连接设备中的部件的汇流排、电池组系统以及车辆技术方案

本实用新型专利技术总体上提供一种连接设备中的部件的汇流排、电池组系统以及车辆。该汇流排包括多个导体，该多个导体被布置成提供两个相对的端部部分和中间部分，其中该导体中的每个导体具有横穿该中间部分的多个中间范围。该中间部分包括：(A)未熔合段，其中该导体的中间范围均不熔合在一起以形成单个固结导体；和(B)熔合段，该熔合段包括：(i)部分固化区，其中该导体的该中间范围的大部分熔合在一起以形成部分固化区域，该部分固化区域提供单个固结导体；(ii)完全固化区，其中该导体的中间范围全部熔合在一起以形成完全固化区域，该完全固化区域提供单个固结导体；和(iii)未固化区域，其中该导体的该中间范围都不熔合在一起。中该导体的该中间范围都不熔合在一起。中该导体的该中间范围都不熔合在一起。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】连接设备中的部件的汇流排、电池组系统以及车辆


[0001]本公开涉及电气连接器，并且具体地涉及在电信号和电力分配系统中，如在汽车、军事、船舶和航空应用中存在的那些系统中使用的汇流排。本技术的汇流排具有至少一个具有固化区域的熔合段和一个潜在未熔合段，这使得汇流排能够形成为具有在电信号和电力分配系统中必需的复杂几何配置。
[0002]相关申请的交叉引用
[0003]本申请要求2019年9月9日提交的美国临时专利申请号62/897,962、2020年3月13日提交的美国临时专利申请号62/988,972和2020年7月14 日提交的美国临时专利申请号63/051,639，这些美国临时专利申请均以引用方式并入本文并构成本文的一部分。

技术介绍

[0004]在过去几十年中，汽车、军事、船舶和航空领域的电子设备、部件和系统的数量急剧增加，预计未来还会继续增加。设备、部件和系统的性能是行业性能标准，也是生产和可靠性要求。例如，在汽车领域，汽车以及其他道路车辆和越野车辆(诸如皮卡车、商用卡车、半卡车、摩托车、全地形车和运动型多功能车(统称为“机动车辆”))的电子设备、部件和系统的数量和复杂性急剧增加。使用电子器件来提高性能、管理安全功能、控制排放并为机动车辆的乘员和使用者提供生物舒适度。对于机动车辆，许多电子部件和设备为汽车安全气囊、电池、电池电源组和高级驾驶员辅助系统(ADAS)提供关键信号连接。
[0005]然而，由于振动、高温和潮湿，机动车辆的操作环境具有挑战性，所有这些都会限制电子设备以及将电子设备安装在车辆中的连接器的性能、可靠性和使用寿命。同样的挑战也适用于军事、船舶和航空领域。例如，高温、振动和潮湿都可能导致连接器和/或设备本身的过早磨损和最终故障。事实上，无论是在装配厂还是在现场，松动的连接器都是机动车辆最大的故障模式之一。考虑到全球所有汽车制造商及其直接供应商每年的保修总额估计在500亿美元至1500亿美元之间，汽车行业的大型故障模式带来了巨额金额的损失。
[0006]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这些市场所有需求的电力分配组件。大多数常规电力分配组件使用定制的汇流排，其制造和安装成本很高。通过使用定制的汇流排，对电力分配系统的任何改动都可能需要改变一个或多个汇流排的配置。这些改动开发起来非常耗时，而且会进一步增加劳动力和安装成本。一旦这些定制的汇流排的配置最终确定并制造出汇流排，安装人员通常将汇流排耦接到电源、电力分配部件或具有常规紧固件(例如，细长紧固件、垫圈、螺母和/或螺柱)的组合的其他设备。这些常规紧固件使得在应用中安装汇流排极为困难，因为安装人员可能需要佩戴防护设备，以便在此过程期间保护自己。最后，在应用中正确安装常规汇流排后，由于其复杂的几何结构，它们容易出现高故障率。因此，对改进的汇流排的需求尚未得到满足，该汇流排是无螺栓的、适合模块化的并且适用于需要复杂几何形状并且通常存在于汽车、军事、船舶和航空应用中的电力分配系统。
[0007]背景部分中提供的描述不应仅仅因为在背景部分中提及或与背景部分相关而被
认为是现有技术。背景部分可以包括描述主题技术的一个或多个方面的信息。

技术实现思路

[0008]本公开涉及一种汇流排，该汇流排具有至少一个熔合的较硬段和一个未熔合的柔性段，这两个段使得汇流排能够形成为在三维笛卡尔X、Y和Z 坐标系中具有复杂的几何形状。汇流排的熔合段包含导体的已部分固化或完全固化的至少一个区域，这增加了汇流排的熔合段的刚度。汇流排的未熔合段包含导体的未固化区域，而不是导体的部分固化区域或完全固化区域，这使得未熔合段是柔性的并且能够在平面内X
‑
Y方向或平面外Z方向上弯曲。
[0009]因此，本技术的汇流排可以安装在需要复杂几何配置的电信号和电力分配系统中。这些电信号和电力分配系统普遍存在于汽车、军事、船舶和航空应用中，这些应用具有工业性能标准以及本技术的汇流排由于其独特的特性而能够满足的生产和可靠性要求。
[0010]在考虑以下详细描述和附图后，本公开的其他方面和优点将变得显而易见，其中在整个说明书中，相似的数字表示相似的结构。
附图说明
[0011]附图仅以举例而非限制的方式描绘了根据本教导内容的一种或多种具体实施。在附图中，相似的附图标记指代相同或相似的元件。
[0012]图1A是具有平面内弯曲的配置的常规刚性汇流排；
[0013]图1B是具有多个平面外弯曲的配置的常规柔性汇流排；
[0014]图2A和图2B示出了常规汇流排到应用(诸如汽车车辆)中的部件的安装；
[0015]图3A和图3B示出了用于直线和弯曲汇流排配置的三维X、Y和Z笛卡尔坐标系的取向；
[0016]图4是示出用于创建本技术的汇流排的步骤的流程图；
[0017]图5A示出了来自客户的关于将多个汇流排安装在电池组内的数字请求，其中所述汇流排的规范和要求包含在客户的请求内；
[0018]图6是示出了用于以数字方式设计汇流排的步骤的流程图；
[0019]图7A示出了具有满足客户的设备规范和要求的汇流排布局的计算机生成的模型；
[0020]图7B至图7F示出了包括图7A中的布局的汇流排的透视图；
[0021]图8是示出用于基于所选汇流排设计选择汇流排内的导体的材料和配置的步骤的流程图；
[0022]图9A和图9B示出了可以在汇流排设计过程期间选择的多种不同导体配置，其中导体的宽度、高度、布局、形状、取向和数量发生变化；
[0023]图10A至图10I示出了可以在汇流排设计过程期间选择的多种不同导体配置，其中导体的宽度、高度、形状、取向和数量发生变化；
[0024]图11A至图11F示出了可以在汇流排设计过程期间选择的多种不同导体配置，其中导体的宽度、直径、布局、形状、取向和数量发生变化；
[0025]图12A至图12D示出了可以在汇流排设计过程中选择的两个不同的边缘细节，其中
图12B是图12A中所示的一个导体的放大视图，并且图12D 是图12C中所示的一个导体的放大视图；
[0026]图13A和图13B示出了具有一个一致段或多个变化段的中间汇流排部分，其中段设计是基于汇流排内包含的弯曲的几何形状的；
[0027]图14A至图14G示出了汇流排的多个不同段，其中所选段的设计是基于汇流排内包含的弯曲的几何形状的；
[0028]图15是示出可以用于熔合汇流排的所选段的不同方法的流程图；
[0029]图16A至图16D示出了可以用来熔合汇流排的所选段的激光束的示例性形状；
[0030]图16E至图16H示出了激光可以使用来熔合汇流排的所选段的示例性激光路径；
[0031]图17A是用于确定汇流排的中间部分的所识别熔合段的组合图案的流程图；
[0032]图17B是用于确定汇流排的端部部分的组合图案的流程图；
[0033]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于以机械的方式和电的方式连接设备中的部件的汇流排，所述汇流排包括：多个导体，所述多个导体被布置成提供两个相对的端部部分和中间部分，其中所述导体中的每个导体具有横穿所述中间部分的多个中间范围，并且其中所述中间部分包括熔合段，所述熔合段具有：(i)部分固化区，其中所述导体的所述中间范围的大部分熔合在一起以形成部分固化区域，所述部分固化区域提供单个固结导体；和(ii)未固化区域，其中所述导体的所述中间范围都不熔合在一起。2.根据权利要求1所述的汇流排，其中所述多个导体被布置成竖直叠堆，所述竖直叠堆限定熔合段高度，并且其中所述部分固化区域的高度小于所述熔合段高度。3.根据权利要求2所述的汇流排，其中所述未固化区域位于：(a)所述熔合段高度与所述部分固化区域高度之间；和(b)所述部分固化区中。4.根据权利要求1所述的汇流排，其中所述中间部分还包括未熔合段，其中所述导体范围均不熔合在一起。5.根据权利要求1所述的汇流排，其中所述部分固化区域包括比外部固化区更致密的内部固化区，其中所述外部固化区位于所述未固化区域附近。6.根据权利要求1所述的汇流排，其中所述部分固化区域已经历部分熔透焊接工艺。7.根据权利要求6所述的汇流排，其中在所述部分熔透焊接工艺中使用激光。8.根据权利要求1所述的汇流排，其中所述中间部分的所述熔合段还包括(iii)完全固化区域，其中所述完全固化区域中的所述导体的所述中间范围全部熔合在一起以提供单个固结导体。9.根据权利要求8所述的汇流排，其中所述完全固化区域已经历全熔透焊接工艺。10.根据权利要求8所述的汇流排，其中所述多个导体被布置成竖直叠堆，所述竖直叠堆限定熔合段高度，并且其中所述完全固化区域的高度基本上等于所述熔合段高度。11.根据权利要求8所述的汇流排，其中所述多个导体被布置成竖直叠堆，所述竖直叠堆具有最上导体和最下导体，所述最上导体和所述最下导体限定在它们之间延伸的熔合段高度，并且其中所述完全固化区域在所述最上导体与所述最下导体之间延伸。12.根据权利要求1所述的汇流排，其中所述中间部分的所述熔合段的长度、宽度和高度共同限定熔合段体积，并且其中所述熔合段包括布置在所述熔合段体积内的多个部分固化区域。13.根据权利要求12所述的汇流排，其中所述熔合段还包括多个未固化区域，所述多个未固化区域占据所述熔合段体积的大部分并且所述部分固化区域占据所述熔合段体积的小部分。14.根据权利要求1所述的汇流排，所述中间部分还包括刚度小于所述部分固化区域的刚度的未熔合段，其中所述部分固化区域促进所述中间部分的所述熔合段的平面内弯曲。15.根据权利要求1所述的汇流排，其中所述部分固化区域的刚度：(a)促进所述中间部分的所述熔合段的平面内弯曲；以及(b)所述熔合段的所述平面内弯曲随时间推移的保持。16.根据权利要求1所述的汇流排，其中所述熔合段包括使用焊接工艺处理的至少一个完全固化边缘区域。17.根据权利要求1所述的汇流排，其中所述部分固化区域是通过向所述汇流排的所述中间部分的最外导体的外表面施加激光而形成的。
18.根据权利要求1所述的汇流排，其中所述部分固化区域是通过向以下两者施加激光而形成的：(a)所述汇流排的所述中间部分的最上导体的上表面；和(b)所述汇流排的所述中间部分的最下导体的下表面。19.根据权利要求1所述的汇流排，其中所述端部部分中的至少一个端部部分中的所述导体熔合在一起以形成单个固结导体，并且其中所述单个固结导体与用于将所述汇流排固定到所述设备中的所述部件的连接器接合。20.根据权利要求19所述的汇流排，其中所述连接器包括具有内部弹簧构件的凸形端子组件。21.一种用于以机械的方式和电的方式连接设备中的部件的汇流排，所述汇流排包括：多个导体，所述多个导体被布置成提供两个相对的端部部分和中间部分，其中所述导体中的每个导体具有横穿所述中间部分的多个中间范围，所述中间部分包括：未熔合段，其中所述导体的中间范围均不熔合在一起以形成单个固结导体，和熔合段，所述熔合段包括：(i)完全固化区，其中所述导体的中间范围全部熔合在一起以形成完全固化区域，所述完全固化区域提供单个固结导体；和(ii)未固化区域，其中所述导体的所述中间范围都不熔合在一起。22.根据权利要求21所述的汇流排，其中所述完全固化区域已经历全熔透焊接工艺。23.根据权利要求21所述的汇流排，其中所述多个导体被布置成竖直叠堆，所述竖直叠堆限定熔合段高度，并且其中所述完全固化区域的高度基本上等于所述熔合段高度。24.根据权利要求21所述的汇流排，其中所述多个导体被布置成竖直叠堆，所述竖直叠堆具有最上导体和最下导体，所述最上导体和所述最下导体限定在它们之间延伸的熔合段高度，并且其中所述完全固化区域在所述最上导体与所述最下导体之间延伸。25.根据权利要求21所述的汇流排，其中所述中间部分的所述熔合段包括(iii)部分固化区，其中所述导体的所述中间范围的大部分熔合在一起以形成部分固化区域，所述部分固化区域提供单个固结导体。26.根据权利要求25所述的汇流排，其中所述多个导体被布置成竖直叠堆，所述竖直叠堆限定熔合段高度，并且其中所述部分固化区域的高度小于所述熔合段高度。27.根据权利要求26所述的汇流排，其中未固化区域位于所述熔合段高度与所述部分固化区域高度之间。28.根据权利要求25所述的汇流排，其中所述部分固化区域包括比外部固化区更致密的内部固化区，其中所述外部固化区位于所述未固化区域中的导体附近。29.根据权利要求25所述的汇流排，其中所述部分固化区域已经历部分熔透焊接工艺。30.根据权利要求29所述的汇流排，其中在所述部分熔透焊接工艺中使用激光。31.根据权利要求25所述的汇流排，其中所述中间部分的所述熔合段的长度、宽度和高度共同限定熔合段体积，并且其中所述熔合段包括布置在所述熔合段体积内的多个部分固化区域。32.根据权利要求25所述的汇流排，其中所述熔合段还包括多个未固化区域，所述多个未固化区域占据所述熔合段体积的大部分并且所述部分固化区域占据所述熔合段体积的小部分。33.根据权利要求21所述的汇流排，所述未熔合段的刚度小于所述完全固化区域的刚
度，其中所述完全固化区域促进所述中间部分的所述熔合段的平面内弯曲。34.根据权利要求21所述的汇流排，其中所述完全固化区域的刚度：(a)促进所述中间部分的所述熔合段的平面内弯曲；以及(b)所述熔合段的所述平面内弯曲随时间推移的保持。35.根据权利要求21所述的汇流排，其中所述熔合段包括使用焊接工艺处理的至少一个完全固化边缘区域。36.根据权利要求21所述的汇流排，其中所述完全固化区域是通过向所述汇流排的所述中间部分的最外导体的外表面施加激光而形成的。37.根据权利要求21所述的汇流排，其中所述完全固化区域是通过向以下两者施加激光而形成的：(a)所述汇流排的所述中间部分的最上导体的上表面；和(b)所述汇流排的所述中间部分的最下导体的下表面。38.根据权利要求21所述的汇流排，其中所述端部部分中的至少一个端部部分中的所述导体熔合在一起以形成单个固结导体。39.根据权利要求21所述的汇流排，其中所述端部部分中的至少一个端部部分包括用于将所述汇流排固定到所述设备中的所述部件的连接器。40.根据权利要求39所述的汇流排，其中所述连接器包括具有内部弹簧构件的凸形端子组件。41.一种用于以机械的方式和电的方式连接设备中的部件的汇流排，所述汇流排包括：多个导体，所述多个导体被布置成提供两个相对的端部部分和中间部分，其中所述导体中的每个导体具有横穿所述中间部分的多个中间范围，所述中间部分包括：未熔合段，其中所述导体的中间范围均不熔合在一起以形成单个固结导体，和熔合段，所述熔合段包括：(i)部分固化区，其中所述导体的所述中间范围的大部分熔合在一起以形成部分固化区域，所述部分固化区域提供单个固结导体；(ii)完全固化区，其中所述导体的中间范围全部熔合在一起以形成完全固化区域，所述完全固化区域提供单个固结导体；和(iii)未固化区域，其中所述导体的所述中间范围都不熔合在一起。42.根据权利要求41所述的汇流排，其中所述完全固化区域已经历全熔透焊接工艺。43.根据权利要求41所述的汇流排，其中所述多个导体被布置成竖直叠堆，所述竖直叠堆限定熔合段高度，并且其中所述完全固化区域的高度基本上等于所述熔合段高度。44.根据权利要求41所述的汇流排，其中所述多个导体被布置成竖直叠堆，所述竖直叠堆具有最上导体和最下导体，所述最上导体和所述最下导体限定在它们之间延伸的熔合段高度，并且其中所述完全固化区域在所述最上导体与所述最下导体之间延伸。45.根据权利要求41所述的汇流排，其中所述多个导体被布置成竖直叠堆，所述竖直叠堆限定熔合段高度，并且其中所述部分固化区域的高度小于所述熔合段高度。46.根据权利要求45所述的汇流排，其中未固化区域位于所述熔合段高度与所述部分固化区域高度之间。47.根据权利要求45所述的汇流排，其中所述部分固化区域包括比外部固化区更致密的内部固化区，其中所述外部固化区位于所述未固化区域中的导体附近。48.根据权利要求41所述的汇流排，其中所述部分固化区域已经历部分熔透焊接工艺。49.根据权利要求48所述的汇流排，其中在所述部分熔透焊接工艺中使用激光。
50.根据权利要求41所述的汇流排，其中所述中间部分的所述熔合段的长度、宽度和高度共同限定熔合段体...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：伊顿智能动力有限公司，
类型：新型
国别省市：