[发明专利]具有电池模块和提供内置电路保护的盖组件的电气系统

说明书

一种电池模块，包括组部分和盖组件。组部分具有互连板、导电通道以及延伸穿过互连板的电池电芯。每个电池电芯包括接合到对应导电通道的电极电芯突片。盖组件可以连接到组部分，并且具有导电互连构件、电保险丝以及内置到盖板或与其集成的感测线。互连构件从盖板延伸，并且当将盖组件连接到组部分时在组部分的导电通道与保险丝和盖板的感测线之间形成电气电路的一部分。一种电气系统，其包括电池模块、DC电压母线，以及通过DC电压母线连接到电池模块的至少一个高电压部件。该电气系统可以是机动车辆的一部分。

引言

电动动力传动系通常利用一个或多个电动机来选择性地给予变速器输入扭矩并在不同的动力传动系操作模式下生成产生电力。用来对电动机或其他高压部件供电的电能存储在可充电能量存储系统(RESS)即电池模块中并与接触器和保险丝相关联。电池模块继而可以包括设置在组或组部分内的多个互连的锂离子电池电芯。单独的电池电芯的电极伸出部接合至导电通道以在各个电池电芯和多个电池组之间提供串联和并联的电气连接。

控制器被用来调节电池模块的操作。就这一点而言，各个电池电芯的单独的电芯电压利用柔性电路或印刷电路板组件的单独的感测线来周期性地进行测量。电芯电压被报告给控制器，其随后利用所报告的电芯电压来控制流向RESS和从RESS流来的电能的量，以及监测电池组的整体健康并执行电芯电压平衡和热调节功能。作为预防，小型低电压感测线电阻丝被焊接到感测线内并永久封装于该感测线以帮助保护免受过电压或过电流状况影响。

感测线电阻丝通常具有高水平的串联可靠度。尽管如此，此类电阻丝通常非常小，例如，不超过6mm×3mm×3mm。此外，微小的保险丝被焊接到形成安装到电池模块的柔性电路板(“柔性电路”)或刚性印刷电路板组件(PCBA)中的导电迹线，该导电迹线继而被铆接到电池模块的刚性互连板。焊接的保险丝之后被永久封装到柔性电路或PCBA上的适当位置，例如，通过利用厚环氧树脂层。

发明内容

本文公开了一种电池模块，其可以在电气系统中使用。作为示例而并非限制，该电气系统可以是电池电动车、延程型电动车或混合动力电动车辆或者其他移动平台的一部分，或者用于固定的电气系统，比如发电站。电池模块包括盖组件，其为电池模块的给定组部分的各个电池电芯提供集成/内置感测线保护。

如以下参考各个附图所描述的，所公开的盖组件可以响应于感测线保险丝故障维护或更换，并且由此避免了更换电池模块或组部分的需要。本方法嵌入感测线保险丝和在盖组件的结构内跟踪，并且利用以上所述构造解决了其中单独的封装的保险丝不易更换或维护所存在的潜在问题。此类现有构造的一种可能结果是响应于保险丝故障其电池模块或组部分被拆除或更换。

相比而言，本方法作为替代提供了一种基于低电压保险丝的感测线电路保护集成方法，特别是在利用多电芯高压电池模块的电气系统中。在示例性实施例中的组部分包括多个电池电芯，其各自具有一组电极片。盖组件包括盖板和多个导电互连构件，以及感测线保险丝和形成以上所提到的单独的感测线的电路迹线。保险丝和感测线被内置到盖组件或者与其集成形成，而当盖组件连接到组部分时导电互连构件在导电通道、保险丝和感测线之间形成导电电路的一部分。

在一个特定实施例中，电池模块包括组部分和盖组件。组部分具有互连板、多个导电通道以及延伸穿过互连板的多个电池电芯。每个电池电芯包括至少一个电极电芯突片，其接合至导电通道中的对应一个。盖组件可以连接到组部分，并且具有盖板和导电互连构件、电保险丝以及内置到盖板或与其集成的感测线。导电互连构件从盖板延伸，并且当将盖组件连接到组部分时在组部分的导电通道与保险丝和盖板的感测线之间形成电气电路的一部分。

导电互连构件可以不同地体现为螺旋弹簧、片簧或者具有夹紧端和压接端的电连接器。

当体现为螺旋弹簧时，互连构件可以具有形成线圈环的远端，同时导电通道任选地限定了与线圈环对准并配合的表面特征件。

当体现为片簧时，互连构件可以包括当将盖组件连接到组部分时与导电通道的表面接触的表面特征件。