[發明專利]帶有具有集成電池單元感測PCB-柔性電路硬件的互連板組件的蓄電池模塊

在審

• 申請號: 202010120102.2
• 申請日: 2020-02-26
• 公開（公告）號: CN111613763A
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: E.J.道利
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: H01M2/20
• 分類號: H01M2/20;H01M10/42
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 董均華;王麗輝

互連板(ICB)組件與蓄電池模塊和蓄電池控制器使用。ICB組件包括由印刷電路板(PCB)和柔性電路一體形成的印刷電路板組件(PCBA)。PCB具有聚集有電子部件的部件表面，所述電子部件測量蓄電池模塊的參數，并且為蓄電池控制器報告蓄電池模塊的參數。柔性電路由傳導性箔構造，并且限定從柔性電路的周界突出的片狀懸空引線。窗口可存在于柔性電路中。載體框架具有由母線側面相接的支撐表面。PCBA定位在支撐表面上，其中，懸空引線傳導性結合到對應母線。蓄電池系統包括蓄電池控制器和ICB組件。

技術領域

本公開總體上涉及電化學蓄電池、相關聯的蓄電池感測和監測電路系統以及制造此類蓄電池的方法。由一個或多個蓄電池模塊構造的蓄電池組通常被用作直流(DC)電力供應，例如，在交通工具電力系統、電力裝置中，以及作為其它可移動和靜止系統的關鍵部件。被存儲在蓄電池模塊的互連蓄電池單元內的電能根據需要而在系統內被引導，例如，以使多相電機的相繞組通電，或直接為DC裝置供電。

背景技術

多相/交流(AC)電機通常包括相對于轉子設置的定子。當AC電機被配置為AC馬達時，多相電壓被施加到定子的傳導性繞組，以圍繞定子產生交變電磁場。在定子場和轉子的磁場之間的所導致的場相互作用在轉子上產生扭矩，所述扭矩可（例如，經由中間齒輪布置）直接或間接地被傳輸到耦合負載。同樣地，在系統中由機械旋轉驅動的發電機可產生電力，并且將電力引導返回到單獨蓄電池單元中，以由此使蓄電池組再充電。充電和放電電流、單獨電池單元電壓、充電狀態、蓄電池溫度和其它相關蓄電池參數可由上文描述的系統和其它系統中的電子蓄電池控制器實時地密切監測和調節，從而優化蓄電池組的性能和操作壽命。

發明內容

如本文公開的蓄電池系統包括蓄電池模塊和與其通信的蓄電池控制器，其中，蓄電池控制器在本文被稱為蓄電池系統管理器(BSM)。BSM監測和控制電能到蓄電池模塊的單獨蓄電池單元的流動以及電能從蓄電池模塊的單獨蓄電池單元的流動，監測蓄電池模塊的持續健康狀態，并且可能地提供其它蓄電池控制功能。例如，BSM可周期性地發起電池單元平衡功能和/或熱調節操作，其中，通過本教導而有助于這些功能和其它功能。

特別地，本文描述的蓄電池模塊包括互連板組件（“ICB組件”），所述互連板組件具有載體框架和印刷電路板組件(“PCBA”)，其后者被安裝到載體框架。PCBA由兩個主部件一體構造，即，電池單元感測印刷電路板(“PCB”)和薄柔性印刷電路（“柔性電路”）。柔性電路以如本文闡述的方式被用作用于PCB的基底表面。以其它方式，PCB被用作在其上放置柔性電路的基底表面。ICB組件包括傳導性母線，例如，在可能的實施例中的交替的銅和鋁母線或由相同材料（例如，鋁、銅、雙金屬或其組合）構造的母線。每個母線的相應表面傳導性結合到柔性電路，而母線還傳導性接觸和/或傳導性結合到給定蓄電池單元的對應電極端子。ICB組件（直接地和/或經由PCB）可在無線/射頻(RF)鏈接之上和/或通過在硬接線的傳送導體集合之上傳輸信號而與上文提及的BSM通信。

PCB和柔性電路一體形成為單一部件。用于確保PCB和柔性電路的必要集成的一個方法是使用回流表面安裝技術(SMT)釬焊過程?；亓鬟^程本質上可為選擇性的，例如，通過局部施加熱量，如示例中的“熱棒”釬焊?？蛇x地，回流過程本質上可為全局的，例如，通過使用SMT爐。可由半導體基底材料（例如，玻璃纖維加強環氧樹脂或FR-4）構造的PCB最終提供對于支持呈電池單元監測芯片、傳感器、電容器、電阻器、收發器、散熱器等形式的電子部件聚集所必需的結構剛度和各種傳導性界面。此類電子部件在PCB的一個或兩個相對主表面上被安裝到PCB的部件表面。即，在可選實施例中，PCB可為單側或雙側的，其中，本文公開的各種方法用于實施兩個配置。