具有帶有可撓曲焊接卷曲的母線的電氣設(shè)備的制造方法
【專利說明】具有帶有可撓曲焊接卷曲的母線的電氣設(shè)備
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2013年11月15日提交的61/904，630號美國臨時(shí)申請的權(quán)益。上述申請的全部公開通過引用并入本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本公開總地涉及具有帶有可燒曲(flexible)焊接卷曲(weld crimp)的母線(busbar)的電氣設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0004]本節(jié)提供有關(guān)本公開的背景信息，其未必是現(xiàn)有技術(shù)。
[0005]電氣設(shè)備通常具有帶有焊接卷曲的母線，所述焊接卷曲用于機(jī)械地和電氣地將母線耦連到導(dǎo)體，所述導(dǎo)體典型為絕緣電線。焊接卷曲的卷曲部接納導(dǎo)體并變形，以便提供用于機(jī)械地將導(dǎo)體固定到母線的主要方法。典型地，卷曲部變形到絕緣被顯著壓縮的程度，使得卷曲部向?qū)w施加夾緊力，該夾緊力足以抑制導(dǎo)體在軸向上(即沿導(dǎo)體的縱軸)相對于焊接卷曲的移動(dòng)。電線可以以包括超聲波焊接的任何期望的方式電氣地耦連到焊接卷曲的焊接部。
[0006]在裝配操作期間，導(dǎo)體和焊接卷曲之間的連接可受到各種力。取決于這些力被導(dǎo)向的方式，相對大的應(yīng)力可能被置于電線和焊接卷曲的焊接部之間的焊接連接上。此外，在某些情況下將焊接卷曲與母線的、用于接觸從母線接收電功率和/或?qū)㈦姽β蕚魉偷侥妇€的電氣部件的端子的部分物理地分離可能是有利的。
[0007]鑒于上述情況，本領(lǐng)域仍存在對具有帶有可撓曲焊接卷曲的母線的改進(jìn)的電氣設(shè)備的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本節(jié)提供本公開的總體概述，并非對其全部范圍或所有特征的全面公開。
[0009]根據(jù)本公開的原理的電氣設(shè)備包括框架、具有導(dǎo)電元件和圍繞導(dǎo)電元件的至少一部分設(shè)置的電絕緣罩的導(dǎo)體以及安裝到框架的母線。母線包括母線本體和焊接卷曲。焊接卷曲具有從母線本體延伸出的基座(base)，和在基座的與母線本體相對的一側(cè)親連到基座的叉形構(gòu)件(cross-member)。叉形構(gòu)件具有焊接部和卷曲部。焊接部與基座相交。卷曲部與焊接部相交并且具有接納導(dǎo)體的卷曲構(gòu)件。卷曲構(gòu)件圍繞導(dǎo)體永久變形以便對導(dǎo)體施加夾緊力。導(dǎo)電元件焊接到焊接部。
[0010]在一個(gè)示例中，卷曲部配置為當(dāng)非軸向力施加到導(dǎo)體時(shí)相對于焊接部撓曲，以消除導(dǎo)電元件和焊接部之間的焊接點(diǎn)(weld)中的應(yīng)力。在另一個(gè)示例中，焊接部在第一相交點(diǎn)處與基座相交，卷曲部在第二相交點(diǎn)處與焊接部相交，并且焊接卷曲配置為當(dāng)非軸向力施加到導(dǎo)體時(shí)在第一相交點(diǎn)和第二相交點(diǎn)中的至少一個(gè)中撓曲，以消除焊接點(diǎn)中的應(yīng)力。在該示例的一個(gè)實(shí)現(xiàn)方案中，在第一和第二相交點(diǎn)處采用應(yīng)力消除特征。在又一個(gè)示例中，叉形構(gòu)件除通過基座到母線本體的連接以外與母線本體物理地分離，并且焊接部延伸超過基座的相對側(cè)。在該示例的一個(gè)實(shí)現(xiàn)方案中，焊接卷曲通常為T形。
[0011]進(jìn)一步的適用領(lǐng)域從本文所提供的描述中將顯而易見。本概述中的描述和具體示例僅用于示例目的，并不意圖限制本公開的范圍。
【附圖說明】
[0012]本文所描述的附圖僅用于所選實(shí)施例而非所有可能實(shí)現(xiàn)方案的示例性目的，并且不意圖限制本公開的范圍。
[0013]圖1為根據(jù)本公開的教導(dǎo)所構(gòu)造的電氣設(shè)備的一部分的剖視圖；
[0014]圖2為更詳細(xì)地示出了母線的、圖1的電氣設(shè)備的一部分的透視圖；
[0015]圖3為更詳細(xì)地示出了母線的焊接卷曲的、圖2的經(jīng)放大部分；
[0016]圖4為示出了如耦連至導(dǎo)體并由于到焊接卷曲的力的施加而在第一方向上偏轉(zhuǎn)的母線的焊接卷曲的、圖1的電氣設(shè)備的一部分的透視圖；以及
[0017]圖5為示出了如耦連至導(dǎo)體并由于到焊接卷曲的力的施加而在第二方向上偏轉(zhuǎn)的母線的焊接卷曲的、圖1的電氣設(shè)備的一部分的俯視圖。
[0018]貫穿附圖的幾個(gè)視圖，相應(yīng)的參考標(biāo)號指示相應(yīng)的部件。
【具體實(shí)施方式】
[0019]參考附圖的圖1，根據(jù)本公開的教導(dǎo)所構(gòu)造的例示性電氣設(shè)備概括地由參考標(biāo)號10指示。在所提供的特定示例中，電氣設(shè)備10為電池互連模塊，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，本公開的教導(dǎo)可應(yīng)用于其他類型的電氣設(shè)備。電氣設(shè)備可包括框架12、母線14和導(dǎo)體16?？蚣?2可由合適的結(jié)構(gòu)性的和電絕緣的材料形成，諸如ABS塑料?？蚣?2可界定母線槽腔(pocket) 20和導(dǎo)體端口 22。母線槽腔20可配置為在其中接納母線14。導(dǎo)體端口 22可配置為接納導(dǎo)體16，并可與母線槽腔20相交。各種電氣部件的示例包括電線導(dǎo)體、熔斷器、繼電器和電容器。
[0020]導(dǎo)體16在其構(gòu)造方面可以是常規(guī)的，并可包括諸如電線的導(dǎo)電元件30，以及可以圍繞導(dǎo)電元件30設(shè)置的絕緣罩32。絕緣罩32的一部分可以被剝離、移除或以其他方式從導(dǎo)體16的一部分中排除，以形成導(dǎo)電元件30的、耦連至母線14的裸露部分。
[0021]另外參考圖2，母線14可以包括本體部40和焊接卷曲44。本體部40可以以與母線槽腔20互補(bǔ)的方式被制定形狀和尺寸，以一旦已裝配電氣設(shè)備10就抑制母線14相對于框架12的移動(dòng)。
[0022]焊接卷曲44可以耦連至本體部40，并從本體部40延伸出。焊接卷曲44通常可以是T形，具有可以由連接構(gòu)件50形成的基座，以及可以由焊接部52和卷曲部54形成的叉形構(gòu)件。連接構(gòu)件50可以從本體部40的側(cè)面或邊緣60延伸出。除叉形構(gòu)件與本體部40之間通過連接構(gòu)件50的間接連接以外，叉形構(gòu)件可以與本體部40物理地分離。焊接部52可以設(shè)置于連接構(gòu)件50和卷曲部54之間。焊接部52可以懸于連接構(gòu)件50的兩側(cè)。為此，連接構(gòu)件50和焊接部52之間的相交點(diǎn)可以位于接近從焊接部52的與卷曲部54相對的一端到卷曲部54中的彎曲61的、叉形構(gòu)件的長度LI的中途。卷曲部54可以包括可通常為U形的卷曲構(gòu)件62和從焊接部52輕微偏移的側(cè)面64。卷曲構(gòu)件62的尺寸制定為在其中接納導(dǎo)體16，并且故此側(cè)面64偏移以便定位導(dǎo)體16，使得導(dǎo)電元件30抵靠與焊接部52的、導(dǎo)電元件30要貼附的表面一致的面。在一個(gè)示例中，側(cè)面64可以從焊接部52偏移，使得當(dāng)卷曲構(gòu)件62接納導(dǎo)電元件30的絕緣部分時(shí)，導(dǎo)電元件30的裸露部分抵靠與焊接部52的、導(dǎo)電元件30要貼附的表面一致的面。在另一個(gè)示例中，焊接部52的、導(dǎo)電元件30要貼附的表面可以在位于接近卷曲部62的側(cè)面64之間的中途處的面內(nèi)。
[0023]參考圖2及圖3，在數(shù)個(gè)區(qū)域中采用了應(yīng)力消除特征以減少在電氣設(shè)備10的裝配期間可能在母線14中生成的應(yīng)力。應(yīng)力消除特征可以包括例如弧形角(radii)(例如圓角)或倒角，并用于當(dāng)母線14受到一定載荷時(shí)減少母線14的期望區(qū)域中的應(yīng)力。例如，在基座的側(cè)邊與本體部40的相應(yīng)邊緣相交的位置處采用第一應(yīng)力消除特征70。當(dāng)焊接卷曲44受到將傾向于扭轉(zhuǎn)本體部40周圍的連接構(gòu)件50的力時(shí)，該方式的配置減少基座與本體部40相交處的區(qū)域中的應(yīng)力。在焊接卷曲44的側(cè)邊與連接構(gòu)件50的側(cè)邊相交的位置處采用第二應(yīng)力消除特征72。當(dāng)焊接卷曲44受到將傾向于扭轉(zhuǎn)基座周圍的叉形構(gòu)件的力時(shí)，該方式的配置減少叉形構(gòu)件與基座相交處的區(qū)域中的應(yīng)力。在叉形構(gòu)件的與基座相交的一偵I在焊接部52與卷曲部54相交的位置處采用第三應(yīng)力消除特征74。該方式的配置允許卷曲部54相對于焊接部52撓曲，以減少原本將在焊接部52和連接構(gòu)件50的相交點(diǎn)處和/或在連接構(gòu)件50和本體部40的相交點(diǎn)處出現(xiàn)的應(yīng)力。如圖4和圖5所描繪的，當(dāng)傾向于相對于本體部40彎曲或扭轉(zhuǎn)焊接卷曲44的力施加到焊接卷曲44時(shí)，具有各應(yīng)力消除特征的焊接卷曲44的配置致使焊接卷曲44對所產(chǎn)生的應(yīng)力的抵抗力更強(qiáng)，而無論是否施加了力以使其作用在本體部40的面內(nèi)或傾向于使焊接卷曲44的一部分自本體部40的面偏轉(zhuǎn)。
[0024]返回圖1和圖2，將理解母線14可以由單片導(dǎo)電片(conductive sheet)材料形成，并且焊接卷曲44的卷曲部54可以彎曲和折疊，以達(dá)到期望的偏移程度并形成卷曲構(gòu)件
62ο
[0025]導(dǎo)體16可以被接納在焊接卷曲44中，使得導(dǎo)體16被接納在卷曲構(gòu)件62中并且導(dǎo)電元件30的裸露部分可以抵接焊接部52的表面。卷曲構(gòu)件62可以永久變形以壓縮絕緣罩32，并對導(dǎo)體16施加機(jī)械地將導(dǎo)體16固定到焊接卷曲44的夾緊力。導(dǎo)電元件30的裸露部分可以通過焊接點(diǎn)80機(jī)械地和電氣地固定到焊接部52，焊接點(diǎn)80可通過任何合適的方法形成，包括超聲