專利名稱：避免接近高壓的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電能存儲裝置，更具體地，涉及用于在組裝多電池單元高壓電池時避免高壓暴露的方法和裝置。
背景技術(shù)：
利用電化學(xué)電池單元將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿碾娔軆Υ嫜b置可以為多種應(yīng)用提供電能。可以通過串聯(lián)方式電連接多個電池單元，以便在終端裝置之間提供所需的電壓。例如，通常用于消費(fèi)電子裝置的小型手持式電池可以包括少量提供大約僅為幾伏的小型電池單元，而高功率應(yīng)用所需的較大電池可以提供大約幾百伏的電壓。例如，在混合電力車輛(HEV)電子驅(qū)動系統(tǒng)中使用的電池可以提供超過200V的電壓，并且根據(jù)車輛的大小及其混合特征，可以需要很多小型、中型或大型電化學(xué)電池單元。由于以串聯(lián)方式連接多個電池單·元以建立所需的電壓，因此，需要一種在高壓電池組裝或檢修期間減少電壓暴露的方法和系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的示例系統(tǒng)可以包括具有至少兩個標(biāo)準(zhǔn)間隔倉的總線匯流條(bus bar)模塊，每個間隔倉配置有集成總線匯流條，以電連接鄰接的電池單元，并且至少一個中斷間隔倉不具有集成總線匯流條，耦接至多個電化學(xué)電池單元。中斷間隔倉不具有內(nèi)置式總線匯流條，其可以配置成接收分開的非集成中斷總線匯流條?？偩€匯流條模塊配置成防止暴露大于預(yù)定最大值的電壓。例如，系統(tǒng)可以包括防止接近高壓的總線匯流條模塊，高壓例如是但不限于大于50V的電壓。通過將總線匯流條模塊耦接至一個或多個電池單元陣列，電池單元可以通過集成總線匯流條電連接。不包括集成總線匯流條的中斷間隔倉的總線匯流條模塊的重要布置，可以中斷電壓在鄰接電池單元上的累積，以防止產(chǎn)生大于預(yù)定最大值的電壓。例如，集成總線匯流條可以連接一組電池單元，以產(chǎn)生不超過預(yù)定最大值水平的電壓。中斷間隔倉可以將第一組連接的電池單元從第二組連接的電池單元中分開，每組電池單元具有不大于預(yù)定最大值的累積電壓。間隔倉蓋子可以覆蓋電連接的電池單元的接頭(post)，以防止接近電接觸點(diǎn)。分開的中斷總線匯流條可以插入中斷間隔倉，以連接之前連接的電池單元組，形成一系列可以提供大于預(yù)定最大值的電壓的連接的電池單元。示例總線匯流條模塊可以包括一套標(biāo)準(zhǔn)間隔倉，每套間隔倉具有配置成電連接在標(biāo)準(zhǔn)間隔倉處接收的至少兩個電池單元接頭的集成總線匯流條?？偩€匯流條模塊還可以包括至少一個中斷間隔倉，其配置成接收分開的中斷總線匯流條，以連接在中斷間隔倉處接收的電池單元接頭。中斷間隔倉可以設(shè)置鄰接一套標(biāo)準(zhǔn)間隔倉，以防止在通過標(biāo)準(zhǔn)間隔倉集成總線匯流條連接的電池電池單元中累積的電壓大于預(yù)定閾值。在示例性實施例中，總線匯流條模塊包括位于兩套標(biāo)準(zhǔn)間隔倉之間的中斷間隔倉。中斷間隔倉和標(biāo)準(zhǔn)間隔倉可以配備有蓋子，可以關(guān)閉該蓋子用于遮擋連接的電池電池單元接頭并且防止暴露于大于預(yù)定最大值的電壓。
本發(fā)明的示例方法可以包括將鄰接的電化學(xué)電池單元連接成一組或多組，其中，在整組上的電壓不大于預(yù)定最大值；覆蓋組內(nèi)的電池單元連接；以及將第一組連接的電池單元連接至第二組連接的電池單元，以形成一系列連接的電池單元。方法還可以包括覆蓋第一組和第二組電池單元的連接，以防止因疏忽造成的接觸。在示例實施例中，總線匯流條模塊的集成總線匯流條連接組內(nèi)的電池單元，并且提供分開的非集成總線匯流條，將連接的電池單元組連接。第一組連接的電池單元與第二組連接的電池單元的連接可以在組合的電池單元上產(chǎn)生大于預(yù)定最大值的電壓。然而，由于在多個電化學(xué)電池單元上的電壓是以受控制的方式產(chǎn)生的，并且覆蓋接觸點(diǎn)，以在產(chǎn)生電壓的同時保護(hù)不產(chǎn)生因疏忽造成的接觸，因此，保護(hù)操作者不暴露于大于預(yù)定最大值的電壓。本發(fā)明的示例方法可以包括向多個電化學(xué)電池單元提供總線匯流條模塊，該總線匯流條模塊具有至少兩個標(biāo)準(zhǔn)間隔倉，每個標(biāo)準(zhǔn)間隔倉配置有集成總線匯流條，并且具有至少一個具有非集成總線匯流條的中斷間隔倉；關(guān)閉標(biāo)準(zhǔn)間隔倉；以及向中斷間隔倉提供非集成總線匯流條。示例方法還可以包括關(guān)閉中斷間隔倉，以覆蓋由非集成中斷總線匯 流條連接的電池單元接頭。


圖1示出了本發(fā)明的示例系統(tǒng)。圖2示出了示例總線匯流條模塊。圖3A示出了示例方法。圖3B示出了示例方法。圖4示出了包括總線匯流條模塊和兩個多電池單元陣列的示例系統(tǒng)。圖5示出了包括總線匯流條模塊和兩個多電池單元陣列的示例系統(tǒng)。圖6A示出了包括總線匯流條模塊和兩個多電池單元陣列的示例系統(tǒng)。圖6B示出了包括總線匯流條模塊和兩個多電池單元陣列的示例系統(tǒng)。圖6C示出了包括總線匯流條模塊和兩個多電池單元陣列的示例系統(tǒng)。圖6D示出了包括總線匯流條模塊和兩個多電池單元陣列的示例系統(tǒng)。圖6E示出了包括總線匯流條模塊和兩個多電池單元陣列的示例系統(tǒng)。圖6F示出了包括總線匯流條模塊和兩個多電池單元陣列的示例系統(tǒng)。
具體實施例方式在此介紹本發(fā)明的示例實施例；然而，如本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的，本發(fā)明可以包含多種可選形式。為了便于理解本發(fā)明，以及提供用于權(quán)利要求的基礎(chǔ)，本說明書包括多個附圖。附圖可能不按比例繪制，并且有關(guān)電池單元可能省略，以強(qiáng)調(diào)本發(fā)明的創(chuàng)新性特征。附圖中描繪的結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)用于向本領(lǐng)域的技術(shù)人員教導(dǎo)本發(fā)明的實施的目的，并不解釋為限制。另外，以動作順序描述的方法不限于示出的示例順序。圖1示出了包括電池單元陣列102的示例系統(tǒng)100的橫截面視圖，其中，總線匯流條模塊104耦接多個電化學(xué)電池單元106?？偩€匯流條模塊104配置成電連接電化學(xué)電池單元106，同時保護(hù)人避免暴露于大于預(yù)定閾值或最大值的電壓水平。例如，總線匯流條模塊104可以配置成防止接近大于50V的電壓水平。
總線匯流條模塊104包括由中斷間隔倉110分開的多個標(biāo)準(zhǔn)間隔倉108。標(biāo)準(zhǔn)間隔倉108配置有內(nèi)置在總線匯流條模塊104中的集成總線匯流條模塊112，并且配置成電連接電化學(xué)電池單元106。沒有總線匯流條模塊置入或集成在中斷間隔倉110中。相反，中斷間隔倉110配置用于接收分開的、唯一的、非集成中斷總線匯流條114。當(dāng)總線匯流條模塊104耦接至電化學(xué)電池單元106時，集成總線匯流條112可以電連接鄰接電池單元106，在連接的電池單元上產(chǎn)生電壓。中斷間隔倉110的存在中斷電壓的產(chǎn)生，防止其超過預(yù)定最大值閾值。例如，電壓可以通過集成總線匯流條112在組116內(nèi)由電池單元106的連接在組116上產(chǎn)生。不具有總線匯流條的中斷間隔倉110的存在中斷電壓的累積，防止其超過在組116上產(chǎn)生的電壓。相似地，組118 內(nèi)的電池單元106可以通過集成總線匯流條112電連接，在組118內(nèi)的四個電池單元106上產(chǎn)生電壓。中斷間隔倉114的存在中斷電壓的累積，使得其不超過在組118內(nèi)的四個電池單元106上產(chǎn)生的電壓?？梢愿采w組116和118內(nèi)相互連接的電池單元106，以防止接觸。在示例實施例中，每個標(biāo)準(zhǔn)間隔倉108和每個中斷間隔倉110可以包括蓋子120，可以關(guān)閉蓋子120以覆蓋電池單元106。圖2A示出了配置成與電化學(xué)電池單元陣列(未示出)耦接的示例總線匯流條模塊200的一部分的俯視圖。該總線匯流條模塊200包括第一組件201和第二組件202，該組件可以但不必通過一個或多個耦接器組件203連接在一起。該總線匯流條模塊200包括多個標(biāo)準(zhǔn)間隔倉204和中斷間隔倉206。每個標(biāo)準(zhǔn)間隔倉204包括配置成電連接電化學(xué)電池單元的集成總線匯流條208，其與電化學(xué)電池單元耦接。如圖2B所示，集成總線匯流條208可以包括配置有第一接觸部件210和第二接觸部件212的導(dǎo)體，每個接觸部件配置用于與電化學(xué)電池單元的電極接頭電接觸。例如，集成總線匯流條208可以是金屬片形式，其中，第一和/或第二接觸部件210、212可以包括孔，例如孔214，其配置成接收電極接頭。在示例實施例中，第一和/或第二接觸部件210、212可以配置成接觸但不必圍繞電池單元接頭。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，可以變化地實施集成總線匯流條，以電連接總線匯流條模塊標(biāo)準(zhǔn)間隔倉內(nèi)的兩個或多個電化學(xué)電池單元。例如，集成總線匯流條模塊可以是層壓式，可以具有對稱或非對稱的輪廓和/或接觸部件，并且可以是堅硬的或柔軟的。可以預(yù)期的是，高壓電纜也可以用于連接鄰接的電化學(xué)電池單元。中斷間隔倉206不配置集成總線匯流條208，因為其配置成接收分開的中斷總線匯流條。在示例實施例中，中斷間隔倉206可以配置有第一接收部件214，用于接收第一電池電池單元的接頭，以及第二接收部件216，用于接收第二電池電池單元的接頭，由此，當(dāng)總線匯流條模塊200耦接至電池單元陣列時，鄰近電池單元的接頭可以穿過第一和第二接收部件214、216突出。中斷間隔倉206可以配置成接收中斷總線匯流條，并且因此可以配置有校準(zhǔn)部件218，以便操作者插入中斷總線匯流條。校準(zhǔn)部件218可以多種形式實施。作為示例而非限制，校準(zhǔn)部件218可以包括脊?fàn)钔黄鸹蜓亻g隔倉側(cè)壁的一個或多個突起，可以起到用于導(dǎo)向中斷總線匯流條的插入路徑的作用。作為另一示例，校準(zhǔn)部件可以配置有用于獲取和/或安裝中斷總線匯流條的蓋子。圖2C示出了配置有用于接收第一和第二電池電池單元末端接頭的第一孔222和第二孔224的示例性中斷總線匯流條220。由于其配置用于使操作者將總線匯流條模塊200插入中斷間隔倉206，因此，中斷總線匯流條220可以配置有凹口部件226，其配置成配合中斷間隔倉206的校準(zhǔn)部件218以便于操作者插入。
標(biāo)準(zhǔn)204和中斷206間隔倉可以配置有蓋子228，該蓋子可以從打開位置(由打開的間隔倉204和中斷間隔倉206示出)移至關(guān)閉位置(由關(guān)閉的標(biāo)準(zhǔn)間隔倉205示出)，以覆蓋電池接頭以及總線匯流條模塊間隔倉內(nèi)的總線匯流條，遮蓋電池單元接頭并且防止由操作者的疏忽造成的接觸。在示例實施例中，標(biāo)準(zhǔn)和中斷間隔倉可以配置有蓋子228，其配置成覆蓋兩個電池接頭。然而，總線匯流條模塊可以配置有間隔倉蓋子，用于覆蓋兩個以上的接頭。例如，可能有必要通過更大的蓋子覆蓋鄰近陣列的電池單元，該蓋子可以跨過陣列之間的距離，或覆蓋兩個以上電池單元接頭?？蛇x地，如本文之后所述，可以提供輔助蓋子，用于覆蓋兩個以上接頭。在示例性實施例中，標(biāo)準(zhǔn)間隔倉204和中斷間隔倉206可以包括頂部230，其提供蓋子228在打開位置時可以依靠的表面。蓋子228可以鉸接至頂部230。蓋子228可以包括耦接裝置232，用于將其安裝在關(guān)閉位置。例如，耦接裝置232可以是掛鉤形式，用于耦接間隔倉側(cè)壁234。另外，耦接裝置232可以用作把手，通過該把手操作者可以抓住蓋子228，以將其從打開位置移至關(guān)閉位置。手柄236可以設(shè)置在蓋子228上，便于操作者將其提起，從關(guān)閉位置移至打開位置，并且可以是從蓋子228伸出的突起的形式。盡管未在圖2中示出，頂部230可以包括用于與手柄236配合將蓋子228安裝于打開位置的耦接裝置。
在示例性實施例中，標(biāo)準(zhǔn)間隔倉和中斷間隔倉的間隔倉側(cè)壁234可以高于所接收的電池單元，使得電池單元接頭和總線匯流條嵌入總線匯流條模塊，還在組裝過程期間保護(hù)操作者不因疏忽暴露于接觸點(diǎn)。圖3A示出了本發(fā)明的示例方法300的流程圖。在框304處，可以連接一組電化學(xué)電池單元，以便在該組電池單元上提供不大于預(yù)定最大值電壓Vmax的電壓。參考圖3B，圖3B示出了可以執(zhí)行方法300的本發(fā)明的示例方法340的流程圖，在框344處，可以提供具有集成總線匯流條的標(biāo)準(zhǔn)間隔倉的總線匯流條模塊，以連接一組電化學(xué)電池單元。例如，可以向一套電化學(xué)電池單元提供具有集成總線匯流條208的標(biāo)準(zhǔn)間隔倉204的總線匯流條模塊和以及有策略地設(shè)置的中斷間隔倉206。圖4示出了示例性系統(tǒng)400，其中，向電池電池單元的第一和第二陣列371、372提供總線匯流條模塊370，用于在電池單元之間提供電連接?？偩€匯流條模塊370的某些結(jié)構(gòu)方面未示出，以便更好地強(qiáng)調(diào)采用集成總線匯流條在電池單元之間提供電連接的方式。電化學(xué)電池單元標(biāo)記為電池單元01-76。在示例性實施例400中，電化學(xué)電池單元設(shè)置在第一陣列371和第二陣列372中，使得鄰接的電池單元接頭極性相反。集成總線匯流條由附圖標(biāo)記401-412、414-424、426-437、439-450、452-462、464-476和499 (與電池單元01的負(fù)極相關(guān)聯(lián))標(biāo)出，以表示其與電化學(xué)電池單元01-76的相對位置關(guān)系。標(biāo)準(zhǔn)間隔倉由附圖標(biāo)記501-512、514-524、526-537、599(與電池單元01的負(fù)極相連)標(biāo)出，以標(biāo)示并表示其與特定電池單元和總線匯流條的相關(guān)性。中斷間隔倉標(biāo)記為513、525、538、551和563，以標(biāo)示并表示其與特定電池單元的相關(guān)性。間隔倉蓋子由附圖標(biāo)記601-675標(biāo)出，以標(biāo)示與特定間隔倉的相關(guān)性。每個電池單元具有由圓圈中的“ + ”標(biāo)記的正極接頭，以及由空白圓圈標(biāo)記的負(fù)極接頭。在示例性實施例中，連接一組電池單元包括將總線匯流條模塊370耦接至電池單元陣列371、372，使得標(biāo)準(zhǔn)間隔倉中的集成總線匯流條與第一電池單元的正極接頭和鄰接電池單元的負(fù)極接頭相連。在示例性實施例中，總線匯流條模塊370包括包含奇數(shù)間隔倉501-537的第一塑料組件和向陣列371提供偶數(shù)間隔倉502-538的第二塑料組件。相似地，總線匯流條模塊370可以包括包含偶數(shù)總線匯流條440-476的第一塑料組件，以及向第二陣列372提供偶數(shù)總線匯流條的39-75的第二組件。在示例性實施例中，總線匯流條模塊可以包括足夠堅硬的不導(dǎo)電、不易燃的塑料。作為示例，集成總線匯流條401可以連接電池單元01的正極接頭和電池單元組件02的負(fù)極接頭。集成總線匯流條402可以連接電池單元02的正極接頭和電池單元03的負(fù)極接頭，以及陣列371等等，使得可以在耦接的電池單元上產(chǎn)生電壓，直到集成總線匯流條模塊412連接電池單元12的正極接頭和電池單元13的負(fù)極接頭的點(diǎn)。在示例性實施例中，可以在電池單元接頭上擰緊螺母492，以安裝集成總線匯流條。參考圖5，集成總線匯流條404連接電池單元04的正極接頭490和電池單元05的負(fù)極接頭491，并且由螺母492安裝?？偩€匯流條401-412可以電連接第一組電池單元，即電池單元1-13，使得電壓在電池單元I接觸點(diǎn)和電池單元13接觸點(diǎn)之間累積。在示例性實施例中，組內(nèi)連接的鄰接電 池單元的數(shù)量可以是使得不超過預(yù)定最大值Vmax。作為示例但不限制，可以將50V的最大值電壓制定作為Vmax，以保護(hù)操作者不暴露于高壓。聯(lián)邦法規(guī)FMVSS-305規(guī)定高壓為60VDC/30V AC。因此，組內(nèi)連接的電池單元個數(shù)可以配置成使得在電池單元上累積的電壓不超過60V，例如，可以指定為最大值50V。在示例性實施例中，在與其他電池單元連接將超過50V的最大值處，可以設(shè)置中斷間隔倉，中斷電壓的產(chǎn)生。因此，使用如圖4所示的連接的電池單元1-13，在電池單元I的正極接頭和電池單元13的負(fù)極接頭之間或其間任何兩個接頭之間的電壓不超過預(yù)定最大值50V。另外，其余的電池單元13-76可以通過中斷間隔倉525、538、551和563分離，以防止電壓的累積大于預(yù)定最大值，由此，在電池單元14-25、26-39、40-52、53-64、65-77之間和其間任何兩個接頭之間的電壓不大于預(yù)定電壓Vmax，如50V。因此，通過限制由集成總線匯流條連接的電池單元的數(shù)量和電壓，可以保護(hù)操作者不接觸高壓，或大于預(yù)定最大值的電壓。在示例性實施例中，將總線匯流條模塊耦接至電池單元陣列370、371可以提供用于連接第一組電池單元1-13的集成總線匯流條401-412、用于連接包括電池單元14-25的第二組的集成總線匯流條414-424、用于連接包括電池單元27-39的第三組的集成總線匯流條426-437、用于連接包括電池單元40-52的第四組的集成總線匯流條439-450、用于連接包括電池單元53-64的第五組的集成總線匯流條452-462，以及用于連接包括電池單元65-76的第六組的集成總線匯流條464-475。在示例方法中，螺母492可以擰在由集成總線匯流條連接的每個接頭上。在示例性實施例中，螺母以組應(yīng)用，由此，使用螺母492安裝第一組總線匯流條，例如，總線匯流條401-413，之后，安裝第二組總線匯流條414-424，以此類推。返回參考圖3，在框308處，可以覆蓋電池單元連接。在示例性實施例中，如圖3B的框348所示，可以通過關(guān)閉標(biāo)準(zhǔn)間隔倉覆蓋連接。在示例實施例中，可以關(guān)閉連接第一組鄰接電池單元的間隔倉。優(yōu)選地，在關(guān)閉標(biāo)準(zhǔn)間隔倉的蓋子之前，使用螺母安裝標(biāo)準(zhǔn)間隔倉中與第一組電池單元關(guān)聯(lián)的集成總線匯流條。作為示例，如圖5和6A所示，與用于電池單元組01-13的間隔倉501-512關(guān)聯(lián)的蓋子601-612可以由打開位置抬升至覆蓋接頭的關(guān)閉位置，提供接近正極和負(fù)極接頭的通道，從而防止操作者接觸。在示例性實施例中，在可以覆蓋連接的電池單元01-13的同時，電池單元13的正極接頭可以保持不覆蓋，因為它在中斷間隔倉內(nèi)，并且不與鄰接的電池單元相連。在通過關(guān)閉第一套標(biāo)準(zhǔn)間隔倉在第一組內(nèi)覆蓋連接的情況下，可以做出其他的標(biāo)準(zhǔn)間隔倉是否保持打開的決定。如果是，可以在關(guān)閉與第二組連接的電池單元關(guān)聯(lián)的其他套間隔倉的情況下，繼續(xù)安裝和覆蓋過程。例如，在關(guān)閉間隔倉蓋子601-612之后，可以關(guān)閉間隔倉蓋子614-624。在關(guān)閉蓋子626-637的情況下使用螺母和覆蓋連接的過程可以繼續(xù)，以致如圖6B所示，使第一陣列371的所有通過集成總線匯流條連接的接頭被覆蓋，以避免操作者接觸。當(dāng)間隔倉蓋子636關(guān)閉時，在此處所示的中斷間隔倉538中的電池單元38的正極接頭可以保持裸露?？梢岳^續(xù)向連接的電池單元組應(yīng)用螺母并在其上關(guān)閉遮蓋物的過程，直到陣列370,371內(nèi)由集成總線匯流條連接的所有電池單元組被覆蓋，如圖6C所示。一旦覆蓋了所 有集成總線匯流條連接，剩余的暴露的接頭僅僅是在中斷間隔倉513、525、538、551和563處的那些。如本文之前所述的，由于在通過集成總線匯流條相互連接的電池單元組上產(chǎn)生的電壓通過設(shè)置中斷間隔倉限制在預(yù)定最大值，因此，在任何兩個暴露的接頭的接觸將使操作者承受不超過預(yù)定最大值的電壓。例如，間隔倉513處的電池單元13的正極接頭和間隔倉525的電池單元26的負(fù)極接頭的接觸，將造成具有零電壓的接觸，因為當(dāng)中斷間隔倉中不存在中斷總線匯流條時，接頭處于相同電勢。接觸電池單元14的負(fù)極接頭和電池單元25的正極接頭將使操作者暴露于小于預(yù)定最大值的電壓。接觸在中斷間隔倉538、551或563處暴露的任何未連接的接頭不會使操作者暴露于大于預(yù)定最大值的電壓。因此，保護(hù)操作者不暴露于高壓。返回參考圖3，繼續(xù)方法300，在框312處，可以將第一組連接的電池單元連接至第二組連接的電池單元，以形成一系列連接的電池單元。如方法340的框352所示，可以向中斷間隔倉提供中斷總線匯流條，用于將第一組連接的電池單元連接至第二組連接的電池單元。例如，可以向中斷間隔倉513提供中斷總線匯流條494，以連接電池單元13的正極接頭和電池單元14的負(fù)極接頭。通過這樣,連接電池單元組01-13與連接電池單元組13-24相連。螺母492(未示出)可以用于將中斷總線匯流條494安裝在中斷間隔倉513上。如本文之前所討論的，電池單元13的正極接頭和電池單元14的負(fù)極接頭處于相同電勢，因此，在中斷間隔倉513上安裝中斷總線匯流條494不會引起高壓對操作者造成傷害的風(fēng)險。在框316處，可以覆蓋連接電池單元組之間的連接。作為示例，方法340在框356-360處提供一種示例性方法。在框360處，可以關(guān)閉間隔倉蓋子，以覆蓋已經(jīng)在其中接收總線匯流條的中斷間隔倉。例如，與中斷間隔倉513關(guān)聯(lián)的間隔倉蓋子613可以由打開位置移至關(guān)閉位置，以覆蓋通過總線匯流條494連接的電池單元13的正極接頭和電池單元14的負(fù)極接頭，如圖6E所示。在框360處，可以確定是否還存在其他需要中斷總線匯流條的中斷間隔倉。參考圖6E，可以看出，存在若干仍然不具有中斷總線匯流條的中斷間隔倉，即525、538、551和563。在示例性實施例中，連接每個陣列中的電池單元組，由此，連接兩個陣列。例如，在向中斷間隔倉513提供中斷總線匯流條模塊，并且關(guān)閉蓋子613之后，方法340可以在框352繼續(xù)，并且可以向中斷間隔倉525提供中斷總線匯流條494，將電池單元01-25與電池單元26-38電耦接，完成第一陣列371的連接。由于在中斷間隔倉525處的電池單元25的正極接頭和電池單元26的負(fù)極接頭之間在電勢上不存在差別，電壓不大于預(yù)定最大值，因此，在中斷間隔倉525處安裝中斷總線匯流條的操作者不會暴露于高壓下。另外，如前文所述，操作者與任何暴露的正極接頭和暴露的負(fù)極接頭接觸，將導(dǎo)致與不大于預(yù)定最大值Vmax，例如50V的電壓接觸，保護(hù)操作者不暴露于高壓下。在框356處，可以關(guān)閉中斷間隔倉525的蓋子625，以覆蓋由中斷總線匯流條220連接的電池單元25正極接頭和電池單元26負(fù)極接頭。通過連接第一陣列371中的電池單元01-38，可以產(chǎn)生100V左右的電壓，而對操作者不構(gòu)成危險。對于在中斷間隔倉563中插入中斷總線匯流條的第二陣列372，可以重復(fù)框352-360，形成包括電池單元52至電池單元76的正極接頭的連接的一系列電池單元，隨后關(guān)閉蓋子663。由于電池單元63的正極接頭和電池單元64的負(fù)極接頭處于相同電勢，操作者在中斷間隔倉563處安裝中斷總線匯流條時，不存在高壓暴露的危險。蓋子663的關(guān)閉覆蓋插入的中斷總線匯流條連接。在向間隔倉563提供中斷總線匯流條之后，可以向中 斷間隔倉551提供中斷總線匯流條，將連接的電池單元39-51與連接的電池單元52-76相連。在該點(diǎn)，僅有的暴露的接頭位于中斷間隔倉538和中斷間隔倉551。在中斷間隔倉538處的接頭和在中斷間隔倉551處的接頭之間的電勢差不超過預(yù)定最大值。由于電池單元51的正極接頭和電池單元52的負(fù)極接頭處于相同電勢，因此，在向中斷間隔倉551提供中斷總線匯流條模塊時，操作者與高壓暴露隔離。關(guān)閉蓋子651后，連接陣列372的所有電池單元組。在該點(diǎn)，可以針對中斷間隔倉538重復(fù)框352-360，由此提供中斷總線匯流條將第一陣列371連接至第二陣列372。由于覆蓋了所有其他總線匯流條和中斷總線匯流條，并且電池單元38的正極接頭和電池單元39的負(fù)極接頭處于相同電勢，因此，在中斷間隔倉538處安裝中斷總線匯流條的操作者不存在意外暴露于高壓的危險。在框356處，可以通過關(guān)閉間隔倉蓋子覆蓋由中斷總線匯流條連接的電池單元38的正極接頭和電池單元39的負(fù)極接頭。總線匯流條模塊370可以包括配置用于覆蓋超過兩個接頭的一個或多個蓋子。例如，蓋子602可以配置成覆蓋三個接頭電池單元01的負(fù)極接頭、電池單元02的正極接頭和電池單元03的負(fù)極接頭，即使只有電池單元02和電池單元03接頭通過集成總線匯流條402連接?？偩€匯流條模塊370可以配置有輔助蓋子680，用于覆蓋間隔倉536以及電池單元38的正極接頭，其中蓋子636覆蓋集成總線匯流條436。以相似的方式，輔助蓋子682可以配置成覆蓋間隔倉540以及電池單元39的負(fù)極接頭，其中蓋子640覆蓋集成總線匯流條440。在示例性實施例400中，中斷間隔倉538配置成接收中斷總線匯流條，用于連接電池單元38正極接頭和電池單元39負(fù)極接頭。在該配置中，間隔倉自身可以配置有蓋子，用于覆蓋其中接收的接頭，不需要輔助蓋子680、682。然而，可以預(yù)期，總線匯流條模塊可以配置成允許兩個陣列通過不具有專用間隔倉和/或蓋子的中斷總線匯流條連接。當(dāng)沒有其他中斷間隔倉需要中斷總線匯流條并且已經(jīng)覆蓋所有中斷總線匯流條連接時，方法340可以在框364處結(jié)束。方法終止后，高壓電池將組裝成具有大于預(yù)定最大值的電壓，而在組裝過程中操作者不暴露于高壓下。本文所述的示例性方法和裝置可以用于制造或檢修高壓電池，同時保護(hù)操作者避免高壓暴露。例如，如果電池需要檢修，可以打開間隔倉蓋子，以保護(hù)操作者避免暴露于高于預(yù)定最大值的電壓下的方式斷開電池單元。用于斷開高壓電池的電池單元的示例性方法可以包括抬起間隔倉蓋子680，露出電池單元38的正極接頭，以及抬起間隔倉蓋子82，露出電池單元39的負(fù)極接頭，之后移除連接那兩個接頭的未集成的總線匯流條，從而斷開第一和第二陣列371、372。由于這兩個接頭處于相同電勢，并且覆蓋所有其他接頭，操作者將不會有暴露于高于預(yù)定最大值的電壓的危險。第一陣列371的電池單元與第二陣列372分開后，操作者就可以繼續(xù)從單獨(dú)陣列的中斷間隔倉中移除未集成的總線匯流條。例如，可以抬起蓋子651，用于移除在間隔倉551處未集成的總線匯流條模塊，并且可以抬起蓋子663，用于移除在間隔倉563處未集成的總線匯流條模塊。對于陣列371可以執(zhí)行相似的過程，移除在間隔倉525和513處未集成的總線匯流條模塊。因此，可以在操作者不暴露于高于預(yù)定最大值的電壓水平的情況下，組裝或檢修高壓電池?？偩€匯流條模塊可以配置有具有內(nèi)置式總線匯流條的標(biāo)準(zhǔn)間隔倉以及配置成接收單獨(dú)總線匯流條的中斷間隔倉。盡管內(nèi)置或集成總線匯流條以串聯(lián)方式連接鄰接電池單元，以產(chǎn)生電壓，中斷間隔倉的存在可以中斷電壓的累積，使得一組中的一系列電池單元上 的電壓不超過預(yù)定最大值。在標(biāo)準(zhǔn)和中斷間隔倉上的蓋子覆蓋電連接的接頭，保護(hù)操作者避免由于疏忽造成的接觸?？偩€匯流條模塊可以配置用于耦接任何尺寸的電池單元陣列，并且可以配置用于耦接一個或多個陣列。
權(quán)利要求
1.一種系統(tǒng)，其特征在于，包括具有至少兩個標(biāo)準(zhǔn)間隔倉的總線匯流條模塊，每個標(biāo)準(zhǔn)間隔倉配置有集成總線匯流條，總線匯流條模塊還具有至少一個不具有集成總線匯流條的中斷間隔倉；以及多個耦接至所述總線匯流條模塊的電化學(xué)電池單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述總線匯流條模塊配置成防止操作者暴露于大于預(yù)定最大值的電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)定最大值為50V。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述中斷間隔倉配置成接收非集成中斷總線匯流條。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，一套所述標(biāo)準(zhǔn)間隔倉連接一組鄰近的所述電化學(xué)電池單元，其中，在所述電化學(xué)電池單元組上的電壓不超過預(yù)定最大值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述中斷間隔倉配置用于接收中斷總線匯流條，用于將第一所述組連接至第二所述組，以提供具有大于所述預(yù)定最大值的電壓的一系列所述電化學(xué)電池單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所有所述標(biāo)準(zhǔn)間隔倉關(guān)閉，暴露于任何所述中斷間隔倉處的任何接頭之間的電壓不超過預(yù)定最大值。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在不將操作者暴露于接觸具有大于預(yù)定最大值的電壓的情況下用于組裝高壓電池的方法和裝置?？偩€匯流條模塊具有由無總線匯流條的中斷間隔倉分開的配備有集成總線匯流條的標(biāo)準(zhǔn)間隔倉?？偩€匯流條模塊可以耦接至多個電化學(xué)電池單元，以連接具有小于預(yù)定最大值Vmax的電壓的成組電池單元。可以關(guān)閉間隔倉蓋子，以防止接觸連接的接頭?？梢韵蛑袛嚅g隔倉提供分開的非集成總線匯流條，將第一組電池單元與第二組電池單元相連，以形成一系列可以提供大于Vmax的電壓的電池單元，獲得所需要的電池電壓。本發(fā)明的總線匯流條模塊和方法可以在電池組裝或檢修期間保護(hù)操作者。
文檔編號H01M2/34GK103000853SQ20121033077
公開日2013年3月27日 申請日期2012年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月8日
發(fā)明者戴比·卡利科特, 菲利普·邁克爾·岡薩雷斯 申請人:福特全球技術(shù)公司