电池模块印刷电路板组装系统和方法

摘要

电池模块(22)包括外壳(50,52)、设置在外壳中的多个电池单元(54)以及设置在外壳(50,52)中的印刷电路板(PCB)组件(58)。PCB组件(58)包括PCB(136)和横跨PCB(136)的第一表面设置的分流器(137)。分流器(137)的第二表面直接接触PCB(136)的第一表面，并且分流器(137)电连接在电池单元(54)与电池模块(22)的端子(24,26)之间。

权利要求

1.一种电池模块，包括：

外壳；

多个电池单元，所述多个电池单元设置在所述外壳中；以及

设置在所述外壳中的印刷电路板(PCB)组件，所述印刷电路板组件包括印刷电路板，所述印刷电路板具有印刷电路板上表面，通过所述印刷电路板上表面露出所述印刷电路板的电连接件，并且其中，所述印刷电路板组件包括具有分流器下表面的分流器，所述分流器下表面与所述印刷电路板上表面和通过所述印刷电路板上表面露出的所述电连接件直接接触，以使得所述分流器与所述印刷电路板的所述电连接件电连通。

2.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述电池模块包括处理器或测量装置，其中，所述电连接件在所述分流器与所述处理器或所述测量装置之间电联接。

3.根据权利要求2所述的电池模块，附加的电连接件通过所述印刷电路板的所述印刷电路板上表面露出，其中，所述附加的电连接件在所述分流器与所述处理器、所述测量装置或附加的测量装置之间电联接。

4.根据权利要求2所述的电池模块，其中所述处理器或所述测量装置被配置成测量所述电池模块的电压输出、所述电池模块的电流或两者。

5.根据权利要求1所述的电池模块，其中汇流条电联接在所述多个电池单元的端部电池单元与所述印刷电路板组件的所述分流器之间。

6.根据权利要求5所述的电池模块，所述电池模块包括：

电池模块端子，所述电池模块端子被配置成联接到由所述电池模块供电的负载；以及连接器，所述连接器联接在所述电池模块端子与所述分流器之间。

7.根据权利要求6所述的电池模块，其中所述汇流条直接接触分流器上表面，所述分流器上表面与所述分流器下表面相反，并且其中，所述连接器直接接触所述分流器上表面。

8.根据权利要求7所述的电池模块，其中所述汇流条在所述分流器的第一端上直接接触所述分流器上表面，并且其中，所述连接器在所述分流器的与所述分流器的所述第一端相反的第二端上直接接触所述分流器上表面。

9.根据权利要求6所述的电池模块，其中所述分流器被配置成在所述电池模块的所述汇流条和所述电池模块端子之间提供低电阻路径。

10.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述电连接件被配置成使得所述印刷电路板能够监测通过所述分流器的电流的特性。

11.根据权利要求1所述的电池模块，所述电池模块包括：

电池模块端子，所述电池模块端子被配置为联接到由所述电池模块供电的负载；以及汇流条，所述汇流条电联接在所述多个电池单元的端部电池单元以及所述印刷电路板组件的所述分流器之间，其中，所述分流器被配置为在所述电池模块的所述汇流条和所述电池模块端子之间提供低电阻路径。

12.一种电池模块的印刷电路板(PCB)组件，其中所述印刷电路板组件包括：印刷电路板，所述印刷电路板具有印刷电路板表面，通过所述印刷电路板表面露出电连接件；以及具有分流器表面的分流器，所述分流器表面与通过所述印刷电路板表面露出的所述电连接件直接接触，以使得所述分流器与所述电连接件电连通，其中，所述分流器被配置为在汇流条和电池模块端子之间提供低电阻路径，所述汇流条联接到设置在所述电池模块的外壳中的多个电池单元的端部单元，并且所述电池模块端子被配置为联接到由所述电池模块供电的负载。

13.根据权利要求12所述的印刷电路板组件，其中所述印刷电路板组件包括处理器或测量装置，其中，所述电连接件在所述印刷电路板组件的所述分流器与所述处理器或所述测量装置之间电联接。

14.根据权利要求13所述的印刷电路板组件，附加的电连接件通过所述印刷电路板的所述印刷电路板表面露出，其中，所述附加的电连接件在所述分流器与所述处理器、所述测量装置或附加的测量装置之间电联接。

15.根据权利要求13所述的印刷电路板组件，其中所述处理器或所述测量装置被配置成测量所述电池模块的电压输出、所述电池模块的电流或两者。

16.根据权利要求12所述的印刷电路板组件，其中所述分流器与所述电连接件和所述印刷电路板表面两者直接接触。

17.一种制造电池模块的方法，所述方法包括：

将电连接件通过印刷电路板(PCB)组件的印刷电路板的印刷电路板上表面露出；以及在所述印刷电路板上表面之上设置分流器，以使得所述分流器的分流器下表面直接接触所述印刷电路板的所述印刷电路板上表面以及通过所述印刷电路板上表面露出的所述电连接件，并且使得所述分流器与所述电连接件电连通。

18.根据权利要求17所述的方法，包括将汇流条联接到所述分流器，其中，所述汇流条被配置为联接到所述电池模块的多个电池单元。

19.根据权利要求18所述的方法，包括将连接器联接到所述分流器，其中，所述连接器被配置为联接到所述电池模块的电池模块端子。

20.根据权利要求19所述的方法，所述汇流条被配置为沿与所述分流器的所述分流器下表面相反的分流器上表面而直接联接到所述分流器的第一端，其中所述连接器沿所述分流器的所述分流器上表面而直接联接到所述分流器的第二端。

说明书

电池模块印刷电路板组装系统和方法

[0001] 本申请是申请日为2014年8月25日、国际申请号为PCT/US2014/052554、国家申请号为201480048653.5、发明名称为“电池模块印刷电路板组装系统和方法”的发明专利申请的分案申请。

[0002] 相关申请的交叉引用

[0003] 本申请要求2013年9月6日提交的名称为“电池模块系统和方法”的美国临时申请序列号61/874,472的优先权和权益，该临时申请以引用方式并入本文中。

背景技术

[0004] 本公开大体上涉及电池和电池模块的领域。更具体而言，本公开涉及可以在车辆背景以及其它能量存储/消耗应用中使用的电池模块。

[0005] 本节旨在向读者介绍可能与本公开的各个方面有关的技术的各个方面，本公开的各个方面在下文中描述和/或要求保护。这种讨论被认为有助于向读者提供背景技术信息，以有利于更好地理解本公开的各个方面。因此，应当理解，这些陈述有鉴于此而被解读，而不是作为现有技术的承认。

[0006] 使用一个或多个电池系统来提供该车辆的原动力的全部或一部分的车辆可被称为xEV，其中术语“xEV”在本文中被定义为包括所有下列车辆或其任何变型或组合，该车辆将电能用于其车辆原动力的全部或一部分。如本领域的技术人员应当理解的那样，混合电动车辆(HEV)结合了内燃发动机推进系统和诸如48伏或130伏系统的电池供电的电推进系统。术语HEV可包括混合电动车辆的任何变型。例如，全混合动力系统(FHEV)可使用一个或多个电动马达、仅使用内燃发动机或使用两者向车辆提供原动力和其它电能。相比之下，轻度混合动力系统(MHEV)在车辆怠速时禁用内燃发动机并且利用电池系统来为空调单元、无线电或其它电子器件继续供电并且在需要推进时重新起动发动机。轻度混合动力系统也可以在例如加速期间施加一定水平的动力辅助以对内燃发动机作出补充。轻度混合动力通常为96V至130V，并且通过皮带或曲柄集成的起动机发电机回收制动能量。此外，微混合电动车辆(mHEV)也使用类似于轻度混合动力的“停止-起动”系统，但mHEV的微混合动力系统可能向或不向内燃发动机提供动力辅助并在低于60V的电压下操作。出于本讨论的目的，应当注意，mHEV通常在技术上不使用直接提供至曲轴或变速器以用于车辆的原动力的任何部分的电能，但mHEV仍可以被视为xEV，因为当车辆在内燃发动机禁用的情况下怠速时它的确使用电能来补充车辆的动力需求并且通过集成的起动机发电机来回收制动能量。此外，插电式电动车辆(PEV)是可从诸如壁装插座的外部电源充电的任何车辆，并且被存储在可再充电的电池组中的能量驱动或有助于驱动车轮。PEV是电动车辆的一个子类，其包括全电动或电池电动车辆(BEV)、插电式混合电动车辆(PHEV)、以及混合电动车辆与常规内燃发动机车辆的改装型电动车辆。

[0007] 相比仅使用内燃发动机和传统的电气系统(通常是由铅酸电池供电的12伏系统)的更传统的燃气动力车辆，上述xEV可以提供许多优点。例如，xEV相比传统的内燃车辆可以产生更少的不期望的排放产物并可以表现出更高的燃料效率，并且在一些情况下，这样的xEV可以完全省去对汽油的使用，就像某些类型的PHEV那样。

[0008] 随着xEV技术继续演化，需要为这样的车辆提供改进的动力源(例如，电池系统或模块)。例如，希望增加这样的车辆在不需要对电池再充电的情况下可以行驶的距离。另外，也可能希望提高这样的电池的性能，并且降低与电池系统相关联的成本。

发明内容

[0009] 在范围方面与最初要求保护的主题相称的某些实施方案被总结如下。这些实施方案并非旨在限制本公开的范围，相反，这些实施方案仅旨在提供某些所公开的实施方案的简短总结。实际上，本公开可涵盖可能类似于或不同于下文所述实施方案的各种形式。

[0010] 本公开涉及电池和电池模块。更具体而言，本公开涉及所有电化学和静电能量存储技术(例如，超级电容器、镍-锌电池、镍金属氢化物电池和锂电池)。特定实施方案涉及可以在车辆背景(例如，xEV)和其它能量存储/消耗应用(例如，用于电网的储能)中使用的锂离子电池单元。

[0011] 根据本发明的实施方案的电池模块包括印刷电路板(PCB)组件，其被构造成监测通过电池模块的相应的分流器的电流的流动特性。分流器通常提供低电阻的电气路径，以便源自电池单元的电流朝电池模块的输出端子流动，同时帮助检测来自电池模块的电压输出。根据本发明的实施方案，PCB组件将PCB和分流器归入这样的布置：相对于传统的电池模块构型，该布置有效地利用封装体积并且简化了制造过程。

[0012] 具体而言，本公开的实施方案涉及一种电池模块，该电池模块带有PCB组件和直接安装在PCB组件的PCB上的分流器。分流器可以直接设置在PCB的表面(例如，顶表面)上，以使得分流器的金属部分与通过PCB的顶表面露出的电连接件直接接触。通过在电连接件和分流器之间的这种电气接合，分流器可以与PCB上的特征形成电连通。例如，电连接件可以连接到在PCB上的处理器或测量装置，以使得流过分流器的电流可以流过电连接件并流至在PCB上的处理器或测量装置，该测量装置可以测量电池模块的电压输出。

[0013] 另外，分流器可以联接到汇流条和连接器，使得分流器在汇流条和连接器之间提供电通路。汇流条可以与电池模块中的电池单元的端子电连通，并且连接器可以与电池模块的端子柱电连通。因此，电流的流动可以依次通过电池单元的端子，通过汇流条，通过分流器，通过连接器，并且通过电池模块的端子柱进行。此外，端子柱可以连接到由电池模块供电的负载。

[0014] 分流器可以由汇流条、连接器、电池模块的封盖的分流器夹、或它们的组合压靠到(例如，夹紧到)PCB。例如，汇流条和连接器可以接触分流器的顶表面并且抵靠着分流器的顶表面向下施加向下的力，将分流器推靠到PCB的顶表面。此外，PCB可以设置在电池模块的封盖的顶部上，其中封盖的分流器夹向上且在分流器上方延伸。分流器夹可包括延伸部，该延伸部以与上文中结合汇流条和连接器所述相同的方式在分流器的顶表面上施加向下的力。在一些实施方案中，在分流器的底表面和PCB的顶表面之间可以施加粘合剂以用于将分流器连接到PCB。

[0015] 本公开的第一实施方案包括电池模块，该电池模块包括外壳、设置在外壳中的多个电池单元、以及设置在外壳中的印刷电路板(PCB)组件。PCB组件包括PCB和横跨PCB的第一表面设置的分流器。分流器的第二表面直接接触PCB的第一表面，并且分流器电连接在电池单元和电池模块的端子之间。

[0016] 本公开的第二实施方案包括一种方法。该方法包括使得电流能够经由电池模块中的印刷电路板(PCB)组件的分流器从电池模块中的一个或多个电池单元流至电池模块的输出端子。分流器的底表面直接接触PCB组件的PCB的顶表面。分流器的底表面直接接触通过PCB的顶表面露出露出的PCB的电连接件。该方法还包括经由电连接件在PCB的测量装置处接收指示流过分流器的电流的信号。此外，该方法包括基于经由测量装置接收的信号来测量电池模块的特性。

[0017] 本公开的第三实施方案包括一种制造电池模块的方法。该方法包括：将印刷电路板(PCB)设置在电池模块的封盖的顶部上；将分流器设置在PCB的顶部上且直接抵靠PCB；以及将分流器连接到在分流器的第一端部上的汇流条和连接在与第一端部相对的分流器的第二端部上的连接器，其中连接器还连接到电池模块的输出端子。该方法还包括将汇流条联接到电池模块的电池单元的端子。此外，该方法包括将分流器的底表面与露出在PCB的顶表面上露出的电连接件连接和将分流器通过分流器夹约束在PCB的顶部上。分流器夹从封盖向上且在分流器上方延伸。分流器夹包括延伸部，该延伸部被构造成抵靠着分流器的顶表面施加向下的力。

[0018] 构成电池模块的组件和各个部件可包括各种特征，这些特征能够实现电池模块的较小的封装、有效的组装、降低的成本和增强的操作特性。下文详细地描述这些不同的特征和其具体效果。

附图说明

[0019] 当参考附图阅读下面的具体实施方式时，本公开的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解，在所有图中类似的标记表示类似的部件，在附图中：

[0020] 图1是根据本发明的实施方案的具有电池系统的车辆(xEV)的立体图，该电池系统将为车辆贡献全部动力或一部分动力；

[0021] 图2是根据本发明的实施方案的混合电动车辆(HEV)形式的图1的xEV的剖开示意图；

[0022] 图3是根据本发明的实施方案的微混合电动车辆(mHEV)形式的图1的xEV的剖开示意图；

[0023] 图4是根据本发明的实施方案的图3的mHEV的示意图，示出了在整个mHEV中的动力分配；

[0024] 图5是根据本发明的实施方案的在图1的电池系统中使用的电池模块的立体图；

[0025] 图6是根据本发明的实施方案的图5的电池模块的分解立体图；

[0026] 图7是根据本发明的实施方案的图5的电池模块的下部外壳的立体图；

[0027] 图8是根据本发明的实施方案的图7的下部外壳的侧剖视图；

[0028] 图9是根据本发明的实施方案的图7的下部外壳的俯视图；

[0029] 图10是根据本发明的实施方案的图7的下部外壳的局部立体图，示出了在下部外壳的外表面上的热翅片；

[0030] 图11是根据本发明的实施方案的在图5的电池模块的下部外壳和覆盖件之间的接口的横截面图；

[0031] 图12是根据本发明的实施方案的图5的电池模块的某些部件的立体图，示出了电池模块的端子柱；

[0032] 图13示出了根据本发明的实施方案的通过冷成形技术制造的图12的端子柱中的一个端子柱；

[0033] 图14是根据本发明的实施方案的端子柱的立体图；

[0034] 图15是根据本发明的实施方案的端子柱的立体图；

[0035] 图16是根据本发明的实施方案的直接安装在图12的电池模块的印刷电路板(PCB)上的分流器的立体图；

[0036] 图17是根据本发明的实施方案的在图12的电池模块的PCB上使用的高电流互连组件的立体图；

[0037] 图18是根据本发明的实施方案的图17的高电流互连组件的侧剖视图；

[0038] 图19是根据本发明的实施方案的图18的高电流互连组件的电流流向图；

[0039] 图20是根据本发明的实施方案的经由图17的高电流互连组件彼此连接且连接到PCB的汇流条、刀形熔断器组件和其它高电流部件的立体图；

[0040] 图21是根据本发明的实施方案的图20的高电流部件、PCB和高电流互连件的分解立体图；

[0041] 图22是根据本发明的实施方案的安装在PCB上的图17的高电流互连组件的立体图；

[0042] 图23是根据本发明的实施方案的经由直流(DC)总线连接到车辆电子部件的图1的电池系统的图解表示；

[0043] 图24是根据本发明的实施方案的预充电电路的图解表示，该预充电电路可以通过图12的PCB上的硬件来实现；

[0044] 图25是根据本发明的实施方案的对图20的汇流条预充电的方法的过程流程图；

[0045] 图26是根据本发明的实施方案的接触继电器控制电路的图解表示，该控制电路可以通过图12的PCB上的硬件来实现；

[0046] 图27是根据本发明的实施方案的图表，示出了在图26的接触继电器控制电路中因变于时间测量到的电流水平；

[0047] 图28是根据本发明的实施方案的控制接触继电器的方法的过程流程图；

[0048] 图29是根据本发明的实施方案的图20的刀形熔断器组件的侧视图；

[0049] 图30是根据本发明的实施方案的连接到PCB的图20的刀形熔断器组件的侧视图；

[0050] 图31是根据本发明的实施方案的图12的电池模块的部件的立体图，示出了电池模块内的汇流条单体互连组件；

[0051] 图32是根据本发明的实施方案的电压感测连接接线片的立体图；

[0052] 图33是根据本发明的实施方案的电压感测连接接线片的立体图；

[0053] 图34是根据本发明的实施方案的用于电联接电池单元的图31的汇流条单体互连组件的分解立体图；

[0054] 图35是根据本发明的实施方案的在图31的汇流条单体互连组件中使用的发夹形汇流条的前视图；

[0055] 图36是根据本发明的实施方案的在图31的电池单元互连组件中使用的联系汇流条的前视图；

[0056] 图37是根据本发明的实施方案的在图31的电池单元互连组件中使用的汇流条的上部的立体图；

[0057] 图38是根据本发明的实施方案的在图31的电池单元互连组件中使用的汇流条的下部的立体图；

[0058] 图39是根据本发明的实施方案的电连接电池单元的图37和38的汇流条的立体图；

[0059] 图40是根据本发明的实施方案的用于保持图6的电池模块的PCB和温度传感器的封盖的俯视图；

[0060] 图41是根据本发明的实施方案的沿线41-41截取的图40的封盖的侧剖视图，该封盖压紧电池模块的电池单元；

[0061] 图42是根据本发明的实施方案的图41的封盖的一部分的侧剖视图，该封盖压紧电池模块的电池单元；

[0062] 图43是根据本发明的实施方案的沿线41-41截取的图40的封盖的透视剖视图，该封盖带有通风室；

[0063] 图44是根据本发明的实施方案的带有通风室的图40的封盖的仰视图；

[0064] 图45是根据本发明的实施方案的带有通风室的图40的封盖的侧剖视图；

[0065] 图46是根据本发明的实施方案的图5的电池模块的示意立体图，该模块具有在电池模块的侧壁中的通风排放孔口；

[0066] 图47是根据本发明的实施方案的图5的电池模块的示意立体图，该模块具有延伸出电池模块之外的通风排放气管；

[0067] 图48是根据本发明的实施方案的图5的电池模块的立体图，该模块具有延伸出电池模块之外的配合件；

[0068] 图49是根据本发明的实施方案的图5的电池模块的分解立体图；

[0069] 图50是根据本发明的实施方案的组装图49的电池模块的方法的过程流程图；

[0070] 图51是根据本发明的实施方案的图49的PCB的各个层的立体示意图；以及[0071] 图52是根据本发明的实施方案的图5的电池模块的部件的俯视图，示出了在电池模块的组装期间可进行焊接的位置。

具体实施方式

[0072] 应当指出，诸如“在...上方”、“在...下方”、“在...顶部上”和“在...之下”的术语可以用来指示元件(例如，下文所述动力和电池组件的分层部件)的相对位置，而不将实施方案限制为水平或竖直叠堆取向中的任一者。此外，应当指出，诸如“在...上方”、“在...下方”、“邻近”或“接近”的术语旨在指示可能彼此直接接触或不彼此直接接触的两个部件或层的相对位置。另外，几何基准并非旨在为严格限制性的。

[0073] 如上文所讨论的，存在若干种不同类型的xEV。虽然一些车辆制造商仅生产xEV，并且因此可从头开始将车辆设计为xEV，但大多数车辆制造商主要生产传统的内燃机车辆。因此，当这些制造商之一也希望生产xEV时，它常常利用其传统车辆平台中的一种作为起点。如可以理解的那样，当车辆一开始已被设计成使用由单个铅酸电池供电的传统电气系统并且仅利用内燃发动机作为原动力时，将这样的车辆改装为其HEV形式会带来许多封装问题。
例如，FHEV不仅使用这些传统部件，而且必须添加一个或多个电动马达以及其它相关联的部件。又如，mHEV也不仅使用这些传统部件，而且除了12V铅酸电池之外必须在车辆中布置更高电压的电池(例如，48V锂离子电池模块)以及其它部件，例如，带式集成起动机-发电机，有时也称为带式交流发电机起动机(BAS)，如下文更详细描述的。因此，如果电池系统可被设计成减少这样的封装问题，则会使传统车辆平台向xEV的改装具有更低的成本且更高效。

[0074] 本文所述电池系统可以用来向多种不同类型的xEV以及其它能量存储应用(例如，电网能量存储系统)提供功率。这样的电池系统可包括一个或多个电池模块，每个电池模块具有多个电池单元(例如，锂离子电化学电池单元)，其布置成提供特定的电压和/或电流，以用于为例如xEV的一个或多个部件供电。

[0075] 本发明的实施方案也包括物理电池模块特征、组装部件、制造和组装技术等，这些特征、部件和技术有利于提供所公开的、具有所需形状因数(例如，大约相当于或小于传统的铅酸电池的尺寸)的电池模块和系统。此外，如下文详细叙述的，所公开的电池模块实施方案包括构造成接纳电池模块的电池单元的下部外壳。此外，所公开的电池模块实施方案包括封盖组件、PCB组件、从电池模块延伸的电池端子柱、以及覆盖件。这些组件中的每一个可包括有利于电池模块的相对容易的组装、电池模块的较低成本的组装、电池模块的更长寿命和电池模块的减少的封装的特征。下文更详细地讨论这些特征。

[0076] 在前面的描述的基础上，图1是根据本发明的实施方案的具有电池系统20的汽车(例如，轿车)形式的xEV 10的立体图，电池系统20用于为车辆10提供全部或一部分动力(例如，电能和/或原动力)，如上所述。虽然xEV 10可以是上述类型的xEV中的任一种，但作为具体的实例，xEV 10可以是mHEV，包括配有微混合动力系统的内燃发动机，该微混合动力系统包括起动-停止系统，该系统可以利用电池系统20为至少一个或多个附件(例如，AC、灯、控制台等)以及在起动-停止循环期间内燃发动机的点火供电。

[0077] 此外，虽然xEV 10在图1中示出为轿车，但车辆的类型在其它实施方案中可以不同，所有这些类型都旨在落入本公开的范围内。例如，xEV 10可以表示包括卡车、巴士、工业车辆、摩托车、游艺车、船舶或可以受益于电能的使用的任何其它类型车辆在内的车辆。另外，虽然电池系统20在图1中示出为定位在车辆的行李箱或后部，但根据其它实施方案，电池系统20的位置可以不同。例如，电池系统20的位置可以基于车辆内的可用空间、车辆的所需重量平衡、与电池系统20一起使用的其它部件(例如，电池管理系统、通风或冷却装置等)的位置、以及各种其它考虑因素来选择。

[0078] 图2示出了图1的xEV 10的实施方案的剖开示意图，该实施方案以具有电池系统20的HEV的形式提供，电池系统20包括一个或多个电池模块22。特别地，图2中所示电池系统20在靠近燃料箱12处朝向车辆10的后部设置。在其它实施方案中，电池系统20可以紧邻燃料箱12设置，设置在车辆10的后部的单独隔室(例如，行李箱)中，或设置在xEV 10中的另一个合适的位置。此外，如图2所示，当xEV 10利用汽油动力来推进车辆10时，可以提供内燃发动机14。车辆10还包括作为驱动系统一部分的电动马达16、动力分配装置17和发电机18。

[0079] 图2中所示xEV 10可以由电池系统20单独地、由内燃发动机14单独地或由电池系统20和发动机14两者供能或驱动。应当注意，在本发明的其它实施方案中，可以利用其它类型的车辆和车辆驱动系统的配置，并且图2的示意图不应被视为对本申请中描述的主题的范围构成限制。根据各种实施方案，电池系统20的大小、形状和位置、车辆的类型、xEV技术的类型、以及电池化学性质等特征可以与所示出或描述的不同。

[0080] 电池系统20可以大体上包括一个或多个电池模块22，每个电池模块具有多个电池单元(例如，锂离子电化学电池单元)，这些电池单元在下文中更详细地讨论。电池系统20可包括用于将多个电池模块22彼此连接和/或连接到车辆电气系统的其它部件的特征或部件。例如，电池系统20可包括负责监测和控制所述一个或多个电池模块22的电气性能和热学性能的特征。

[0081] 图3示出了图1的xEV 10的另一个实施方案的剖开示意图，其以具有电池系统20的mHEV 10形式提供。这样的电池系统20可以布置在mHEV 10中的某一位置，该位置在改装为mHEV之前已容纳传统电池。例如，如图3所示，mHEV 10可包括电池系统20A，该电池系统定位在类似于典型的内燃发动机车辆的铅酸电池的位置(例如，在车辆10的发动机罩下方)。作为另一实例，在某些实施方案中，mHEV 10可包括电池系统20B，该电池系统定位在mHEV 10的质心附近，例如在驾驶员或乘客座椅下方。作为又一实例，在某些实施方案中，mHEV 10可包括电池系统20C，该电池系统定位在后排乘客座椅下方或车辆的行李箱附近。应当理解，在某些实施方案中，将电池系统20(例如，电池系统20B或20C)定位在车辆的内部之中或附近可以允许使用来自车辆内部的空气来冷却电池系统20(例如，使用强制空气冷却设计)。

[0082] 图4是图3的mHEV 10的实施方案的示意图，mHEV 10具有设置在车辆10的发动机罩下方的电池系统20的实施方案。如此前指出的和下文详细讨论的，电池系统20可包括电池模块22，电池模块22的尺寸与典型铅酸电池的尺寸相当以限制或消除为了适应电池系统20而对mHEV 10设计的修改。图4中所示电池模块22为两端子电池，该电池能够提供大约48V的输出。例如，第一端子24可以提供接地连接，而第二端子26可以提供48V的输出。然而，应当指出，本文所述电池模块22的其它实施方案可能能够在不同的电压下存储和输出功率。电池系统20可包括DC-DC转换器28，以用于将电池模块22的输出转换至较低电压(例如，12V)。如图所示，电池模块22的48V输出可以连接到带式交流发电机起动机(BAS)29，其可用来在起动-停止循环期间起动内燃发动机33，并且DC-DC转换器28的12V输出可以连接到传统的点火系统(例如，起动机马达30)，以在BAS 29不用来这样操作时的情况下起动内燃发动机
33。还应当理解，BAS 29也可从再生制动系统等(未示出)捕获能量以对电池模块22再充电。

[0083] 应当理解，电池系统20的48V和12V输出也可以被提供至mHEV 10的其它部件。根据本发明的实施方案的可以利用48V输出的部件的实例包括散热器冷却风扇、气候控制风扇、电动转向系统、主动悬架系统、电空调系统、自动泊车系统、冷却的座椅、电动油泵、电动超级增压器/涡轮增压器、电动水泵、加热的座椅、加热的挡风玻璃/除霜器、以及发动机点火器。根据本发明的实施方案的可以利用来自DC-DC转换器28的12V输出的部件的实例包括升窗马达、阅读灯、胎压监测系统、天窗马达控制器、动力座椅、报警系统、信息娱乐在线特征、导航特征、车道偏离报警系统、电动泊车制动器、以及外部灯。上述实例不是穷举性的，并且在列举的实例之间可存在重叠。实际上，在一些实施方案中，以上列举为与48V负载相关联的特征也可以利用12V输出，反之亦然。

[0084] 在图示实施方案中，电池模块22的48V输出可以用来为mHEV 10的一个或多个附件供电。例如，如图4所示，电池模块22的48V输出可以连接到mHEV 10的采暖、通风和空调(HVAC)系统32(例如，包括压缩机、加热线圈、风扇、泵等)，以允许驾驶员在车辆操作期间控制mHEV 10内部的温度。在内燃发动机33停止且因此不通过发动机充电提供任何电能的怠速周期内，这在mHEV 10中特别重要。另外如图4所示，电池模块22的48V输出可以连接到车辆控制台34，车辆控制台34可包括娱乐系统(例如，无线电、CD/DVD播放器、收视屏等)、警示灯和指示器、用于操作mHEV 10的控制器，等等。因此，应当理解，在某些情况下，48V输出可以提供操作mHEV 10的附件的更有效的电压(例如，相比12V)，尤其是当内燃发动机33停止时(例如，在起动-停止循环期间)。还应当理解，在某些实施方案中，电池模块22的48V输出也可以被提供至mHEV 10的任何其它合适的部件和/或附件(例如，灯、开关、门锁、窗户马达、挡风玻璃雨刮器等)。

[0085] 另外，图4中所示mHEV 10包括车辆控制模块(VCM)36，其可以控制车辆10的各种部件的一个或多个操作参数，并且VCM 36可包括至少一个存储器和编程为执行这样的任务的至少一个处理器。类似于mHEV 10的其它部件，电池模块22可以经由一个或多个通信线38连接到VCM 36，以使得VCM 36可以接收来自电池模块22和更具体地来自电池模块22的电池控制模块(BCM)的输入。例如，VCM 36可以接收来自电池模块22的关于各种参数(例如，充电状态和温度)的输入，并且VCM 36可以使用这些输入来确定何时对电池模块22充电和/或放电、何时中断对电池模块22的充电、何时起动和停止mHEV 10的内燃发动机33、是否使用BAS 29或起动机30，等等。

[0086] 转到图5，本实施方案包括电池模块22，电池模块22可以被视为大体上代表非铅酸电池的电池模块(例如，包括超级电容器、镍锌电池、镍金属氢化物电池和锂电池的电池模块)。特别地，图5中所示的电池模块22为锂离子电池模块。此外，电池模块22可包括下文详细描述的某些特征，这些特征有利于电池模块22的较为容易和节约成本的制造。另外，电池模块22可包括能够实现电池模块22的相对小的封装的特征，以使得电池模块22可以适形于与铅酸电池的尺寸相当或比铅酸电池的尺寸更小的总体几何形状或尺寸。

[0087] 在图示实施方案中，电池模块22包括下部外壳50和覆盖件52，下部外壳50和覆盖件52连接到一起以形成电池模块22的包围物。如下文详细描述的，本包围物可以保持多个棱柱形电池单元、汇流条、印刷电路板和用来提供存储和提供所需电压输出的能量的其它设备。电池端子24和26延伸出所围住的电池模块22之外，以用于将外部负载连接到电池模块22。

[0088] 图6是图5的电池模块22的分解立体图。如图所示，电池模块22可主要包括下部外壳50、设置在下部外壳50中的电池单元54、封盖组件56、印刷电路板(PCB)组件58、电池端子24和26、以及覆盖件52。下部外壳50和覆盖件52形成电池模块22的外部包围物，并且电池单元54、封盖组件56和PCB组件58保持在该包围物内。电池端子24和26被构造成突出到由下部外壳50和覆盖件52形成的包围物之外，以便有利于将外部电负载附接到电池模块22。图示部分中的每一个(例如，下部外壳50、封盖组件56、PCB组件58、端子24和26、以及覆盖件52)包括下文详细讨论的特征，这些特征有利于相对紧凑的电池模块22的有效组装。

[0089] 应当指出，在图示实施方案中，电池模块22包括十三个单独的电池单元54。如图所示，电池单元54可以相对于彼此布置成面对面或叠置的取向。如下文详细讨论的，这些电池单元54可以串联连接在电池模块22内，以提供所需的电压输出。例如，为了输出大约48V的所需电压，十三个电池单元54中的每一个电池单元可以被构造成提供在大约3.5V至3.9V的范围内的电压。虽然图示实施方案包括十三个这样的电池单元54，但电池模块22可包括任意数量的单独的电池单元54，这些电池单元串联、并联或以串联和并联的组合连接在一起，以提供所需的电压输出。

[0090] 现在已大体上介绍了在本文所公开的电池模块22内的特征(例如，下部外壳50、电池单元54、封盖组件56、PCB组件和覆盖件52)，下面将提供这些特征的更详细的讨论。为了方便讨论电池模块22及其各种组件和部件，X轴线60被定义为延伸穿过电池模块22的宽度，Y轴线62被定义为延伸穿过电池模块22的长度，而Z轴线64被定义为延伸穿过电池模块22的高度。

[0091] 用于保持锂离子电池模块的电池单元的包围物

[0092] 图7示出了可用来保持电池模块22的电池单元54的下部外壳50。如上所述，电池模块22可以是锂离子电池，其具有多个单独的锂离子电池单元(例如，电池单元54)，以用于从电池模块22输出所需电压。图示的下部外壳50结合电池模块22的其它部件(例如，覆盖件52)被构造成以面对面布置保持和固定多个棱柱形电池单元54。如下文详细讨论的，下部外壳50可包括多个特征，其有利于电池单元54的有效定位、膨胀力管理、冷却和总体包封。下部外壳50可以模制成具有下述特征中的一个或多个特征的单件。下部外壳50可以由任何合需的材料构造成，包括例如玻璃填充的尼龙或塑料。

[0093] 在图示实施方案中，下部外壳50包括沿着下部外壳50的内部边缘(例如，内壁)的由肋72(例如，分隔物)限定的狭槽70。这些狭槽70设计成将棱柱形电池单元54接纳并保持在电池模块22内。虽然肋72仅在图7中的下部外壳50的一个内壁74上可见，但另一行肋72可能沿着下部外壳50的相对的内壁76呈现，以便使电池单元54相对于彼此、下部外壳50和电池模块22的其它部件保持对齐。内壁74的肋72(例如，分隔物)可以与相对的内壁76的肋72(例如，分隔物)对齐。

[0094] 图8是下部外壳50的侧视图，示出了形成于内壁74中的肋72(例如，分隔物)。肋72为相对于彼此基本上等间距的，并且被设计成将一个棱柱形电池单元54保持在形成于相邻的肋72之间的每个狭槽70内。肋72可以将电池单元54保持在彼此略微间隔开的位置。这允许电池单元54膨胀并改变尺寸，而不会在下部外壳50上施加不期望的应力。即，肋72被构造成将电池单元54保持在两个肋之间，以使得电池单元54被约束在电池模块22内并且也允许由于电池模块22内的温度增加而膨胀。

[0095] 在利用多个棱柱形电池单元的传统电池模块中，电池单元常常被夹紧或以其它方式结合在一起，然后被置于包围物中。随着温度增加和电池单元中的每一个膨胀，来自所有电池单元的累积的膨胀力可被传递到保持它们的结构。然而，本发明所公开的下部外壳50以肋72为特征，肋72允许每个电池单元54抵靠肋72单独地膨胀，而不将累积的膨胀力施加到下部外壳50的每个相对端部。相比其中电池单元紧密地保持在一起的传统设计将提供的，减小在下部外壳50上的这种力可以允许电池模块22的更紧凑的封装。

[0096] 在图示实施方案中，肋72沿着下部外壳50的底部78比在下部外壳50的顶部80更宽。即，肋72在Y轴线62的方向上在底部78处比其在顶部80处更远地延伸，如由其中一个肋72的下部宽度尺寸82相对于肋72的上部宽度尺寸84所示。肋72朝底部78的这种加宽(例如，倒锥)有利于缩窄用来保持电池单元54的狭槽70。肋72的这种尺寸设计可以导致电池单元
54在下部外壳50的底部78处比在顶部80处被更紧密地保持。

[0097] 加宽的肋72可以有利于电池模块22的相对容易的组装。例如，在顶部80处的狭槽70的较大开口充当电池单元54的引入端，以帮助将电池单元54放置在对应的狭槽70中。加宽的肋72可以适应用来在组装期间将电池单元54下放到狭槽70内的取放机器中的固有公差。此外，加宽的肋72可以允许电池单元54在顶部80附近移动，以使得电池单元54可与电池模块22内的其它部件对齐并焊接到该部件。电池单元54在狭槽70内的移动的灵活性可以有利于简化的组装过程，同时确保电池单元54在电池模块22内保持在位。

[0098] 另外，在从内壁74、76向外(例如，在方向x上)延伸时，肋72(例如，分隔物)可以相对于其厚度向内削锥。换句话讲，肋72可以向内削锥，以使得当从下部外壳50的顶部观察时每一个肋72形成V形横截面。例如，其中一个肋72的V形横截面可以以角度48向内削锥，如图9所示。角度78可以落入大约30和50度、35和47度、40和44度、或41和43度的范围内。在一些实施方案中，削锥可以终止在每一个肋72的边缘。

[0099] 肋72的尺寸可以被设计成使得当电池单元54在狭槽70内对齐时在电池单元54中的每一个之间存在空间。例如，在肋的最厚部分处(例如，在底部78处)，肋72可以定位成彼此隔开一距离80，其中该距离80可以在大约10至20毫米(mm)、11至18mm、12至16mm、或13至15mm的范围内。此外，在肋72的最厚部分处(例如，在底部78处)，肋72的一部分在X轴线60的方向上延伸至狭槽70中的电池单元54之间的某一位置。在一些实施方案中，每个肋72的该延伸部分可以具有大约1mm的宽度。该宽度可能足够宽，以适应电池单元54在狭槽70内的胀大和膨胀，同时使电池单元54在电池模块22内相对于彼此保持固定。在电池单元54之间的额外的空间可以减少从膨胀的电池单元54传递到下部外壳50的膨胀力的量。由于在下部外壳50上的力减小，下部外壳50不必能够经受与当电池模块22包括的电池单元54彼此保持直接接触时一样多的力。因此，下部外壳50的尺寸可以设计成更小，因为施加到下部外壳50的力较小。

[0100] 下部外壳50的其它特征可被构造成适应或抵消使电池单元54在电池模块22内膨胀的力。如图9所示，例如，下部外壳50可包括桁架结构90，以抵消单元在下部外壳50内叠置和膨胀的力。桁架结构90可以沿着下部外壳50的一个或两个端部92形成。当电池单元54由于电池模块22内温度增加而膨胀时，桁架结构90可以消散在Y轴线62的方向上从电池单元54施加的力。膨胀的电池单元54可以彼此压靠和/或压靠向肋72，从而将膨胀力朝下部外壳
50的相对端部92传递，如由箭头94所示。桁架结构90可包括任何所需图案的定向横梁和角板，以使力沿着X轴线60和Y轴线62的方向移动。图示实施方案包括由下部外壳50的内壁和外壁部分地形成的相邻三角形结构的特定布置。在一些实施方案中，该图案可以一直延伸通过下部外壳50的高度。桁架结构90可以经受来自电池单元54的膨胀力，而不会将显著的体积或重量加至电池模块22。这可以允许下部外壳50适应在电池模块22内的电池单元54的整个寿命期内发生的电池单元54的膨胀。

[0101] 除了用于保持和适应电池单元54的膨胀的特征之外，下部外壳50也可包括热管理特征。如图10所示，例如，下部外壳50可包括设置在下部外壳50的外壁112上的肋110。这些肋110可以充当热翅片，用于将热量从下部外壳50内的电池单元54传递到外部大气环境。沿着下部外壳50的外壁112可以设置有任何所需数目的这样的肋110。肋110可以具体地尺寸设计和彼此间隔开，以促进肋110之间的空气流动，同时提供可以沿其进行热传递的大的表面积。在一些实施方案中，肋110可以允许电池模块22的被动冷却。然而，在其它实施方案中，肋110可以结合诸如车辆10内的风扇的主动冷却部件使用，以促进通过肋110的热交换。虽然在图示实施方案中仅示出下部外壳50的一个外壁112，但肋110也可以存在于相对的外壁112上。这可以确保沿着下部外壳50的纵向侧和设置在下部外壳50中的电池单元54的纵向侧发生大约相同量的热传递。

[0102] 下部外壳50可包括用于固定电池模块22内的电池单元54和其它电池模块部件的特征。此外，下部外壳50可被构造成将电池模块22的不同部件相对于彼此固定在位，而不需要这些部件自身彼此连接。例如，在图示实施方案中，下部外壳50包括从下部外壳50向上突出的夹114。夹114可以设计成与在图6中介绍的封盖组件56配合。封盖组件56可包括狭槽，该狭槽被构造成与下部外壳50上的夹114连接，以将封盖组件56相对于下部外壳50固定。应当注意，在其它实施方案中，下部外壳50可以配有狭槽，以用于接纳被设置在封盖组件56中的互补夹，并且在另外的实施方案中，下部外壳50和封盖组件56可包括完全不同类型的配合的连接器或交替的连接器。

[0103] 除了夹114之外，下部外壳50可包括沿着下部外壳50的顶部80的周边延伸的凹槽116。凹槽116可被构造成与被设置于电池模块22的覆盖件52中的对应的延伸部配合。图11提供了下部外壳50的凹槽116的实例，其被构造成与从覆盖件52突出的延伸部117配合。在其它实施方案中，下部外壳50可包括延伸部，而覆盖件52配有互补的凹槽。通过使用凹槽
116和延伸部117来配合下部外壳50和覆盖件52，可气密地密封电池模块22。一旦定位在凹槽116内，即，覆盖件52可以通过粘合剂、超声焊接或用于气密地密封电池模块22的任何其它所需的方法附接到下部外壳50。这可以防止水分、颗粒物和其它异物进入电池模块22的更敏感的内部部件中。在图示实施方案中，下部外壳50和覆盖件52各自包括唇缘118和119，唇缘118和119分别向外延伸超出凹槽116和延伸部117。这可以增加在下部外壳50和覆盖件
52之间的配合表面积，从而增进这两个部件之间的密封。

[0104] 电池端子柱系统和制造方法

[0105] 如上文参照图5所指出的，电池端子24和26设计成从由下部外壳50和覆盖件52形成的包围物突出。在一端处，这些端子24和26被设计成经由铠装线连接到车辆10内的电气设备，而在相对端处，电池端子24和26连接到电池模块22的内部部件(例如，汇流条)。图12是立体图，示出了电池端子24和26与电池模块22的内部部件的接口。

[0106] 在图示实施方案中，电池端子24和26各自包括直的圆柱形柱，其被构造成将电池模块22的输出电压(例如，48V)从电池单元54输送到电池模块22外部的车辆部件。这些电池端子24和26可以由铜或任何其它所需的导电材料构造成。电池端子24和26可以分别经由连接器120和121连接到内部部件(例如，PCB组件58)。在一些实施方案中，连接器120和121可以电连接到电池模块22的汇流条。另外，在其它实施方案中，连接器120和121可以电连接到高电流互连件140。在一些实施方案中，电池端子24和26和/或连接器120和121可以顺应于已知的标准类型的引脚连接。例如，电池端子24和26的圆柱形部分可以是RADLOCK引脚，并且对应的连接器120和121可以是RADLOCK连接器，该连接器用来在RADLOCK引脚和PCB组件58之间形成内部连接。在其它实施方案中，可以使用其它类型的圆柱形柱和/或连接器。

[0107] 在图示实施方案中，在电池模块22中使用的连接器120和121可以各自顺应于不同的尺寸和/或形状。例如，RADLOCK#9连接器可以用于将第一端子24附接到PCB组件58的连接器120，RADLOCK#10连接器可以用于将第二端子26附接到PCB组件58的连接器121。在图示实施方案中，连接器120和121为刀形连接器，其被构造成经由刀形部分122和123与PCB组件58连接。连接器120和121之间的区别可以在这些刀形部分122和123的大致宽度和/或弯曲形状中明显看出。具体而言，连接器120的刀形部分122的宽度124可显著大于连接器121的刀形部分123的宽度125。此外，在图示实施方案中，刀形部分122向上(例如，在Z轴线64的方向上)延伸以将连接器120连接到PCB组件58的互连部件。然而，刀形部分123在X轴线60的方向上侧向延伸以将连接器121连接到PCB组件58的另一部分。即，在图示实施方案中，电池端子24和26可具有在圆柱形柱和连接器121之间的弯曲部分。不同类型的连接器120和121可以防止电池端子24和26在电池模块22的组装期间被反向连接。由于类似的原因，电池端子24和26的圆柱形柱可以符合或不符合相同的标准。

[0108] 在一些实施方案中，电池端子24和26可以是与连接器120和121分离的部件。具体而言，电池端子24和26的圆柱形柱可以螺接入、激光焊接至或以其它方式固定到连接器120和121。换句话讲，在一些实施方案中，由于用来将电池端子24和26固定到连接器120和121的附加的机械连接，电池端子24和26的圆柱形柱可以不一体地连接到连接器120和121。然而，在其它实施方案中，电池端子连接器120和121可以与电池端子24和26一体化。例如，电池端子24和26以及电池端子连接器120和121可以由单件材料形成，而没有将部件连接在一起的附加连接(例如，焊接、螺纹等)。术语“一体化”是指电池端子24和26是与电池端子连接器120和121同一件材料，而不是被焊接、螺栓连接、螺纹连接或以其它方式连接到一起。

[0109] 作为实例，图13示出了在制造与电池端子连接器121一体化的电池端子26的一个这样的实施方案的方法期间做出的物理变化。电池端子26在“步骤1”中一开始是导电材料(例如，铜)的基本上直的圆柱形柱。在图示实施方案中，电池端子26包括凸缘126，用于将电池端子26支撑在下部外壳50的开口中。在凸缘126下方，电池端子26沿着下部127继续延伸。下部127可以被冷成形以形成与电池端子26一体化的连接器121。冷成形可以涉及：在“步骤
2”中挤压下部127，直到其具有类似于汇流条横截面的相对平坦横截面；以及在“步骤3”中将变平的下部127弯曲成所需的连接器121的形状。挤压下部127使下部127变形，以使得它被延长和变平，如图所示。

[0110] 作为在“步骤3”中所示弯曲的结果，电池端子24和26的下部127可以是基本上台阶形的。例如，在图示实施方案中，电池端子26的第一部分128在与第一轴线129对齐的水平方向上延伸。电池端子26的中心部分130在与第二轴线131对齐的竖直方向上延伸，第二轴线131在冷成形之后基本上垂直于第一轴线129。此外，电池端子26的第二部分132沿着第三轴线133在水平方向上延伸。如图所示，电池端子26的中心部分130设置在第一部分128和第二部分132之间。另外，第一轴线129和第三轴线133基本上彼此平行，并且基本上垂直于第二轴线131，从而形成电池端子26的台阶形的下部127。为此，一体化的电池端子连接器121可以从直的圆柱形柱形成为该形状，而不经由机械连接(例如，焊接、紧固件)连接额外的部件。因此，从电池单元54到电池端子24和26的电连通可以通过减少或省去由于在电池端子
24和26与电池端子连接器120和121之间的机械连接导致的电阻而得到改善。

[0111] 如上所述，下部127可以连接到电池模块22的汇流条。汇流条可以传递来自电池单元54的电能。在一些实施方案中，下部127可以焊接到电池模块的汇流条。另外，下部127可以连接到高电流互连件140。如下文详细描述的，高电流互连件140可以包含狭槽，以接纳连接器120和121并将电池端子24和26电连接到电池单元54。

[0112] 在图14所示的另一个实施方案中，电池端子24、电池端子26或两者可以是大体上U形的。另外，电池端子24的第一竖直部分可以是如上所述大体上圆柱形的。然而，第二竖直部分可以是刀形连接器121。即，第二竖直部分可具有基本上平坦的横截面。在一些实施方案中，刀形连接器121被焊接到高电流互连件140。如图所示，U形电池端子24可具有过渡点，在该过渡点处，电池端子24的横截面从大体上圆柱形的变为大体上平坦的。电池端子24和26可通过上述冷成形工艺形成。在另外的实施方案中，电池端子24和26的整个长度可以由大体上圆柱形的横截面构成，如图15所示。在一些实施方案中，电池端子26的连接器121可以焊接到电池模块22的汇流条。另外，在图示实施方案中，电池端子24和26包括顶盖134。顶盖134被倒角和倒圆，以有利于连接器(例如，RADLOCK连接器)的轻松安装。此外，顶盖134包括凹槽135，以进一步允许连接器的安装。应当注意，可使用不同的制造方法来形成与对应的电池端子26一体化的电池端子连接器。由于在这样的实施方案中电池端子26和连接器
121由同一件材料制成，因此通过电池端子连接的电阻比在其中电池端子26和连接器121一开始分开的实施方案中可能的电阻更低。

[0113] 带有分流器的印刷电路板

[0114] 图16示出了在电池模块22内的PCB组件58的实施方案的一部分。图示的PCB组件58包括单个PCB 136和直接安装到PCB 136的分流器137。如上所述，电池端子26可以经由刀形端子连接器121连接到PCB组件58。例如，刀形端子连接器121的刀形部分123可以配合在分流器137的顶表面上以接触分流器137，并且在一些实施方案中以夹持方式抵靠着PCB 136的顶部保持分流器137。换句话讲，分流器137可以保持在刀形端子连接器121的刀形部分123的底表面和PCB136的顶表面之间。应当注意，在一些实施方案中，刀形端子连接器121的刀形部分123可以与刀形端子连接器121一体化(例如，作为一个结构)。在其它实施方案中，接触分流器137的刀形部分123可以是刀形端子连接器121的非一体化的、单独的汇流条，该汇流条可以在被布置成与分流器137接触之后焊接到刀形端子连接器121。例如，在其中刀形部分123与刀形端子连接器121分离的实施方案中(例如，如图6所示)，刀形端子连接器
121可以设置成穿过封盖组件56中的孔口并靠近分流器137，以使得刀形部分123可以放置在刀形端子连接器121和分流器137两者上并与它们接触，并且可以焊接(或以其它方式连接)到这些部件。在其中刀形部分123与刀形端子连接器121一体化的实施方案中(例如，如图34所示)，刀形部分123可以设置成与分流器137接触并焊接到分流器137。因此，可以形成分流器137和端子之间的电连接而无需使用将刀形部分123连接(例如，焊接)到刀形端子连接器121的单独工艺。

[0115] 根据电池模块22的电池端子24和26的布置，这些端子中的至少一个(例如，26)可以经由分流器137与汇流条138电连接，汇流条138位于PCB组件58的与电池端子26相对的一侧上。例如，在分流器137的一端上，分流器137可以保持(例如，夹持)在汇流条138的底表面和PCB 136的顶表面之间，以使得分流器137物理地接触汇流条138的底表面和PCB 136的顶表面，而在分流器137的相对端上，分流器137设置在刀形部分123和PCB 136之间。在这样的情况中，由于刀形部分123连接到端子26或与端子26一体化，分流器137可以充当在端子26和汇流条138之间的低电阻路径。分流器137也可以连接到存在于PCB 136上的各种导体(例如，电连接件)，从而使得PCB 136能够监测电池模块22的电压输出等。换句话讲，存在于PCB 136上的电连接件可以连接到测量装置或处理器，以使得测量装置或处理器经由电连接件获得对分流器137的访问以测量电压输出。

[0116] 在图示实施方案中，分流器137直接安装到为电池模块22提供控制和监测功能的PCB 136。即，分流器137直接接触和连接到PCB 136，而不是设置在单独的板或模块上，所述单独的板或模块经由电线或带状线缆连接到PCB 136。例如，分流器137的底表面可以完全设置在PCB 136的顶表面上。分流器137和PCB 136的紧密靠近可以降低单独的分流器与单独的PCB组装时的噪音，其中单独的分流器例如经由电线或带状线缆连接到单独的PCB。在图示实施方案中，通过将分流器137靠近PCB 136(且因此靠近PCB 136的电连接件和测量装置)设置，可以将具有降低的噪音的更清晰信号通过电连接件从分流器137传递到PCB 136上的测量装置。

[0117] 另外，分流器137可以经由多个部件压靠到PCB 136的顶表面。这些部件可包括例如汇流条138的延伸部、连接器121的刀形部分123和/或封盖组件56的分流器夹139。特别地，分流器夹139可以从封盖组件56向上延伸，并且分流器夹139的延伸部可以在分流器137上方延伸。每个分流器夹139的延伸部可以在分流器137上方延伸并且抵靠分流器137施加向下的力，从而将分流器137在PCB 136的顶部上压入在位。一个或多个分流器夹139可以延伸穿过PCB 136中的孔口。在一些实施方案中，粘合剂(例如，导电粘合剂)可以施加在分流器137和PCB 136之间，以将分流器137直接连接到PCB 136。此外，在一些实施方案中，分流器137和/或分流器137的覆盖区可以完全设置在PCB 136之上或上方，以使得分流器137的任何部分都不延伸超出PCB 136的侧面，或者使得分流器137的覆盖区延伸超出PCB 136的侧面。相比与PCB 136单独地安装的分流器，如上所述的分流器137与PCB 136直接接触的图示布置和分流器137与PCB 136直接接触的特征可以有利于PCB组件58的相对紧凑的封装和简化的制造。

[0118] 如上所述，分流器137可以提供低电阻的电气路径，以使源自电池单元54的电流朝端子26流动，同时帮助检测来自电池模块22的电压输出。具体而言，如上所述，分流器137可以通过夹、连接器或粘合剂中的一个或多个与PCB 136的上表面保持直接接触。PCB 136可包括连接器，其具有从PCB 136的上表面延伸出的引线。因此，分流器137可以与从PCB 136延伸出的传感器引线保持物理和电气接触。该引线可以将电信号传达至PCB 136上的测量装置。测量装置也可以从连接件接收电信号，该连接件连接到在电联接在一起的电池单元54的相对侧上的电池模块22的高电流部件(例如，接触器、熔断器组件、汇流条)。然后，测量装置可以确定在电池模块22的端子24和26之间的电压降，从而指示电池模块22的电压输出。因此，直接抵靠PCB 136设置的分流器137可以允许相对直接的电连接，以便确定电池模块22的电压输出而不使用额外的线缆、电线或其它外部连接器。

[0119] 此外，在一些实施方案中，分流器137可以与PCB 136一体化。即，分流器137可以构成PCB 136结构的一部分。例如，分流器137可以嵌入PCB 136内，或者分流器137可以是PCB 136的延伸部。相应地，PCB 136的电引线可以从(例如，与PCB 136一体化的)分流器137延伸至PCB 136的测量装置，如上所述。

[0120] 安装到印刷电路板的高电流互连件

[0121] 为了有利于电池模块的紧凑封装和在电池模块22内将高电流部件有效电连接在一起，PCB组件58可包括一个或多个高电流互连件140，如图17所示。每个高电流互连件140可以将两个高电流部件(例如，汇流条、熔断器、接触器等)彼此电连接。在某些实施方案中，高电流互连件140也可以被安装到PCB 136，如图17所示。除了将高电流部件彼此连接之外，板安装的高电流互连件140可以将两个高电流部件连接到PCB 136上的迹线。这样，高电流互连件140可以充当在电池模块22的各种高电流部件和PCB 136之间的接口机构。

[0122] 转到图18，高电流互连件140可包括框架部分141，框架部分141可以是诸如铜的单件导电材料。框架部分141可包括形成于其中的囊腔142A和142B。这些囊腔142A和142B被构造成接纳刀形高电流部件，例如，高电流部件的导电刀片或触点。由于框架部分141为导电的，因此框架部分141可以将高电流部件彼此电连接。在图示实施方案中，囊腔142A和142B为彼此背对的，以使得囊腔142A可从上方接纳刀形部件，而囊腔142B可从下方接纳刀形部件。

[0123] 在一些实施方案中，框架部分141可以容纳弹簧143A和弹簧143B，并且这些弹簧143A和143B分别设置在囊腔142A和142B中。弹簧143A和143B允许其中一者将高电流部件的刀片滑入囊腔142A和142B中，以使得弹簧143A和143B在刀片上施加压力，以将高电流部件保持在位。弹簧143A和143B可以是由导电材料制成的任何合适的物体，其能够在对应的囊腔中接纳刀形高电流部件，并且在刀形高电流部件上施加压力。在一些实施方案中，弹簧
143A和143B可以各自包括弯曲成U形的导电材料的相对柔性的片材，以使得该片材的相对侧向内面朝彼此，如图18所示。弹簧143A和143B可以形成为使得它们分别与囊腔142A和
142B共线。更具体而言，弹簧143A和143B可以折叠，以使得片材的相对侧形成每个囊腔142A和142B的内“壁”。弹簧143A和143B也可以被构造成使得弹簧143A和143B的各个部分144直接接触框架部分141。

[0124] 在高电流互连件140的构造期间，框架部分141可以被挤压(例如，冲压)在弹簧143A和143B周围，以使得仅框架部分141中的开口145A和开口145B能够分别进入囊腔142A和142B。同样，在图示实施方案中，囊腔142A和142B朝框架部分141的相对侧定向，并且相应的开口145A和145B在框架部分141的相对侧上。这允许高电流互连件从上方接纳来一个刀形高电流部件并从下方接纳一个刀形高电流部件。

[0125] 此外，框架部分141可以被挤压，以使得开口145A和145B基于高电流互连件将连接在一起的高电流部件而顺应于所需尺寸。例如，高电流部件中的一个可以是比另一个更厚的刀形部件，并且高电流互连件140可以构造成适应这些不同尺寸的刀形部件。为此，框架部分141可以在一侧上比在相对侧上更多地被挤压，以使得开口145A和145B(和囊腔142A和142B)为不同尺寸的。例如，在图18中，开口145A具有宽度146，而开口145B具有宽度147；如图所示，宽度146小于宽度147。例如，较小开口的宽度146可以为大约0.8mm，而宽度147可以为大约1.8mm。通过具有不同尺寸的开口，高电流互连件140可能能够连接具有不同尺寸的高电流部件。然而，在其它实施方案中，开口145A和145B可以是大约相同尺寸的，以便适应具有大约相同尺寸的高电流部件。

[0126] 此外，如上所述，高电流互连件140可以安装到PCB 136。为了安装到PCB 136，框架部分141可包括底脚148，底脚148从框架部分141延伸并且可以焊接到PCB 136。作为替代或附加，PCB 136可以包含构造成接纳高电流互连件140的底脚148的接受器。例如，高电流互连件140的底脚148可以设置在PCB 136的对应的接受器中，并且焊接到与框架部分141从其延伸的PCB 136的一侧相对的PCB 136的面。

[0127] 除了安装到PCB 136之外，高电流互连件140可以机械连接到电池模块22的高电流部件。如上所述，每个高电流部件可包括刀形部分，刀形部分是导电材料的平坦件，其被构造成携带源自电池模块22中的多个电池单元54的相对高的电流。高电流部件的刀形部分可以经由相应的开口145A或145B插入囊腔142A或142B中，以使得刀形部分直接接触对应的弹簧143A或143B。形成囊腔142A和142B的壁的弹簧143A和143B在设置在对应的囊腔内的刀形部分上施加压力。该压力可以减小本来可能将刀形部分从囊腔142A或142B移除的任何力的影响，从而将刀形部件固定在高电流互连件140中。因此，高电流互连件140可以机械连接到高电流部件的刀形部分，而不使用额外的紧固件将刀形部分固定在位。上述额外的紧固件可以降低制造和组装PCB组件58的复杂性，因为不必操纵额外的螺钉、螺栓或其它紧固件部件。

[0128] 应当注意，由弹簧143A和143B施加的压力仍可以允许刀形部分在囊腔142A和142B内的少量移动。例如，由于电池模块22可以设置在车辆内，弹簧143A和143B可以允许刀形部分在囊腔142A和142B内的上下轻微偏移，这种偏移可能发生在车辆移动期间。这使高电流互连件140成为相对柔性的机械连接特征。在使用其它紧固件(例如，螺栓、螺钉)或焊接以接合高电流部件时，这种柔性是不可能的，因为这些接合方法不允许刀形部件相对于彼此的轻微移动。

[0129] 除了将高电流部件机械地连接到一起之外，高电流互连件140将高电流部件电连接到一起。此外，高电流互连件140还被设计成与PCB 136电连接。图19中所示的电流流动149描绘了高电流互连件140如何可以电连接到两个高电流部件和连接到PCB 136上的迹线。电流可以从设置在囊腔142A中的第一高电流部件的刀形部分150流至直接接触刀形部分150的导电弹簧143A。电流可以接着经由接触框架部分141的部分144从弹簧143A流至框架部分141。由于框架部分141是完全导电的，流入框架部分141的电流可以从弹簧143A流至弹簧143B。具体而言，电流可以流过包裹在弹簧143A和143B两者周围的框架部分141的外层，并且流过直接位于弹簧143A和143B之间的内层。电流可以接着从弹簧143B流至设置在直接接触弹簧143B的囊腔142B中的第二高电流部件的刀形部分151。电流也可以从框架部分141流入底脚148，底脚148延伸进入PCB 136。在PCB 136上的一根或多根迹线152可以接触底脚148以检测电流流动。因此，高电流互连件140的底脚148可以在设置在高电流互连件
140中的高电流部件和PCB 136之间提供机械连接和电连接两者。

[0130] 如图所示和上文所讨论的，高电流互连件140(即，框架部分141、弹簧143A和143B、以及底脚148)可以电连接到高电流部件和PCB 136上的迹线。由于高电流互连件140是完全导电的，高电流部件和PCB 136借助于它们到高电流互连件140的电连接有效地彼此电连接。这可以允许高电流互连件140将高电流部件和PCB 136彼此电连接，而不使用通常用来在部件和连接器之间作出电连接的线缆和其它装置。用于在高电流部件之间形成电连接的上述线缆和类似装置可以降低制造和组装PCB组件58的复杂性，并且可以降低电池模块22内的PCB组件58的空间需求。

[0131] 在电池模块22内可以使用多个高电流互连件140来将各种高电流部件彼此电连接和连接至PCB 136，同时最小化PCB组件58的空间需求。图20示出了PCB组件58的某些部件，包括各种高电流刀形部件，这些刀形部件可以经由高电流互连件140彼此连接和连接至PCB 136。这些高电流部件包括例如熔断器组件153、接触器154、汇流条155和端子连接器120。熔断器组件153包括熔断器156，其被构造成为PCB组件58提供过电流保护。熔断器156可以经由高电流互连件140A连接到端子连接器120并经由高电流互连件140B连接到接触器154。熔断器156可以经由下文详细讨论的刀形熔断器连接器157连接到高电流互连件140A和140B。
接触器154是用来接通高电流电源电路的装置，以允许电池模块22输出功率，如下文详细讨论的。如图21所示，接触器154可包括高电流刀片158A和高电流刀片158B。高电流刀片158A可以经由高电流互连件140B联接到熔断器156。高电流刀片158B可以经由高电流互连件
140C连接到汇流条155并随后连接到电池单元54。用于均设置在PCB 136上的电压感测部件和预充电电路的迹线可以与高电流互连件140B和140C接触，以允许电压感测部件和预充电电路电连接到接触器154，以便检测横跨接触器154的电压。应当注意，图示实施方案仅提供了可以经由安装在PCB 136上的高电流互连件140彼此电连接和连接至PCB 136的高电流部件的不同组合的一个实例。

[0132] 所公开的高电流互连件140可以允许电池模块的相对简单的组装。例如，高电流互连件140可包括可以焊接到PCB 136的底脚148，和/或设置在PCB 136上的迹线152可以焊接到底脚148。这些焊接工艺可以在高电流互连件140和PCB 136之间形成机械和电气连接。另外，在其中PCB 136包含构造成接纳底脚148的接受器的实施方案中，在进行任何焊接工艺之前，高电流互连件140的底脚148可以设置在PCB 136的对应接受器中。在高电流互连件140以这种方式安装到PCB 136并固定之后，高电流部件的刀形部分可以直接插入高电流互连件140的囊腔142A和142B中，而无需使用额外的紧固件。总之，高电流互连件140的组装可以基本上包括：将高电流互连件140的底脚148焊接到PCB 136和设置在PCB 136上的迹线
152；以及将两个高电流部件的刀形部分插入囊腔142A和142B中。

[0133] 在一些实施方案中，高电流互连件140可以安装在PCB 136的任一侧上，以更容易地促成在PCB组件58的高电流部件和PCB 136之间的连接。例如，图20和21描绘了PCB组件58，由此如果PCB组件58设置在电池单元54上方，则高电流互连件140将在PCB 136上方且远离电池单元54地延伸。在这样的配置中，高电流互连件140可以各自接纳来自上方的刀形高电流部件和从PCB 136下方向上延伸的另一个刀形高电流部件。相比之下，图22描绘了PCB组件58，其被构造成使得高电流互连件140在PCB 136下方且朝着电池单元54延伸。在该特定配置中，高电流互连件140可以各自接纳来自下方的刀形高电流部件和从PCB 136上方向下延伸的另一个刀形高电流部件。可以理解，在一些实施方案中，一个或多个高电流互连件
140可以安装到PCB 136，以使得一些高电流互连件140在PCB 136上方延伸，并且使其它高电流互连件140在PCB 136下方延伸。在PCB上方或下方的高电流互连件140的任何所需的空间配置可以用来减小电池模块22的总体封装尺寸。

[0134] 固态预充电控制

[0135] 在PCB 136上的预充电控制电路159可以用来对在电池系统20的输出上的DC总线160预充电。如图19所示，预充电控制电路159可以包括在电池模块22内。在该位置，预充电控制电路159可以控制从电池模块22施加到DC总线160的充电。DC总线160可以将电池模块
22连接到车辆10的各种电气部件161。在将电池模块22的全源电压施加到DC总线160之前，DC总线160可以使用较低电压充电，直到达到预定的电压水平为止。设置在DC总线160的高侧和低侧之间的电容器或电容器组162可以允许DC母线160逐渐地充电到预定水平，如下文详细描述的。一旦在DC总线160处达到预定充电水平，电池模块22可以将全源电压施加到DC总线160，以将电压源提供至车辆10的电气部件161。

[0136] 在传统的电池系统中，预充电控制电路159常常在车辆10的铠装线内实现，而不是在PCB 136上或甚至电池模块22内。相比将预充电电路实现在铠装线内，为PCB 136上的预充电控制电路159提供固态部件可以提供集成度更高且更具空间效率的电池系统。包括固态部件的预充电控制电路159可包括晶体管、微处理器芯片、二极管或由固体材料构成的任何其它部件。例如，本发明所公开的预充电控制电路159可以以占据约4.5立方英寸体积的方式定位在PCB 136上。

[0137] 在前面的描述的基础上，提供对可以应用在PCB 136上的预充电控制电路的实施方案的描述。转到图20，示出了预充电控制电路159的图解表示。应当注意，预充电控制电路159示出为本公开的实例和单个实施方案。因此，可以理解，预充电控制电路159可具有在本公开中未讨论但仍落入本公开的真实精神内的各种电路配置。

[0138] 预充电控制电路159可包括作为控制输入的预充电输入引脚163和超驰输入引脚164。预充电输入引脚163可以将信号提供至“与”门165，“与”门165可以发送信号至预充电控制电路159以进行预充电。由于所示预充电输入引脚163连接到“与”门165，当信号旨在激活预充电模式时，在预充电输入引脚163处提供的高信号可以是高到足以满足“与”门165的阈值水平的电压。同样，当信号不旨在激活预充电模式时，低信号可以是低到足以低于“与”门165的阈值水平的任何电压。另外，超驰输入引脚164可以提供到“与”门165的其它控制输入。该信号可以源自这样的系统：该系统设计成断开在PCB 136上进行的所有处理，而不考虑该处理的任何其它激活输入信号。一般来讲，“与”门165的超驰输入引脚164在普通操作条件期间接收高信号。一旦检测到电池系统20内的故障，可以在超驰输入引脚164处发送低信号以去激活预充电模式，而不考虑在预充电输入引脚163处的信号。

[0139] “与”门165可以使用标准和门逻辑起作用。集成电路电源166可以将功率提供至“与”门165，并且地线167可以将“与”门165接地。当在预充电输入引脚163处和在超驰输入引脚164处的信号均为高的(例如，高于电压阈值)时，“与”门165的输出也可以是高信号。另外，当进入预充电输入引脚163和超驰输入引脚164的信号中的任一者或两者为低的(例如，低于电压阈值)时，“与”门165的输出也可以是低信号。这样，一旦接收到进入输入引脚163和164两者的高信号，预充电输入引脚163和超驰输入引脚164可以激活预充电模式。

[0140] 晶体管168可以与“与”门165的输出信号进行交互。一旦晶体管168的基极处接收到来自“与”门165的高信号，晶体管168可以被激活，导致在晶体管168的集电极和发射极之间朝地线167的低电阻路径。此外，横跨晶体管168的低电阻路径可以将电池组电压源169(例如，电池系统20)接地。将电池组电压源169接地可以激活功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)171，这可以导致电流朝预充电输出170流动。

[0141] 为了激活功率MOSFET 171并允许电流朝预充电输出170流动，在电池组电压源169和在节点172处的电压之间的电压差必须超出功率MOSFET 171的电压阈值。当功率MOSFET 171的电压阈值被超出时，功率MOSFET 171可以变为用于电流朝预充电输出170的流动的低电阻路径。另外，在没有对由电池组电压源169供应的电压进行分压的电阻器173和174的情况下，在节点172处的电压可以等于由电池组电压源169供应的电压。在电阻器173和174存在的情况下，电阻器173和174可以将在节点172处由电池组电压源169供应的电压进行分压，从而在功率MOSFET 171的源极和栅极之间产生电压差。该电压差可以大到足以超出功率MOSFET 171的电压阈值，从而导致功率MOSFET 171的激活。

[0142] 可以理解，电池组电压源169可以是48V电池系统。此外，在一些实施方案中，预充电控制电路159可具有这样的配置：其控制除了48V电池系统之外的各种水平的电压源的预充电。这样，功率MOSFET 171可包括各种MOSFET，这些MOSFET的参数可以基于可供电池组电压源169使用的各种电压水平而变化。此外，电阻器173和174可具有基于功率MOSFET 171的阈值电压和由电池组电压源169供应的电压而变化的电阻。

[0143] 在功率MOSFET 171激活之后，来自电池组电压源169的电压可以激活二极管175并在电阻器176处被供应。电阻器176与电阻器177结合可以提供来自电池组电压源169的电压的另一个分压器。电阻器176和177的电阻可以选择成使得进入预充电输出170的电流可以足够低，以用于在电池模块22的输出处横跨DC总线160连接的电容器162的电压水平的受控升高。例如，电阻器176可以各自具有约10欧姆的电阻，并且电阻器177可以各自具有约100千欧的电阻。利用48V的源，进入预充电输出170的电流可以被限制到小于0.25mA。通过在从电池组电压源169施加全源电压之前利用这样的低电流横跨DC总线160对电容器162充电，在预充电完成之后施加全源电压时，可以避免不期望的涌入电流。

[0144] 预充电控制电路159的某些特征可以增加预充电控制电路159的可靠性和使用寿命。如图20所示，例如，电阻器176可以实现为多个较低电阻的电阻器，而不是具有等于多个电阻之和的电阻的单个电阻器。通过采用多个电阻器176，多个电阻器176可以扩散由横跨电阻器176的电压降产生的热耗散。这可以延长电阻器176的寿命，相比多个电阻器176被集中到单个电阻器中的情况，导致在更大量的时间内预充电控制电路159的可靠性增加。另外，二极管175也可以增强预充电控制电路159的可靠性。二极管175可以定位到在功率MOSFET 171和预充电输出170之间延伸的路径上的任何点处。在图19中，二极管175示出为连接在功率MOSFET 171和电阻器176之间，但二极管175也可连接在电阻器176和预充电输出170之间的任何位置处。此外，二极管175可以用来保护预充电控制电路159，以免车辆10潜在地将能量反馈到预充电控制电路159中并使电池系统20过充电。二极管175是朝预充电输出170正向偏压的。因此，如果车辆10朝电池系统20反馈过多的能量，二极管175就可以保护预充电控制电路159。

[0145] 如上所述，所公开的预充电控制电路159可以用来在电池模块22的输出处对DC总线160预充电。为了示出该功能，图21是在电池模块22的输出处对DC总线160预充电的方法178的过程流程图。首先，方法178可以在框179处始于超驰是否被禁用的判断。如上文所讨论的，当在超驰输入引脚164处进入“与”门165的信号为高信号时，超驰可以被禁用。如果在预充电输入引脚163处接收到合适的预充电输入信号，则在超驰输入引脚164处进入“与”门
165的高信号可以允许预充电控制电路159执行预充电。如果超驰被启用，那么预充电控制电路159可以不执行预充电，并且可以重复在框179处对是否禁用超驰的判断，直到确定超驰被禁用为止。

[0146] 一旦确定(框179)超驰被禁用，方法178可包括在框180处确定预充电激活信号存在。具体而言，在框180处，预充电控制电路159可以从电池系统20内的处理器接收指示预充电控制电路159对DC总线160预充电的信号。如果预充电控制电路159未接收该信号，则预充电可能不会发生，并且方法178可以在框179的超驰判断处重新开始。然而，一旦接收到预充电激活信号，预充电控制电路159可以开始将预充电控制电路159的受电流控制的电压施加到(框181)在电池系统20的输出处的DC总线160。在框181处将电压施加到DC总线160之后，可以在施加电压开始时获取在DC总线160处的电压的第一读数(框182A)，然后在框182B处在短时间之后可以获取第二读数。以举例的方式，DC总线160的第二电压读数可以在初始读数之后20-30毫秒获取。

[0147] 接下来，在框183处，DC总线160的两个电压读数被比较，以确定在DC总线160中是否存在导致电容器162不充电的短路。这可以通过确定DC总线160上的电压是否存在从第一读数向第二读数的任何移动来实现。如果DC总线160上的电压存在增加，那么DC总线160的预充电可以正常地进行。另一方面，如果未观察到在第一读数和第二读数之间的电压移动，那么这些读数可以指示存在导致预充电故障的短路。另外，如果电容器162不能充电，那么DC总线160的预充电可能不成功。由于预充电不成功，将全源电压施加到DC总线160可能导致不期望的响应。

[0148] 此外，可以通过使用半导体部件操作预充电控制电路159来实现在框183处观察并基于读数对短路作出响应。在传统的、基于继电器的预充电电路中，接触器不能够以足够的速度识别并对短路作出响应。由于短路影响连接到DC母线160的电气部件161的时间不长，预充电控制电路159的半导体器件的速度可以将特定的值提供至所公开的电池系统20。

[0149] 当在框183处读数的确指示短路时，在框184处，预充电控制电路可以自动地切断预充电并指示短路错误。另外，在短路错误被解决并且预充电结束之前，全源电压可能不会被施加到DC总线160。这样，预充电控制电路159可以保护DC总线160和连接到DC总线160的电气部件161不会遭受在将全源电压施加到未充电的DC总线160时本来会产生的过多涌入电流。

[0150] 此外，如果在框183处指示不存在短路，那么在框185处预充电可以在整个预充电循环继续。为了使整个预充电循环发生，可以将预充电控制电路159的受电流控制的电压施加到DC总线160长达足以对横跨DC总线160的电容器162充电的时间段。此外，在施加全源电压之前，预充电控制电路159可以将电容器162充电至电池组电压源169的电压的某一阈值百分比。例如，电容器162的该阈值百分比可以是由电池组电压源169提供的电压的90-95％。因此，利用48V电池模块22，在横跨DC总线160施加48V电池模块22的全源电压之前，电容器162可以被充电足够长的时间，以达到大约45V。此外，电容器162充电至阈值百分比可能花费的时间量可以取决于在DC总线160处供应的电流。预充电控制电路159可以控制电流朝DC总线160的流动。因此，预充电可以基于流出预充电控制电路159的典型电流被编程，以持续比电容器162达到阈值百分比的期望时间略长的时间量。例如，一旦在框183中确定不存在短路，在处理器禁用预充电控制电路159之前，预充电可以持续额外的250毫秒。

[0151] 最后，一旦处理器在框185之后切断预充电控制电路159，该过程就可以在框179处重新开始，并且等待可以指示另一预充电应当发生的合适输入信号。尽管横跨DC总线160的电容器或电容器组162可能具有非常大的电容，并且可以长时间保持电荷，但电容器162可以在每次车辆10停止移动时放电。因此，由图25的过程流程图示出的对DC总线160预充电的方法178可以在由车辆10进行的每次旅行中发生若干次。

[0152] 电池系统的恒定电流继电器控制

[0153] PCB 136可包括用于控制电池模块22内的某些方面的附加硬件。例如，在一些实施方案中，PCB 136可以提供基于硬件的电流控制，该控制严格地控制在接触器154的继电器线圈中的电流。接触器154可包括电控开关，以便在接触器154处于闭合位置时将电池单元54电连接到电池端子24和26。接触器154也可包括继电器线圈，该继电器线圈接收由基于硬件的控制电路控制的电压并生成磁场以致动接触器154的开关。基于硬件的控制可以通过减少在电池模块22的整个寿命期内被供应至接触器154的电流的量来减少在接触继电器上的电磁干扰和应力的量。在图21中示出了可以用来执行此控制的继电器控制电路186的一个实例的图解表示。继电器控制电路186可以去除基于软件的继电器控制可能由于环路定时而表现出的响应延迟。因此，通过接触器154的继电器线圈的电流可以保持恒定并且不受电池电压中的波动的影响。这可以减少在继电器线圈中生成的热量并消除由于电池电压的快速变化导致的不期望的效果。

[0154] 同样，图21示出了可以安装在PCB 136上的继电器控制电路186的一个实施方案。因此，应当注意，继电器控制电路186的其它实施方案可具有在本公开中未讨论但仍落入本公开的真实精神内的各种电路配置。在图示实施方案中，继电器控制电路186被构造成接收高侧启用输入187和低侧启用输入188。输入187和188可以分别馈入高侧“与”门189和低侧“与”门190中。高信号和低信号可以被提供至输入187和188，并且这些信号可以源自处理器
191，从而实现存储在存储器装置中的指令。处理器191可以将信号提供至继电器控制电路
186，继电器控制电路186在基于硬件的方案中控制向接触器154的电压施加。

[0155] 如上所述，处理器191可以将信号提供至高侧启用输入187和低侧启用输入188。例如，进入高侧启用输入187的高信号(即，启用信号)可以指示继电器控制电路186以允许在接触器154的高侧处施加电压。在接触器154的高侧处施加电压可以允许切换接触器154，如下文详细讨论的。此外，在低侧启用输入188处的高信号可以指示继电器控制电路186允许电流从接触器154的低侧流回到继电器控制电路186。相比之下，通过移除供电流流向的到接地的路径，在高侧启用输入187处的低信号(即，禁用信号)可以防止电流流过接触器，并且因此防止闭合接触器或将接触器保持在闭合位置。另外，在低侧启用输入188处的低信号可以增加在接触器154处于闭合位置之后断开接触器154的时间量，并且低信号也被提供至高侧启用输入187。

[0156] 除了输入187和188之外，“与”门189和190也可具有超驰输入引脚164，其类似于预充电控制电路159的超驰输入引脚164。如上文在固态预充电控制部分中讨论的，超驰输入引脚164可以接收源自这样的系统的信号：该系统设计成断开在PCB 136上进行的所有处理，而不考虑由各个处理接收的任何其它激活指令。一般来讲，高信号可以在普通操作条件期间在“与”门189和190的超驰输入引脚164处提供。一旦检测到电池系统20内的故障，可以将低信号发送至超驰输入引脚164以去激活继电器控制电路186。去激活继电器控制电路186可以导致接触器154移动至断开位置。

[0157] 此外，“与”门189和190可以在功能上类似于“与”门165，因为当“与”门189和190在其相应的输入164、187和188处接收到两个高信号时，“与”门189和190可以输出高信号。另外，如果“与”门189的输入164、187之一或两者为低信号，则“与”门189可以输出低信号。类似地，如果“与”门190的输入164、188之一或两者为低信号，则“与”门190可以输出低信号。由“与”门189和190产生的信号可以提供用于控制流过接触器154的电流的机制。

[0158] 当“与”门189输出高信号时，晶体管192可以在晶体管192的基极处接收高信号。此外，在晶体管192的基极处施加的高信号可以激活晶体管192，补足从电池组电压源169(例如，多个电池单元54)到地线167的路径，以便电流流过。闭合到地线167的路径的结果可以是电阻器193和194对源自电池组电压源169的电压进行分压。分压可以导致在施加到功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)196的栅极的在节点195处的电压水平和施加到功率MOSFET 196的源极的电池组电压源169的电压之间的电压差。可以注意到，虽然图21示出了功率MOSFET 196，但在继电器控制电路186中也可以应用除功率MOSFET之外的功率晶体管来代替功率MOSFET 196。电压差可以激活功率MOSFET 196，由此闭合在电池组电压源169和接触器154的高侧197之间的开关。

[0159] 另外，高侧诊断反馈输出198可以提供反馈至处理器191，该反馈指示连接到接触器154的高侧197的电路的功能。诊断反馈输出198可包括例如对于功率MOSFET 196和晶体管192在高侧启用时间段和高侧禁用时间段(例如，诊断接触器154的继电器线圈的功能)期间是否正确地切换的指示。此外，诊断反馈输出198可以向处理器191提供关于沿着连接到接触器154的高侧的电路的短路的指示。

[0160] 当低侧启用输入188接收高信号时，继电器控制电路186可以继续耗散来自接触器154的能量的至少一部分。更具体而言，在接触器154的低侧199上的电路可以通过提供朝地线167的路径而起作用，当低侧启用输入188和超驰输入引脚164均接收高信号时，该路径用于使电流从接触器154的低侧199进入电路。当到“与”门190的两个输入164和188接收高信号时，“与”门190可以输出高信号。由“与”门190输出的高信号可以激活功率MOSFET 200，导致朝地线167的路径，以用于使电流从接触器154的低侧199流动。在接触器154的低侧199上以这种方式连续耗散能量可以有助于存储在接触器154的线圈中的能量通过接触器154的低侧199的电路的负载电阻的快速耗散。这可以允许接触器154的开关的快速释放。因此，在接触器154已被吸合之后，启用接触器154的低侧199上的电路也可以帮助将接触器154切换回断开位置。应当注意，低侧启用输入188可以在继电器控制电路186的正常操作期间总是接收高信号。因此，继电器控制电路186可以如上所述大体上经由高侧启用输入187来控制，同时低侧启用输入188大体上接收恒定的高信号。

[0161] 另外，继电器控制电路186可包括诊断反馈输出201以提供对功率MOSFET 200是否被正确地切换的指示。在一些情况下，诊断反馈输出201可以提供信号，该信号允许处理器191诊断接触器154的继电器线圈可能存在的任何问题。例如，在诊断反馈输出201处的信号可以提供一信号，该信号表明，当高侧启用187指示继电器控制电路186闭合时，继电器线圈为均匀的。这样，信号可以提供对继电器控制电路186不以期望方式工作的指示。

[0162] 继电器控制电路186也可包括运算放大器(op-amp)202，该运算放大器可以在其正端子处接收电压信号。在图示实施方案中，运算放大器202可以充当电流测量装置。电流测量装置可以指示从接触器154流出的电流水平，以向处理器191提供用于电流控制操作(即，基于提供至处理器的信号来激活或去激活功率MOSFET 196)的信号。此外，由运算放大器202接收的电压信号可以是表示从接触器154的低侧199流至继电器控制电路186的电流的电压水平。运算放大器202可以放大由运算放大器202接收的电压信号，并将表示从接触器
154流出的电流水平的放大的信号提供至处理器191。基准缓冲电压源203可以提供信号至运算放大器202的正端子，以为运算放大器202设定输入偏移电流。输入偏移电流可以为进入运算放大器202的正端子的电流建立零点。这可以允许继电器控制电路186实现从接触器
154的低侧199供应的准确电流的确定。在如图21所示的非反向的负反馈构型中，运算放大器202可以提供在正端子处施加的电压信号以某一值为因数的放大，该值由在运算放大器
202的输出处的电阻器204和205的电阻值建立。

[0163] 在一些实施方案中，输入偏移电流可以由分压器建立，该分压器由电阻器206和207组成。电阻器206和207可以通过降低横跨电阻器206的来自基准缓冲电压源203的电压而建立输入偏移电流，从而导致在已知电压下朝运算放大器202的正端子流动的已知电流值。输入偏移电流可以在运算放大器202的正端子和负端子之间建立已知的电流差。通过使用输入偏移电流作为零点，从接触器154的低侧199流出的电流可以被逼近。

[0164] 随后，运算放大器202的输出在模数(A/D)转换器208的模拟输入AIN1处流至A/D转换器208。A/D转换器208可以由电压源209供电并在地线167处接地。此外，A/D转换器208可以对运算放大器202的输出采样，以在A/D转换器208的数字输出DOUT处将从接触器154的低侧199流出的电流水平的数字表示提供至处理器191。即，A/D转换器208可以接收来自运算放大器202的输出的模拟信号，并将该模拟信号转换为数字信号，然后将数字信号提供至处理器191。处理器191可以在A/D转换器208的每个脉冲处读取从接触器154的低侧199流出的电流水平的数字表示。在脉冲被读取之后，可以由处理器191将该值与存储在存储器中的查找表相比较，以确定逼近的电流水平，并且处理器191可以确定逼近的电流水平是否落入可接受的电流水平范围内。该比较可导致处理器191基于数字表示在哪里可以与存储的阈值相关(如下文详细讨论的)来控制进入高侧启用输入187的信号。此外，来自基准缓冲电压源203的电压可以被施加到A/D转换器208的基准(REF)引脚，以便为运算放大器202的输出提供可比拟数字表示的准确度的精确电压。

[0165] 处理器191可以基于从A/D转换器208接收的测量的电流水平来控制进入输入187和188的信号，以控制处于吸合模式和保持模式的电流。为了示出此电流控制，图22为在继电器控制电路186中的接触器154的低侧199处因变于时间测量到的电流水平432的图表430。首先，电流水平432可以表示当高侧启用输入187接收低信号输入时在继电器控制电路
186中的接触器154的低侧上测量到的近似电流水平。低信号输入可以导致电池组电压源
169从接触器154断开。在合适量的放电时间之后断开电池组电压源169可以从接触器154移除在继电器控制电路186中测量到的任何电荷或电流。此外，尽管接触器154中的线圈可以被完全放电(即，接触器154断开并且电流可能不会流过接触器154)，但基于由基准缓冲电压源169和电阻器206及207建立的输入偏移电流，电流水平432可以是大于零的值，如上所述。

[0166] 一旦接收到对吸合接触器154的指示，处理器可以指示继电器控制电路186在吸合模式434下工作。在吸合模式434期间，处理器191可以在高侧启用输入187处提供高信号，导致来自电池组电压源169的电压被施加到接触器154的高侧197。横跨接触器154的继电器线圈的电流可以由于从电池组电压源169施加电压而增加。在电流水平436下，如图22所示，接触器154可以闭合，如由在横跨接触器154流动的电流中的峰和轻微下降所表示的那样。在吸合模式434期间，横跨接触器154的电流可以继续增加，直到电流达到吸合模式上阈值电流438为止。一旦达到吸合模式上阈值电流438，处理器191可以将低信号提供至高侧启用输入187，以将电池组电压源169从接触器154断开。

[0167] 在断开电池组电压源169之后，测量到的电流可以达到吸合模式下阈值电流440。当达到吸合模式下阈值电流440时，可以利用到高侧启用输入187的高信号而再次启用高侧。如图22所示，该过程可以继续，直到达到吸合模式434的预定时限为止。因此，吸合模式
434可以涉及在将电池组电压源169与接触器154接合和断开之间的循环，以在吸合模式期间保持比软件控制方案所实现的更严格控制的电流水平。因此，继电器控制电路186可以在在吸合模式434的持续时间内保持基本上恒定的电流(即，在吸合模式上阈值电流438和吸合模式下阈值电流440之间)。另外，可以基于接触器154吸合的期望时间来确定吸合模式
434的预定时限。此外，预定时限可以大于将接触器开关从断开位置转变到闭合位置的期望时间量。例如，在图表430中，吸合模式被设定到约200ms，该时间略长于接触器154转变到闭合位置所花费的时间量。吸合模式可以基于接触器154吸合的期望时间以及考虑误差余量的附加时间而设定得较长或较短。

[0168] 一旦达到吸合模式434的预定时限，处理器就可以转变到保持模式442。保持模式442可以将接触器保持在闭合位置(即，允许从电池组电压源169向车辆10的电气部件的功率传输)，同时比吸合模式434汲取更少的功率。在保持模式期间，处理器可以将低信号提供至高侧启用输入187，这可以导致电池组电压源169从接触器154断开并降低在继电器控制电路186中的接触器154的低侧处测量到的电流。在高侧启用输入187处的低信号在保持模式442期间可以为连续的，直到在继电器控制电路186中测量到的电流达到保持模式下阈值电流444为止。一旦测量到的电流达到保持模式下阈值电流444，处理器191可以将高信号提供至高侧启用输入187，从而将电池组电压源169与接触器154接合并增加由继电器控制电路186测量到的电流。高信号可以在高侧启用输入187处继续，直到电流达到保持模式上阈值电流446。

[0169] 以与吸合模式434类似的方式，处理器191可以在接合和断开电池组电压源169之间反复循环，直到处理器191接收到指示处理器191断开接触器154的信号。结果可以是比在吸合模式434期间的电流水平低的受严格控制的电流水平。因此，继电器控制电路186在保持模式442的持续时间内可以保持基本上恒定的电流(即，在保持模式上阈值电流446和保持模式下阈值电流444之间)。这是可能的，因为将接触器154保持在闭合位置所需的电流量少于将接触器154从断开位置移动至闭合位置所需的电流。此外，相比传统的基于软件的控制方案，继电器控制电路186的固态控制部件的速度可以实现对来自电池组电压源169的电压滞后更快的响应时间。由于电池组电压源169可以输出可变的电压水平(例如，来自多个电池单元54的电压滞后)，对电压变化的较快的响应时间可以允许继电器控制电路186在比传统的软件控制方案更低的电流水平下控制保持模式442。因此，与接触器154将保持吸合模式434的电流水平相比，在保持模式442期间较低的电流水平可以允许接触器154消耗较少能量。

[0170] 一旦处理器接收到指示处理器断开接触器154的信号，处理器就可以转变到放电模式448。在放电模式448下，处理器可以将低信号提供至高侧启用输入187。如上文所讨论的，施加到高侧启用输入187的低信号可以导致电池组电压源169从接触器154断开和流过接触器154的电流减少。在放电模式448期间，电流可以减少至基本电流水平432。此外，对接触器154的线圈放电可以导致接触器154切换回断开状态。接触器154可以保持在放电模式448，直到处理器191接收到重新开始吸合模式434的信号。

[0171] 结合上述继电器控制电路186，图23是经由继电器控制电路186控制接触继电器的方法450的过程流程图。一开始，在框452处，处理器可以选择吸合模式434。如上文所讨论的，吸合模式434可以用来将接触器154切换至闭合位置。此外，吸合模式434可以允许从接触器154流出的电流达到比在保持模式442下更高的水平。如在图22的图表430中所示，吸合接触器154可能需要比将接触器154保持在闭合位置更高的电流。

[0172] 一旦选择了吸合模式434，在框454处，继电器控制电路186就可以将来自电池组电压源169的电压施加到接触器154。如上文参照图21所示，这可能涉及激活晶体管192和功率MOSFET 196。输出到接触器154的电压可以增加流过接触器154的电流，直到电流达到吸合模式434的上阈值438。因此，在框456处，可以在从接触器154的低侧199流出的电流的每个数字采样处作出关于电流是否高于吸合模式上阈值438的判断。如果数字采样指示电流不高于吸合模式上阈值438，则在框454处可以继续将电压施加到接触器154，并且可以在框456处针对后续数字采样再次进行判断。

[0173] 如果在框456处数字采样指示电流已超出吸合模式上阈值438，那么在框458处继电器控制电路186可以断开从电池组电压源169到接触器154的电压。在框458处断开电压可以导致从接触器154的低侧199流出的电流的减少。随后，在框460处，可以作出关于电流是否已降至吸合模式下阈值440以下的判断。如果电流尚未达到吸合模式下阈值440，那么在框458处可以将电压保持断开，并且在框460处可以针对由处理器接收到的后续数字采样进行另一次判断。

[0174] 另一方面，如果在框460处确定电流已降至吸合模式下阈值440以下，那么在框462处可以作出关于是否已达到吸合模式434的预设时限的判断。如在图22的图表430中所示那样，在一些实施方案中，吸合模式434的时限可以为大约200ms。应当注意，吸合模式434的时限可以设定为用于将接触器154切换至闭合位置的任何充足的时间。如果在框462处确定尚未达到吸合模式434的时限，则在框454处可以重新施加电压。此外，一旦在框454处重新施加了电压，就可以重复如上所述的方法450的吸合模式434部分，直到在框462处已达到吸合模式434的时限。

[0175] 在框462处，一旦确定已达到吸合模式434的时限，处理器可以将对继电器控制电路186的指令从吸合模式434改变为保持模式442。如上文所讨论的，保持模式442可以将接触器154保持在闭合位置，但不汲取像吸合模式434那样多的能量。较高的电流可能有益于实现在方法450的吸合模式434期间的切换，但保持接触器154的闭合可以在保持模式442期间以显著更低的电流可靠地实现。例如，如图22所示，吸合模式434可以保持通过接触器154的大约400mA的电流，而保持模式442可以保持通过接触器154的大约200mA的电流。这对于传统地用于接触器控制的基于软件的控制器来说也许是不可能的，在基于软件的控制器中，电压通常在吸合模式434和保持模式442这两种模式下以类似方式被施加到接触器154。即，基于软件的控制器可以将电压施加到接触器154的高侧197以保持400mA的恒定电流，而不是在达到吸合模式的时限之后将电流减小到保持模式水平。由于基于软件的控制器因环路定时的缓慢的响应时间，基于软件的控制器可以保持通过接触器154的相对高的电流。由于缓慢的响应时间，电流可能需要保持在相对高的水平，以便为软件提供缓冲，从而在来自电压源的电压骤降期间重新调节电流。然而，本发明所公开的基于硬件的继电器控制电路
186可以快速地对由电压源供应的电压中的任何变化作出响应。这样，在基于硬件的继电器控制电路186中可以通过保持模式442保持显著更低的电流水平，因为在来自电池组电压源
169的电压骤降期间不需要太多的时间来重新调节电流。

[0176] 一旦在框464处完成向保持模式442的转变，电压就可以保持断开，直到在框466处作出关于电流是否已降至保持模式下阈值444以下的判断。如果电流尚未达到保持模式下阈值444，则可以对从接触器154的低侧199流出的电流的每个数字采样重复在框466处的判断。当电流达到保持模式下阈值444时，在框468处可以将电压重新施加到接触器154，以将来自接触器154的低侧199的测量电流朝保持模式上阈值446驱动。

[0177] 随后，在框470处，可以作出关于电流是否已超出保持模式上阈值446的判断。如果电流尚未达到保持模式上阈值446，则在框468处可以将电压保持施加到接触器154，并且在框470处可以对从接触器154的低侧199流出的电流的下一个数字采样再次做出判断。此外，在框470处确定电流高于保持模式上阈值446时，在框472处可以将电压从接触器154断开。断开电池组电压源169可以导致从接触器154的低侧199流出的电流朝保持模式下阈值444减小。一旦电压被断开，就可以在框474处作出关于在处理器191处是否已接收到结束循环的信号的判断。该信号可以是将接触器154切换回断开位置的指令。如果在处理器191处尚未接收到信号，则可以在框466处重新开始方法450的保持模式442部分，直到在框474处作出在处理器处已接收到结束循环的信号的确定。此时，可以在框476处结束循环，并且因为电压不再重新施加到接触器154，在接触器154的低侧199处测量到的电流可以继续减小，直到其达到指示接触器154被放电的电流水平432为止。

[0178] 刀形熔断器连接器

[0179] 如上文简要讨论的，熔断器组件153包括熔断器156和从熔断器延伸的两个刀形熔断器连接器157。刀形熔断器连接器157可以各自包括S形弯曲部210，如图29所示。每个刀形熔断器连接器157的S形弯曲部210被设置在刀形熔断器连接器157的第一端部211和第二端部212之间，如图示实施方案中所示。如下文解释的，第一端部211可以被插入到安装在PCB 136上的高电流互连件140中。当熔断器组件153被安装在电池模块22中时，S形弯曲部210被构造成减小熔断器156的顶部213相对于高电流互连件140的高度。换句话讲，S形弯曲部210使得熔断器156的顶部213能够定位成比基本上平坦或直的刀形熔断器连接器157更靠近PCB 136。如图30所示，刀形熔断器连接器157在连接点215处连接到熔断器156相对于熔断器高度214的下部。如下文详细解释的，刀形熔断器连接器157的下部连接位置可以减小熔断器组件153相对于PCB 136的总高度。

[0180] 刀形熔断器连接器157可以被接纳到安装在PCB 136上的相应的高电流互连件140中，如图30所示。熔断器组件153可以具体地尺寸设计成有利于PCB组件58和因此整个电池模块22的相对紧凑的封装。例如，熔断器组件153可以具体地构造成具有使熔断器组件153相对于PCB 136的高度最小化的总高度尺寸216。

[0181] 刀形熔断器连接器157也可以具体地尺寸设计和成形为当刀形熔断器连接器157与高电流互连件140连接时减小熔断器组件153相对于PCB 136的总高度。在图示实施方案中，如上所述，刀形熔断器连接器157沿着熔断器156相对于熔断器高度214的下部从熔断器156向外延伸。如图29所示，刀形熔断器连接器157在第二端部212处在基本上水平的取向上(例如，正负10度)向外延伸。然而，在其它实施方案中，刀形熔断器连接器157可具有与熔断器156成角度或基本上竖直的连接。在每个刀形熔断器连接器157内的S形弯曲部210则相对于在刀形熔断器连接器157和熔断器156之间的连接升高刀形熔断器连接器157的相应部分的高度，以使得刀形熔断器连接器157能到达高电流互连件140中的开口145，而不需要刀形熔断器连接器157与熔断器156连接的点也延伸到高电流互连件140上方。换句话讲，刀形熔断器连接器157的连接点215可以低于高电流互连件140中的开口145(例如，更靠近PCB 
136)。通过在刀形熔断器连接器157中包括S形弯曲部210，在熔断器156的顶部213和高电流互连件140中的开口145之间的距离218可以减小。例如，在没有S形弯曲部210的情况中，距离218将更大，并且因此熔断器组件153相对于PCB 136的总高度216将增加。刀形熔断器连接器157在第一端部211处以基本上竖直的取向(例如，正负10度)进入开口145中。然而，如上所述，其它实施方案可具有与开口145成角度的连接。除了减小熔断器组件153的高度之外，S形弯曲部210可以充当减震器，从而使熔断器组件153能够在例如操作期间抵抗车辆10的振动。

[0182] 在图示实施方案中，熔断器156由刀形熔断器连接器157升高到PCB 136上方。然而，在可替代实施方案中，高电流互连件140可以设置在PCB 136上，使得熔断器156座置在PCB 136之上或PCB 136下方。如上所述，刀形熔断器连接器157可以尺寸设计成减小熔断器组件153的总高度。例如，S形弯曲部210可以成形为使得熔断器156的下表面和/或熔断器156与刀形熔断器连接器157之间的连接点低于高电流互连件140的上表面。这样，可以将相对紧凑的熔断器组件153包括在电池模块22中。

[0183] 电池单元互连件

[0184] 如上所述，电池模块22可包括若干电池单元54，以用于存储和输出来自电池模块22的所需电压。更具体而言，电池单元54可以串联、并联或以串联和并联的组合彼此电连接或电联接，以产生所需的输出电压(例如，48V)。电池单元54可包括棱柱形电池单元54，棱柱形电池单元54带有从其延伸出的正端子和负端子，并且汇流条单体互连机构可以用来将一个电池单元的正端子连接到相邻的电池单元的负端子。在一些情况下，术语“相邻的”可以用来指示电池单元54或其它电池模块部件彼此邻近放置。例如，并排放置的两个电池单元
54的端子可以被称为相邻的端子。另外，术语“相邻的”可以用来指示电池单元54或其它部件彼此接触。此外，术语“相邻的”可包括直接相邻的和紧邻的。

[0185] 图31示出了互连组件220，互连组件220可以存在于电池模块22内，以有利于在电池单元54自身之间的连接以及在电池单元54和PCB 136之间的连接。如下文详细描述的，互连组件220可包括汇流条单元互连件222和适配器234。互连组件220可包括汇流条单元互连件222，汇流条单元互连件222包括套环224，套环224为大体上蜿蜒的且具有主体，该主体将通过套环在经历沿着一直线的平移的同时环绕该直线移动时产生。汇流条单元互连件222也可包括在套环224的每个端部上的平坦的端部部分。在一些实施方案中，这些套环224均可以由相同的材料(例如，铜)制成。具体而言，套环224可以是弯曲成蜿蜒卷曲形状的铜汇流条。即，套环224和平坦的端部部分均可以由同一材料制成。在每个汇流条单元互连件222的一个平坦的端部部分中可以形成孔，以用于与两个相邻的电池单元54中的一个连接。该孔可以适于接纳端子230。在图示实施方案中，并且如下文参照图35详细讨论的，汇流条单元互连件222可包括在第一端部240(例如，板接触端)和第二端部242(例如，端子配合端)之间的套环224。例如，相比套环224，第一和第二端部可以是大体上水平的或平坦的。此外，在第一和第二端部之间大约半程处的套环224的上部可以是大体上水平的或平坦的部分。更进一步地，套环224可包括接合特征225，以用于连接到封盖组件56的互补的接合特征(或安装特征)。在图示实施方案中，接合特征225是形成于在第一和第二端部之间的套环224的大体上平坦的部分中的孔。套环224的该大体上平坦的部分可以允许将接合特征225相对容易地机加工到套环224中，相比将接合特征225机加工到套环224的拱形部分中而言。此外，大体上平坦的部分可以是套环224的相对容易的部分，以便取放机械夹住套环224并将套环224放置在封盖的互补的接合特征上。在一些实施方案中，接合特征225可以接纳或安装在连接于封盖组件56的销上。然而，在其它实施方案中，覆盖件52可包括互补的接合或安装特征。

[0186] 在电池模块22的组装期间，套环224可以定位在电池单元54上，并且PCB组件58可以下降到互连的电池单元54上。如在图示实施方案中所示，PCB组件58可以配有电压感测连接接线片226，电压感测连接接线片226沿着PCB 136的边缘设置且连接到PCB 136。即，电压感测连接接线片226的一端被安装在PCB 136的平面上，同时相对的端部远离PCB 136延伸。这些电压感测连接接线片226可以定位在PCB 136上，以使得当PCB组件58下降到互连的电池单元54上时，电压感测连接接线片226坐落在套环224的一端部或其它类型的汇流条单元互连件222上。更具体而言，相对于图31中所示的实施方案，电压感测连接接线片226可以在这样的位置处连接到PCB 136：当PCB组件58设置在电池单元54上方时，该位置将与汇流条单元互连件222的平坦部分对齐。

[0187] 如图31所示，电压感测连接接线片226可包括在PCB 136和汇流条单元互连件222之间的拱形部分。在图示实施方案中，拱形部分在向上的方向上在两个基本上平坦的端部221和223之间延伸。平坦的端部221和223可以是彼此基本上平行的。例如，在图示实施方案中，平坦的端部223被安装在PCB 136的平面上且相对于该平面基本上水平。平坦的端部221和223能够实现更大的接触表面，以用于将电压感测连接接线片226连接到PCB 136和汇流条单元互连件222。如在图示实施方案中所示，拱形部分在向下的方向上偏压平坦的端部
221和223。例如，当平坦的端部221安装在PCB 136上时，拱形部分将平坦的端部223朝汇流条单元互连件222偏压。此外，在图示实施方案中，平坦的端部223和拱形部分侧向延伸离开PCB 136。即，拱形部分和平坦的端部223离开PCB 136的侧面远离PCB 136地延伸。换句话讲，拱形部分和平坦的端部223是经由通过连接从平坦的端部221延伸的特征并接合PCB 
136而建立的连接从PCB 136大致悬伸的。

[0188] 电压感测连接接线片226也可包括狭缝227，狭缝227沿着拱形部分形成于到PCB 136的连接和汇流条单元互连件222之间。狭缝227将电压感测连接接线片226的至少拱形部分大致分割成两部分。狭缝227可以通过去除材料而减小电压感测连接接线片226的总重量，同时保持到PCB 136的电气和机械连接和汇流条单元互连件222两者。另外，狭缝227可以为电压感测连接接线片226的拱形部分提供更大的柔性。因此，电压感测连接接线片226可以调整并吸收由车辆10内的振动和移动造成的震动。

[0189] 电压感测连接接线片226可以焊接到汇流条单元互连件222以完成连接。例如，在图示实施方案中，电压感测连接接线片226的端部223焊接到汇流条单元互连件222的板接触端。当连接到汇流条单元互连件222时，电压感测连接接线片226充当用于PCB 136上的电压传感器的电压感测引线。在PCB组件58被定位在电池单元54上之前，电压感测连接接线片226可以被钎焊成与PCB 136上的电压传感器电连通。通过结合单元互连件套环224地使用集成到PCB 136上的电压感测连接接线片226，图示实施方案省去了对用于作出电压感测连接的单独总线的需求。除了降低对电池模块22内的电压感测部件的空间需求之外，这可以有利于电池模块22的相对简单和低成本的组装。应当理解，虽然已参照包括套环224的汇流条单元互连件222讨论了电压感测连接接线片226，但电压感测连接接线片226可以利用其它类型的汇流条单元互连件222。例如，电压感测连接接线片226可以连接到汇流条联接件
260(下文详细描述)以中继来自电池单元54的电压。

[0190] 在另一个实施方案中，电压感测连接接线片226均可包括从拱形部分的平顶部分延伸的扭曲区段228，如图32所示。扭曲区段228可包括C形或蜿蜒弯曲，该弯曲将电压感测连接接线片226的表面从在到PCB 136的连接处的面向上的取向反转至在到汇流条单元互连件222的连接处的面向下的取向。另外，扭曲区段228基本上垂直于电压感测连接接线片226的端部223定向。在图31和32中所示的实施方案中的任一个中，电压感测连接接线片226可包括诸如腿部的连接特征229，以有利于将电压感测连接接线片226连接到PCB 136。在一些实施方案中，连接特征229可以连接到PCB 136上的电压感测部件。在其它实施方案中，连接特征229可以将电压感测连接接线片226安装到PCB 136，以使得电压感测连接接线片226的平坦部分与设置在PCB 136的外表面上的电压感测引线保持接触。虽然在图32的图示实施方案中未示出，然而包括扭曲区段228的电压感测连接接线片226的各个部分中的任一个部分可以包含狭缝，例如狭缝227，以提高柔性、节约材料等。

[0191] 如上所述，电池模块22可包括电压感测部件，以将汇流条单元互连件222连接到PCB 136，以便中继来自电池单元54的电压。在另一个实施方案中，电压感测连接接线片226可包括线结合的连接件233，如图33所示。线结合的连接件233可包括连接在PCB 136和汇流条单元互连件222之间的线、金属带、电迹线或其它导电材料。例如，线结合的连接件233可由诸如铜、铝、锡等的金属制成。在一些实施方案中，线结合的连接件233可以焊接在汇流条单元互连件222和电压感测连接接线片226的PCB安装的主体部分231之间。线结合的连接件233可以是弯曲的或拱形的，以顺应PCB 136和汇流条单元互连件222的轮廓。例如，在其中PCB 136被安装在汇流条单元互连件222上方的实施方案中，线结合的连接件233可以是在向下方向上成角度的。线结合的连接件233能够实现在汇流条单元互连件222和PCB 136之间的流畅和强健的电连接。另外，与此前公开的实施方案一样，线结合的连接件233可以是耐振动的并且能够吸收震动等，同时保持汇流条单元互连件222和PCB 136之间的电连接。
此外，线结合的连接件233是在电池模块22内相对具有空间效率的。

[0192] 如上所述，线结合的连接件233可以由各种导电材料制成。在一些实施方案中，线结合的连接件233为铝。然而，汇流条单元互连件222可以是铜。为了有利于不同金属之间的连接，汇流条单元互连件222可具有附接到其(例如，通过软钎焊)的不同金属件。因此，在一些实施方案中，铜汇流条单元互连件222具有附接到汇流条单元互连件222(例如，在预组装期间)的铝件，以有利于线结合的连接件233的连接。换句话讲，额外的导电材料(例如，金属)可以添加到汇流条单元互连件222以产生用于线结合的连接件233的材料。

[0193] 电压感测连接接线片226的线结合的连接件233可以有利于电池模块22的相对简单且低成本的组装。例如，电压感测连接接线片226的主体部分231可以使用如上文参照图32所述的连接特征229安装到PCB 136。然后，形成线结合的连接件233的线的第一端部可以焊接到汇流条单元互连件222。线结合的连接件233的第一端部可以是导电线的连续绕线框的一部分。在线结合的连接件233的第一端部焊接到汇流条单元互连件222之后，一长度的线可以被退绕，或以其它方式设置在线结合的连接件233的焊接的第一端部和电压感测连接接线片226的主体部分231之间。线结合的连接件233的第二端部可以焊接到电压感测连接接线片226的主体部分，以补全在汇流条单元互连件222和PCB 136之间的电气连接。在将第二端部焊接到电压感测连接接线片226的主体部分之后，可以将该线切断。这样，在多个汇流条单元互连件222中的每一个和PCB 136之间的连接可以有效地且使用相对少的材料制成。然而，在其它实施方案中，线结合的连接件233可以以相反的顺序或完全不同的顺序连接到电压感测连接接线片226和汇流条单元互连件222之间。例如，在线的第二端部焊接到汇流条单元互连件222之前，形成线结合的连接件233的线的第一端部可以焊接到电压感测连接接线片226。此外，如上所述，线结合的连接件233可以利用其它式样的汇流条单元互连件222，例如汇流条联接件260(下文描述)。

[0194] 如上文所讨论的，图31示出了互连组件220，互连组件220可以存在于电池模块22内，以有利于在电池单元54自身之间的连接以及在电池单元54和PCB 136之间的连接。如下文详细描述的，互连组件220可包括汇流条单元互连件222和适配器234。互连组件220可包括汇流条单元互连件222，汇流条单元互连件222包括套环224，套环224为大体上蜿蜒的且具有主体，该主体将通过套环在经历沿着一直线的平移的同时环绕该直线移动时产生。汇流条单元互连件222也可包括在套环224的每个端部上的平坦的端部部分。在一些实施方案中，这些套环224全部可以由相同的材料(例如，铜)制成。具体而言，套环224可以是弯曲成蜿蜒卷曲形状的铜汇流条。即，套环224和平坦的端部部分均可以由相同的材料制成。在每个汇流条单元互连件222的一个平坦的端部部分中可以形成孔，以用于与两个相邻的电池单元54中的一个连接。该孔可以适于接纳端子230。在图示实施方案中，并且如下文参照图34详细讨论的，汇流条单元互连件222可包括在第一端部240(例如，板接触端)和第二端部
242(例如，端子配合端)之间的套环224。例如，相比套环224，第一和第二端部可以是大体上水平的或平坦的。此外，在第一和第二端部之间大约半程处的套环224的上部可以是大体上水平的或平坦的部分。更进一步地，套环224可包括接合特征225，以用于联接到封盖组件56的互补的接合特征(或安装特征)。在图示实施方案中，接合特征225是形成于在第一和第二端部之间的套环224的大体上平坦的部分中的孔。套环224的该大体上平坦的部分可以允许将接合特征225相对容易地机加工到套环224中，相比将接合特征225机加工到套环224的拱形部分中而言。此外，大体上平坦的部分可以是套环224的相对容易的部分，以便取放机械夹紧套环224并将套环224放置在封盖的互补的接合特征上。在一些实施方案中，接合特征
225可以接纳或被安装在联接到封盖组件56的销上。然而，在其它实施方案中，覆盖件52可包括互补的接合或安装特征。

[0195] 在电池模块22的组装期间，套环224可以定位在电池单元54上，并且PCB组件58可以下降到互连的电池单元54上。如图31所示，PCB组件58可以配有电压感测连接接线片226，电压感测连接接线片226沿着PCB 136的边缘设置且连接到PCB 136。这些电压感测连接接线片226可以定位在PCB 136上，以使得当PCB组件58下降到互连的电池单元54上时，电压感测连接接线片226坐落在汇流条单元互连件222的第一端部240上，如上所述。电压感测连接接线片226可以接着焊接到汇流条单元互连件222以补全连接。电压感测连接接线片226充当PCB 136上的电压传感器的电压感测引线，并且在PCB组件58被定位在电池单元54上之前，电压感测连接接线片226可以被钎焊成与PCB 136上的电压传感器电连通。通过结合汇流条单元互连件222地使用集成到PCB 136上的电压感测连接接线片226，图示实施方案省去了对用于作出电压感测连接的单独总线的需求。除了降低对电池模块22内的空间需求之外，这可以有利于电池模块22的相对简单和低成本的组装。

[0196] 图34是经由图31的互连组件220电连接在一起的四个电池单元54的分解图。如上所述，互连组件220可包括汇流条单元互连件222和适配器234。在图示实施方案中，电池单元54中的每一个包括两个带相反电荷的端子230和232。这些端子中的一个用作特定的电池单元54的阳极，而另一个用作阴极。如上所述，电池单元54可以布置成使得它们串联地电联接。例如，一个电池单元54的阳极相对于对齐的一系列电池单元54来说设置成紧邻相邻的电池单元54的阴极，并且它们可连通地连接。如上文所讨论的，“紧邻”可以指在布置多个端子230和232的背景下端子230和232是并排的。

[0197] 在一些实施方案中，电池单元54的带相反电荷的端子230和232可以由不同的材料(例如，铜和铝)制成。在这样的情况中，互连组件220可包括用于在这两种材料之间过渡的适配器234。在图示实施方案中，例如，适配器234被构造成在电池单元54的铝柱(例如，端子232)和铜汇流条单元互连件222之间形成联接件。每个适配器234可包括接触表面，该接触表面从在一个端部236处的铝过渡到在相对的端部238处的铜。例如，所述一个端部236可包括接纳铝柱232的孔口。另外，所述相对的端部238可以电连接到所述一个端部236。因此，汇流条单元互连件222可以连接到在所述相对的端部238处的铜连接件，并且可以没有不同的金属连接件。适配器234的铝端部236被构造成定位在端子232上方，如图所示，并且适配器
234的铜端部238设计成接纳互连件222的第一端部240。例如，在图示实施方案中，互连件
222的第一端部240与铜端部238对齐且设置在铜端部238上方，以将汇流条单元互连件222可连通地连接到电池单元54。然而，互连件222的第二端部242接纳相邻的电池单元54的端子230，以补全连接。如上所述，适配器234可以有利于电池单元54之间的单一金属连接。应当注意，根据本公开的实施方案还包括反向配置，其中铜和铝相对于端部236和238交换。

[0198] 如上所述，图示汇流条单元互连件222包括板接触端240，板接触端240可以焊接到对应的适配器234的铜端部238上。在与板接触端240相对的套环224的端部处，汇流条单元互连件222包括端子配合端242，端子配合端242被设计成配合在铜端子230上并且在单元互连件222和铜端子230之间建立电接合。端子配合端242可包括在底表面上的颈环。在可替代实施方案中，颈环可以在端子配合端242的顶表面上或在两个表面上。颈环可以例如提供用于沉积焊接金属的额外的表面积。如图所示，套环224成形为特定的蜿蜒或卷曲的几何形状。由电池模块22遭遇的任何应力、振动、运动或其它干扰可以在此蜿蜒或卷曲几何形状上被分散或减弱，而不弱化任何焊点。这样，相比利用例如焊接在端子230和232之间的刚性汇流条的可能的情形，套环224可以实现单体互连组件220的更长寿命。

[0199] 汇流条单元互连件222可以呈现有助于分散由于振动和其它干扰导致的力和运动的其它形状。图35示出了一个这样的实施方案，其中汇流条互连件222包括“发夹”形汇流条250。术语“发夹”可以指任何形状，其包括两个平坦的接触表面252和从一个接触表面252延伸至另一个接触表面的升高的弯曲部分254(例如，升高的拱形)。类似于上述套环224，发夹汇流条250的接触表面252中的一个可以焊接到位于铝柱上的适配器234的铜端部238，而相对的接触表面252焊接到端子230。在其它实施方案中，可以使用汇流条互连件222的其它相对弯曲或弯折的形状。

[0200] 在一些实施方案中，汇流条单元互连件222可被构造成在两种材料(例如，铝和铜)之间过渡，而不使用额外的适配器(例如，适配器234)或紧固件。图36示出了可以执行此功能的汇流条联接件260(例如，汇流条、汇流条单元互连件、联接件)。联接件260是由两种不同的材料制成的单件部件。在图示实施方案中，例如，联接件260包括用于与铜端子230接口的铜部分262和用于与铝端子232接口的铝部分264。联接件260的初始构造可以涉及如图所示通过接头265指形接合铜部分262和铝部分264并将铜部分262和铝部分264轧制在一起以形成由两种单独材料制成的单件联接件。联接件260包括两个弯曲部分266，一个被构造成朝电池端子230和232中的每一个倾斜。相比直接横跨两个端子230和232延伸的较薄的联接件，弯曲部分266提供用于将端子230和232焊接到联接件260的额外的表面积。在某些实施方案中，弯曲部分266可以通过凸缘冲压过程形成到联接件260中，尽管其它技术也可以用来取得类似的形状。总体上，相比通过更柔性的套环或发夹实施方案可提供的，联接件260可以提供在电池端子230和232之间更多的结构连接，而不需要增加高度或额外的适配器234。

[0201] 在其它实施方案中，联接件260可包括相对于电池端子230和232不同的形状或取向。例如，如图37和38所示，联接件260可包括具有圆角和恒定的厚度269的大体上矩形的主体部分270。然而，在其它实施方案中，根据电池单元54的配置，主体部分270可以是椭圆、平行四边形、三角形等形状的。此外，图示实施方案中所示联接件260的主体部分270为非对称的。即，矩形主体部分270的一个圆角271具有比其余的圆角更大的半径。圆角271充当汇流条联接件260的取向的指示。例如，该指示可以存在于铜部分262上而不在铝部分264上，反之亦然。应当注意，在其它实施方案中，可以利用其它指示，例如，切口、凸起部分、键接特征等。因此，铜部分262和铝部分264可以是在安装期间容易识别的。因此，在安装期间，由于正确的对齐是能够容易识别的，因此可以减小将汇流条单元互连件222安装在不正确的端子上(例如，铜部分262安装在铝端子232上和铝部分264安装在铜端子230上)的可能性。

[0202] 如图38所示，联接件260的下表面272可包括围绕主体部分270中的孔口274的颈环273(例如，类似于图36的弯曲部分266)。颈环273在基本上垂直于下表面272的平面的方向上延伸。换句话讲，颈环273为相对于下表面272升高的或伸长的。当安装在电池单元54上时，该形状使得颈环273能够接纳并围绕端子230和232。在一些实施方案中，颈环273比主体部分270更厚。如图所示，颈环273的内圆周275和外圆周276是沿着颈环273的延伸长度基本上恒定的。换句话讲，在图示实施方案中，颈环273为大体上圆柱形的，而不是削锥的。然而，在其它实施方案中，颈环273可以是削锥的，以便当设置在端子上时将压力施加到电池端子
230和232。颈环273可以被冲压或压入主体部分270中以形成一体的联接件260。然而，在其它实施方案中，颈环273可以被压力配合到孔口274中、被焊接、被机加工或以其它方式沿着联接件260的主体部分270形成。

[0203] 如上所述，联接件260的主体部分270可包括两种不同的材料(例如，铝和铜)。铜部分262和铝部分264可以在接头265处相遇。接头265将铜部分262和铝部分264机械地和电气地连接。在一些实施方案中，主体部分270可以被指形接合和轧制以在铜部分262和铝部分264之间建立机械和电气连接。更具体而言，铜和铝的多个层可以在接头265处以交替的顺序叠置。然后，可以将挤压压力施加到接头265，以在交替的层之间提供气密密封。换句话讲，轧制过程的压力基本上将铜部分262接合到铝部分264，而不使用诸如焊接的可替代机械接合过程。此外，由轧制过程产生的气密密封可以减少或消除对在接头265周围用于阻止接头265的电化学腐蚀的绝缘物的需求。

[0204] 如上文所讨论的，联接件260可以连接到相邻的电池单元54以电连接电池单元54。另外，铝部分264可以连接到一个单元的铝端子232，并且铜部分262可以连接到相邻单元的铝端子230。在一些实施方案中，焊点可以在联接件260与端子230和232之间形成连接。如图
39所示，焊接可以从主体部分270的顶表面277形成。此外，焊点可以与颈环273对齐，以使得它们不延伸超出颈环273。即，焊点面积可以包含在颈环273的外圆周276内，并且焊点可以与颈环273的外圆周276具有相同的宽度。由于颈环273比主体部分270更厚，因此焊点可以穿透约等于主体部分270的整个厚度269的距离，而不烧穿颈环273。换句话讲，颈环273在焊点的方向上远离主体部分270延伸(即，朝端子230和232)。因此，由于在颈环273与端子230和232之间增加的焊点面积，可以实现牢固的焊缝。此外，联接件260可以减小由电池单元54的膨胀或振动导致的在端子230和232上的侧向力。在其它实施方案中，焊点可以仅部分地穿透主体部分270的厚度269，或者可以完全形成在顶表面277上。

[0205] 图39中示出了连接到电池端子230和232的联接件260的立体图。如图所示，联接件260连接到端子230和232的上部。然而，如下文详细描述的，联接件260(或其它类型的汇流条互连件222)可以被支撑在图39中未示出的封盖组件56上。端子230和232可以延伸穿过封盖290，以与设置在封盖组件56的封盖上的汇流条互连件222连接。如下文所提及的，封盖可以具有非对称凹陷的特征，以支撑汇流条互连件222的非对称形状。

[0206] 封盖组件和制造方法

[0207] 上文详细地描述的汇流条单元互连件222可以形成上文参照图6介绍的封盖组件56的一部分。除了这些部件之外，封盖组件56可包括安装到封盖290或与封盖290一体化的任意数目的所需部件。在图40中提供了封盖290的一个实施方案的俯视图。如图所示，封盖
290可被构造成与电池单元54形成接口。例如，封盖290可包括孔口292，电池单元54的电池端子230和232延伸穿过孔口292。此外，封盖290可包括指状物294(例如，柔性指状物)，指状物294与电池单元54对齐且用来下压保持电池单元54，如下文详细描述的。在图示实施方案中，封盖290的一些指状物294配有安装的温度传感器296。封盖290也可包括内建的通风室
298，其用来将排出的气体导引离电池模块22，这些气体从一个或多个电池单元54被排出。
封盖290可以由塑料、玻璃填充的聚合物或任何其它合适的材料模制或切出。

[0208] 如上所述，封盖290可以用于在电池单元54附近安装传感器，例如温度传感器296。这些温度传感器296可以连接到PCB 136，以便提供对电池单元54的相对准确的温度监测。
通过温度传感器296采集的测量值可以用于控制电池模块22的操作。例如，电池模块22可包括有源冷却系统，该系统可以响应于电池单元54的高感测温度而被激活或调整。在其它实施方案中，当电池单元54达到不期望的高温时，PCB组件58可以输出警报到车辆10的控制系统。封盖290可以允许这些温度传感器296(和其它传感器)设置成紧邻电池单元54，同时仍连接到PCB 136。在图示实施方案中，温度传感器296设置在封盖290的两个指状物294上，并且这两个指状物294对应于电池模块22的不同的电池单元54。然而，在其它实施方案中，可以有任何任意数目的温度传感器296被安装到封盖290上的任意数目的指状物294。在一些实施方案中，可能理想的是，将温度传感器296安装在封盖290的指状物294上，该指状物294设置成邻近于在电池模块22的操作期间预计加热最多的特定的电池单元54。然而，其它布置和数目的温度传感器296(或其它传感器)也可能是可以的。

[0209] 应当指出，除了与电池单元54形成接口外，封盖290也被构造成在其上接纳和保持PCB组件58的部件。例如，在图示实施方案中，封盖290包括用于支撑接触器154的腔体300。封盖290的其它特征可以与PCB组件58的各种部件配合并承载这些部件，如下文详细讨论的。此外，封盖290可以配有狭槽302，以用于与下部外壳50的对应的夹114形成接口。

[0210] 如上所述，封盖290的指状物294可以用来下压保持电池单元54，封盖290在该电池单元54上分层。图41中示出了执行此功能的指状物294的实例。相对于彼此叠置的电池单元54可以不全部被构造成严格相同的尺寸。例如，在一些实施方案中，电池单元54可以在高度上略微变化，以使得如果封盖290为特别刚性的，那么封盖290将坐落在电池单元54上，刚好能够搁置在最高的电池单元54的顶部上。这将潜在地浪费电池模块22内的空间，并且导致在封盖290和电池单元54之间更弱的连接。然而，图示的封盖290包括指状物294，并且这些指状物294成一角度地朝电池单元54(例如，相对于封盖290的顶表面)向下延伸。应当注意，本领域的普通技术人员将认识到，顶表面(例如，如上文所述相对于指状物294从封盖290向下延伸的角度)可以指在封盖290的顶部上方延伸的大体上平坦的基准表面，该基准表面与图40-43中所示的例如孔口292(例如，成行布置)大体上齐平。

[0211] 如图41-43所示，指状物294可以是封盖290的部分，该部分被切去和/或允许经由铰链291(例如，活动铰链)相对于封盖结构的其余部分挠曲。换句话讲，指状物294中的每一个可以从在封盖290中的开口内的连接点悬伸，其中所述连接点在一些实施方案中可包括铰链291。指状物294可以是一开始向下成角度，并且一旦与电池单元54接触，就可以施加轻微的力(例如，向下的力F)，以将电池单元54下压保持在下部外壳50内。在一些实施方案中，每个指状物294可以设置在相应的铰链291(例如，如上所述)上，该铰链291包括相应的弹簧293，其中相应的弹簧293被构造成将弹力通过指状物294并作为向下的力F传递到与指状物
294对应的电池单元54上。具体而言，围绕铰链291设置的弹簧293可以以向下的角度偏压柔性指状物294，以便当指状物294与电池单元54形成接触时将压力(例如，向下的力F)施加到对应的电池单元54。在其它实施方案中，铰链291自身可以将力通过指状物294传递到对应的电池单元54上。指状物294可以适应组装的电池单元54的高度偏差，以使得全部电池单元
54在封盖290和下部外壳50之间保持在位，无论电池单元54的高度如何。

[0212] 另外，当封盖290设置在电池单元54上方时，每个电池单元54的高度可以确定其相应的指状物294向下延伸的角度。例如，当封盖290被下降到电池单元54上以将电池单元54保持在位时，从封盖290的上表面延伸的指状物294的向下的角度295可以减小。具体而言，如上文所讨论的，指状物294通过沿着铰链291弯曲而弹性变形，从而减小角度295。当抵靠较高的电池单元54放置时，指状物294中的一个的向下的角度295可以比放置在较短的电池单元54上时更多地减少。因此，指状物294中的一些的角度295可以相比其它指状物294中的一些减少不同的量，以便适应电池单元54的高度。

[0213] 此外，每个电池单元54的高度可以确定其相应的指状物294施加在电池单元54上的向下的力。例如，指状物294中的每一个将一定量的向下的力F施加在电池单元54上，以将电池单元54保持在位。具体而言，铰链291或与铰链291相联的弹簧293可以将力从指状物294传递到其对应的电池单元54。当施加到较高的电池单元54时，相对于较短的电池单元
54，向下的力F可以更大，因为较高的电池单元54使指状物294弯曲和/或将弹簧293压缩更大的量。因此，向下的力F对于封盖290的不同指状物294可以是不同的，以便适应电池单元
54的高度。

[0214] 可以存在指状物294在封盖290的不同的实施方案上的若干种不同的可能布置。在图示实施方案中，指状物294被对称地放置在对应的电池单元54的任一侧上。指状物294的衬垫可以搁置在电池单元54的上表面310的一些位置上，这些位置位于相应的电池端子230和232与电池单元54的居中定位的通风孔312之间。更具体而言，在图示实施方案中，指状物294被构造成在电池单元54的填充孔314和通风孔312之间接触电池单元54的上表面310。应当注意，在其它实施方案中，指状物294可以相对于电池单元54的上表面310设置在不同的位置和取向。

[0215] 除了与电池单元54相互作用之外，封盖290可被构造成在电池模块22的整个操作过程中接纳和保持其它部件(例如，PCB部件)。在一些实施方案中，在电池模块22的不同组件最终分层之前，封盖290可以预加载有这些部件。图30示出了可以有利于这样的预加载和到PCB组件58的其它连接的封盖290的某些部分。如上所述，封盖290可包括用于接纳和保持接触器154的腔体300。除了腔体300之外，封盖290可包括夹330，以用于固定放置在腔体300内的接触器154的顶端。此外，图示的封盖290包括延伸部332，延伸部332设计成通过PCB 136内的对应的开口配合，以用于使PCB 136与封盖290配合。

[0216] 封盖290还可包括用于与汇流条互连件222相互作用的特征。例如，在图示实施方案中，封盖290包括壁334，壁334构筑在形成于封盖290中的每隔一对孔口292之间。换句话讲，可以形成具有两个孔口292、一个壁334、两个孔口292、一个壁334并以此类推的图案。当封盖组件56被完全组装时，这些壁334可以因此定位在连接电池单元54的后续的汇流条互连件222之间。因此，壁334可以防止或减小电池模块22内的汇流条互连件222之间的内部短路的可能性。例如，壁334可以防止在组装期间松脱的材料造成短路。

[0217] 此外，如图28和30所示，每个孔口292可以由凹陷335围绕。凹陷335可以被包括以适应汇流条互连件222并有利于封盖290的高效和准确的组装及检查。例如，套环224(例如，如图25所示)可包括板接触端240和端子配合端242。套环224的端部240、242可以各自配合在围绕孔口292的凹陷335之一内。此外，在图28所示实施方案中，每隔一个凹陷335包括成角度的边缘336。带有成角度的边缘336的凹陷335可被构造成接纳套环224的端子配合端242，并且不带成角度的边缘336的凹陷335可被构造成接纳套环224的板接触端240。这样，在其中端子232中的一些(例如，一半)为铝或某种其它非铜金属的实施方案中，铝端子232可以延伸穿过围绕其的凹陷335不具有成角度的边缘336的孔口292，并且对应的适配器234可以放置在每个铝端子232上方，所述铝端子232延伸穿过不带有成角度的边缘336的凹陷
335的孔口292。套环224的板接触端240可以接触适配器234的铜端部238。这可以有助于确保适配器234被放置在正确的端子232上方。换句话讲，凹陷335可以用来适应汇流条互连件
222，适应适配器234，并且为封盖290的组装和检查提供视觉提示。在其它实施方案(例如，包括直的汇流条互连件222的实施方案)中，一个凹陷335可以跨越两个孔口292(例如，在一对的两个壁334之间的两个孔口292)，并且直的汇流条互连件222可以配合在单个凹陷335内。换句话讲，凹陷335可以定向成垂直于图28所示取向或者呈某个其它取向，以使得凹陷
335适应与该实施方案相关联的汇流条互连件222的具体几何形状和/或取向。

[0218] 在其它实施方案中(例如，如图30所示)，封盖290也可以配有柱或壁(例如，安装特征337)，汇流条互连件222(例如，套环224)可以在组装期间预加载到所述柱或壁上。这些特征337可从在图示壁334或孔口292之间的位置向外延伸。例如，封盖290可包括设置成邻近柱(例如，安装特征337)且在柱之间的壁334，以用于防止内部短路，所述柱被构造成将汇流条互连件222(例如，套环224)相对于封盖290保持在特定位置。这可以导致例如一个孔口292、一个安装特征337、一个孔口292、一个壁334、一个孔口292、一个安装特征337、一个孔口292、一个壁334并以此类推的图案。套环224可包括设置在上部处的开口(例如，接合特征
225)，以用于连接到从封盖290延伸的柱(例如，安装特征337)，如上文参照图25所讨论的。

[0219] 在其它实施方案中，汇流条互连件222可包括发夹设计250，并且封盖290可以配有向上延伸的壁，以便发夹250别在其上。在一些实施方案中，封盖290的任何这样的特征可以有利于将所需的汇流条互连件222相对于其在电池模块22内的位置安装在具体取向。例如，所述特征可以在第一方向上取向在电池模块22的一侧上，并且在第二方向上取向在电池模块22的相对侧上。作为上述那些布置方式和特征的附加或替代，可以在封盖290中包括其它布置方式和特征。另外，壁334和/或延伸部332可以是与封盖290一体化的(例如，集成的)。此外，封盖290、壁334、延伸部332、指状物294、与每个指状物294相关联的铰链/弹簧、或上文阐述的封盖290的特征中的任一个、或它们的任何组合都可以注塑为单一结构。在另一个实施方案中，封盖290的一些部件(例如，汇流条互连件222)可以焊接到封盖290(例如，通过激光焊接)。

[0220] 用于从电池模块排放加压气体的系统和方法

[0221] 如图43所示，封盖290可包括通风组件297。在一些实施方案中，通风组件297包括内建于封盖290中的通风室298。例如，通风室298可以是封盖290的中空部分。图44示出了沿着封盖290的脊梁区段340定位的通风室298的实施方案。封盖290可包括通风室覆盖件338。为此，通风室覆盖件338可以设置在封盖290的底部上。通风室覆盖件338可包括狭槽342，狭槽342被构造成将从电池单元54排出的气体导入通风室298中。此外，在一些实施方案中，狭槽342与电池单元54中的通风孔对齐。通风室298充当导管或歧管，以用于将从电池单元54排出的气体输送到电池模块22之外。由于通风室298是封盖290的一部分，通风室298可以允许将PCB组件58正好放置在电池单元54和封盖290上方。因此，通风室298可以设置在电池单元54和PCB组件58之间。如果电池单元54中的一个遇到导致电池单元54内的压力建立的问题(例如，过热)，电池单元54可以通过通风孔312从电池单元54的外壳释放高压气体。从电池单元54释放的气体可以经由通风室298排出到电池模块22之外，而不会流入位于封盖290正上方的PCB 136上的温度敏感设备中并干扰该温度敏感设备的操作。

[0222] 如在图示实施方案中所示，通风室298可被构造成保持通风孔引导件341，通风孔引导件341由比封盖290相对更强韧的材料(例如，钢)制成。图45是设置在通风室298中的通风孔引导件341的剖视图。如图所示，通风孔引导件341可以是沿着底部343开放的，以接纳从电池单元54排出的气体，并且是沿着顶部345封闭的，以防止气体进入PCB组件58中，在那里，气体可能会潜在地干扰PCB组件上的敏感设备的操作。为此，通风孔引导件341可以是基本上U形的(例如，具有由顶部345和从顶部345延伸的两个侧壁347形成的基本上U形横截面)，以便覆盖通风室298的侧壁349和顶部351。在一些实施方案中，通风孔引导件341的侧壁347可以延伸经过通风室298的侧壁349。此外，在一些实施方案中，通风孔引导件341可以不覆盖整个通风室298。

[0223] 由于通风孔引导件341设置在电池单元54和封盖290之间，通风孔引导件341可以防止通风室298直接接触排出的气体。此外，在通风孔引导件341由金属制成的实施方案中，通风孔引导件341可以吸收排出的气体的热，以抑制对设置在封盖290上方的PCB组件58加热。例如，在一些实施方案中，通风孔引导件341可包括U形钢板。如图44所示，通风孔引导件341可以是构造成滑入封盖290的通风室298中的单独插件。然而，在其它实施方案中，通风孔引导件341可以与封盖290一体化。例如，在一些实施方案中，通风孔引导件341可以过模制到封盖290中。因此，通风孔引导件341可以永久性地设置在通风室298内。

[0224] 在图示实施方案中，封盖290的通风室覆盖件338包括十三个狭槽342，一个狭槽342对应于在电池单元中的每一个上的通风孔312。狭槽342可以有利于受热和加压的气体从通风的电池单元54流入到通风室298内的通风孔引导件341中。狭槽342可以允许排出的气体进入通风孔引导件341，同时充当封盖290的结构支撑件，从而使得封盖290能够支撑自身和电池模块22的其它部件(例如，PCB组件58)的重量。应当注意，通风室298可以充当封盖
290的加强件，以使得封盖290能够更有效地下压保持位于封盖290下方的电池单元54。通风室298可以帮助保持封盖290的结构完整性，甚至抵抗在破裂事件期间从电池单元54施加的压力。通风孔引导件341可以在安装时提供进一步的支撑。

[0225] 在某些实施方案中，通风室298的底表面可以是完全开放的。例如，在较强的通风孔引导件341与封盖290一体化(例如，过模制到封盖290中)的实施方案中，狭槽342可以被扩大或完全消除，并且通风孔引导件341的开放表面用来捕获从电池单元54排出的气体。例如，通风室298可以是封盖290的中空部分。此外，中空部分可包括单个开口(例如，在中心的单个开口、延伸过通风室298的长度的开口等)，该开口被构造成接纳从多个电池单元中的全部电池单元排出的气体。狭槽342可以是任何所需的形状和尺寸，所述形状和尺寸有利于电池单元54通过通风室298的充分通风，同时为封盖290提供所需量的结构支撑。

[0226] 如图所示，通风室298可以是大体上锥形或楔形的。更具体而言，通风室298的一端可包括开口344，排出的气体可以通过开口344离开通风室298和/或电池模块22。通风室298可在该端具有其最大横截面积，并且逐步向下削锥至在通风室298的相对端部处的较小横截面积。更具体而言，通风室298可包括设置在靠近开口或入口344(图46)的棱柱形电池单元54中的一个上方的第一端部和设置在离开口344最远的棱柱形电池单元54中的另一个上方的第二端部。通风室298可以是削锥的，以使得在第一端部处的通风室298的宽度大于在第二端部处的通风室298的宽度。通风室298的壁可以沿着与X轴线60和Z轴线64对齐的方向上中的一个或两个方向削锥。通风孔引导件341可以是类似地削锥的。通风室298的削锥的内壁346在图示实施方案中是可见的。削锥的内壁346可以有利于用来将通风孔引导件341插入通风室298中的安装工具的进入和移除。此外，沿着封盖290的顶部间断地定位的孔348可以帮助安装工具在整个安装过程中保持对齐。在其它实施方案中，通风室298可具有沿其长度均匀的横截面或有利于通风孔引导件341的安装的任何其它所需的形状。

[0227] 一旦从电池单元54的通风孔312释放的气体被推入通风室298中，通风室298和/或通风孔引导件341就可以充当导管，以引导加压气体远离电池模块22的敏感部件并使其离开电池模块22。图46和47以图解方式表示了利用通风室298将这些气体导出电池模块22之外的两种可能的电池模块22的实施方案。具体而言，加压气体可以经由位于电池单元54的顶部处的通风孔312离开一个或多个电池单元54并进入通风室298。气体可以朝通风室298的开口344流过通风室298(或保持在通风室298内的通风孔引导件341)。气体的这种流动在两个实施方案中通过箭头350示出。

[0228] 在图46中，通风室298的开口344对着通往孔口352的流动路径开放，孔口352形成于电池模块22的外部包围物内。在图示实施方案中，孔口352形成于电池模块22的下部外壳50内，并且处在与通风室298基本上相同的平面中。然而，在其它实施方案中，孔口352可以设置在电池模块22的覆盖件52中。排出的气体可以经由通风系统353通过孔口352离开电池模块22，如由箭头354所示。通风系统353可包括通风室298、通风孔引导件341和孔口352。在一些实施方案中，包围物可包括许多这样的孔口352(或在下部外壳50和/或覆盖件52内的其它类型的开口)，以用于将加压气体移除到大气环境中。此外，孔口352可包括配合件和/或连接器(例如，带螺纹的、带倒钩的等)，以将孔口352联接到用于将排出的气体导向至另一位置的导管。例如，孔口352可具有与软管的阳螺纹配合的阴螺纹。

[0229] 图47示出了具有气管356的电池模块22的实施方案，气管356构建在外包围物中，以便从通风室298释放的气体进入大气环境中。一旦在通风室298的端部处离开开口344，排出的气体可以朝气管356被导引并且可以经由通风系统353通过气管356离开，如由箭头358所示。在一些实施方案中，通风系统353也可包括气管356。在图示实施方案中，气管356被构建在电池模块22的覆盖件52中，然而，在其它实施方案中，气管356可以形成下部外壳50的一部分。在另一些实施方案中，电池模块22可包括形成于下部外壳50和/或覆盖件52内的多个这样的气管356，以释放从电池模块22排出的气体。另外，如上所述，气管356也可包括配合件和/或连接器，以与车辆的附加部件配合。

[0230] 应当注意，孔口352和气管356的任何所需的组合都可以结合地使用，以将气体从通风室298排出到外部大气环境中。然而，其它类型的开口或夹具可以被构建在下部外壳50或覆盖件52中以释放气体。此外，以上提及的实施方案的孔口352和/或气管356可以设计成与软管或车辆的其它部件配合。这样的软管可以进一步引导排出的气体以使其远离位于车辆内的敏感部件。

[0231] 如上所述，孔口352和/或气管356可以与车辆的附加的软管或部件配合。

[0232] 图48表示连接到通风系统353的孔口352的配合件360的实施方案。配合件360可以被拧入下部外壳50内的孔口352中。然而，在其它实施方案中，配合件360可以以其它方式连接。例如，配合件360和孔口352可具有快速连接配合，或者配合件360可以螺接到下部外壳50。在另一些实施方案中，根据孔口352或气管356的位置，配件360可以连接到覆盖件52而不是下部外壳50。配合件360可具有与软管或其它车辆部件配合的出口362。如上所述，出口
362可以是带螺纹的、带倒钩的，或者可包括允许部件彼此连接的任何其它类型的配合件或连接器。配合件360可以允许从车辆部件(例如，软管)相对简单地移除电池模块22，反之亦然。此外，配合件360可以取向在各个方向上(例如，指向下方、指向上方、指向侧面等)，以便在将排出的气体经由软管导引远离电池模块22时能够提供多种选择。

[0233] 分层的电池模块系统和制造方法

[0234] 为了降低组装电池模块22的复杂性，上文详细描述的电池模块22的部件可以布置成使得电池模块22是分层的。如在图49的分解图中所示，电池模块22的各个部件可以在彼此的顶部上分层以组装电池模块22。除了方便电池模块22的组装之外，相比通过常规的电池模块布置，将电池模块22的部件以图示方式分层可以导致电池模块22的更具空间效率的设计。

[0235] 图50描绘了用于组装图49的电池模块22的可能的方法370。可以理解，在某些实施方案中可以省去表示方法370的步骤的框中的一些，并且根据本发明的实施方案可以采用图示框的其它顺序。方法370可包括在框372处将各个电池单元54设置在下部外壳50的狭槽70中。电池单元54可以单独地或同时地放置在狭槽70中。在一些实施方案中，放置可以手动地进行，而在其它实施方案中，放置可以使用取放机器进行。然后，在框374处，可以将适配器234定位在电池单元54的铝柱端子上。如上所述，在电池单元54的柱端子由不同的金属制成并且汇流条单元互连件222由用于柱端子的金属中的仅一种金属制成的实施方案中，可以使用适配器234。适配器234可以有利于在用于柱端子的一对金属之间的过渡(例如，铜到铝或某种其它组合)。在其它实施方案中，如上所述，汇流条单元互连件222可以是由用于柱端子的两种金属制成的联接件260。在这样的实施方案中，联接件260有利于在这对金属之间过渡。因此，可以不利用适配器234，从而减少要组装在电池模块22内的部件的数目。

[0236] 接下来，在框376处，可以组装封盖组件56。框376可包括例如在框378处将通风孔引导件341通过开口344安装到封盖290的通风室298中。如上所述，通风孔引导件341被构造成将从电池单元54排出的气体远离PCB组件58地引导。该插入可以手动地或通过安装器械进行，该安装器械用来将通风孔引导件341滑动和固定到通风室298内。在某些实施方案中，通风孔引导件341可以与封盖290一体化，并且可以不执行框378，这可以降低组装封盖组件56的复杂性。在框376处组装封盖组件56也可包括在框380处将汇流条单元互连件222(例如，套环224)安装在封盖290上。如上所述，封盖290可包括多个柱、壁、接合特征、凹陷、或有利于汇流条单元互连件222这样地放置和对齐在封盖290上的其它特征。此外，汇流条单元互连件222和/或封盖290上的安装特征可以被构造成使得汇流条单元互连件222仅当其被正确地对齐时才被接纳在安装取向上。这种“正确的”对齐可以是各个汇流条单元互连件
222相对于封盖290的对齐，以使得汇流条单元互连件222取向成以所需的方式电连接电池单元54。

[0237] 然后，在框382处，可以将完全组装的封盖组件56在下部外壳50和电池单元54(带有其对应的适配器234)上分层(即，设置)。如上文所讨论的，下部外壳50可包括附接特征，该附接特征与封盖290上的对应的附接特征形成接口，以相对于下部外壳50固定封盖290。例如，下部外壳50可包括夹114，夹114与封盖290的对应狭槽302形成接口。可以理解，在其它实施方案中，这种配合布置可以被颠倒。接下来，在框384处，带有面向上的刀形连接器的部件385可以设置在封盖290上。这可包括构造成从下方连接到PCB 136的电池模块22的任何部件385以及构造成从PCB 136下方的位置延伸穿过PCB 136的部件385。在图49的图示实施方案中，例如，这些部件385可包括连接到连接器120的其对应的刀形部分122的接触器
154和电池端子24。封盖290可包括用于接纳这些部件385的凹陷或凹进特征，例如，用于接纳和支撑接触器154的腔体300。在其它实施方案中，方法370可包括将这些部件385中的一个或多个在封盖290下方的位置处设置在下部外壳50中。在这样的实施方案中，封盖290可包括开口，刀形部件385可以向上延伸穿过所述开口，以连接到电池模块22的其它部件。

[0238] 在框386处，在带有面向上的刀形连接器的部件385设置在封盖290上(和/或封盖290下方)之后，PCB 136可以设置在封盖组件56上。此时，PCB 136可以配有设置在其上的高电流互连件140、电压感测连接接线片226和分流器137，以形成PCB组件58。电压感测连接接线片226可以设置在PCB 136上，以使得悬伸的接线片226中的每一个与对应的套环224(或其它汇流条单元互连件222)的接触表面对齐。一旦正确地对齐，电压感测连接接线片226就可以通过激光焊接连接到套环224，如下文更详细讨论的。如上所述，分流器137可以设置在PCB 136上并与PCB 136一体化，从而减小组装PCB组件58的复杂性。高电流互连件140可以安装到PCB 136，以使得它们将面向上的刀形连接器接纳在高电流互连件140的面向下的开口145B内，如上所述。此外，高电流互连件140可以安装在PCB 136上并钎焊成与设置在PCB 
136上或内的各种迹线接触，如上所述。

[0239] 在框388处，带有面向下的刀形连接器的部件390可以设置在PCB组件58的部件上。这些部件390可包括被构造成从PCB 136上方的位置连接到PCB 136和/或延伸穿过PCB 136的任何部件。在图示实施方案中，这些部件390包括熔断器组件153、汇流条155和138、以及联接到其对应的连接器121的电池端子26。部件390可以各自对齐，以与电池模块22的下层的某些部件形成接口。特别地，带有面向下的刀形连接器的部件390可以被插入高电流互连件140的面向上的开口145A中，如上所述。例如，汇流条155可以定位成使得：一个端部设置在高电流互连件140中的一个的面向上的开口145A中，并且相对的端部在汇流条单元互连件222中的一个的顶部上分层。熔断器组件153可以对齐，以使得从熔断器156向下延伸的刀形熔断器连接器157中的每一个设置在两个高电流互连件140的面向上的开口145A中，所述两个高电流互连件140设置在PCB 136上。汇流条138可以定位成使得：一个端部与分流器
137接触，并且相对的端部设置在汇流条单元互连件222中的一个的端部上方。此外，电池端子26和对应的连接器121可以放置成使得连接器121的刀形部分123搁置在分流器137的顶部上。

[0240] 此外，在框392处，可以通过激光焊接形成在电池模块22内的部件之间的某些连接。如下文详细描述的，所有部件都可以从上方看到以焊接。在采用适配器234的实施方案中，可以在铜部件之间作出焊接连接。然而，在采用联接件260的其它实施方案中，可以在铝部件之间作出焊接连接。最后，在框394处，覆盖件52可以设置在电池模块22的所有内部部件(例如，PCB组件58、封盖组件56和电池单元54)上方。具体而言，覆盖件52可以与下部外壳50形成接口，以提供电池模块22的气密密封。如上所述，下部外壳50和覆盖件52可以配有配合的特征(例如，凹槽116和延伸部117)，以提供所需的密封。覆盖件52和下部外壳50可以一起形成电池模块22的内部部件的相对稳固的容器和密封。

[0241] 应当注意，上述方法370可以实现电池模块22的相对高效且简单的组装。此外，相比利用其它布置，电池模块部件的分层可以导致更具空间效率的设计。例如，构建在封盖290中的通风室298使得PCB 136能够直接设置在电池单元54的上方，而不用担心板部件在其中一个电池单元54破裂的事件中过热。在另一实例中，将高电流部件经由高互连件140电连接到彼此和连接到PCB 136可以在没有线缆、紧固件和传统地用来在高电流部件和PCB之间作出机械和电气连接的其它装置的情况下进行。此外，应当注意，各种子组件(例如，下部外壳50、电池单元54、封盖组件56、PCB组件58)中的每一个可以被完全组装，然后在作出任何额外的电连接(例如，焊接)之前简单地一者在另一者的顶部上分层。

[0242] 用于改善的信号保护的分层的印刷电路板

[0243] 除了用于形成电池模块22的子组件的大规模分层之外，可使用较小规模的分层以如上所述允许PCB 136在电池模块22内分层的方式形成PCB 136。在常规的多层PCB中，PCB的各个层布置成使得电路露出在PCB的外层上。在车辆电池的背景下，这可以露出电路以在紧邻其它电气部件放置时露出于电磁干扰。特别地，在多层PCB内的绝缘层可以形成内层，同时电路、迹线和电子部件中的一些或全部可以设置在多层PCB的外层上。因此，这样的多层PCB常常将设置在诸如金属外壳或笼的电磁兼容性(EMC)屏蔽中。然而，这样的屏蔽选用增加了包含常规多层PCB的任何电池模块或系统的空间需求。

[0244] 为了在不需要外部屏蔽的情况下降低电磁干扰的风险，本发明所公开的PCB 136的各层可以布置为图51中所描绘那样。如下文将进一步讨论的，PCB 136的各层可以布置成使得包含电路、迹线和电子部件的各层为内层，以使得外层屏蔽电路、迹线和电子部件。因此，PCB 136仍可以使用常规的PCB制造技术来制造。此外，通过上述外部屏蔽，PCB 136可具有比常规PCB更具空间效率的设计，这对于上述分层的电池模块22证明是特别有利的。

[0245] 如图51中所描绘的，PCB 136可包括若干信号层396和两个外部接地笼层398。所有信号层396都可以设置在接地笼层398之间。信号层396可包括分布的功率层400、分布的接地层402和内部信号层404。所有电路信号都可以在PCB 136的内部信号层404上传送。存在于PCB 136中的电路的功率部件和接地部件可以跨内部信号层404的外表面分布，并且在必要时电连接到分布的功率层400和分布的接地层402。此外，电路接地套环可以沿着内部信号层404被约束在电路内相对小的区域中(例如，电连接到分布的接地层402)。

[0246] 接地笼层398可以由导电材料制成，并且可以在PCB 136的顶表面和底表面两者上形成完整的接地屏蔽。在某些实施方案中，接地笼层398可包括设置在导电材料的顶部上的绝缘材料薄层。因此，接地笼层398可以屏蔽PCB 136的内部电路免受电池和车辆噪声的影响。更具体而言，接地笼层398可以提供电池电子器件的EMI保护，该电子器件可能需要以高的准确度测量非常小的信号。如上所述，所有信号迹线都可以在内部信号层404上嵌入到PCB 136中，而不是设置在PCB 136的外部层上。外部接地笼层398可以为PCB 136的内部电路提供保护，使其免受存在于位于PCB 136正下方的汇流条单元互连件22和电池单元54中的高电流的影响。接地笼层398也可以为PCB 136的内部电路提供保护，以使其免受来自电池模块22之外的车辆10的电气噪声的影响。这样，接地笼层398可以提供将电子部件和信号迹线设置在外部层之一或两个外部层上的传统PCB所不具有的保护水平。

[0247] 由于接地笼层398在PCB 136的顶部和底部两者上形成接地屏蔽，因此PCB 136不一定采用诸如金属外壳或笼的EMI屏蔽选项。实际上，图示布置可以允许PCB 136在电池模块22的预期电磁环境内起作用，而不经历由于省略外部屏蔽导致的不期望的功能问题或劣化。例如，PCB 136的这种特定布置可以允许PCB紧靠汇流条155和电池单元54放置，而不包封在单独的外壳内，从而降低对电池模块22的空间需求。PCB 136的健全的分层设计可以结合电池模块22的其它分层元件工作，以减小电池模块22的总尺寸。

[0248] 可以理解，类似的PCB布局可以在单独的电池管理系统(BMS)中使用，以进行电池系统20的控制和监测操作。这样的实施方案可以仅包括包封在简单的塑料外壳中而不是较大的金属容器中的图示PCB 136。

[0249] 用于在内部电池部件之间建立连接的方法

[0250] 如上文结合方法370所提及的，电池模块22内的若干部件可以通过激光焊接来连接。图52是不带有覆盖件52的电池模块22的俯视图，其示出了可以在组装过程期间作出的一组焊接连接(例如，在焊接点处)中的每一个。应当注意，焊接连接和下文讨论的部件(例如，适配器234)中的一些从图52中所示的俯视图中可能不可见，但这些部件参照图34进行讨论。

[0251] 可以在电池模块22的组装期间作出的一组焊接连接包括多个不同的焊接点。例如，与汇流条单元互连件222有关的所有焊接点都可以从互连组件220上方触及。更具体而言，在电池单元54的铜端子230和对应的汇流条单元互连件222之间的所有焊点的焊接点都可以从电池单元54上方触及(例如，焊点410)。在每个电池单元54具有一个铜端子230和一个铝端子232的实施方案(如图所示)中和每个电池单元54的两个端子都是铜端子的实施方案中，可能是这种情况。在利用适配器234在材料之间过渡的电池模块22中，在适配器234的铜部分(例如，端部238)和对应的汇流条单元互连件222之间的焊点的所有焊接点都可以从电池单元54上方触及。此外，在PCB 136的电压感测连接接线片226和对应的汇流条单元互连件222之间的所有焊点的所有焊接点都可以从电池单元54上方触及(例如，焊点412)。在一些实施方案中，汇流条单元互连件22可以特殊地成形(例如，为套环224)以使所有这些焊接点都可从上方触及。

[0252] 从电池单元54上方作出的铜-铜焊点也可以用来接合电池模块22内的各种其它组焊接部件。例如，在PCB 136的分流器137和第一汇流条(例如，汇流条138)之间、在分流器137和电池模块22的刀形连接器121(例如，刀形连接器121的刀形部分123)之间、或上述两者的所有焊点的所有焊接点都可以从电池单元54上方触及(例如，焊点416)。此外，在第一汇流条138与电池单元54中的一个的对应的铜端子230或对应的适配器234的铜部分(例如，端部238)之间的焊点的焊接点可以从电池单元54上方触及(例如，焊点414)。此外，在电池模块22的第二汇流条(例如，连接到高电流互连件140的第二汇流条155)与电池单元54中的一个的对应的铜端子230或对应的适配器234的铜部分(例如，端部238)之间的焊点的焊接点可以从电池单元54上方触及(例如，焊点415)。如上文所讨论的，在一些实施方案中，刀形端子连接器121可包括刀形部分123，其中刀形部分123是与连接器121一体化的(例如，单一结构的一部分)。然而，在其它实施方案中，刀形部分123可以是与连接器121分离的部件。因此，刀形部分123可以在焊接点处焊接到连接器121，其中焊接点可从电池单元54上方触及(例如，焊点417)，并且刀形部分123可以焊接到分流器137，如上所述。相应地，刀形部分123焊接到分流器137和连接器121两者，以使得刀形部分123和连接器121一起提供在分流器
137和端子26之间的电连通。

[0253] 图示部件或各组部件可以相对于彼此各自正确地放置和对齐，如上文所讨论的。当在这些部件之间作出各种连接时，相关联的焊接可以直接从上方进行，因为每个焊接连接都从该角度完全可见。部件中的每一个可以被激光焊接，并且在一些实施方案中，所有焊点都可以在铜部件之间或至少在相同材料的部件之间。这可以使制造过程流畅化，因为焊点均可以通过在单一设定内操作的相同的激光焊接机形成。

[0254] 在图示实施方案中，汇流条互连件222(例如，套环224)可以经由在汇流条互连件222的一个端部(例如，端子配合端242)处的焊点410焊接到电池单元54的铜端子230。此外，电压感测连接接线片226、汇流条互连件222和适配器234的铜部分(例如，如图34所示)可以经由在汇流条互连件222的相对端(例如，板接触端240(例如，如图34所示))处的焊点412焊接在一起。如上文所讨论的，在将PCB 136放置在封盖组件56上之前，这些电压感测连接接线片226可以一开始地连接到PCB 136。除了上文提及的焊接连接之外，汇流条138和155可以各自焊接到相邻铜电池单元端子230的铜部分或焊接到被设置在相邻铝电池单元端子
232上的适配器234的铜部分。在这些部件之间的这些焊点414可以在电池单元54和电池模块22内的各种高电流部件之间建立连接。此外，汇流条138和刀形部分123可以经由焊点416各自连接到分流器137，以便有利于将从电池单元54输出的功率通过分流器137提供到电池端子26的刀形部分123中。在电池模块22的另一端处，从电池单元54输出的功率可以通过连接的汇流条155、接触器154、熔断器组件153和刀形部分122到达相对的电池端子24。

[0255] 在图示实施方案中，在电池模块22内作出的所有高电流连接或者通过将部件激光焊接在一起(例如，在各种汇流条、互连件、电压感测部件、电池端子和端子柱之间)或者通过高电流互连件140(例如，在接触器、熔断器组件、汇流条、端子柱和PCB的板载部件之间)来建立。这可以有利于相对高效的组装方法，尤其是当运用上文参照图49和50描述的分层技术时。如上所述，组件可以被构造成使得所有焊点(例如，焊点410、412、414、415、416和417)均为铜-铜焊点。另外，组件可以被构造成使得所有焊点的焊接点(例如，在形成焊点
410、412、414、415、416和417的点处)可以被对齐，以使得焊接工具能从电池单元54上方触及所有焊接点。此外，焊接点中的全部、大部分或一些可以在电池单元54上方基本上相等的水平上对齐，以使得焊接工具能在基本上水平的平面内触及所有焊接点。然而，应当指出，可以存在用于组装本文所公开的电池模块22的各种实施方案的其它方法。

[0256] 虽然仅示出和描述了本公开的某些特征和实施方案，但在不实质性地脱离权利要求书中引述的主题的新颖性教导和优点的情况下，本领域的技术人员可以想到许多修改和变化(例如，各种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例中的变化、参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、色彩、取向等)。任何过程或方法步骤的顺序或次序可以根据可替代实施方案改变或重新排序。因此，应当理解，所附权利要求旨在涵盖落在所公开的实施方案的真正精神之内的所有这样的修改和改变。此外，为了提供示例性实施方案的简要说明，可能无法描述实际具体实施的所有特征。应当理解，在任何这样的实际具体实施的改进中，如在任何工程或设计项目中那样，可以做出许多针对具体实施的决策。这样的改进可能是复杂且耗时的，但对于受益于本公开的普通技术人员来说，这些都是设计、制造和生产中的常规任务，而无需过多实验。