或凹陷,其中所述凹入部或凹陷部来自母线接纳器372。所述母线接纳器372被设计为接纳内部母线420并且将所述母线420的前表面422放置成与安装表面380与内部支撑结构354相邻的一定范围364基本上齐平。换句话讲,母线接纳器372具有与母线420的深度、宽度和高度大致相等的深度、宽度和高度。应当理解,其它实施方案:(i)所述母线420的前表面422可以不与内部支撑结构354的一定范围364基本上齐平,并且(ii)安装表面380并且因此母线接纳器372可以被省略。
母线联接器390包括:(i)至少一个突起部392,其从安装表面380的外边缘向内延伸并且被设计为当母线420***到母线接纳器372中时覆盖母线420的一定范围,以及(ii)母线保持构件394,其具有被配置为延伸穿过母线420并且进入到安装表面380中的突起部396。为了将母线420定位在接纳器372内并且在突起部392下方,装配者或机器将施加足以使突起部392弹性变形以接纳母线420的力。一旦母线420被接纳器372接纳,突起部392将返回到其初始位置,并且因此其将覆盖母线420的一定范围。通过覆盖母线420的一定范围,突起部392确保母线420被保持在接纳器372内。在母线420安置在接纳器372内之后,装配者或机器将使突起部396与形成在母线420中的孔440对准并且施加足以迫使突起部396进入到形成在安装表面380中的开口中的力。由于摩擦或压力配合设计,突起部396被保持在所述开口内。应当理解,可使用将母线420联接到内部支撑结构354的其它方法。例如,母线420可***到模具中,并且可围绕母线420注入用于形成支撑结构354的聚合物。在另外的实施方案中,联接器390可包括被设计为将母线420保持在接纳器372内的附加的结构(例如,其它突起部)或不同的结构(例如,其中一些在下文公开)。
多个支撑突起部400和多个支撑插座410便于传输组件200的无螺栓装配。多个支撑突起部400包括:(i)位于支撑结构354的第一端部附近的第一支撑突起部402,以及(ii)位于支撑结构354的第二相对端部附近的第二支撑突起部404。从支撑结构354的上表面358向上延伸的第一支撑突起部402和第二支撑突起部404被配置为与以下各项相互作用:(i)相邻内部支撑结构354的多个支撑插座410,(ii)跳线支撑结构702的多个支撑接纳器770,或(iii)正支撑结构254的多个支撑突起部310。支撑突起部402、404的这种相对位置关系有助于确保整个支撑结构354固定在壳体110内并且固定到壳体,同时使突起部402、404和/或结构的数量最小化。这是期望的,因为:(i)它减少了传输组件200的重量,从而减少了电池模块100的重量,并且(ii)不需要螺栓或其它连接器,从而减少了故障模式和装配时间。然而,本公开还设想了支撑突起部402、404的其它配置。例如,支撑突起部402、404可以用围绕支撑结构354的一部分或整个周边延伸的支撑壁替换。又如,支撑突起部402、404可以从支撑结构354的侧面延伸,而不是从支撑结构354的上表面358延伸。在另一个实施方案中,可添加附加的支撑突起部402、404以从支撑结构354的后面和侧面延伸,使得传输组件200在多个不同方向上(例如,顶部、侧面和后面)固定在电池模块壳体110内并固定到电池模块壳体。
类似于多个支撑突起部400,支撑结构354包括:(i)位于支撑结构354的第一端部附近的第一支撑插座412,以及(ii)位于支撑结构354的第二相对端部附近的第二支撑插座414。第一支撑插座412和第二支撑插座414从下表面360向下延伸。所述支撑插座412、414被配置为与以下各项相互作用:(i)相邻内部支撑结构354的多个支撑突起部400,(ii)跳线支撑结构702的多个支撑突起部760,或(iii)正支撑结构254的多个支撑突起部310。支撑插座412、414的这种相对位置关系有助于确保整个支撑结构354固定在电池模块的壳体110内的其它结构350、450上,同时使插座412、414和/或结构的数量最小化。这是期望的,因为它减少了传输组件200的重量并且继而减少了电池模块100的重量。然而,本公开还设想了支撑插座412、414的其它配置。
如图18、图20、图23、图25所示,内部母线420包括电池单元接口430。电池单元接口430被设计为:(i)联接到多个袋型电池单元170(见图71至图72),并且(ii)***形成在内部支撑结构354中的母线接纳器372内并且由母线联接器390保持在所述接纳器372内。为了将电池单元接口430联接到所述电池单元170,利用焊接工艺(例如,超声波、激光、电阻、压力、闪光、摩擦、扩散、***、冷成形或可使用的另一类型的焊接方法)。使用所述焊接工艺消除了对螺纹连接器的需要,并且因此减少了电阻损耗,减少了故障模式,并且装配更快。然而,在其它实施方案中,可利用非焊接(例如,摩擦配合、螺栓连接或其它机械/化学连接方法)或非焊接与焊接工艺的组合。
内部母线420由两种不同材料形成以:(i)便于(a)电池单元接口430、(b)正电池单元端子178与(c)负电池单元端子182之间的联接,并且(ii)允许电流在所述结构之间传输。特别地,内部母线420的第一部分442由第一材料(例如,铝)形成,并且内部母线420的第二部分444由第二材料(例如,铜)形成。因此,内部母线420是双金属的。由于电池单元170的结构和化学组成,所述双金属配置是有益的。为了形成该双金属母线420,第一部分442和第二部分444使用任何已知的工艺彼此联接,包括激光焊接、电阻对接焊接、压力焊接、闪光对接焊接、摩擦焊接、扩散焊接、***焊接或冷成形。另外,第一部分442和第二部分444可具有互锁(例如,鸠尾)或重叠的结构,以有助于确保部分442、444保持接合为单个母线。
由两种不同材料形成母线420允许第一部分442联接到第一电池单元170的负端子182,同时允许第二部分444联接到第二电池单元170的正端子178。这两个电池端子178、182到母线420的联接将电池单元170串联连接,并且因此包括电池单元170的组合的电压增大。设计者将继续串联联接电池单元170,直到达到电池模块100的期望电压。这可能需要将仅两个电池单元170彼此联接以用于低电压应用,或者将超过25个电池单元170联接在一起以用于高电压应用。虽然在该实施方案中利用铝(如通过使用具有较大密度或较陡角度的表面阴影所示)和铜(如通过使用具有较低密度或较缓角度的表面阴影所示),但是应当理解,可使用其它材料或材料的组合。例如,如果改变电池单元170以使得此类配置成为可能,则母线430可以由单一材料制成。
如上所讨论的,图中所示的母线联接器390包括至少一个突起部392,该至少一个突起部从安装表面380的外边缘向内延伸并且被设计为当母线420***到母线接纳器372中时覆盖母线420的一定范围。为了允许突起部392覆盖母线420的一定范围,母线420包括支撑结构联接器432,其被示出为从母线420的相对端部434a、434b向内延伸的联接凹陷部436、438。另外,支撑结构联接器432包括孔440,这些孔形成在母线420内以接纳保持构件394的突起部396,其中所述突起部396被配置为延伸穿过孔440并且由母线安装架370的安装表面380接纳。母线接纳器372、母线联接器390、母线保持构件394、支撑结构联接器432和母线孔440的配置一起用于:(i)将母线420固定到支撑结构354,(ii)将电池单元接口430的前表面422放置成与支撑结构354的前表面356基本上齐平,并且(iii)将母线420定位成联接到电池单元170。应当理解,在其它实施方案中可使用实现上述各点的另选结构和/或方法。特别地,母线接纳器372、母线联接器390、母线保持构件394、支撑结构联接器432和母线孔440可以用任何类型的母线保持装置替换。所述保持装置可采用能够可靠地将母线420联接到支撑结构354的任何已知形状的配置。
c.外部接口模块
参考图26至图31,外部接口模块450包括:(i)外部支撑结构454,以及(ii)外部母线、内部外部母线、第四内部母线520。外部支撑结构454具有细长主体并且包括:(i)母线安装架470,(ii)多个支撑孔510。外部支撑结构454被设计为:(i)允许外部母线520与电池单元170的端子178、182对准,并且(ii)提供足够的空间以在内部母线420外部定位外部母线520。该配置允许传输组件200正确地联接到电池单元170。母线安装架470从外部支撑结构454的上表面458向下延伸并且被设计为接纳和定位外部母线520以用于与电池单元170的负端子182联接。母线安装架470包括:(i)安装表面480,以及(ii)母线联接器490。安装表面480从外部支撑结构454的前表面456凹入或凹陷,其中所述凹入部或凹陷部来自母线接纳器472。所述母线接纳器472被设计为接纳外部母线520并且将所述母线520的前表面522放置成与安装表面480与外部支撑结构454相邻的一定范围464基本上齐平。换句话讲,母线接纳器472具有与母线520的深度、宽度和高度大致相等的深度、宽度和高度。应当理解,其它实施方案:(i)所述母线520的前表面522可以不与外部支撑结构454的一定范围464基本上齐平,并且(ii)安装表面480并且因此母线接纳器472可以被省略。
母线联接器490包括:(i)至少一个突起部492,其从安装表面480的外边缘向内延伸并且被设计为当母线520***到母线接纳器472中时覆盖母线520的一定范围,以及(ii)母线保持构件494,其具有被配置为延伸穿过母线520并且进入到安装表面480中的突起部496。为了将母线520定位在接纳器472内并且在突起部492下方,装配者或机器将施加足以使突起部492弹性变形以接纳母线520的力。一旦母线520被接纳器472接纳,突起部492将返回到其初始位置,并且因此其将覆盖母线520的一定范围。通过覆盖母线520的一定范围,突起部492确保母线520被保持在接纳器472内。在母线520安置在接纳器472内之后,装配者或机器将使突起部496与形成在母线520中的孔540对准并且施加足以迫使突起部496进入到形成在安装表面480中的开口中的力。由于摩擦或压力配合设计,突起部496被保持在所述开口内。应当理解,可使用将母线520联接到外部支撑结构454的其它方法。例如,母线520可***到模具中,并且可围绕母线520注入用于形成支撑结构454的聚合物。在另外的实施方案中,联接器490可包括被设计为将母线520保持在接纳器472内的附加的结构(例如,其它突起部)或不同的结构(例如,其中一些在下文公开)。
多个支撑孔510便于传输组件200的无螺栓装配。特别地,支撑结构454包括:(i)位于支撑结构454的第一端部附近的第一支撑孔512,以及(ii)位于支撑结构454的第二相对端部附近的第二支撑孔514。支撑孔512、514的这种相对位置关系有助于确保整个支撑结构454在电池模块的壳体110内,同时使孔512、514和/或结构的数量最小化。这是期望的,因为它减少了传输组件200的重量并且继而减少了电池模块100的重量。第一支撑孔512和第二支撑孔514被配置为接纳内部接口模块350的多个支撑突起部400。如上所述,支撑突起部400,且具体是与第一内部接口模块350相关联的第一支撑突起部402和第二支撑突起部404,与多个支撑插座410,且具体是与第二内部接口模块350相关联的第一支撑插座412和第二支撑插座414,相互作用。多个支撑孔510,且具体是第一孔512和第二孔514,被设计为围绕突起部402、404和插座412、414的组合的一定范围。换句话讲,外部接口模块450不固定到传输组件200内的单个位置中。相反,外部接口模块450可根据需要向上或向下以及左右移动,以便于电池单元170的安装。由于支撑孔510、支撑突起部400和支撑插座410之间的相互作用,支撑孔510必须定位成使得支撑突起部400和支撑插座410***支撑孔510内。应当理解,可使用其它方法和/或结构来将外部接口模块450联接在传输组件200内。
如图26、图28、图29和图31所示,外部母线520包括电池单元接口530。电池单元接口530被设计为:(i)联接到多个袋型电池单元170(见图71至图72),并且(ii)***形成在外部支撑结构454中的母线接纳器472内并且由母线联接器490保持在所述接纳器472内。为了将电池单元接口530联接到所述电池单元170,利用焊接工艺(例如,超声波、激光、电阻、压力、闪光、摩擦、扩散、***、冷成形或可使用的另一类型的焊接方法)。使用所述焊接工艺消除了对螺纹连接器的需要,并且因此减少了电阻损耗,减少了故障模式,并且装配更快。然而,在其它实施方案中,可利用非焊接(例如,摩擦配合、螺栓连接或其它机械/化学连接方法)或非焊接与焊接工艺的组合。
外部母线520由两种不同材料形成以:(i)便于(a)电池单元接口530、(b)正电池单元端子178与(c)负电池单元端子182之间的联接,并且(ii)允许电流在所述结构之间传输。特别地,外部母线520的第一部分542由第一材料(例如,铜)形成,并且外部母线520的第二部分544由第二材料(例如,铝)形成。因此,外部母线520是双金属的。由于电池单元170的结构和化学组成,所述双金属配置是有益的。为了形成该双金属母线520,第一部分542和第二部分544使用任何已知的工艺彼此联接,包括激光焊接、电阻对接焊接、压力焊接、闪光对接焊接、摩擦焊接、扩散焊接、***焊接或冷成形。另外,第一部分542和第二部分544可具有互锁(例如,鸠尾)或重叠的结构,以有助于确保部分542、544保持接合为单个母线。
由两种不同材料形成母线520允许第一部分542联接到第一电池单元170的负端子182,同时允许第二部分544联接到第二电池单元170的正端子178。这两个电池端子178、182到单个母线520的联接将电池单元170串联连接,并且因此包括电池单元170的组合的电压增大。设计者将继续串联联接电池单元170,直到达到电池模块100的期望电压。这可能需要将仅两个电池单元170彼此联接以用于低电压应用,或者将超过25个电池单元170联接在一起以用于高电压应用。虽然在该实施方案中利用铝(如通过使用具有较大密度或较陡角度的表面阴影所示)和铜(如通过使用具有较低密度或较缓角度的表面阴影所示),但是应当理解,可使用其它材料或材料的组合。例如,如果改变电池单元170以使得此类配置成为可能,则母线530可以由单一材料制成。
如上所讨论的,图中所示的母线联接器490包括至少一个突起部492,该至少一个突起部从安装表面480的外边缘向内延伸并且被设计为当母线520***到母线接纳器472中时覆盖母线520的一定范围。为了允许突起部492覆盖母线520的一定范围,母线520包括支撑结构联接器532,其被示出为从母线520的相对端部534a、534b向内延伸的联接凹陷部536、538。另外,支撑结构联接器532包括孔540,这些孔形成在母线520内以接纳保持构件494的突起部496,其中所述突起部496被配置为延伸穿过孔540并且由母线安装架470的安装表面480接纳。母线接纳器472、母线联接器490、母线保持构件494、支撑结构联接器532和母线孔540的配置一起用于:(i)将母线520固定到支撑结构454,(ii)将电池单元接口530的前表面522放置成与支撑结构454的前表面456基本上齐平,并且(iii)将母线520定位成联接到电池单元170。应当理解,在其它实施方案中可使用实现上述各点的另选结构和/或方法。特别地,母线接纳器472、母线联接器490、母线保持构件494、支撑结构联接器532和母线孔540可以用任何类型的母线保持装置替换。所述保持装置可采用能够可靠地将母线520联接到支撑结构454的任何已知形状的配置。
d.跳线接口模块
参考图32至图39,跳线接口模块700包括:(i)跳线支撑结构702,以及(ii)跳线母线、内部跳线母线、第三内部母线或第三母线800。跳线支撑结构702具有细长主体并且包括:(i)母线安装架730,(ii)多个支撑突起部760,以及(iii)多个支撑插座770。跳线支撑结构702被设计为:(i)允许跳线母线800与电池单元170的端子178、182对准,并且(ii)为正单元堆204和负单元堆208提供支撑。母线安装架730从跳线支撑结构702的上表面706向下延伸并且被设计为接纳和定位跳线母线800以用于与以下各项联接:(i)电池单元170的负端子182,以及(ii)电池单元170的正端子178。母线安装架730包括:(i)安装表面738,以及(ii)母线联接器742。安装表面738从跳线支撑结构702的前表面704凹入或凹陷,其中所述凹入部或凹陷部来自母线接纳器734。所述母线接纳器734被设计为接纳跳线母线800并且将所述母线800的前表面802放置成与安装表面738与跳线支撑结构702相邻的一定范围710基本上齐平。换句话讲,母线接纳器734具有与母线800的深度、宽度和高度大致相等的深度、宽度和高度。应当理解,其它实施方案:(i)所述母线800的前表面802可以不与跳线支撑结构702的一定范围710基本上齐平,并且(ii)安装表面738并且因此母线接纳器734可以被省略。
母线联接器742包括母线保持构件748,该母线保持构件被配置为覆盖母线800的一定范围并且具体地覆盖母线800的中心范围。为了将母线800定位在接纳器734内并且在突起部744下方,装配者或机器将:(i)施加足以将母线800定位在接纳器734内的力,并且(ii)将保持构件748联接到支撑结构702的前部范围,其中保持构件748覆盖母线800的一定范围。通过覆盖母线800的一定范围,保持构件748确保母线800被保持在接纳器734内。应当理解,可使用将母线800联接到跳线支撑结构702的其它方法。例如,母线800可***到模具中,并且可围绕母线800注入用于形成支撑结构702的聚合物。在另外的实施方案中,联接器742可包括被设计为将母线800保持在接纳器734内的附加的结构(例如,其它突起部)或不同的结构(例如,其中一些在下文公开)。
多个支撑突起部760和多个支撑插座770便于传输组件200的无螺栓装配。多个支撑突起部760包括:(i)位于支撑结构702的第一端部附近的第一支撑突起部762,以及(ii)位于支撑结构702的中间附近的第二支撑突起部764。从支撑结构702的上表面706向上延伸的第一支撑突起部762和第二支撑突起部764被配置为与:(i)相邻内部接口模块350的多个支撑插座410相互作用。支撑突起部762、764的这种位置关系有助于确保负单元堆208被支撑,同时使突起部762、764和/或结构的数量最小化。这是期望的,因为:(i)它减少了传输组件200的重量,从而减少了电池模块100的重量,并且(ii)不需要螺栓或其它连接器,从而减少了故障模式和装配时间。然而,本公开还设想了支撑突起部762、764的其它配置。例如,支撑突起部762、764可以用围绕支撑结构702的一部分或整个周边延伸的支撑壁替换。又如,支撑突起部762、764可以从支撑结构702的侧面延伸,而不是从支撑结构702的上表面706延伸。在另一个实施方案中,可添加附加的支撑突起部762、764以从支撑结构702的后面和侧面延伸,使得传输组件200在多个不同方向上(例如,顶部、侧面和后面)固定在电池模块壳体110内并固定到电池模块壳体。
类似于多个支撑突起部760,支撑结构702包括:(i)位于支撑结构702的第二端部附近的第一支撑插座772,以及(ii)位于支撑结构702的中间附近的第二支撑插座774。第一支撑插座772和第二支撑插座774从上表面706向下延伸。所述支撑插座772、774被配置为与内部接口模块350的多个支撑突起部410相互作用。支撑插座772、774的这种位置关系有助于确保整个支撑结构702固定在电池模块的壳体110内的其它结构350、450上,同时使插座772、774和/或结构的数量最小化。这是期望的,因为它减少了传输组件200的重量并且继而减少了电池模块100的重量。然而,本公开还设想了支撑插座772、774的其它配置。
如图32、图34、图37、图39所示,跳线母线800包括电池单元接口810。电池单元接口810被设计为:(i)联接到多个袋型电池单元170(见图71至图72),并且(ii)***形成在跳线支撑结构702中的母线接纳器734内并且由母线联接器742保持在所述接纳器734内。为了将电池单元接口810联接到所述电池单元170,利用焊接工艺(例如,超声波、激光、电阻、压力、闪光、摩擦、扩散、***、冷成形或可使用的另一类型的焊接方法)。使用所述焊接工艺消除了对螺纹连接器的需要,并且因此减少了电阻损耗,减少了故障模式,并且装配更快。然而,在其它实施方案中,可利用非焊接(例如,摩擦配合、螺栓连接或其它机械/化学连接方法)或非焊接与焊接工艺的组合。
跳线母线800由两种不同材料形成以:(i)便于(a)电池单元接口810、(b)正电池单元端子178与(c)负电池单元端子182之间的联接,并且(ii)允许电流在所述结构之间传输。特别地,跳线母线800的第一部分830由第一材料(例如,铝)形成,并且跳线母线800的第二部分832由第二材料(例如,铜)形成。因此,跳线母线800是双金属的。由于电池单元170的结构和化学组成,所述双金属配置是有益的。为了形成该双金属母线800,第一部分830和第二部分832使用任何已知的工艺彼此联接,包括激光焊接、电阻对接焊接、压力焊接、闪光对接焊接、摩擦焊接、扩散焊接、***焊接或冷成形。另外,第一部分830和第二部分832可具有互锁(例如,鸠尾)或重叠的结构,以有助于确保部分830、832保持接合为单个母线。
由两种不同材料形成母线800允许第一部分830联接到第一电池单元170的负端子182,同时允许第二部分830联接到第二电池单元170的正端子178。这两个电池端子178、182到单个母线800的联接将正单元堆204与负单元堆208串联连接。虽然在该实施方案中利用铝(如通过使用具有较大密度或较陡角度的表面阴影所示)和铜(如通过使用具有较低密度或较缓角度的表面阴影所示),但是应当理解,可使用其它材料或材料的组合。例如,如果改变电池单元170以使得此类配置成为可能,则母线810可以由单一材料制成。
e.正连接器模块
参考图40至图54,正连接器模块210包括:(i)正支撑结构254,(ii)正母线、内部正母线、或第一内部母线或第一母线320,以及(iii)正无螺栓凹形连接器组件、无螺栓凹形连接器组件、正凹形连接器组件或凹形连接器组件3000。正支撑结构254具有细长主体并且包括:(i)母线安装架280,(ii)多个上支撑突起部300,以及(ii)多个下支撑突起部310。正支撑结构254被设计为:(i)允许正母线320与电池单元170的正端子178对准,并且(ii)为内部接口模块350提供足够的空间以在正母线320内定位正母线320。该配置允许传输组件200正确地联接到电池单元170。母线安装架280从正支撑结构254的上表面258向下延伸并且被设计为接纳和定位正母线320以用于与电池单元170的正端子178联接。母线安装架280包括:(i)安装表面284,以及(ii)母线联接器290。安装表面284从正支撑结构254的前表面256凹入或凹陷,其中所述凹入部或凹陷部来自母线接纳器282。所述母线接纳器282被设计为接纳正母线320并且将所述母线320的前表面322放置成与安装表面284与正支撑结构254相邻的一定范围264基本上齐平。换句话讲,母线接纳器282具有与母线320的深度、宽度和高度大致相等的深度、宽度和高度。应当理解,其它实施方案:(i)所述母线320的前表面322可以不与正支撑结构254的一定范围264基本上齐平,并且(ii)安装表面284并且因此母线接纳器282可以被省略。
母线联接器290包括至少一个突起部292,该至少一个突起部从安装表面284的外边缘向内延伸并且被设计为当母线320***到母线接纳器282中时覆盖母线320的一定范围。为了将母线320定位在接纳器282内并且在突起部292下方,装配者或机器将施加足以使突起部292弹性变形以接纳母线320的力。一旦母线320被接纳器282接纳,突起部292将返回到其初始位置,并且因此其将覆盖母线320的一定范围。通过覆盖母线320的一定范围,突起部292确保母线320被保持在接纳器282内。应当理解,可使用将母线320联接到正支撑结构254的其它方法。例如,母线320可***到模具中,并且可围绕母线320注入用于形成支撑结构254的聚合物。在另外的实施方案中,联接器290可包括被设计为将母线320保持在接纳器282内的附加的结构(例如,其它突起部)或不同的结构(例如,其中一些在下文公开)。
多个上支撑突起部300和多个下支撑突起部310便于传输组件200的无螺栓装配。多个上支撑突起部300包括:(i)位于支撑结构254的第一端部附近的第一上支撑突起部302,以及(ii)位于支撑结构254的第二相对端部附近的第二上支撑突起部304。从支撑结构254的上表面258向上延伸的第一支撑突起部302和第二支撑突起部304被配置为与安装在电池模块100的顶壁114f的内表面上的接纳器(未示出)相互作用。支撑突起部302、304的这种相对位置关系有助于确保整个支撑结构254固定在壳体110内并且固定到壳体,同时使突起部302、304和/或结构的数量最小化。这是期望的,因为:(i)它减少了传输组件200的重量,从而减少了电池模块100的重量,并且(ii)不需要螺栓或其它连接器,从而减少了故障模式和装配时间。然而,本公开还设想了支撑突起部302、304的其它配置。例如,支撑突起部302、304可以用围绕支撑结构254的一部分或整个周边延伸的支撑壁替换。又如,支撑突起部302、304可以从支撑结构254的侧面延伸,而不是从支撑结构254的上表面258延伸。在另一个实施方案中,可添加附加的支撑突起部302、304以从支撑结构254的后面和侧面延伸,使得传输组件200在多个不同方向上(例如,顶部、侧面和后面)固定在电池模块壳体110内并固定到电池模块壳体。
类似于多个上支撑突起部300,支撑结构254包括:(i)位于支撑结构254的第一端部附近的第一下支撑突起部312,以及(ii)位于支撑结构254的第二相对端部附近的第二下支撑突起部314。第一支撑插座312和第二支撑插座314从下表面260向下延伸并且被配置为与从传输组件200内的内部接口模块350延伸的第一支撑插座412和第二支撑插座414相互作用。支撑插座312、314的这种相对位置关系有助于确保整个支撑结构254固定在电池模块的壳体110内的其它结构350、450上,同时使插座312、314和/或结构的数量最小化。这是期望的,因为它减少了传输组件200的重量并且继而减少了电池模块100的重量。然而,本公开还设想了支撑插座312、314的其它配置。
与如上所述的正凹形连接器组件2000相同,正无螺栓凹形连接器组件3000包括:(i)正凹形壳体3100,以及(ii)正凹形端子组件3430。凹形壳体3100被设计为:(i)接纳凹形端子组件3430,(ii)便于凸形端子组件1430与凹形端子组件3430的联接,(iii)使异物意外地与凹形端子组件3430接触的机会最小化,并且(iv)满足工业标准,诸如USCAR规范。为简洁起见,结合凹形连接器组件2000的上述公开内容在下文将不再重复,但是应当理解,在各实施方案中,相似数字表示相似结构。例如,与正凹形壳体3100相关的公开内容以同等效力适用于正凹形壳体3100,并且与正凹形端子组件3430相关的公开内容以同等效力适用于正凹形端子组件3430。虽然图1至图75中讨论的实施方案使用相同的凹形连接器组件2000、3000,但是应当理解,在其它实施方案中,凹形连接器组件2000、3000可不相同。例如,一个连接器组件2000可具有圆形配置,而另一个连接器组件3000可具有矩形配置。在另一个实施方案中,一个连接器组件2000可具有正方形配置,而另一个连接器组件3000可具有矩形配置。
图40、图42、图46、图50至图52和图53所示的正母线320包括:(i)电池单元接口324,(ii)凹形端子接口340,以及(iii)将电池单元接口324与凹形端子接口340接合的中间区段346。电池单元接口324被设计为:(i)联接到袋型电池单元170(见图71至图72),并且(ii)***形成在正支撑结构254中的母线接纳器282内并且由母线联接器290保持在所述接纳器282内。为了将电池单元接口324联接到所述电池单元170,并且更具体地联接到电池单元170的正端子178,利用焊接工艺(例如,超声波、激光、电阻、压力、闪光、摩擦、扩散、***、冷成形或可使用的另一类型的焊接方法)。使用所述焊接工艺消除了对螺纹连接器的需要,并且因此减少了电阻损耗,减少了故障模式,并且装配更快。然而,在其它实施方案中,可利用非焊接(例如,摩擦配合、螺栓连接或其它机械/化学连接方法)或非焊接与焊接工艺的组合。
另外,为了便于电池单元接口324与正电池单元端子178之间的联接并且允许电流在母线320与端子178之间传输,正母线320由两种不同材料形成以:(i)便于(a)电池单元接口430、(b)正电池单元端子178与(c)带正电的凸形端子组件1430之间的联接,以及(ii)允许电流在所述结构之间传输。特别地,电池单元接口324的第一部分334由第一材料(例如,铝)形成,并且电池单元接口324的第二部分336由第二材料(例如,铜)形成。因此,电池单元接口324是双金属的。由于电池单元170的结构和化学组成以及电池模块经由正外部连接140的充电/放电,所述双金属配置是有益的。为了形成该电池单元接口324,第一部分334和第二部分336使用任何已知的工艺彼此联接,包括激光焊接、电阻对接焊接、压力焊接、闪光对接焊接、摩擦焊接、扩散焊接、***焊接或冷成形。另外,第一部分334和第二部分336可具有互锁(例如,鸠尾)或重叠的结构,以有助于确保部分334、336保持接合为单个母线。
由两种不同材料形成电池单元接口324允许第一部分334联接到第一电池单元170的正端子178,同时允许第二部分336联接到正外部连接140。这些结构的联接便于电池单元170的充电和放电。虽然在该实施方案中利用铝(如通过使用具有较大密度或较陡角度的表面阴影所示)和铜(如通过使用具有较低密度或较缓角度的表面阴影所示),但是应当理解,可使用其它材料或材料的组合。例如,如果改变电池单元170以使得此类配置成为可能,则电池单元接口324可以由单一材料制成。
如上所讨论的,图中所示的母线联接器290包括至少一个突起部292,该至少一个突起部从安装表面284的外边缘向内延伸并且被设计为当母线320***到母线接纳器282中时覆盖母线320的一定范围。为了允许突起部292覆盖母线320的一定范围,母线320包括支撑结构联接器326,其被示出为从母线320的相对端部322a、322b向内延伸的联接凹陷部330、332。母线接纳器282、母线联接器290和支撑结构联接器326的配置一起用于:(i)将母线320固定到支撑结构254,(ii)将电池单元接口324的前表面322放置成与支撑结构254的前表面256基本上齐平,并且(iii)将母线320定位成联接到电池单元170。应当理解,在其它实施方案中可使用实现上述各点的另选结构和/或方法。特别地,母线接纳器282、母线联接器290和支撑结构联接器326可以用任何类型的母线保持装置替换。所述保持装置可采用能够可靠地将母线320联接到支撑结构254的任何已知形状的配置。
凹形端子接口340:(i)具有足以接纳凹形端子组件3430的后壁3434e的宽度和长度(例如,更大的宽度和长度),(ii)被设计为围绕防接触柱3200装配,并且(iii)允许电流从中间区段346传输到凹形端子组件3430。在图中所示的实施方案中,凹形端子接口340具有U形配置,其中形成有开口342,该开口使得凹形端子接口340能够围绕防接触柱3200横向***。一旦凹形端子接口340已经围绕防接触柱3200***并且电池单元接口324正确地安置在母线接纳器282中,凹形端子主体3432就可以联接到该接口以形成联接状态。所述联接可利用焊接工艺(例如,超声波、激光、电阻、压力、闪光、摩擦、扩散、***、冷成形或可使用的另一类型的焊接方法)。在其它实施方案中,凹形端子主体3432可使用非焊接(例如,摩擦配合、螺栓连接或其它机械/化学连接方法)方法、或焊接与非焊接方法的组合来联接到凹形端子接口340。在该实施方案中,凹形端子接口340由单一材料(例如,铜)制成,并且因此不是双金属的。另外,凹形端子接口340可以由与电池单元接口324的第二部分336相同的材料制成,并且因此这些结构的组合不是双金属的。最后,凹形端子接口340可以由与电池单元接口324的第一部分334不同的材料制成,并且因此这些结构的组合是双金属的。因此,正母线320是双金属的。然而,在其它实施方案中:(i)U形结构可以被省略,因为凹形端子接口340可不被设计为围绕防接触柱2200装配,(ii)凹形端子接口340可以由与第一部分334相同的材料制成,且/或(iii)可镀覆有或包覆有另一材料(例如,锡)。
中间区段346将电池单元接口324接合到凹形端子接口340。在该实施方案中,中间区段346由单一材料(例如,铜)制成,并且因此不是双金属的。另外,中间区段346可以由与以下中的一者相同的材料制成:(i)电池单元接口324的第一部分334,(ii)电池单元接口324的第二部分336,或(iii)凹形端子接口340。因此,电池单元接口324的第二部分336、中间区段346和凹形端子接口340的组合可以不是双金属的。最后,中间区段346可以由以下制成(例如,铜):(i)与电池单元接口324的第二部分336和凹形端子接口340相同的材料(例如,铜),以及(ii)与电池单元接口324的第一部分334不同的材料(例如,铝),并且因此这些结构的组合是双金属的。然而,如果在另选实施方案中使用材料的组合,则可使用激光焊接、电阻对接焊接、压力焊接、闪光对接焊接、摩擦焊接、扩散焊接、***焊接、冷成形或另一类型的焊接或熔合方法来接合这些部件。中间区段346被设计为使得其将电池单元接口324放置成基本上垂直于凹形端子接口340。该配置是期望的,因为其允许电池单元170在电池模块100内水平堆叠(见图71至图72),同时允许能够从电池模块100的顶部接近凹形端子主体3432。另选地,如果这些结构不是基本上垂直的而是平行的,则凹形端子主体3432将能够从电池模块100的侧面接近。考虑到电池组80的当前配置,该配置是不期望的;然而,在电池组80的其它配置中它可能是期望的。总的来讲并且如在图46和图53至图54中最佳可见,凹形端子主体3432和正母线320由于各种原因而并不一体形成,这些原因包括装配、镀覆端子主体3432的合意性以及制造的容易性。虽然附图示出这些部件不是彼此一体形成的,但是应当理解,它们可以在其它实施方案中一体形成。
IV.装配的传输组件
图55至图59示出了完全装配的无螺栓传输组件200,其适用于安装在电池模块壳体110内。如该示例性实施方案所示,传输组件200包括:(i)正单元堆204,其具有:(a)正连接器模块210,(b)13个内部接口模块350,以及(c)13个外部接口模块450;(ii)负单元堆208,其具有:(a)负连接器模块550,(b)13个内部接口模块350,以及(c)13个外部接口模块450;以及(iii)将正单元堆204联接到负单元堆208的跳线接口模块700。因此,该设计允许28个电池单元170联接到每个单元堆204、208。为了使得电池模块100能够具有大致48伏的电压输出,每个电池单元170将需要输出约0.85伏。应当理解,传输组件200可包括任意数量的:(i)内部接口模块350,以及(ii)外部接口模块450。例如,传输组件200可具有:(i)两个外部接口模块450,以及(ii)跳线接口模块700。在其它示例中,传输组件200可具有:(i)超过一百个内部接口模块350,(ii)超过一百个外部接口模块450,(iii)5个跳线接口模块700。
一旦传输组件200已经被装配并且电池单元170联接到其上,结构200和单元170的组合通常固定在壳体110中以形成电池模块100。虽然传输结构200被设计为在不使用螺栓或螺纹连接器的情况下固定在壳体110内,但是应当理解,一些实施方案可利用此类螺栓或螺纹连接器以有助于确保结构200固定在壳体110内。然而,应当理解,在所描绘的实施方案中此类螺栓或螺纹连接器的使用并未用于:(i)将电池单元170联接到传输组件200,或者(ii)将模块100电联接到另一设备(例如,另一电池模块100)。如上所述,其它实施方案可利用螺栓或螺纹连接器来将电池单元170联接到传输结构200,但是本公开不考虑在任何实施方案中用螺栓连接来替换正外部连接140和负外部连接150两者。在另选实施方案中,电池模块壳体110可以被省略并且传输结构200可以仅被安装在电池组80内。在另一个另选实施方案中,电池组80可以被省略并且传输结构200可以仅被安装在结构200的应用10内,其中所述应用10可以是车辆20(图84)、公共汽车25(图85)、机车、拖拉机、船、潜艇、大型船舶30(图86)、船舶35(图87)、油轮、帆船、电信硬件、电力存储***和/或可再生能源硬件。
V.无螺栓母线
图60示出了无螺栓母线组件70,其包括:(i)导体或外部母线4000,以及(ii)至少一个凸形连接器组件1000。导体4000可以是任何已知的导体,其包括常规母线、编织线、实芯线、或在PCT/US2020/050018或临时专利申请号63/234.320中描述的母线。凸形连接器组件1000包括多个部件,该多个部件被设计为定位在电池模块壳体110的顶壁114f外部并且将电池模块100外部的电力提供给外部设备(例如,容纳在电池组80中的另一电池模块100、散热器风扇、加热座、配电部件或另一电流汲取部件)。如图所示,凸形连接器组件1000不包括辅助将凸形连接组件1000联接到凹形连接组件2000的杠杆。虽然下面公开的内容聚焦于单个凸形连接器组件1000,但是应当理解,该凸形连接器组件可以与负外部连接150和正外部连接140结合使用。换句话讲,以下公开内容覆盖正连接器和负连接器两者,因为连接器是相同的。为简洁起见,将不针对正连接器组件和负连接器组件重复以下公开内容,并且将针对这两个连接器组件使用单组参考标号。因此,凸形连接器组件1000主要由以下构成:(i)外部凸形壳体组件1100,(ii)凸形端子组件1430。
凸形壳体组件1100封装或围绕容纳在凸形连接器组件1430内的其它部件的大范围。外部壳体组件1100大体包括:(i)外部壳体1104,以及(ii)可变形连接器位置保证(“CPA”)1170。外部壳体1104包括两个壁布置,其中:(i)第一侧壁布置1106具有矩形形状并且被设计为接纳导体4000的一定范围,并且(ii)第二侧壁布置1108具有立方体形状并且被设计为接纳凸形端子组件1430的大范围。第二壁布置1108包括不可变形的CPA接纳器1160,该不可变形的CPA接纳器从壁1108b中的至少一个壁、并且优选地两个壁1108d延伸,并且被设计为接纳可变形的CPA 1170的一定范围。两个壁布置通常由绝缘材料形成,该绝缘材料被设计为使流动穿过凸形连接器组件1000的电流与其它部件隔离。关于外部壳体组件1100的附加细节在PCT/US2019/36070内有所描述。应当理解,凸形壳体组件1100不包括辅助将凸形连接组件1000联接到凹形连接组件2000的杠杆。
图61至图70和图74提供了凸形端子组件1430的各种视图,其中所述组件1430包括弹簧构件1440c和凸形端子1470。凸形端子1470包括凸形端子主体1472和凸形端子连接构件或板1474。所述凸形端子主体1472包括:(i)第一或前部凸形端子壁1480,防接触柱开口1510形成在其中,(ii)凸形端子侧壁1482a至1482d的布置,以及(iii)第二或后部凸形端子壁1484。这些壁1480、1482a至1482d的组合形成弹簧接纳器1486,该弹簧接纳器被设计成接纳内部弹簧构件、凸形弹簧构件或第二弹簧构件1440c。
参考图63,内部弹簧构件1440c包括弹簧构件侧壁1442a至1442d的布置和后部弹簧壁1444。弹簧构件侧壁1442a至1442d的布置各自由以下构成:(i)第一或弓形弹簧区段1448a至1448d,(ii)第二弹簧区段、基部弹簧区段或中间弹簧区段1450a至1450d,(iii)第三区段或弹簧臂1452a至1452h,以及(iv)第四区段或定心装置1453。弓形弹簧区段1448a至1448d在后部弹簧壁1444与基部弹簧区段1450a至1450d之间延伸,并且将基部弹簧区段1450a至1450d定位成基本上垂直于后部弹簧壁1444。换句话讲,基部弹簧区段1450a至1450d的外表面基本上垂直于后部弹簧壁1444的外表面。
基部弹簧区段1450a至1450d定位在弓形区段1448a至1448d与弹簧臂1452a至1452h之间。如图63所示,基部弹簧区段1450a至1450d没有彼此连接,并且因此在弹簧构件1440c的基部弹簧区段1450a至1450d之间形成间隙。这些间隙有助于弹簧臂1452a至1452h的全向膨胀,这有利于凸形端子1470与凹形端子组件2430之间的机械联接。弹簧臂1452a至1452h从弹簧构件1440c的基部弹簧区段1450a至1450d延伸,远离后部弹簧壁1444,并且在自由端1446处终止。弹簧臂1452a至1452h大体为平面,并且如此定位成弹簧臂1452a至1452h的外表面与基部弹簧区段1450a至1450d的外表面共面。与在PCT/US2018/019787的图4至图8内公开的弹簧臂31不同,弹簧臂1452a至1452h的自由端1446不具有曲线部件。相反,弹簧臂1452a至1452h具有基本上平的外表面。该配置是有益的,因为它确保与弹簧构件1440c相关联的力基本上垂直于凸形端子主体1472的自由端1488而施加。相比之下,在PCT/US2018/019787的图4至图8内公开的弹簧臂31的曲线部件不以此方式施加力。
类似于基部弹簧区段1450a至1450d,弹簧臂1452a至1452h不彼此连接。换句话讲,存在在弹簧臂1452a至1452h之间延伸的弹簧臂开口。此配置允许弹簧臂1452a至1452h的全向移动,这有利于凸形端子1470和凹形端子组件2430之间的机械联接。在其它实施方案中,弹簧臂1452a至1452h可以被联接到其它结构以限制它们的全向膨胀。单个弹簧臂1452a至1452h和开口的数量和宽度可能有所不同。另外,单个弹簧臂1452a至1452h的宽度通常彼此相等;然而,在其它实施方案中,弹簧臂1452a至1452h中的一个弹簧臂可以比其它弹簧臂宽。
结合PCT/US2019/36127的图5至图6和PCT/US2021/043686的图13公开了弹簧构件1440pd的先前设计,其示出了弹簧构件1440pd如何可以在凸形端子组件1430pd的凸形端子主体1472pd内完美地对准。然而,由于制造公差和不完善的装配方法,在凸形端子组件1430pd的装配期间,弹簧构件1440pd可能变得在凸形端子主体1472pd内未对准或翘起。这种未对准的示例在PCT/US2021/043686的图14中示出,其中角度θ示出当它在弹簧接纳件的内表面与弹簧构件1440pd的外表面之间延伸时的这种未对准。在某些实施方案中,角度θ可介于1度与5度之间。为了帮助避免这种未对准,本文所公开的弹簧构件1440c包括定心装置1453,该定心装置被示出为防旋转突起部1454a至1454d。由于突起部1454a至1454d的外表面与凸形端子主体1472的侧壁部分1492a至1492d的内表面之间的相互作用,防旋转突起部1454a至1454d通过限制弹簧构件1440c在凸形端子主体1472内可旋转的量来帮助使弹簧构件1440c居中。相比于未在凸形端子组件1430内正确居中或对准的端子,将弹簧构件1440c正确居中在凸形端子主体1472内提供了许多优点,其中这些优点包括:(i)确保弹簧构件1440c对凸形端子主体1472施加正确的偏置力以提供凸形端子组件1430与凹形端子组件2430之间的正确连接,(ii)有助于改善端子组件1430、2430的耐久性和可使用寿命,以及(iv)本文所公开的或可由本领域普通技术人员从本公开推断出的其它有益特征。
应当理解,在其它实施方案中,定心或对准装置1453可以采取其它形式,诸如:(i)从定位在单个侧壁内的第一弹簧臂和第二弹簧臂1452a、1452b向外延伸的突起部,(ii)从第一弹簧臂和第五弹簧臂1452a、1452e向外延伸的突起部,其中突起部彼此对角地相对定位,(iii)从所有弹簧臂1452a至1452h向外延伸的突起部,其中和与1452a、1452b、1452e、1452f相关联的突起部相比,与1452c、1452d、1452g、1452h相关联的突起部具有偏置位置关系,(iv)从凸形端子主体1472的内壁向内延伸的突起部,(v)从接触臂1494a至1494h朝向连接器的中心向内延伸的突起部,(vi)协同尺寸设计的弹簧固定器,(vii)设计成帮助确保弹簧构件1440c在凸形端子主体1472内居中并且不能在弹簧接纳器1486内旋转的其它结构的突起部、突片、凹槽、凹陷部或范围。例如,突起部可以从凸形端子主体1472的前壁或后壁延伸,并且它们可以由形成在弹簧构件1440c内的开口接纳。
应当进一步理解,代替利用基于机械的定心或对准装置1453,定心装置1453可以是基于力的,其中可以利用的此类力是磁力或化学力。在该示例中,弹簧构件1440c的后壁可以焊接到凸形端子主体1472的后壁。与基于机械或力的定心装置1453相比,定心装置1453可以是形成凸形端子组件1430的方法或过程。例如,定心装置1453可以不是结构,而是可以以不需要装配的方式将弹簧构件1440c同时印刷在凸形端子主体1472内。换句话讲,定心装置1453可以采取许多形式(例如,基于机械、基于力或基于过程)以实现使弹簧构件1440c在凸形端子主体1472内居中的目的。
内部弹簧构件1440c通常由单个材料件(例如,金属)形成;因此,弹簧构件1440c是一体式弹簧构件1440c或具有一体形成的特征部。特别地,一体地形成以下特征部:(i)弓形弹簧区段1448a至1448d,(ii)基部弹簧区段1450a至1450d,(iii)弹簧臂1452a至1452h,以及(iv)定心装置1453。为了一体形成这些特征部,通常使用模具成形工艺来形成弹簧构件1440c。模具成形工艺机械地迫使弹簧构件1440c成形。如在下文和在PCT/US2019/036010中更详细地讨论,当弹簧构件1440c由扁平金属片形成,安装在凸形端子1472内并且连接到凹形插座2472,并且经受升高的温度时,部分地由于弹簧构件1440c尝试返回到扁平片的事实,弹簧构件1440c对接触臂1494a至1494h施加向外指向的弹簧热力STF。然而,应当理解,可以使用其它类型的形成弹簧构件1440c的方法,诸如铸造或使用增材制造工艺(例如,3D打印)。在其它实施方案中,弹簧构件1440c的特征部可以不由一体件形成或不被一体形成,而是由焊接在一起的单独的件形成。
在未示出的另选实施方案中,弹簧构件1440c可以包括凹陷部和相关联的加强肋。如PCT/US2019/036010中所讨论,弹簧构件1440c的配置的这些变化改变了与弹簧构件1440c相关联的力。特别地,弹簧偏置力SBF是当凸形端子组件1430被***凹形端子组件2430内时由弹簧构件1440c施加以抵抗弹簧构件1440c的自由端1446的向内偏转的力的量。具体地,由于凸形端子主体1472的外表面的范围略大于凹形插座2472的内侧的事实,在***凸形端子组件1430期间发生这种向内偏转。因此,当凸形端子组件1430被***凹形端子组件2430中时,外表面的范围被迫使朝向凸形端子1470的中心1490。对外表面的这种向内的力使弹簧构件1440c的自由端1446向内移位(即,朝向中心1490)。弹簧构件1440c通过提供弹簧偏置力SF来抵抗该向内移位。
图61至图70示出了包括凸形端子主体1472和凸形端子连接板1474的凸形端子1470。具体地,凸形端子连接板1474联接到凸形端子主体1472并且被配置为接纳将凸形端子组件1430连接到连接器***998外部的设备(例如,第二电池模块100)的结构(例如,母线)的一定范围。导体4000通常焊接到连接板1474,然而,本公开还设想了将导体4000连接到连接板1474的其它方法(例如,将导体4000形成为连接板1474的一部分)。
如图61至图70所示,凸形端子侧壁1482a至1482d的布置彼此联接并且大体形成矩形棱柱。凸形端子侧壁1482a至1482d的布置包括:(i)侧壁部分1492a至1492d,其大体具有“U形”配置,(ii)接触臂1494a至1494h,以及(iii)多个接触臂开口1496a至1496l。如图64中最佳所示,侧壁部分1492a至1492d基本上是平面的并且具有U形配置。U形配置由三个基本上线性的区段形成,其中第二或中间区段1500a至1500d在一个端部上联接到第一或端部区段1498a至1498d,并且在另一个端部上联接到第三或相对端部区段1502a至1502d。接触臂1494a至1494h:(i)从侧壁部分1492a至1492d的中间区段1500a至1500d的范围延伸,(ii)远离后部凸形端子壁1484延伸,(iii)跨接触臂开口1496a至1496l的范围延伸,以及(iii)在恰好快到前部凸形端子壁1480时终止。相比于在PCT/US2018/019787中图9至图15、图18、图21至图31、图32、图41至图42、图45至图46、图48和图50所示的端子的配置,该配置是有益的,因为该配置允许:(i)总体长度可更短,这意味着形成所需的金属材料更少并且凸形端子1470可安装在更窄的限制性空间中;(ii)具有更高载流能力;(iii)更易于装配;(iv)改进的结构刚度,因为接触臂1494a至1494h定位在第一凸形端子侧壁部分1492a至1492d的内部;(iv)结合PCT/US2019/036010所公开的益处;以及(v)本文所公开的或可由本领域普通技术人员根据本公开推断的其它有益特征。
接触臂开口1496a至1496l与凸形端子侧壁1482a至1482d的中间部分1500a至1500d一体地形成。接触臂开口1496a至1496l沿着接触臂1494a至1494h的侧向长度延伸,以便形成允许接触臂1494a至1494h不被侧向连接到以下的配置:(i)另一个接触臂1494a至1494h或(ii)除接触臂1494a至1494h所联接到的凸形端子侧壁部分1492a至1492d的范围之外的结构。另外,接触臂开口1496a至1496l与弹簧臂开口对准。开口的这种配置形成与接触臂1494a至1494h的数量相同数量的弹簧臂1452a至1452h。换句话讲,图63和图66示出了八个弹簧臂1452a至1452h和八个接触臂1494a至1494h。应当理解,在其它实施方案中,弹簧臂1452a至1452h的数量可以与接触臂1494a至1494h的数量不匹配。例如,可存在少于一个弹簧臂1452a至1452h。
接触臂1494a至1494h以向外角度远离后部凸形端子壁1484延伸。特别地,向外角度可在凸形端子侧壁1492a至1492d的范围的外表面与接触臂1494a至1494h的第一范围的外表面之间,介于0.1度与16度之间,优选地介于5度与12度之间并且最优选地介于7度与8度之间。这种向外角度在多个附图中示出,但是结合图61、图68和图70可以最佳地显现。当凸形端子组件1430被***凹形端子组件2430中时,这种配置允许接触臂1494a至1494h被凹形插座2472向内并朝向凸形端子1470的中心1490偏转或移位。特别地,凸形端子主体1472具有围绕接触臂1494a至1494h的最外范围延伸的外周边。在断开状态下(即,当凸形端子主体1472未***凹形端子组件2430内时),凸形端子主体的外周边具有第一未压缩尺寸,当凸形端子主体。在完全连接状态SFC下(即,当凸形端子主体1472***凹形端子组件2430内时(见图74)),凸形端子主体的外周边具有未压缩尺寸。并且其中压缩尺寸小于未压缩尺寸。在该公开的实施方案中,由于凸形端子主体1472和凹形端子主体2430的配置和设计,未压缩尺寸比压缩尺寸大介于1%与15%之间。
这种向内偏转在图74中最佳地示出,这由间隙1550证明。该向内偏转通过确保接触臂1494a至1494h被放置成与凹形插座2472接触来帮助确保正确的机械和电气连接。
如图61至图70所示,在弹簧构件1440c***到弹簧接纳器1486中时,接触臂1494a至1494h的末端被定位成:(i)在由U形侧壁部分1492a至1492d形成的孔内,(ii)基本上平行于凸形端子侧壁1492a至1492d,并且(iii)接触弹簧臂1452a至1452h的平的外表面。这种配置相比于PCT/US2018/019787中图3至图8所示的配置是有益的,因为凸形端子组件1430的装配者不必施加很大的力来使接触臂1494a至1494h的大部分向外变形以接纳弹簧构件1440c。由于接触臂11的倾斜以及弹簧臂31的外表面与接触臂11的内表面相邻于彼此而在它们之间没有形成间隙的事实,这种所需的变形可以在PCT/US2018/019787的图6中最佳示出。与PCT/US2018/019787中的图3至图8相比,本申请的图7示出了在弹簧构件1440c的外表面与接触臂1494a至1494h的内表面之间形成的非常小的间隙。因此,由于装配者不必在弹簧1440c的***期间迫使接触臂1494a至1494h显著变形的事实,所以需要非常小的力来将弹簧构件1440c***到弹簧接纳器1486中。
凸形端子1470通常由单个材料件(例如,金属)形成;因此,凸形端子1470是一体式凸形端子1470并且具有一体形成的特征部。为了一体形成这些特征部,通常使用模切工艺来形成凸形端子1470。然而,应当理解,可以使用其它形成凸形端子1470的方法,诸如铸造或使用增材制造工艺(例如,3D打印)。在其它实施方案中,凸形端子1470的特征部可以不由一体件形成或不被一体形成,而是由焊接在一起的单独的件形成。在形成凸形端子1470时,应当理解,可以在凸形端子1470内形成任意数量(例如,介于1与100之间)的接触臂1494a至1494h。
将内部弹簧构件1440c定位在凸形端子组件1430内跨越多个步骤或阶段发生。图63提供了处于拆卸状态SDA的凸形端子组件1430的第一实施方案,图64提供了处于部分装配状态SPA的凸形端子组件1430的第一实施方案,并且图65提供了处于完全装配状态SFA的凸形端子组件1430的第一实施方案。装配凸形端子组件1430的第一阶段在图63中示出,其中前部凸形端子壁1480处于打开或平坦位置PO并且弹簧构件1440c与凸形端子1470分离。在该打开位置PO,前部凸形端子壁1480与凸形端子侧壁1482c中的一个基本上共平面。凸形端子1470的这种配置暴露出弹簧接纳器1486,并且将凸形端子1470置于准备接纳弹簧构件1440c的状态。装配凸形端子组件1430的第二阶段在图64中示出,其中前部凸形端子壁1480保持在打开或水平位置PO并且弹簧构件1440c定位在弹簧接纳器1486内或被***该弹簧接纳器中。为了达到部分装配状态,***力FI已被施加到弹簧构件1440c以将弹簧构件1440c***到弹簧接纳器1486中。***力FI被施加在弹簧构件1440c上,直到第二或后部凸形端子壁1484被定位成相邻于后部弹簧壁1444,凸形端子1470的自由端1488与弹簧构件1440c的自由端1446基本上对准,并且凸形端子侧壁1482a至1482d的一部分被定位成相邻于弹簧构件侧壁1442a至1442d的一部分。
装配凸形端子组件1430的第三阶段在图65中示出,其中:(i)前部凸形端子壁1480为闭合或垂直PCL并且(ii)弹簧构件1440c定位在弹簧接纳器1486内。为了闭合前部凸形端子壁1480,将向上的力FU施加到凸形端子壁1480,以使其绕其接缝弯曲,从而将其相邻于侧壁1482a至1482d放置。在前部凸形端子壁1480处于正确位置之后,顶部边缘联接(例如,焊接)到凸形端子主体1472的侧壁1480。此处,前部凸形端子壁1480的闭合或竖直PCL确保弹簧构件1440c固定在凸形端子1470内。应当理解,在其它实施方案中,前部凸形端子壁1480可以被省略,可以不具有穿过其的防接触柱开口,可以不从侧壁1482a至1482d延伸整个路径(例如,从任意侧壁1482a至1482d部分地延伸),或者可以是联接到侧壁1482a至1482d两者的单独件。
a端子特性和功能性
图74描绘了在完全连接状态SFC下联接到凹形连接器组件2000的无螺栓凸形连接器组件1000的横截面。虽然下面公开的内容是结合***998的实施方案来讨论的,该***包括负凸形端子组件1430和负端子组件2430,但是应当理解,本公开内容同样适用于其它***,包括:(i)包括正凸形端子组件1430和正端子组件3430的***998,以及(ii)图75至图98所示的其它实施方案。如图74最佳所示,弹簧臂1452a至1452d的一个或多个外表面与相应接触臂1494a至1494d的自由端1488接触。如上文所讨论,接触臂1494a至1494d的最外范围略大于凹形端子主体2434的内范围。这样,当这些部件彼此配合时,弹簧构件1440a被压缩。弹簧构件1440a的这种压缩产生抵靠接触臂1494a至1494d并且远离弹簧构件1440a的内侧的向外指向的偏置力SBF。
包括接触臂1494a至1494d的凸形端子主体1472可由第一材料诸如铜、高导电铜合金(例如,C151或C110)、铝和/或另一种合适的导电材料形成。第一材料优选地具有超过80%的IACS(国际退火铜标准,即,针对可商购获得的铜的电传导率的根据经验导出的标准值)的电传导率。例如,C151通常具有符合IACS的标准纯铜的95%的传导率。同样,C110具有IACS的101%的传导率。在某些操作环境或技术应用中,可能优选选择C151,因为C151具有高应力和/或恶劣天气应用可期望的抗腐蚀性能。用于凸形端子主体1472的第一材料是C151,并且据报道,根据ASTM B747标准,该第一材料在室温下具有约115吉帕至125吉帕(GPa)的弹性模量(杨氏模量)和17.6ppm/摄氏度(20摄氏度至300摄氏度)和17.0ppm/摄氏度(20摄氏度至200摄氏度)的热膨胀系数(CTE)。
弹簧构件1440a可由第二材料诸如弹簧钢、不锈钢(例如,301SS,1/4硬)和/或比凸形端子主体1472的第一材料具有更大刚度(例如,如通过杨氏模量所测量)和弹性的另一种合适材料形成。第二材料所具有的电传导率优选地小于第一材料的电传导率。第二材料还具有在室温下可为约193GPa的杨氏模量以及17.8ppm/摄氏度(0摄氏度至315摄氏度)和16.9ppm/摄氏度(0摄氏度至100摄氏度)的热膨胀系数(CTE)。在设想的高电压应用中,形成第一连接器的铜合金的横截面积与所选铜合金的传导率平衡。例如,当选择具有较低传导率的铜合金时,由其形成的接触臂1494a至1494d具有较大的横截面积以便充分地导电。同样,选择具有较高传导率的第一材料可允许接触臂1494a至1494d具有相对较小的横截面积,同时仍满足传导率规格。
在示例性实施方案中,第二材料的CTE可以大于第一材料的CTE,即,弹簧构件1440a的CTE大于凸形端子主体1472的CTE。因此,当凸形端子主体1472和弹簧构件1440a的组件经受对于在本公开中描述的电连接器的使用而言典型的高电压和高温环境时,弹簧构件1440a比凸形端子主体1472膨胀相对更多。因此,由弹簧构件1440a在凸形端子主体1472的接触臂1494a至1494d上产生的向外的力SBF随着升高的温度而增大,该力在下文被称为热弹簧力STF。
本公开的一个示例性应用(诸如在车辆交流发电机中使用的)适用于部署在5类汽车环境中,诸如在客车和商用车辆中存在的环境。5类环境通常存在于车辆的发动机罩下(例如,交流发电机),并且呈现150°摄氏度的环境温度并且传统地达到200°摄氏度。当铜和/或高导电性铜合金经受高于约150°摄氏度的温度时,所述合金变得可延展并且失去机械弹性,即,铜材料发生软化。然而,当经受类似条件时,形成弹簧构件1440a的钢保持硬度和机械特性。因此,当凸形端子主体1472和弹簧构件1440a两者均经受高温时,凸形端子主体1472的第一材料发生软化并且由第二材料形成的弹簧构件1440a的结构完整性保留,使得在完全连接位置SFC中,由弹簧构件1440a对软化的接触臂1494a至1494d施加的力更有效地使软化的接触臂1494a至1494d相对于凸形端子主体1472的内侧向外移位。
凸形端子主体1472、弹簧构件1440a和凹形端子主体2434被配置为保持导电和机械接合,同时承受由连接器组件所经受的高功率、高电压应用所导致的升高的温度和热循环。进一步地,由于由高电压、高温应用导致的升高的温度和热循环,凸形端子主体1472和凹形端子主体2434可能经历热膨胀,这增加了由凸形端子主体1472在凹形端子主体2434上施加的向外指向的力。凸形端子主体1472、弹簧构件1440a和凹形端子主体2434的配置增加了它们之间的向外指向的连接力,同时连接器***998承受在连接位置PC中由热循环导致的热膨胀。
基于上文的示例性实施方案,弹簧构件1440a的杨氏模量和CTE大于凸形端子主体1472的杨氏模量和CTE。因此,当凸形端子主体1472用于使连接器***998经受升高的温度(例如,约150°摄氏度)下的反复热循环的高功率应用10中时,那么:(i)凸形端子主体1472变得可延展并且失去一定的机械弹性,即,凸形端子1472中的铜材料发生软化,并且(ii)与凸形端子主体1472相比,弹簧构件1440a不会变得同样可延展或失去同样多的机械刚度。
因此,当利用被迫使机械地冷成型(例如,利用模成形工艺)的弹簧构件1440a并且弹簧构件1440a经受升高的温度时,弹簧构件1440a将尝试至少返回到该弹簧构件的未压缩状态,这发生在于凹形端子组件2430内***凸形端子组件1430之前,并且优选地返回到该弹簧构件的初始扁平状态,这发生在形成弹簧构件1440a之前。在这样做时,弹簧构件1440a将在接触臂1494a至1494d的自由端1488上施加大体向外指向的热弹簧力STF(如由在图36中标示为“STF”的箭头所描绘)。该热弹簧力STF依赖于安装***998的环境中的局部温度条件,包括高温度和/或低温度。因此,弹簧偏置力SBF和热弹簧力STF的组合提供合成偏置力SRBF,该合成偏置力在凸形端子组件2430被***到凹形端子2430中时以及在***998的操作期间,确保接触臂1494a至1494d的外表面被迫使与凹形端子主体2434的内表面接触,以确保电气和机械连接。另外,在重复的热循环事件下,凸形端子组件1430将使在重复操作***998期间施加到凹形端子组件2430的向外指向的合成弹簧力SRBF增大。
在图74中进一步展示,在完全连接状态SFC下,凸形端子组件1430提供与凹形端子组件2430的360°顺从性,以确保由凸形端子组件1430对凹形端子组件2430施加足够量的向外指向的力F,用于在所有四个主要方向的电气和机械连接。该属性允许省略键控特征和/或被设计成在连接期间确保部件的期望取向的另一特征。***998的360°顺从性属性还有助于在剧烈机械条件(例如,振动)下维持机械和电气连接。在具有180°顺从性(即,仅在两个相对侧上连接)的传统叶片或叉形连接器中,振动可能产生谐波共振,该谐波共振致使180°顺从连接器在特定频率下以较大振幅振荡。例如,使叉形连接器经受谐波共振可能致使叉形连接器打开。在导电期间叉形连接器的打开是不可取的,因为叉形连接器与相关联的端子的瞬时机械分离可能导致电弧放电。电弧放电可能对180°顺从端子以及180°顺从端子为其部件的整个电气***产生显著的负面效应。然而,本公开的360°顺从性特征可以防止由强烈振动和电弧放电引起的可能的灾难性故障。
如上所述,期望由与凹形端子主体2432相同的材料形成凸形端子1470,以便:(i)有助于防止腐蚀和其它劣化,(ii)减小这些结构之间的电阻,并且(iii)便于所述结构的电联接和机械联接。因此,在该示例性实施方案中,凸形端子主体1472和凹形端子主体2432由铜形成。然而,为了利用匹配材料用于端子主体1470、2432并且避免利用双金属正母线320,应当理解,双金属正母线320可以用铝母线替换并且凸形端子1470也可以由铝制成。在该实施方案中,与负外部连接150相关联的凸形端子1470可以由铜形成,外部母线520可以由铜形成,正母线320可以由铝形成,并且与正外部连接140相关联的凸形端子1470可以由铝形成。在另外的实施方案中,电池单元170可具有不同的端子178、182配置,其中传输结构200的材料可以仅利用由单一材料制成的母线,并且凸形端子主体1470可以由该相同材料制成。
VI.电池组
图71至图72示出了:(i)图60至图70所示的凸形连接器组件1000,(ii)图55至图59所示的完全装配的传输结构200,以及(iii)联接到完全装配的传输结构200的负单元堆208的电池单元170,而联接到正单元堆204的电池单元170被移除以使得能够看到传输组件200。所述传输组件200和电池单元170安装并固定在电池模块壳体110中以形成电池模块100。一旦电池模块100的制造完成,所述电池模块100就安装在电池组80中并且彼此联接。电池组80彼此的电联接不利用螺栓,因此利用无螺栓连接器***998。
图75示出了包括九个电池模块100的示例性电池组80。九个电池模块100中的三个彼此并联地联接以形成第一电池组90,并且九个电池模块100中的六个也彼此并联地联接以形成第二电池组92。在该示例性实施方案中,进行以下无螺栓连接以形成第一电池组90:(i)第一电池模块100的负外部连接150联接到电池管理组件94,(ii)第一电池模块100的正外部连接140联接到第二电池模块100的负外部连接150,(ii)第二电池模块100的正外部连接140联接到第三电池模块100的负外部连接150,并且(iii)第三电池模块100的正外部连接140联接到电池管理组件94。这些外部连接140、150彼此的联接:(i)是无螺栓的,(ii)是PCT顺从的,(iii)是360°顺从的,(vi)与常规电池组连接器相比快速且高效,(vii)不需要特殊工具或机器,(viii)满足USCAR和其它工业规范,(ix)比常规电池组连接器重量更轻,以及(x)对本领域技术人员显而易见的其它益处。
一旦第一电池组90和第二电池组92联接到管理电池组80的充电、放电、冷却和其它方面的电池管理组件94,电池组80就可以完成装配并且可以安装在应用10中。如上所述,这些应用10包括但不限于车辆20(图84)、公共汽车25(图85)、机车、拖拉机、船、潜艇、大型船舶30(图86)、船舶35(图87)、油轮、帆船、电信硬件、电力存储***和/或可再生能源硬件。应当理解,在其它实施方案中,可存在仅一个电池组90或者可存在超过五十个电池组并且每个电池组可具有:(i)任意数量的电池模块100并且因此具有任意数量的电池单元170,(ii)串联/并联连接的任何布置,(iii)每个组中的电池模块100的数量可相同或可不同,(iv)每个模块100内的电池单元170的数量可变化,和/或(v)可期望的任何其它设计或配置。
VII.第二实施方案
图76至图78是具有多个无螺栓连接器***5998的电池组5080的第二实施方案,该多个无螺栓连接器***使用多个无螺栓母线组件70将容纳在图78的电池模块5100中的电池单元5171彼此联接。为简洁起见,结合电池组80的上述公开内容在下文将不再重复,但是应当理解,在各实施方案中,相似数字表示相似结构。例如,与凹形连接器组件2000、3000相关的公开内容以同等效力适用于凹形连接器组件7000、8000。虽然与电池组80的第一实施方案相比,电池组5080具有有着二十七个电池模块5100的不同配置,但是应当理解,这些实施方案之间的重要差异之一是用具有导电集电器5201的传输结构5200替换了传输组件200,该导电集电器:(i)覆盖电池单元5171并焊接到其上,并且(ii)联接到凹形端子组件7000、8000。特别地,因为电池单元5171的形状(例如,圆柱形并且不具有袋状配置(见图1至图72))以及端子5178、5182的配置(例如,突片并且不具有叶片配置(见图71至图72)),针对该第二实施方案改变了传输结构200。应当理解,本公开还设想了电池模块5100、传输组件5200和集电器5201的其它结构配置。例如,图79示出了可用于电池组5080的电池模块10100的另选实施方案,而不是图77和图78所示的电池模块5100。
VIII.第三实施方案
图80至图81是具有多个无螺栓连接器***15998的电池组15080的第三实施方案,该多个无螺栓连接器***使用多个无螺栓母线组件70将容纳在图80的电池模块15100中的电池单元5171彼此联接。为简洁起见,结合电池组80或电池组5080的上述公开内容在下文将不再重复,但是应当理解,在各实施方案中,相似数字表示相似结构。例如,与凹形连接器组件2000、3000相关的公开内容以同等效力适用于凹形连接器组件12000、13000。
尽管与电池组80的第一实施方案或电池组5080的第二实施方案相比,电池组15080具有有着十四个电池模块15100的不同配置,但是应当理解,这些实施方案之间的重要差异之一是用具有导电集电器15201的传输组件15200替换了传输结构200,该导电集电器:(i)覆盖电池15172并焊接到其上,并且(ii)联接到凹形端子组件12000、13000。特别地,因为电池单元15172的形状(例如,棱柱形并且不具有袋状配置(见图1至图72)或圆柱形配置(见图76至图79))以及端子15178、15182的配置(例如,突片并且不具有叶片配置(见图71至图72)),针对该第三实施方案改变了传输结构200。应当理解,本公开还设想了电池模块15100、传输组件15200和集电器15201的其它结构配置。
IX.电池单元的另选实施方案
图82示出了电池单元20173的另选实施方案,其中无螺栓凹形连接器组件22000、23000联接到单独电池单元,而不是仅在电池组级利用无螺栓连接器。特别地,图82示出了铅酸电池单元20173的分解图,其中电池20173包括:(i)具有正板20190a和正格栅20190b的正板组20190,(ii)具有负板20191a和负格栅20191b的负板组20191,(iii)板块20192,以及(iv)定位在板20190a、20191a之间的绒头隔板。基于该实施方案,应当理解,利用无螺栓连接器组件2000、3000或22000、23000可以在电池组级或电池单元级使用,并且可以使用各种电池单元技术/材料,包括:(i)NiCd,(ii)NiMH,(iii)NaNiCl,(iv)Li-聚合物,(v)Li-Ion,或(vi)利用其它材料的电池(例如,LiO2、AlO2、LiS、LTO、LFP、NMC、NCA)。
X.连接器***的第二实施方案
图88至图98示出了无螺栓连接器***30998的第二实施方案,其类似于无螺栓连接器***998的第一实施方案。因此,将不会结合该第二实施方案重复针对这些类似的结构、功能和/或操作的上述公开内容。然而,应当理解,在各实施方案中,相似数字表示相似结构。例如,与第一实施方案的凹形壳体2100、3100相关的公开内容以同等效力适用于该第二实施方案的凹形壳体33100。另外,类似于联接到正凹形连接器组件3000的母线320,联接到凹形连接器组件33000并且与该凹形连接器组件一体形成的母线30320是双金属的。特别地,电池单元接口30324的部分30334由第一材料(例如,铝)形成,并且电池单元接口30324的第二部分30336由第二材料(例如,铜)形成。这种双金属配置可以使用以上公开的任何方法来形成并且是有益的,因为它可以集成到电池单元30169或电池模块30100中:(i)不改变/影响其所集成的电池单元或电池组模块的功能性,并且(ii)需要对电池单元30169进行附加的改变。无螺栓连接器***30998的该第二实施方案与无螺栓连接器***998的第一实施方案之间的其它相似性可以通过比较所述***998、30998来识别。
在高级别上,并且类似于无螺栓连接器***998的第一实施方案,无螺栓连接器***30998的第二实施方案包括:(i)具有凹形壳体33100和凹形端子组件33430的凹形连接器组件33000,以及(ii)具有凸形壳体31100和凸形端子组件31430的凸形连接器组件31000。凹形壳体32100接纳凹形端子组件32430的大范围,并且使用上述凸形端子压缩装置32140以便于凹形端子组件32430与凸形端子组件31430的联接。凹形端子组件33430包括凹形端子主体33432,其具有形成端子插座33472的多个侧壁33434a至33434d。其中端子插座33472被配置为并且其尺寸被设计为在完全连接状态下接纳凸形端子组件31430的大部分。所述凸形端子组件31430包括凸形端子主体31470和内部弹簧构件31440c,其中所述主体31470和弹簧构件31440c的相互作用如上所述。最后,壳体31100围绕凸形端子组件31430并且包括CPA 31160、31170以有助于保持凹形连接器组件33000与凸形连接器组件31000之间的连接。
无螺栓连接器***30998的该第二实施方案与无螺栓连接器***998的第一实施方案之间的主要差异包括:(i)连接器***30998被集成到具有正端子33000和负端子32000的电池单元30169中,而连接器***998被集成到电池模块100级;(ii)凸形端子组件和凹形端子组件的形状,其中第一实施方案是基本上立方形的,而第二实施方案是矩形棱柱;(iii)第二实施方案不是360°顺应的,因为第二实施方案的侧面中的两个侧面不包括接触臂31496a至31496h;(iv)侧壁33434a至33434d与电池单元接口30324一体形成并且不使用焊接工艺联接到其上;以及(v)可以通过比较所述***998、30998来识别的其它差异。将连接器***30998集成在电池单元30169级简化了模块30100的装配并且提高了可服务性,因为这些单元可以简单地从集电器中拔出并且电池单元的移除不需要破坏集电器与这些单元之间的焊接。虽然连接器***30998在电池单元级被集成到应用10中,但是应当理解,可以在模块级、组级和配电级利用附加的连接器***。例如,图98示出了在模块级利用的两个***998。基于本文所包含的附图和公开内容,附加益处对于本领域技术人员而言可以是显而易见的。
无螺栓连接器***998为T4/V4/D2/M2,其中***998满足并超出以下条件:(i)T4为***998暴露于150℃;(ii)V4为剧烈振动;(iii)D2为200k英里耐久性;并且(iv)M2为将凸形端子组件1430连接到凹形端子组件2430、3430所需要的小于45牛顿的力。在其它实施方案中,无螺栓连接器***998可以是T4/V4/S3/D2/M2,其中***998也满足并超过S3密封高压喷雾。除了T4/V4/S3/D2/M2顺从、360°顺从、无螺栓以及PCT顺从之外,***998还可以是可扫描的并且因此可以是PCTS顺从的(见PCT/US2020/049870)。
本文所公开的弹簧构件1440c可以用PCT/US2019/36010或美国临时申请63/058,061所示的弹簧构件替换。此外,应当理解,用于连接器组件1000的另选的配置是可能的。例如,任意数量的凸形端子组件1430(例如,介于2个至30个之间,优选地介于2个至8个之间,并且最优选地介于2个至4个之间)可以定位在壳体1100内,并且任意数量的凹形端子组件2430、3430(例如,介于2个至30个之间,优选地介于2个至8个之间,并且最优选地介于2个至4个之间)可以定位在壳体2100、3100内。另外,用于连接器***998的另选的配置是可能的。例如,凹形连接器组件2000、3000可以被重新配置为将这些多个凸形端子组件1430接纳到单个凹形端子组件2430中。
还应当理解,凸形端子组件可以具有任意数量的接触臂1494(例如,介于2个至100个之间,优选地介于2个至50个之间,并且最优选地介于2个至8个之间)和任意数量的弹簧臂1452(例如,介于2个至100个之间,优选地介于2个至50个之间,并且最优选地介于2个至8个之间)。如上文所讨论,接触臂1494的数量可以不等于弹簧臂的数量。例如,接触臂1494可以比弹簧臂1452、5452多。另选地,接触臂1494可以比弹簧臂1452少。
通过引用并入的材料和公开内容
PCT申请号PCT/US2021/047180、PCT/US202/1043788、PCT/US2021/043686、PCT/US2021/033446、PCT/US2020/050018、PCT/US2020/049870、PCT/US2020/014484、PCT/US2020/013757、PCT/US2019/036127、PCT/US2019/036070、PCT/US2019/036010和PCT/US2018/019787、美国专利申请号16/194,891和美国临时申请号62/681,973、62/792,881、62/795,015、62/897,658、62/897,962、62/988,972、63/051,639、63/058,061、63/068,622、63/109,135、63/159,689、63/222,859,其中每一个申请以引用方式完全并入本文并构成本文的一部分。
SAE规范,包括:J1742_201003,标题为“高压车载电气线束的连接-测试方法和一般性能要求(Connections for High Voltage On-Board Vehicle Electrical WiringHarnesses-Test Methods and General Performance Requirements)”,2010年3月最后一次修订,其中每一个规范都通过引用完全并入本文并构成本文的一部分。
ASTM规范,包括:(i)D4935-18,标题为“测量平面材料电磁屏蔽效能的标准测试方法(Standard Test Method for Measuring the Electromagnetic ShieldingEffectiveness of Planar Materials)”;和(ii)ASTM D257,标题为“绝缘材料直流电阻或电导的标准测试方法(Standard Test Methods for DC Resistance or Conductance ofInsulating Materials)”,其中每一个规范都通过引用完全并入本文并构成本文的一部分。
美国国家标准协会和/或EOS/ESD协会规范,包括:ANSI/ESD STM11.11静态耗散平面材料的表面电阻测量,其中每一个规范都通过引用完全并入本文并构成本文的一部分。
DIN规范,包括电子设备连接器-测试和测量-第5-2部分:载流能力测试;测试5b:电流温度降额(IEC 60512-5-2:2002),其中每一个规范都通过引用完全并入本文并构成本文的一部分。
USCAR规范,包括:(i)SAE/USCAR-2,修订版6,2013年2月最后一次修订,ISBN:978-0-7680-7998-2;(ii)SAE/USCAR-12,修订版5,2017年8月最后一次修订,ISBN:978-0-7680-8446-7;(iii)SAE/USCAR-21,修订版3,2014年12月最后一次修订;(iv)SAE/USCAR-25,修订版3,2016年3月修订,ISBN:978-0-7680-8319-4;(v)SAE/USCAR-37,2008年8月修订,ISBN:978-0-7680-2098-4;(vi)SAE/USCAR-38,修订版1,2016年5月修订,ISBN:978-0-7680-8350-7,其中每一个规范都通过引用完全并入本文并构成本文的一部分。
其他标准,包括联邦测试标准101C和4046,其中每一个标准都通过引用完全并入本文并构成本文的一部分。虽然已经说明和描述了一些实施方式,但在不明显背离本公开的精神的情况下,想到了许多修改;并且保护范围仅受所附权利要求的范围限制。例如,上述部件的总体形状可改变为:三棱柱、五棱柱、六棱柱、八棱柱、球体、锥体、四面体、长方体、十二面体、二十面体、八面体、椭圆体或任何其它类似形状。
应当理解,本文使用的以下术语应通常指以下含义:
a.“高功率”应意指:(i)介于20伏到600伏之间的电压,而不论电流如何;或(ii)在大于或等于80安的任何电流下,而不论电压如何。
b.“高电流”应意指电流大于或等于80安,而不论电压如何。
c.“高电压”应意指介于20伏至600伏之间的电压,而不论电流如何。
标题和副标题(如果有的话)仅为了方便而使用,而并非是限制性的。示例性一词用于意指充当示例或说明。在使用术语包括、具有等的程度上,此类术语旨在以类似于术语的方式为包括性的,如包括在权利要求中被用作过渡词时进行解释的。关系术语(诸如第一和第二)可以用于将一个实体或行为与另一个实体或行为区分开来,而不必要求或暗示此类实体或行为之间的任何实际此类关系或顺序。
短语(诸如方面、该方面、另一方面、一些方面、一个或多个方面、实施方式、该实施方式、另一实施方式、一些实施方式、一个或多个实施方式、实施方案、该实施方案、另一实施方案、一些实施方案、一个或多个实施方案、配置、该配置、另一配置、一些配置、一个或多个配置、主题技术、本公开(the disclosure/the present disclosure)、它们的其他变型及类似变型均为方便起见,并不意味着与此类短语相关的公开内容对本技术至关重要,也不意味着此类公开内容适用于本技术的所有配置。与此类短语相关的公开内容可适用于所有配置或一种或多种配置。与此类短语有关的公开内容可以提供一个或多个示例。短语(诸如方面或一些方面)可以指代一个或多个方面,反之亦然,这类似地适用于其他前述短语。
鉴于前面的描述,对本公开的许多修改对于本领域技术人员将是显而易见的。本文描述了本公开的优选实施方案,包括本发明人已知的用于执行本公开的最佳模式。应当理解,所示实施方案仅是示例性的,并且不应被视为限制本公开的范围。
Claims (203)
1.一种用于在机动车辆的电源管理***中使用的电池组,所述电池组包括:
第一电池模块,所述第一电池模块具有:
(i)电池模块壳体;
(ii)定位在所述电池模块壳体内的电池单元;
(iii)与所述电池模块壳体相关联的凹形端子壳体,其中凹形端子壳体的至少一定范围定位在所述电池模块壳体外部;
(iv)被配置为接纳凸形端子组件的凹形端子组件,其中所述凹形端子组件定位在所述凹形端子壳体内但不被所述电池模块壳体包围;以及
(v)定位在所述电池模块壳体内的电气传输组件,所述电气传输组件具有电联接到所述凹形端子组件和所述电池单元两者的母线,其中在所述第一电池模块的操作期间电流在所述电池单元、所述母线与所述凹形端子组件之间流动。
2.根据权利要求1所述的电池组,还包括凸形端子组件,并且其中所述凹形端子壳体包括凸形端子压缩装置,所述凸形端子压缩装置被配置为在所述凸形端子组件连接到所述凹形端子壳体期间压缩所述凸形端子组件的一定范围。
3.根据权利要求2所述的电池组,其中所述凹形端子壳体的所述凸形端子压缩装置从所述凹形端子壳体的最外边缘向后延伸。
4.根据权利要求2所述的电池组,其中所述凹形端子壳体的所述凸形端子压缩装置是倾斜壁,所述倾斜壁具有:(a)定位成与所述凹形端子组件的最上边缘相邻的最后边缘,以及(b)相对于所述凹形端子壳体的外表面成角度的内表面。
5.根据权利要求4所述的电池组,其中所述倾斜壁的所述内表面与所述凹形端子壳体的所述外表面之间的内角介于1%与15%之间。
6.根据权利要求4所述的电池组,其中所述倾斜壁的所述内表面是基本上线性的。
7.根据权利要求2所述的电池组,其中当所述凸形端子组件的所述一定范围与由非金属材料形成的所述凸形端子压缩装置接合时形成第一摩擦值,并且当所述凸形端子组件的所述一定范围与由金属材料形成的第二凸形端子压缩装置接合时形成第二摩擦值;并且
其中所述第一摩擦值小于所述第二摩擦值。
8.根据权利要求2所述的电池组,其中(a)当所述凸形端子组件的所述一定范围与所述凸形端子压缩装置滑动接合时,需要第一力来移动所述凸形端子组件,并且(b)当所述凸形端子组件的所述一定范围定位在所述凹形端子组件中时,需要第二力来移动所述凸形端子组件;并且
其中所述第二力小于所述第一力。
9.根据权利要求1所述的电池组,其中所述凹形端子壳体具有:
第一最外边缘、与所述第一最外边缘相对的第二最外边缘、以及由所述第一最外边缘和所述第二最外边缘限定的侧壁距离;
第一最后边缘、与所述第一最后边缘相对的第二最后边缘、以及由所述第一最后边缘和所述第二最后边缘限定的最后边缘距离;
其中所述第一最后边缘定位成靠近所述凹形端子组件的第一最上边缘;并且
其中所述最后边缘距离比所述侧壁距离小至少1%。
10.根据权利要求9所述的电池组,其中所述最后边缘距离比所述侧壁距离小至少5%。
11.根据权利要求9所述的电池组,其中所述凹形端子组件包括与所述第一最上边缘相对的第二最上边缘,以及由所述第一最上边缘和所述第二最上边缘限定的接纳器距离;并且
其中所述接纳器距离大于或等于所述最后边缘距离。
12.根据权利要求11所述的电池组,其中所述接纳器距离小于所述侧壁距离。
13.根据权利要求1所述的电池组,还包括凸形端子组件,并且其中所述凸形端子组件和所述凹形端子组件协同地相互作用以向用户提供策略反馈,所述策略反馈通知所述用户所述凸形端子组件定位在所述凹形端子组件中。
14.根据权利要求13所述的电池组,其中所述策略反馈提供所述凸形端子组件正被拉入到所述凹形端子组件中的感觉。
15.根据权利要求1所述的电池组,还包括定位在由所述凹形端子组件形成的凹形接纳器中的细长防接触元件。
16.根据权利要求15所述的电池组,其中所述凹形端子组件和所述防接触元件驻留在所述凹形端子壳体内,并且其中所述凹形端子壳体和所述细长防接触元件一起用于防止大于6mm的异物接触所述凹形端子组件。
17.根据权利要求1所述的电池组,还包括连接器位置保证(CPA)组件。
18.根据权利要求17所述的电池组,其中所述CPA组件被配置为满足USCAR规范中阐述的要求。
19.根据权利要求17所述的电池组,还包括凸形端子组件,并且其中所述CPA组件防止所述凸形端子组件在所述CPA组件未脱离的情况下从所述凹形端子组件移除。
20.根据权利要求1所述的电池组,还包括凸形端子组件,并且其中当所述凹形端子组件接纳所述凸形端子组件时,所述凹形端子组件的每一侧与所述凸形端子组件的一定范围接触。
21.根据权利要求1所述的电池组,还包括凸形端子组件,并且其中当所述凹形端子组件接纳所述凸形端子组件时,所述凸形端子组件在所述凹形端子组件的每一侧上施加向外指向的力。
22.根据权利要求1所述的电池组,还包括凸形端子组件,并且其中当所述凹形端子组件接纳所述凸形端子组件时,由于所述凹形端子组件和所述凹形端子组件的结构配置和位置关系,所述凸形端子组件和所述凹形端子组件是360度顺从的。
23.根据权利要求1所述的电池组,还包括凸形端子组件,并且其中将所述凸形端子组件的一定范围***到所述凹形端子组件的一定范围中需要小于所述USCAR规范的3类中的***力要求的力。
24.根据权利要求1所述的电池组,还包括凸形端子组件,并且其中将所述凸形端子组件的一定范围***到所述凹形端子组件的一定范围中需要小于75牛顿。
25.根据权利要求1所述的电池组,还包括凸形端子组件,并且其中将所述凸形端子组件的一定范围***到所述凹形端子组件的一定范围中需要小于所述USCAR规范的2类中的***力要求的力。
26.根据权利要求1所述的电池组,还包括凸形端子组件,并且其中将所述凸形端子组件的一定范围***到所述凹形端子组件的一定范围中需要小于45牛顿。
27.根据权利要求1所述的电池组,还包括凸形端子组件,并且其中将所述凸形端子组件的一定范围***到所述凹形端子组件的一定范围中不需要杠杆辅助。
28.根据权利要求2至8、13、14或19至27中任一项所述的电池组,其中所述凸形端子组件包括具有后壁和侧壁布置的凸形端子主体,所述侧壁布置限定具有开口的接纳器,其中所述侧壁布置内的至少一个侧壁包括:
第一接触臂开口,所述第一接触臂开口穿过所述侧壁形成;
中间区段,所述中间区段定位在所述第一接触臂开口与所述凸形端子主体的所述后壁之间;
端部区段,所述端部区段(i)从所述中间区段并且(ii)沿所述第一接触臂开口延伸;以及
第一可变形接触臂,所述第一可变形接触臂(i)以向外角度从所述中间区段,(ii)沿所述第一接触臂开口的一定范围,并且(iii)朝向所述凸形端子主体的前部范围延伸。
29.根据权利要求28所述的电池组,其中当电流施加到所述凸形端子主体时,不需要电流流动穿过所述端部区段以到达所述第一可变形接触臂。
30.根据权利要求2至8、13、14或19至27中任一项所述的电池组,其中所述凸形端子组件包括具有限定接纳器的侧壁布置的凸形端子主体,其中所述侧壁布置中的至少一个侧壁包括:
第一接触臂开口,所述第一接触臂开口穿过所述侧壁形成;
第二接触臂开口,所述第二接触臂开口穿过所述侧壁形成;
中间区段,所述中间区段定位成与所述第一接触臂开口和所述第二接触臂开口的一定范围相邻;
端部区段,所述端部区段:(i)从所述中间区段并且(ii)沿所述第一接触臂开口延伸;
第一可变形接触臂,所述第一可变形接触臂(i)从所述中间区段并且(ii)在所述第一接触臂开口与所述第二接触臂开口之间延伸;以及
第二可变形接触臂,所述第二可变形接触臂(i)从所述中间区段并且(ii)沿所述第二接触臂开口延伸。
31.根据权利要求30所述的电池组,其中当电流施加到所述凸形端子主体时,不需要电流流动穿过所述端部区段以到达所述第一可变形接触臂。
32.根据权利要求2至8、13、14或19至27中任一项所述的电池组,其中所述凸形端子组件包括具有外周边的凸形端子主体;并且
其中所述外周边:(a)当所述凸形端子主体未***所述凹形端子组件内时具有未压缩尺寸,并且(b)当所述凸形端子主体***所述凹形端子组件内时具有压缩尺寸,并且其中所述压缩尺寸小于所述压缩尺寸。
33.根据权利要求32所述的电池组,其中所述未压缩尺寸比所述压缩尺寸大介于1%与15%之间。
34.根据权利要求2至8、13、14或19至27中任一项所述的电池组,其中所述凸形端子组件包括内部弹簧构件,所述内部弹簧构件被配置为定位在所述凸形端子组件的凸形端子主体内。
35.根据权利要求34所述的电池组,其中所述内部弹簧构件包括不含曲线范围的第一弹簧臂。
36.根据权利要求34所述的电池组,其中所述内部弹簧构件包括第一侧壁,所述第一侧壁具有第一基部区段和从所述第一基部区段延伸的第一弹簧臂,其中所述第一基部区段的外表面与所述第一弹簧臂的外表面基本上共面。
37.根据权利要求34所述的电池组,其中所述内部弹簧构件包括:(a)后壁,(b)第一弹簧臂,以及(c)定位在所述后壁与所述第一弹簧臂之间的曲线过渡部分,其中所述曲线过渡部分包括形成在所述曲线过渡部分的外表面中的凹陷部。
38.根据权利要求34所述的电池组,其中所述内部弹簧构件包括:(a)后壁,(b)第一弹簧臂,以及(c)定位在所述后壁与所述第一弹簧臂之间的曲线过渡部分,其中所述曲线过渡部分包括沿所述曲线过渡部分的内表面形成的加强肋。
39.根据权利要求2至8、13、14或19至27中任一项所述的电池组,其中所述凸形端子组件包括:(i)具有接纳器和第一接触臂的凸形端子主体,以及(ii)尺寸被设计为驻留在所述凸形端子组件的所述接纳器内并且具有第一弹簧臂的内部弹簧构件;并且
其中所述凹形端子组件具有插座,所述插座的尺寸被设计为接纳所述凸形端子组件和驻留在所述凸形端子组件的所述接纳器内的所述内部弹簧构件两者的一部分,以限定连接位置。
40.根据权利要求39所述的电池组,其中所述第一弹簧臂被配置为在所述第一电池模块的特定操作条件下在所述第一接触臂上提供偏置力。
41.根据权利要求40所述的电池组,其中所述内部弹簧构件的残余材料记忆将增大在所述第一电池模块的操作期间所述第一接触臂上的所述偏置力。
42.根据权利要求40所述的电池组,其中在所述连接位置中并且当所述第一电池模块经受具有第一温度的环境时,所述第一弹簧臂在所述第一接触臂上施加第一向外指向的力;并且
其中在所述连接位置中并且当所述第一电池模块经受具有比所述第一温度高的第二温度的环境时,所述第一弹簧臂在所述第一接触臂上施加比所述第一向外指向的力大的第二向外指向的力。
43.根据权利要求2至8、13、14或19至27中任一项所述的电池组,其中所述凸形端子组件包括:(i)具有接触臂的凸形端子主体,以及(ii)内部弹簧构件;并且
其中将所述凸形端子主体***到所述凹形端子组件中导致所述内部弹簧构件的一定范围向内变形,从而产生保持所述接触臂与所述凹形端子组件的内表面接合的弹簧偏置力。
44.根据权利要求43所述的电池组,其中所述弹簧偏置力具有向外的方向,并且当所述第一电池模块经受升高的温度时所述力增大。
45.根据权利要求2至8、13、14或19至27中任一项所述的电池组,其中所述凸形端子组件包括:
(i)由具有第一热膨胀系数的第一材料形成的凸形端子主体,所述凸形端子主体具有布置成限定接纳器的多个细长接触梁,以及
(ii)由具有第二热膨胀系数的第二材料形成的内部弹簧构件,所述第二热膨胀系数大于所述凸形端子主体的所述第一热膨胀系数,所述内部弹簧构件具有多个弹簧臂。
46.根据权利要求1至27中任一项所述的电池组,其中所述电气传输组件还包括:
正连接器模块,所述正连接器模块包括所述凹形端子组件和所述母线,其中所述母线是第一母线;
负连接器模块,所述负连接器模块包括第二凹形端子组件和第二母线;并且
其中(a)所述电池单元的正端子电联接到所述第一母线,并且(b)所述电池单元的负端子电联接到所述第二母线。
47.根据权利要求46所述的电池组,其中所述第一母线是双金属的并且所述第二母线不是双金属的。
48.根据权利要求46所述的电池组,其中所述电池单元的所述正端子焊接到所述第一母线,并且所述电池单元的所述负端子焊接到所述第二母线。
49.根据权利要求46所述的电池组,其中所述电池单元的所述正端子和所述负端子未被螺栓连接到所述第一母线和所述第二母线。
50.根据权利要求46所述的电池组,其中所述正连接器模块和所述负连接器模块在不使用螺栓或螺纹紧固件的情况下固定在所述电池模块壳体中。
51.根据权利要求46所述的电池组,其中所述凹形端子壳体一体形成在所述正连接器模块中。
52.根据权利要求1至27中任一项所述的电池组,其中所述电池单元是第一电池单元;
其中第二电池单元定位在所述电池模块壳体内;
其中所述电气传输组件还包括:
正连接器模块,所述正连接器模块包括所述凹形端子组件和所述母线,其中所述母线是第一母线;
负连接器模块,所述负连接器模块包括第二凹形端子组件和第二母线;
跳线接口模块和第三母线;并且
其中(a)所述第一电池单元的正端子电联接到所述第一母线,(b)所述第一电池单元的负端子电联接到所述第三母线,(c)所述第二电池单元的正端子电联接到所述第三母线,(d)所述第二电池单元的负端子电联接到所述第二母线。
53.根据权利要求52所述的电池组,其中:(i)所述第一母线和所述第三母线是双金属的,并且(ii)所述第二母线不是双金属的。
54.根据权利要求52所述的电池组,其中所述正连接器模块、所述负连接器模块和所述跳线接口模块由非导电材料形成。
55.根据权利要求1至27中任一项所述的电池组,其中所述电池单元是第一电池单元;
其中所述第一电池模块还包括第二电池单元、第三电池单元和第四电池单元;
其中所述电气传输组件还包括:
正连接器模块,所述正连接器模块包括所述凹形端子组件和所述母线,其中所述母线是第一母线;
负连接器模块,所述负连接器模块包括第二凹形端子组件和第二母线;
跳线接口模块和第三母线;
具有第四母线的第一外部接口模块和具有第五母线的第二外部接口模块;并且
其中(a)所述第一电池单元的正端子电联接到所述第一母线,(b)所述第一电池单元的负端子电联接到所述第四母线,(c)所述第二电池单元的正端子电联接到所述第四母线,(d)所述第二电池单元的负端子电联接到所述第五母线,(e)所述第三电池单元的正端子电联接到所述第五母线,(f)所述第三电池单元的负端子电联接到所述第三母线,(g)所述第四电池单元的正端子电联接到所述第三母线,(h)所述第四电池单元的负端子电联接到所述第二母线。
56.根据权利要求1、9至12或15至18中任一项所述的电池组,还包括:
凸形端子组件,所述凸形端子组件是由所述第一电池模块的所述凹形端子组件接纳的第一凸形端子组件;
第二凸形端子组件;
第二电池模块,所述第二电池模块具有:
(i)电池模块壳体;
(ii)定位在所述电池模块壳体内的电池单元;
(iii)凹形端子壳体,其中凹形端子壳体的至少一定范围定位在所述电池模块壳体外部;
(iv)接纳所述第二凸形端子组件的凹形端子组件,其中所述凹形端子组件定位在所述凹形端子壳体内但不被所述电池模块壳体包围;
(v)定位在所述电池模块壳体内的电气传输组件,所述电气传输组件具有电联接到所述凹形端子组件和所述电池单元两者的母线,其中在所述第二电池模块的操作期间电流在所述电池单元、所述母线与所述凹形端子组件之间流动;以及
导体,所述导体将所述第一凸形端子组件和所述第二凸形端子组件电连接并且机械连接,由此所述第一电池模块电连接到所述第二电池模块。
57.根据权利要求1、9至12或15至18中任一项所述的电池组,还包括:
凸形端子组件,所述凸形端子组件是由所述第一电池模块的所述凹形端子组件接纳的第一凸形端子组件;
第二凸形端子组件:
电池管理组件,所述电池管理组件具有凹形端子组件;以及
导体,所述导体将所述第一凸形端子组件和所述第二凸形端子组件电连接并且机械连接,由此所述第一电池模块电连接到所述电池管理组件。
58.根据权利要求1、9至12或15至18中任一项所述的电池组,还包括凸形端子组件,所述凸形端子组件包括由包含高导电性铜的材料制成的凸形端子主体。
59.根据权利要求1、9至12或15至18中任一项所述的电池组,还包括凸形端子组件,所述凸形端子组件包括由包含弹簧钢的材料制成的内部弹簧构件。
60.一种在应用的电源管理***中使用的电池组,所述电池组包括:
第一电池模块,所述第一电池模块具有:
(i)电池模块壳体;
(ii)定位在所述电池模块壳体内的电池单元;
(iii)与电池模块壳体相关联并且具有内部倾斜壁的凹形端子壳体,
其中凹形端子壳体的至少一定范围定位在所述电池模块壳体外部;
(iv)凹形端子组件,所述凹形端子组件定位在所述凹形端子壳体内但不被所述电池模块壳体包围;以及
(v)定位在所述电池模块壳体内的电气传输组件,所述电气传输组件具有电联接到所述凹形端子组件和所述电池单元两者的母线,其中在所述第一电池模块的操作期间电流在所述电池单元、所述母线与所述凹形端子组件之间流动。
61.根据权利要求60所述的电池组,还包括凸形端子组件,并且其中所述内部倾斜壁被配置为在所述凸形端子组件连接到所述凹形端子壳体期间压缩所述凸形端子组件的一定范围。
62.根据权利要求61所述的电池组,其中所述内部倾斜壁包括:(a)定位成与所述凹形端子组件的最上边缘相邻的最后边缘,以及(b)相对于所述凹形端子壳体的外表面成角度的内表面。
63.根据权利要求62所述的电池组,其中所述内部倾斜壁的所述内表面与所述凹形端子壳体的所述外表面之间的内角介于1%与15%之间。
64.根据权利要求61所述的电池组,其中当所述凸形端子组件的所述一定范围与由非金属材料形成的所述内部倾斜壁接合时形成第一摩擦值,并且当所述凸形端子组件的所述一定范围与由金属材料形成的第二内部倾斜壁接合时形成第二摩擦值;并且
其中所述第一摩擦值小于所述第二摩擦值。
65.根据权利要求61所述的电池组,其中(a)当所述凸形端子组件的所述一定范围与所述内部倾斜壁滑动接合时,需要第一力来移动所述凸形端子组件,并且(b)当所述凸形端子组件的所述一定范围定位在所述凹形端子组件中时,需要第二力来移动所述凸形端子组件;并且
其中所述第二力小于所述第一力。
66.根据权利要求60所述的电池组,其中所述凹形端子壳体具有:
第一最外边缘、与所述第一最外边缘相对的第二最外边缘、以及由所述第一最外边缘和所述第二最外边缘限定的侧壁距离;
第一最后边缘、与所述第一最后边缘相对的第二最后边缘、以及由所述第一最后边缘和所述第二最后边缘限定的最后边缘距离;
其中所述第一最后边缘定位成靠近所述凹形端子组件的第一最上边缘;并且
其中所述最后边缘距离比所述侧壁距离小至少1%。
67.根据权利要求66所述的电池组,其中所述凹形端子组件包括与所述第一最上边缘相对的第二最上边缘,以及由所述第一最上边缘和所述第二最上边缘限定的接纳器距离;并且
其中所述接纳器距离大于或等于所述最后边缘距离。
68.根据权利要求67所述的电池组,其中所述接纳器距离小于所述侧壁距离。
69.根据权利要求60所述的电池组,还包括凸形端子组件,并且其中所述凸形端子组件和所述凹形端子组件协同地相互作用以向用户提供策略反馈,所述策略反馈通知所述用户所述凸形端子组件定位在所述凹形端子组件中。
70.根据权利要求69所述的电池组,其中所述策略反馈提供所述凸形端子组件正被拉入到所述凹形端子组件中的感觉。
71.根据权利要求60所述的电池组,还包括凸形端子组件,并且其中当所述凹形端子组件接纳所述凸形端子组件时,所述凹形端子组件的每一侧与所述凸形端子组件的一定范围接触。
72.根据权利要求60所述的电池组,还包括凸形端子组件,并且其中当所述凹形端子组件接纳所述凸形端子组件时,所述凸形端子组件在所述凹形端子组件的每一侧上施加向外指向的力。
73.根据权利要求60所述的电池组,还包括凸形端子组件,并且其中当所述凹形端子组件接纳所述凸形端子组件时,由于所述凹形端子组件和所述凹形端子组件的结构配置和位置关系,所述凸形端子组件和所述凹形端子组件是360度顺从的。
74.根据权利要求60所述的电池组,还包括凸形端子组件,并且其中将所述凸形端子组件的一定范围***到所述凹形端子组件的一定范围中需要小于所述USCAR规范的3类中的***力要求的力。
75.根据权利要求60所述的电池组,还包括凸形端子组件,并且其中将所述凸形端子组件的一定范围***到所述凹形端子组件的一定范围中需要小于所述USCAR规范的2类中的***力要求的力。
76.根据权利要求60所述的电池组,还包括凸形端子组件,并且其中将所述凸形端子组件的一定范围***到所述凹形端子组件的一定范围中需要小于45牛顿。
77.根据权利要求60所述的电池组,还包括凸形端子组件,并且其中将所述凸形端子组件的一定范围***到所述凹形端子组件的一定范围中不需要杠杆辅助。
78.根据权利要求61至65或69至77中任一项所述的电池组,其中所述凸形端子组件包括具有后壁和侧壁布置的凸形端子主体,所述侧壁布置限定具有开口的接纳器,其中所述侧壁布置内的至少一个侧壁包括:
第一接触臂开口,所述第一接触臂开口穿过所述侧壁形成;
中间区段,所述中间区段定位在所述第一接触臂开口与所述凸形端子主体的所述后壁之间;
端部区段,所述端部区段(i)从所述中间区段并且(ii)沿所述第一接触臂开口延伸;以及
第一可变形接触臂,所述第一可变形接触臂(i)以向外角度从所述中间区段,(ii)沿所述第一接触臂开口的一定范围,并且(iii)朝向所述凸形端子主体的前部范围延伸。
79.根据权利要求78所述的电池组,其中当电流施加到所述凸形端子主体时,不需要电流流动穿过所述端部区段以到达所述第一可变形接触臂。
80.根据权利要求61至65或69至77中任一项所述的电池组,其中所述凸形端子组件包括具有限定接纳器的侧壁布置的凸形端子主体,其中所述侧壁布置中的至少一个侧壁包括:
第一接触臂开口,所述第一接触臂开口穿过所述侧壁形成;
第二接触臂开口,所述第二接触臂开口穿过所述侧壁形成;
中间区段,所述中间区段定位成与所述第一接触臂开口和所述第二接触臂开口的一定范围相邻;
端部区段,所述端部区段:(i)从所述中间区段并且(ii)沿所述第一接触臂开口延伸;
第一可变形接触臂,所述第一可变形接触臂(i)从所述中间区段并且(ii)在所述第一接触臂开口与所述第二接触臂开口之间延伸;以及
第二可变形接触臂,所述第二可变形接触臂(i)从所述中间区段并且(ii)沿所述第二接触臂开口延伸。
81.根据权利要求61至65或69至77中任一项所述的电池组,其中所述凸形端子组件包括具有外周边的凸形端子主体;并且
其中所述外周边:(a)当所述凸形端子主体未***所述凹形端子组件内时具有未压缩尺寸,并且(b)当所述凸形端子主体***所述凹形端子组件内时具有压缩尺寸,并且其中所述压缩尺寸小于所述压缩尺寸。
82.根据权利要求61至65或69至77中任一项所述的电池组,其中所述凸形端子组件包括内部弹簧构件,所述内部弹簧构件被配置为定位在所述凸形端子组件的凸形端子主体内。
83.根据权利要求82所述的电池组,其中所述内部弹簧构件包括不含曲线范围的第一弹簧臂。
84.根据权利要求61至65或69至77中任一项所述的电池组,其中所述凸形端子组件包括:(i)具有接纳器和第一接触臂的凸形端子主体,以及(ii)尺寸被设计为驻留在所述凸形端子组件的所述接纳器内并且具有第一弹簧臂的内部弹簧构件;并且
其中所述凹形端子组件具有插座,所述插座的尺寸被设计为接纳所述凸形端子组件和驻留在所述凸形端子组件的所述接纳器内的所述内部弹簧构件两者的一部分,以限定连接位置。
85.根据权利要求84所述的电池组,其中所述第一弹簧臂被配置为在所述第一电池模块的特定操作条件下在所述第一接触臂上提供偏置力。
86.根据权利要求85所述的电池组,其中所述内部弹簧构件的残余材料记忆将增大在所述第一电池模块的操作期间所述第一接触臂上的所述偏置力。
87.根据权利要求85所述的电池组,其中在所述连接位置中并且当所述第一电池模块经受具有第一温度的环境时,所述第一弹簧臂在所述第一接触臂上施加第一向外指向的力;并且
其中在所述连接位置中并且当所述第一电池模块经受具有比所述第一温度高的第二温度的环境时,所述第一弹簧臂在所述第一接触臂上施加比所述第一向外指向的力大的第二向外指向的力。
88.根据权利要求61至65或69至77中任一项所述的电池组,其中所述凸形端子组件包括:(i)具有接触臂的凸形端子主体,以及(ii)内部弹簧构件;并且
其中将所述凸形端子主体***到所述凹形端子组件中导致所述内部弹簧构件的一定范围向内变形,从而产生保持所述接触臂与所述凹形端子组件的内表面接合的弹簧偏置力。
89.根据权利要求88所述的电池组,其中所述弹簧偏置力具有向外的方向,并且当所述第一电池模块经受升高的温度时所述力增大。
90.根据权利要求61至65或69至77中任一项所述的电池组,其中所述凸形端子组件包括:
(i)由具有第一热膨胀系数的第一材料形成的凸形端子主体,所述凸形端子主体具有布置成限定接纳器的多个细长接触梁,以及
(ii)由具有第二热膨胀系数的第二材料形成的内部弹簧构件,所述第二热膨胀系数大于所述凸形端子主体的所述第一热膨胀系数,所述内部弹簧构件具有多个弹簧臂。
91.根据权利要求61至77中任一项所述的电池组,其中所述电气传输组件还包括:
正连接器模块,所述正连接器模块包括所述凹形端子组件和所述母线,其中所述母线是第一母线;
负连接器模块,所述负连接器模块包括第二凹形端子组件和第二母线;并且
其中(a)所述电池单元的正端子电联接到所述第一母线,并且(b)所述电池单元的负端子电联接到所述第二母线。
92.根据权利要求91所述的电池组,其中所述第一母线是双金属的并且所述第二母线不是双金属的。
93.根据权利要求91所述的电池组,其中所述电池单元的所述正端子焊接到所述第一母线,并且所述电池单元的所述负端子焊接到所述第二母线。
94.根据权利要求91所述的电池组,其中所述电池单元的所述正端子和所述负端子未被螺栓连接到所述第一母线和所述第二母线。
95.根据权利要求91所述的电池组,其中所述正连接器模块和所述负连接器模块在不使用螺栓或螺纹紧固件的情况下固定在所述电池模块壳体中。
96.根据权利要求91所述的电池组,其中所述凹形端子壳体一体形成在所述正连接器模块中。
97.根据权利要求61至77中任一项所述的电池组,其中所述电池单元是第一电池单元;
其中第二电池单元定位在所述电池模块壳体内;
其中所述电气传输组件还包括:
正连接器模块,所述正连接器模块包括所述凹形端子组件和所述母线,其中所述母线是第一母线;
负连接器模块,所述负连接器模块包括第二凹形端子组件和第二母线;
跳线接口模块和第三母线;并且
其中(a)所述第一电池单元的正端子电联接到所述第一母线,(b)所述第一电池单元的负端子电联接到所述第三母线,(c)所述第二电池单元的正端子电联接到所述第三母线,(d)所述第二电池单元的负端子电联接到所述第二母线。
98.根据权利要求97所述的电池组,其中:(i)所述第一母线和所述第三母线是双金属的,并且(ii)所述第二母线不是双金属的。
99.根据权利要求97所述的电池组,其中所述正连接器模块、所述负连接器模块和所述跳线接口模块由非导电材料形成。
100.根据权利要求61至77中任一项所述的电池组,其中所述电池单元是第一电池单元;
其中所述第一电池模块还包括第二电池单元、第三电池单元和第四电池单元;
其中所述电气传输组件还包括:
正连接器模块,所述正连接器模块包括所述凹形端子组件和所述母线,其中所述母线是第一母线;
负连接器模块,所述负连接器模块包括第二凹形端子组件和第二母线;
跳线接口模块和第三母线;
具有第四母线的第一外部接口模块和具有第五母线的第二外部接口模块;并且
其中(a)所述第一电池单元的正端子电联接到所述第一母线,(b)所述第一电池单元的负端子电联接到所述第四母线,(c)所述第二电池单元的正端子电联接到所述第四母线,(d)所述第二电池单元的负端子电联接到所述第五母线,(e)所述第三电池单元的正端子电联接到所述第五母线,(f)所述第三电池单元的负端子电联接到所述第三母线,(g)所述第四电池单元的正端子电联接到所述第三母线,(h)所述第四电池单元的负端子电联接到所述第二母线。
101.根据权利要求61至65或69至77中任一项所述的电池组,其中所述凸形端子组件包括由所述第一电池模块的所述凹形端子组件接纳的第一凸形端子组件。
102.根据权利要求101所述的电池组,还包括:
第二凸形端子组件;
第二电池模块,所述第二电池模块具有:
(i)电池模块壳体;
(ii)定位在所述电池模块壳体内的电池单元;
(iii)凹形端子壳体,其中凹形端子壳体的至少一定范围定位在所述电池模块壳体外部;
(iv)接纳所述第二凸形端子组件的凹形端子组件,其中所述凹形端子组件定位在所述凹形端子壳体内但不被所述电池模块壳体包围;
(v)定位在所述电池模块壳体内的电气传输组件,所述电气传输组件具有电联接到所述凹形端子组件和所述电池单元两者的母线,其中在所述第二电池模块的操作期间电流在所述电池单元、所述母线与所述凹形端子组件之间流动;以及
导体,所述导体将所述第一凸形端子组件和所述第二凸形端子组件电连接并且机械连接,由此所述第一电池模块电连接到所述第二电池模块。
103.根据权利要求60或66至68中任一项所述的电池组,还包括:
凸形端子组件,所述凸形端子组件包括由所述第一电池模块的所述凹形端子组件接纳的第一凸形端子组件
第二凸形端子组件;
第二电池模块,所述第二电池模块具有:
(i)电池模块壳体;
(ii)定位在所述电池模块壳体内的电池单元;
(iii)凹形端子壳体,其中凹形端子壳体的至少一定范围定位在所述电池模块壳体外部;
(iv)接纳所述第二凸形端子组件的凹形端子组件,其中所述凹形端子组件定位在所述凹形端子壳体内但不被所述电池模块壳体包围;
(v)定位在所述电池模块壳体内的电气传输组件,所述电气传输组件具有电联接到所述凹形端子组件和所述电池单元两者的母线,其中在所述第二电池模块的操作期间电流在所述电池单元、所述母线与所述凹形端子组件之间流动;以及
导体,所述导体将所述第一凸形端子组件和所述第二凸形端子组件电连接并且机械连接,由此所述第一电池模块电连接到所述第二电池模块。
104.根据权利要求60或66至68中任一项所述的电池组,还包括:
凸形端子组件,所述凸形端子组件是由所述第一电池模块的所述凹形端子组件接纳的第一凸形端子组件;
第二凸形端子组件:
电池管理组件,所述电池管理组件具有凹形端子组件;以及
导体,所述导体将所述第一凸形端子组件和所述第二凸形端子组件电连接并且机械连接,由此所述第一电池模块电连接到所述电池管理组件。
105.一种在应用的电源管理***中使用的电池组,所述电池组包括:
第一电池模块,所述第一电池模块具有:
(i)电池模块壳体;
(ii)定位在所述电池模块壳体内的电池单元;
(iii)与电池模块壳体相关联的凹形端子壳体,其中凹形端子壳体的至少一定范围定位在所述电池模块壳体外部;
(iv)定位在所述凹形端子壳体内但不被所述电池模块壳体包围的凹形端子组件;
(v)电气传输组件,所述电气传输组件定位在所述电池模块壳体内并且具有:包括所述凹形端子组件和第一母线的正连接器模块,以及包括第二凹形端子组件和第二母线的负连接器模块;并且
其中(a)所述电池单元的正端子电联接到所述第一母线,并且(b)所述电池单元的负端子电联接到所述第二母线。
106.根据权利要求105所述的电池组,还包括凸形端子组件,并且其中所述凹形端子壳体具有内部倾斜壁,所述内部倾斜壁被配置为在所述凸形端子组件连接到所述凹形端子壳体期间压缩所述凸形端子组件的一定范围。
107.根据权利要求106所述的电池组,其中所述内部倾斜壁包括:(a)定位成与所述凹形端子组件的最上边缘相邻的最后边缘,以及(b)相对于所述凹形端子壳体的外表面成角度的内表面。
108.根据权利要求106所述的电池组,其中当所述凸形端子组件的所述一定范围与由非金属材料形成的所述内部倾斜壁接合时形成第一摩擦值,并且当所述凸形端子组件的所述一定范围与由金属材料形成的第二内部倾斜壁接合时形成第二摩擦值;并且
其中所述第一摩擦值小于所述第二摩擦值。
109.根据权利要求106所述的电池组,其中(a)当所述凸形端子组件的所述一定范围与所述内部倾斜壁滑动接合时,需要第一力来移动所述凸形端子组件,并且(b)当所述凸形端子组件的所述一定范围定位在所述凹形端子组件中时,需要第二力来移动所述凸形端子组件;并且
其中所述第二力小于所述第一力。
110.根据权利要求106所述的电池组,其中所述凹形端子壳体具有:
第一最外边缘、与所述第一最外边缘相对的第二最外边缘、以及由所述第一最外边缘和所述第二最外边缘限定的侧壁距离;
第一最后边缘、与所述第一最后边缘相对的第二最后边缘、以及由所述第一最后边缘和所述第二最后边缘限定的最后边缘距离;
其中所述第一最后边缘定位成靠近所述凹形端子组件的第一最上边缘;并且
其中所述最后边缘距离比所述侧壁距离小至少1%。
111.根据权利要求110所述的电池组,其中所述凹形端子组件包括与所述第一最上边缘相对的第二最上边缘,以及由所述第一最上边缘和所述第二最上边缘限定的接纳器距离;并且
其中所述接纳器距离大于或等于所述最后边缘距离。
112.根据权利要求111所述的电池组,其中所述接纳器距离小于所述侧壁距离。
113.根据权利要求105所述的电池组,还包括凸形端子组件,并且其中所述凸形端子组件和所述凹形端子组件协同地相互作用以向用户提供策略反馈,所述策略反馈通知所述用户所述凸形端子组件定位在所述凹形端子组件中。
114.根据权利要求113所述的电池组,其中所述策略反馈提供所述凸形端子组件正被拉入到所述凹形端子组件中的感觉。
115.根据权利要求105所述的电池组,还包括凸形端子组件,并且其中当所述凹形端子组件接纳所述凸形端子组件时,所述凹形端子组件的每一侧与所述凸形端子组件的一定范围接触。
116.根据权利要求105所述的电池组,还包括凸形端子组件,并且其中当所述凹形端子组件接纳所述凸形端子组件时,所述凸形端子组件在所述凹形端子组件的每一侧上施加向外指向的力。
117.根据权利要求105所述的电池组,还包括凸形端子组件,并且其中当所述凹形端子组件接纳所述凸形端子组件时,由于所述凹形端子组件和所述凹形端子组件的结构配置和位置关系,所述凸形端子组件和所述凹形端子组件是360度顺从的。
118.根据权利要求105所述的电池组,还包括凸形端子组件,并且其中将所述凸形端子组件的一定范围***到所述凹形端子组件的一定范围中需要小于所述USCAR规范的3类中的***力要求的力。
119.根据权利要求105所述的电池组,还包括凸形端子组件,并且其中将所述凸形端子组件的一定范围***到所述凹形端子组件的一定范围中需要小于所述USCAR规范的2类中的***力要求的力。
120.根据权利要求106至109或113至119中任一项所述的电池组,其中所述凸形端子组件包括具有后壁和侧壁布置的凸形端子主体,所述侧壁布置限定具有开口的接纳器,其中所述侧壁布置内的至少一个侧壁包括:
第一接触臂开口,所述第一接触臂开口穿过所述侧壁形成;
中间区段,所述中间区段定位在所述第一接触臂开口与所述凸形端子主体的所述后壁之间;
端部区段,所述端部区段(i)从所述中间区段并且(ii)沿所述第一接触臂开口延伸;以及
第一可变形接触臂,所述第一可变形接触臂(i)以向外角度从所述中间区段,(ii)沿所述第一接触臂开口的一定范围,并且(iii)朝向所述凸形端子主体的前部范围延伸。
121.根据权利要求120所述的电池组,其中当电流施加到所述凸形端子主体时,不需要电流流动穿过所述端部区段以到达所述第一可变形接触臂。
122.根据权利要求106至109或113至119中任一项所述的电池组,其中所述凸形端子组件包括具有限定接纳器的侧壁布置的凸形端子主体,其中所述侧壁布置中的至少一个侧壁包括:
第一接触臂开口,所述第一接触臂开口穿过所述侧壁形成;
第二接触臂开口,所述第二接触臂开口穿过所述侧壁形成;
中间区段,所述中间区段定位成与所述第一接触臂开口和所述第二接触臂开口的一定范围相邻;
端部区段,所述端部区段:(i)从所述中间区段并且(ii)沿所述第一接触臂开口延伸;
第一可变形接触臂,所述第一可变形接触臂(i)从所述中间区段并且(ii)在所述第一接触臂开口与所述第二接触臂开口之间延伸;以及
第二可变形接触臂,所述第二可变形接触臂(i)从所述中间区段并且(ii)沿所述第二接触臂开口延伸。
123.根据权利要求106至109或113至119中任一项所述的电池组,其中所述凸形端子组件包括具有外周边的凸形端子主体;并且
其中所述外周边:(a)当所述凸形端子主体未***所述凹形端子组件内时具有未压缩尺寸,并且(b)当所述凸形端子主体***所述凹形端子组件内时具有压缩尺寸,并且其中所述压缩尺寸小于所述压缩尺寸。
124.根据权利要求106至109或113至119中任一项所述的电池组,其中所述凸形端子组件包括内部弹簧构件,所述内部弹簧构件被配置为定位在所述凸形端子组件的凸形端子主体内。
125.根据权利要求124所述的电池组,其中所述内部弹簧构件包括不含曲线范围的第一弹簧臂。
126.根据权利要求106至109或113至119中任一项所述的电池组,其中所述凸形端子组件包括:(i)具有接纳器和第一接触臂的凸形端子主体,以及(ii)尺寸被设计为驻留在所述凸形端子组件的所述接纳器内并且具有第一弹簧臂的内部弹簧构件;并且
其中所述凹形端子组件具有插座,所述插座的尺寸被设计为接纳所述凸形端子组件和驻留在所述凸形端子组件的所述接纳器内的所述内部弹簧构件两者的一部分,以限定连接位置。
127.根据权利要求126所述的电池组,其中所述第一弹簧臂被配置为在所述第一电池模块的特定操作条件下在所述第一接触臂上提供偏置力。
128.根据权利要求126所述的电池组,其中在所述连接位置中并且当所述第一电池模块经受具有第一温度的环境时,所述第一弹簧臂在所述第一接触臂上施加第一向外指向的力;并且
其中在所述连接位置中并且当所述第一电池模块经受具有比所述第一温度高的第二温度的环境时,所述第一弹簧臂在所述第一接触臂上施加比所述第一向外指向的力大的第二向外指向的力。
129.根据权利要求106至109或113至119中任一项所述的电池组,其中所述凸形端子组件包括:(i)具有接触臂的凸形端子主体,以及(ii)内部弹簧构件;并且
其中将所述凸形端子主体***到所述凹形端子组件中导致所述内部弹簧构件的一定范围向内变形,从而产生保持所述接触臂与所述凹形端子组件的内表面接合的弹簧偏置力。
130.根据权利要求129所述的电池组,其中所述弹簧偏置力具有向外的方向,并且当所述第一电池模块经受升高的温度时所述力增大。
131.根据权利要求106至109或113至119中任一项所述的电池组,其中所述凸形端子组件包括:
(i)由具有第一热膨胀系数的第一材料形成的凸形端子主体,所述凸形端子主体具有布置成限定接纳器的多个细长接触梁,以及
(ii)由具有第二热膨胀系数的第二材料形成的内部弹簧构件,所述第二热膨胀系数大于所述凸形端子主体的所述第一热膨胀系数,所述内部弹簧构件具有多个弹簧臂。
132.根据权利要求105所述的电池组,其中所述第一母线是双金属的并且所述第二母线不是双金属的。
133.根据权利要求105所述的电池组,其中所述电池单元的所述正端子焊接到所述第一母线,并且所述电池单元的所述负端子焊接到所述第二母线。
134.根据权利要求105所述的电池组,其中所述电池单元的所述正端子和所述负端子未被螺栓连接到所述第一母线和所述第二母线。
135.根据权利要求105所述的电池组,其中所述正连接器模块和所述负连接器模块在不使用螺栓或螺纹紧固件的情况下固定在所述电池模块壳体中。
136.根据权利要求105所述的电池组,其中所述凹形端子壳体一体形成在所述正连接器模块中。
137.根据权利要求106至109或113至119中任一项所述的电池组,其中所述凸形端子组件包括由所述第一电池模块的所述凹形端子组件接纳的第一凸形端子组件。
138.根据权利要求137所述的电池组,还包括:
第二凸形端子组件;
第二电池模块,所述第二电池模块具有:
(i)电池模块壳体;
(ii)定位在所述电池模块壳体内的电池单元;
(iii)凹形端子壳体,其中凹形端子壳体的至少一定范围定位在所述电池模块壳体外部;
(iv)接纳所述第二凸形端子组件的凹形端子组件,其中所述凹形端子组件定位在所述凹形端子壳体内但不被所述电池模块壳体包围;
(v)定位在所述电池模块壳体内的电气传输组件,所述电气传输组件具有电联接到所述凹形端子组件和所述电池单元两者的母线,其中在所述第二电池模块的操作期间电流在所述电池单元、所述母线与所述凹形端子组件之间流动;以及
导体,所述导体将所述第一凸形端子组件和所述第二凸形端子组件电连接并且机械连接,由此所述第一电池模块电连接到所述第二电池模块。
139.根据权利要求105或110至112中任一项所述的电池组,还包括:
凸形端子组件,所述凸形端子组件包括由所述第一电池模块的所述凹形端子组件接纳的第一凸形端子组件
第二凸形端子组件;
第二电池模块,所述第二电池模块具有:
(i)电池模块壳体;
(ii)定位在所述电池模块壳体内的电池单元;
(iii)凹形端子壳体,其中凹形端子壳体的至少一定范围定位在所述电池模块壳体外部;
(iv)接纳所述第二凸形端子组件的凹形端子组件,其中所述凹形端子组件定位在所述凹形端子壳体内但不被所述电池模块壳体包围;
(v)定位在所述电池模块壳体内的电气传输组件,所述电气传输组件具有电联接到所述凹形端子组件和所述电池单元两者的母线,其中在所述第二电池模块的操作期间电流在所述电池单元、所述母线与所述凹形端子组件之间流动;以及
导体,所述导体将所述第一凸形端子组件和所述第二凸形端子组件电连接并且机械连接,由此所述第一电池模块电连接到所述第二电池模块。
140.根据权利要求105或110至112中任一项所述的电池组,还包括:
凸形端子组件,所述凸形端子组件是由所述第一电池模块的所述凹形端子组件接纳的第一凸形端子组件;
第二凸形端子组件:
电池管理组件,所述电池管理组件具有凹形端子组件;以及
导体,所述导体将所述第一凸形端子组件和所述第二凸形端子组件电连接并且机械连接,由此所述第一电池模块电连接到所述电池管理组件。
141.一种在应用的电源管理***中使用的电池组,所述电池组包括:
无螺栓母线,所述无螺栓母线具有第一凸形端子组件和第二凸形端子组件;
第一电池模块,所述第一电池模块具有:(i)定位在电池模块壳体内的内部电池单元,(ii)具有与所述电池模块壳体相关联的第一凹形端子壳体和定位在所述第一凹形端子壳体内的第一凹形端子组件的凹形连接器组件,并且其中所述第一凹形端子组件不被所述电池模块壳体包围并且其尺寸被设计为接纳所述第一凸形端子组件的一定范围;
第二电池模块,所述第二电池模块具有:(i)定位在电池模块壳体内的内部电池单元;(ii)具有与所述电池模块壳体相关联的第二凹形端子壳体和定位在所述第二凹形端子壳体内的第二凹形端子组件的凹形连接器组件,并且其中所述第二凹形端子组件不被所述电池模块壳体包围并且其尺寸被设计为接纳所述第二凸形端子组件的一定范围;并且
其中当所述第一凸形端子组件定位在所述第一凹形端子组件的一定范围内并且所述第二凸形端子组件定位在所述第二凹形端子组件的一定范围内时,所述无螺栓母线将所述第一电池模块电联接到所述第二电池模块。
142.根据权利要求141所述的电池组,其中所述第一凹形端子壳体包括内部倾斜壁,所述内部倾斜壁被配置为在所述第一凸形端子组件连接到所述凹形端子壳体期间压缩所述第一凸形端子组件的一定范围。
143.根据权利要求142所述的电池组,其中所述内部倾斜壁包括:(a)定位成与所述第一凹形端子组件的最上边缘相邻的最后边缘,以及(b)相对于所述凹形端子壳体的外表面成角度的内表面。
144.根据权利要求143所述的电池组,其中所述内部倾斜壁的所述内表面与所述凹形端子壳体的所述外表面之间的内角介于1%与15%之间。
145.根据权利要求142所述的电池组,其中当所述第一凸形端子组件的所述一定范围与由非金属材料形成的所述内部倾斜壁接合时形成第一摩擦值,并且当所述第一凸形端子组件的所述一定范围与由金属材料形成的第二内部倾斜壁接合时形成第二摩擦值;并且
其中所述第一摩擦值小于所述第二摩擦值。
146.根据权利要求142所述的电池组,其中(a)当所述第一凸形端子组件的所述一定范围与所述内部倾斜壁滑动接合时,需要第一力来移动所述第一凸形端子组件,并且(b)当所述第一凸形端子组件的所述一定范围定位在所述第一凹形端子组件中时,需要第二力来移动所述第一凸形端子组件;并且
其中所述第二力小于所述第一力。
147.根据权利要求141所述的电池组,其中所述凹形端子壳体具有:
第一最外边缘、与所述第一最外边缘相对的第二最外边缘、以及由所述第一最外边缘和所述第二最外边缘限定的侧壁距离;
第一最后边缘、与所述第一最后边缘相对的第二最后边缘、以及由所述第一最后边缘和所述第二最后边缘限定的最后边缘距离;
其中所述第一最后边缘定位成靠近所述第一凹形端子组件的第一最上边缘;并且
其中所述最后边缘距离比所述侧壁距离小至少1%。
148.根据权利要求147所述的电池组,其中所述第一凹形端子组件包括与所述第一最上边缘相对的第二最上边缘,以及由所述第一最上边缘和所述第二最上边缘限定的接纳器距离;并且
其中所述接纳器距离大于或等于所述最后边缘距离。
149.根据权利要求148所述的电池组,其中所述接纳器距离小于所述侧壁距离。
150.根据权利要求141所述的电池组,其中所述第一凸形端子组件和所述第一凹形端子组件协同地相互作用以向用户提供策略反馈,所述策略反馈通知所述用户所述第一凸形端子组件定位在所述第一凹形端子组件中。
151.根据权利要求150所述的电池组,其中所述策略反馈提供所述第一凸形端子组件正被拉入到所述第一凹形端子组件中的感觉。
152.根据权利要求141所述的电池组,其中当所述第一凹形端子组件接纳所述第一凸形端子组件时,所述第一凹形端子组件的每一侧与所述第一凸形端子组件的一定范围接触。
153.根据权利要求141所述的电池组,其中当所述第一凹形端子组件接纳所述第一凸形端子组件时,所述第一凸形端子组件在所述第一凹形端子组件的每一侧上施加向外指向的力。
154.根据权利要求141所述的电池组,其中当所述第一凹形端子组件接纳所述第一凸形端子组件时,由于所述凹形端子组件和所述凸形端子组件的结构配置和位置关系,所述第一凸形组件和所述第一凹形组件是360度顺从的。
155.根据权利要求141所述的电池组,其中将所述第一凸形端子组件的一定范围***到所述第一凹形端子组件的一定范围中需要小于所述USCAR规范的3类中的***力要求的力。
156.根据权利要求141所述的电池组,其中将所述第一凸形端子组件的一定范围***到所述第一凹形端子组件的一定范围中需要小于45牛顿。
157.根据权利要求141所述的电池组,其中将所述第一凸形端子组件的一定范围***到所述第一凹形端子组件的一定范围中不需要杠杆辅助。
158.根据权利要求141至157中任一项所述的电池组,其中所述第一凸形端子组件包括具有后壁和侧壁布置的凸形端子主体,所述侧壁布置限定具有开口的接纳器,其中所述侧壁布置内的至少一个侧壁包括:
第一接触臂开口,所述第一接触臂开口穿过所述侧壁形成;
中间区段,所述中间区段定位在所述第一接触臂开口与所述凸形端子主体的所述后壁之间;
端部区段,所述端部区段(i)从所述中间区段并且(ii)沿所述第一接触臂开口延伸;以及
第一可变形接触臂,所述第一可变形接触臂(i)以向外角度从所述中间区段,(ii)沿所述第一接触臂开口的一定范围,并且(iii)朝向所述凸形端子主体的前部范围延伸。
159.根据权利要求158所述的电池组,其中当电流施加到所述凸形端子主体时,不需要电流流动穿过所述端部区段以到达所述第一可变形接触臂。
160.根据权利要求141至157中任一项所述的电池组,其中所述第一凸形端子组件包括具有限定接纳器的侧壁布置的凸形端子主体,其中所述侧壁布置中的至少一个侧壁包括:
第一接触臂开口,所述第一接触臂开口穿过所述侧壁形成;
第二接触臂开口,所述第二接触臂开口穿过所述侧壁形成;
中间区段,所述中间区段定位成与所述第一接触臂开口和所述第二接触臂开口的一定范围相邻;
端部区段,所述端部区段:(i)从所述中间区段并且(ii)沿所述第一接触臂开口延伸;
第一可变形接触臂,所述第一可变形接触臂(i)从所述中间区段并且(ii)在所述第一接触臂开口与所述第二接触臂开口之间延伸;以及
第二可变形接触臂,所述第二可变形接触臂(i)从所述中间区段并且(ii)沿所述第二接触臂开口延伸。
161.根据权利要求141至157中任一项所述的电池组,其中所述第一凸形端子组件包括具有外周边的凸形端子主体;并且
其中所述外周边:(a)当所述凸形端子主体未***所述第一凹形端子组件内时具有未压缩尺寸,并且(b)当所述凸形端子主体***所述第一凹形端子组件内时具有压缩尺寸,并且其中所述压缩尺寸小于所述压缩尺寸。
162.根据权利要求141至157中任一项所述的电池组,其中所述第一凸形端子组件包括内部弹簧构件,所述内部弹簧构件被配置为定位在所述第一凸形端子组件的凸形端子主体内。
163.根据权利要求162所述的电池组,其中所述内部弹簧构件包括不含曲线范围的第一弹簧臂。
164.根据权利要求141至157中任一项所述的电池组,其中所述第一凸形端子组件包括:(i)具有接纳器和第一接触臂的凸形端子主体,以及(ii)尺寸被设计为驻留在所述第一凸形端子组件的所述接纳器内并且具有第一弹簧臂的内部弹簧构件;并且
其中所述第一凹形端子组件具有插座,所述插座的尺寸被设计为接纳所述第一凸形端子组件和驻留在所述第一凸形端子组件的所述接纳器内的所述内部弹簧构件两者的一部分,以限定连接位置。
165.根据权利要求164所述的电池组,其中所述第一弹簧臂被配置为在所述第一电池模块的特定操作条件下在所述第一接触臂上提供偏置力。
166.根据权利要求165所述的电池组,其中所述内部弹簧构件的残余材料记忆将增大在所述第一电池模块的操作期间所述第一接触臂上的所述偏置力。
167.根据权利要求165所述的电池组,其中在所述连接位置中并且当所述第一电池模块经受具有第一温度的环境时,所述第一弹簧臂在所述第一接触臂上施加第一向外指向的力;并且
其中在所述连接位置中并且当所述第一电池模块经受具有比所述第一温度高的第二温度的环境时,所述第一弹簧臂在所述第一接触臂上施加比所述第一向外指向的力大的第二向外指向的力。
168.根据权利要求141至157中任一项所述的电池组,其中所述第一凸形端子组件包括:(i)具有接触臂的凸形端子主体,以及(ii)内部弹簧构件;并且
其中将所述凸形端子主体***到所述第一凹形端子组件中导致所述内部弹簧构件的一定范围向内变形,从而产生保持所述接触臂与所述第一凹形端子组件的内表面接合的弹簧偏置力。
169.根据权利要求168所述的电池组,其中所述弹簧偏置力具有向外的方向,并且当所述第一电池模块经受升高的温度时所述力增大。
170.根据权利要求141至157中任一项所述的电池组,其中所述第一凸形端子组件包括:
(i)由具有第一热膨胀系数的第一材料形成的凸形端子主体,所述凸形端子主体具有布置成限定接纳器的多个细长接触梁,以及
(ii)由具有第二热膨胀系数的第二材料形成的内部弹簧构件,所述第二热膨胀系数大于所述凸形端子主体的所述第一热膨胀系数,所述内部弹簧构件具有多个弹簧臂。
171.根据权利要求141至157中任一项所述的电池组,其中所述电气传输组件还包括:
正连接器模块,所述正连接器模块包括所述第一凹形端子组件和所述母线,其中所述母线是第一母线;
负连接器模块,所述负连接器模块包括第三凹形端子组件和第二母线;并且
其中(a)所述电池单元的正端子电联接到所述第一母线,并且(b)所述电池单元的负端子电联接到所述第二母线。
172.根据权利要求171所述的电池组,其中所述第一母线是双金属的并且所述第二母线不是双金属的。
173.根据权利要求171所述的电池组,其中所述电池单元的所述正端子焊接到所述第一母线,并且所述电池单元的所述负端子焊接到所述第二母线。
174.根据权利要求171所述的电池组,其中所述电池单元的所述正端子和所述负端子未被螺栓连接到所述第一母线和所述第二母线。
175.根据权利要求171所述的电池组,其中所述正连接器模块和所述负连接器模块在不使用螺栓或螺纹紧固件的情况下固定在所述电池模块壳体中。
176.根据权利要求171所述的电池组,其中所述凹形端子壳体一体形成在所述正连接器模块中。
177.一种在电源管理***的电池组中使用的电池模块,所述电池模块包括:
(i)电池模块壳体;
(ii)定位在所述电池模块壳体内的电池单元;
(iii)凹形端子壳体,其中凹形端子壳体的至少一定范围定位在所述电池模块壳体外部;
(iv)定位在所述凹形端子壳体内但不被所述电池模块壳体包围的凹形端子组件;以及
(v)定位在所述电池模块壳体内的电气传输组件,所述电气传输组件具有电联接到所述凹形端子组件和所述电池单元两者的母线,其中在所述第一电池模块的操作期间电流在所述电池单元、所述母线与所述凹形端子组件之间流动。
178.根据权利要求177所述的电池组,还包括凸形端子组件,并且其中所述凹形端子壳体具有内部倾斜壁,所述内部倾斜壁被配置为在所述凸形端子组件连接到所述凹形端子壳体期间压缩所述凸形端子组件的一定范围。
179.根据权利要求178所述的电池组,其中所述内部倾斜壁包括:(a)定位成与所述凹形端子组件的最上边缘相邻的最后边缘,以及(b)相对于所述凹形端子壳体的外表面成角度的内表面。
180.根据权利要求178所述的电池组,其中当所述凸形端子组件的所述一定范围与由非金属材料形成的所述内部倾斜壁接合时形成第一摩擦值,并且当所述凸形端子组件的所述一定范围与由金属材料形成的第二内部倾斜壁接合时形成第二摩擦值;并且
其中所述第一摩擦值小于所述第二摩擦值。
181.根据权利要求178所述的电池组,其中(a)当所述凸形端子组件的所述一定范围与所述内部倾斜壁滑动接合时,需要第一力来移动所述凸形端子组件,并且(b)当所述凸形端子组件的所述一定范围定位在所述凹形端子组件中时,需要第二力来移动所述凸形端子组件;并且
其中所述第二力小于所述第一力。
182.根据权利要求178所述的电池组,其中所述凹形端子壳体具有:
第一最外边缘、与所述第一最外边缘相对的第二最外边缘、以及由所述第一最外边缘和所述第二最外边缘限定的侧壁距离;
第一最后边缘、与所述第一最后边缘相对的第二最后边缘、以及由所述第一最后边缘和所述第二最后边缘限定的最后边缘距离;
其中所述第一最后边缘定位成靠近所述凹形端子组件的第一最上边缘;并且
其中所述最后边缘距离比所述侧壁距离小至少1%。
183.根据权利要求182所述的电池组,其中所述凹形端子组件包括与所述第一最上边缘相对的第二最上边缘,以及由所述第一最上边缘和所述第二最上边缘限定的接纳器距离;并且
其中所述接纳器距离大于或等于所述最后边缘距离。
184.根据权利要求183所述的电池组,其中所述接纳器距离小于所述侧壁距离。
185.根据权利要求177所述的电池组,还包括凸形端子组件,并且其中所述凸形端子组件和所述凹形端子组件协同地相互作用以向用户提供策略反馈,所述策略反馈通知所述用户所述凸形端子组件定位在所述凹形端子组件中。
186.根据权利要求185所述的电池组,其中所述策略反馈提供所述凸形端子组件正被拉入到所述凹形端子组件中的感觉。
187.根据权利要求177所述的电池组,还包括凸形端子组件,并且其中当所述凹形端子组件接纳所述凸形端子组件时,所述凹形端子组件的每一侧与所述凸形端子组件的一定范围接触。
188.根据权利要求177所述的电池组,还包括凸形端子组件,并且其中当所述凹形端子组件接纳所述凸形端子组件时,所述凸形端子组件在所述凹形端子组件的每一侧上施加向外指向的力。
189.根据权利要求177所述的电池组,还包括凸形端子组件,并且其中当所述凹形端子组件接纳所述凸形端子组件时,由于所述凹形端子组件和所述凹形端子组件的结构配置和位置关系,所述凸形端子组件和所述凹形端子组件是360度顺从的。
190.根据权利要求177所述的电池组,还包括凸形端子组件,并且其中将所述凸形端子组件的一定范围***到所述凹形端子组件的一定范围中需要小于所述USCAR规范的3类中的***力要求的力。
191.根据权利要求177所述的电池组,还包括凸形端子组件,并且其中将所述凸形端子组件的一定范围***到所述凹形端子组件的一定范围中需要小于所述USCAR规范的2类中的***力要求的力。
192.根据权利要求178至181或185至191中任一项所述的电池组,其中所述凸形端子组件包括具有后壁和侧壁布置的凸形端子主体,所述侧壁布置限定具有开口的接纳器,其中所述侧壁布置内的至少一个侧壁包括:
第一接触臂开口,所述第一接触臂开口穿过所述侧壁形成;
中间区段,所述中间区段定位在所述第一接触臂开口与所述凸形端子主体的所述后壁之间;
端部区段,所述端部区段(i)从所述中间区段并且(ii)沿所述第一接触臂开口延伸;以及
第一可变形接触臂,所述第一可变形接触臂(i)以向外角度从所述中间区段,(ii)沿所述第一接触臂开口的一定范围,并且(iii)朝向所述凸形端子主体的前部范围延伸。
193.根据权利要求192所述的电池组,其中当电流施加到所述凸形端子主体时,不需要电流流动穿过所述端部区段以到达所述第一可变形接触臂。
194.根据权利要求178至181或185至191中任一项所述的电池组,其中所述凸形端子组件包括具有限定接纳器的侧壁布置的凸形端子主体,其中所述侧壁布置中的至少一个侧壁包括:
第一接触臂开口,所述第一接触臂开口穿过所述侧壁形成;
第二接触臂开口,所述第二接触臂开口穿过所述侧壁形成;
中间区段,所述中间区段定位成与所述第一接触臂开口和所述第二接触臂开口的一定范围相邻;
端部区段,所述端部区段:(i)从所述中间区段并且(ii)沿所述第一接触臂开口延伸;
第一可变形接触臂,所述第一可变形接触臂(i)从所述中间区段并且(ii)在所述第一接触臂开口与所述第二接触臂开口之间延伸;以及
第二可变形接触臂,所述第二可变形接触臂(i)从所述中间区段并且(ii)沿所述第二接触臂开口延伸。
195.根据权利要求178至181或185至191中任一项所述的电池组,其中所述凸形端子组件包括具有外周边的凸形端子主体;并且
其中所述外周边:(a)当所述凸形端子主体未***所述凹形端子组件内时具有未压缩尺寸,并且(b)当所述凸形端子主体***所述凹形端子组件内时具有压缩尺寸,并且其中所述压缩尺寸小于所述压缩尺寸。
196.根据权利要求178至181或185至191中任一项所述的电池组,其中所述凸形端子组件包括内部弹簧构件,所述内部弹簧构件被配置为定位在所述凸形端子组件的凸形端子主体内。
197.根据权利要求196所述的电池组,其中所述内部弹簧构件包括不含曲线范围的第一弹簧臂。
198.根据权利要求178至181或185至191中任一项所述的电池组,其中所述凸形端子组件包括:(i)具有接纳器和第一接触臂的凸形端子主体,以及(ii)尺寸被设计为驻留在所述凸形端子组件的所述接纳器内并且具有第一弹簧臂的内部弹簧构件;并且
其中所述凹形端子组件具有插座,所述插座的尺寸被设计为接纳所述凸形端子组件和驻留在所述凸形端子组件的所述接纳器内的所述内部弹簧构件两者的一部分,以限定连接位置。
199.根据权利要求198所述的电池组,其中所述第一弹簧臂被配置为在所述第一电池单元的特定操作条件下在所述第一接触臂上提供偏置力。
200.根据权利要求198所述的电池组,其中在所述连接位置中并且当所述第一电池单元经受具有第一温度的环境时,所述第一弹簧臂在所述第一接触臂上施加第一向外指向的力;并且
其中在所述连接位置中并且当所述第一电池单元经受具有比所述第一温度高的第二温度的环境时,所述第一弹簧臂在所述第一接触臂上施加比所述第一向外指向的力大的第二向外指向的力。
201.根据权利要求178至181或185至191中任一项所述的电池组,其中所述凸形端子组件包括:(i)具有接触臂的凸形端子主体,以及(ii)内部弹簧构件;并且
其中将所述凸形端子主体***到所述凹形端子组件中导致所述内部弹簧构件的一定范围向内变形,从而产生保持所述接触臂与所述凹形端子组件的内表面接合的弹簧偏置力。
202.根据权利要求201所述的电池组,其中所述弹簧偏置力具有向外的方向,并且当所述第一电池单元经受升高的温度时所述力增大。
203.根据权利要求178至181或185至191中任一项所述的电池组,其中所述凸形端子组件包括:
(i)由具有第一热膨胀系数的第一材料形成的凸形端子主体,所述凸形端子主体具有布置成限定接纳器的多个细长接触梁,以及
(ii)由具有第二热膨胀系数的第二材料形成的内部弹簧构件,所述第二热膨胀系数大于所述凸形端子主体的所述第一热膨胀系数,所述内部弹簧构件具有多个弹簧臂。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US202063109135P | 2020-11-03 | 2020-11-03 | |
US63/109135 | 2020-11-03 | ||
PCT/US2021/057959 WO2022098799A2 (en) | 2020-11-03 | 2021-11-03 | Vehicle battery pack with a boltless connector system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116547848A true CN116547848A (zh) | 2023-08-04 |
Family
ID=81458641
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202180074601.5A Pending CN116547848A (zh) | 2020-11-03 | 2021-11-03 | 具有无螺栓连接器***的车辆电池组 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2023548014A (zh) |
KR (1) | KR20230101842A (zh) |
CN (1) | CN116547848A (zh) |
DE (1) | DE112021004994T5 (zh) |
WO (1) | WO2022098799A2 (zh) |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1835000A (en) * | 1929-07-09 | 1931-12-08 | Rajah Company | Electrical connecter |
US3607019A (en) | 1969-03-10 | 1971-09-21 | Fmc Corp | Process for producing a sodium polyphosphate from an aqueous orthophosphate solution |
US5378552A (en) * | 1994-03-16 | 1995-01-03 | Dixon, Jr.; Alfred R. | Modular battery system comprising individual interconnected modules |
US7618741B2 (en) * | 2005-10-31 | 2009-11-17 | Black & Decker Inc. | Battery pack, charger and terminal block arrangements for cordless power tool system |
US7329158B1 (en) * | 2006-06-30 | 2008-02-12 | Yazaki North America, Inc. | Push-lock terminal connection assembly |
PL3356188T3 (pl) * | 2015-09-30 | 2021-03-08 | Relectrify Pty Ltd | Układ akumulatorowy |
JP6633989B2 (ja) * | 2016-07-29 | 2020-01-22 | 矢崎総業株式会社 | 電池パック |
JP6490650B2 (ja) * | 2016-10-17 | 2019-03-27 | 矢崎総業株式会社 | 電圧検出端子の固定構造 |
CN108630879A (zh) * | 2017-03-21 | 2018-10-09 | 创科(澳门离岸商业服务)有限公司 | 电池组、电池组充电器以及用于电动工具的电池组套件 |
US10950912B2 (en) * | 2017-06-14 | 2021-03-16 | Milwaukee Electric Tool Corporation | Arrangements for inhibiting intrusion into battery pack electrical components |
US10461275B2 (en) | 2017-07-25 | 2019-10-29 | Wuhan China Star Optoelectronics Semiconductor Display Technology Co., Ltd. | Flexible display component and display screen |
US10964988B2 (en) * | 2018-10-08 | 2021-03-30 | Ford Global Technologies, Llc | Fusible bimetallic bus bars for battery arrays |
CN113508498A (zh) * | 2019-01-21 | 2021-10-15 | 皇家精密制品有限责任公司 | 具有无螺栓汇流排***的配电组件 |
-
2021
- 2021-11-03 JP JP2023521868A patent/JP2023548014A/ja active Pending
- 2021-11-03 CN CN202180074601.5A patent/CN116547848A/zh active Pending
- 2021-11-03 DE DE112021004994.1T patent/DE112021004994T5/de active Pending
- 2021-11-03 KR KR1020237017948A patent/KR20230101842A/ko unknown
- 2021-11-03 WO PCT/US2021/057959 patent/WO2022098799A2/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2022098799A2 (en) | 2022-05-12 |
WO2022098799A3 (en) | 2022-06-09 |
KR20230101842A (ko) | 2023-07-06 |
DE112021004994T5 (de) | 2023-07-06 |
JP2023548014A (ja) | 2023-11-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20230033531A1 (en) | Electrical connector system with internal spring component and applications thereof | |
US11990720B2 (en) | Power distribution assembly with boltless busbar system | |
US8974950B2 (en) | Connection structure for battery module, battery module and method of connecting terminals of battery modules | |
JP6704060B2 (ja) | バッテリパック | |
TW201429031A (zh) | 具有匯流排條組裝的電池模組及包含此電池模組之電池組 | |
CN110114932B (zh) | 电池模块以及包括电池模块的电池组和车辆 | |
EP3557652B1 (en) | Battery module with improved connection structure between electrode leads and method for manufacturing the same | |
US11302983B2 (en) | Battery module frame for a battery module of a battery system | |
KR20230042084A (ko) | 원통형 단자 몸체를 갖는 전기 커넥터 시스템 | |
CN112823449B (zh) | 连接器 | |
CN116547848A (zh) | 具有无螺栓连接器***的车辆电池组 | |
US20240145873A1 (en) | Vehicle battery pack with a boltless connector system | |
EP3540819B1 (en) | Battery pack | |
WO2023213432A1 (en) | Elastically deformable battery module connector system | |
WO2023151870A1 (en) | Splice block system for connecting multiple components in a power distribution system | |
US20230208063A1 (en) | Electrical connector system with high ampacity performance | |
WO2021079938A1 (ja) | 蓄電設備 | |
US20240030668A1 (en) | Connector system for a component in a power management system in a motor vehicle | |
CN116368697A (zh) | 用于机动车辆中的电源管理***中的部件的连接器*** |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |