具有用于栓接式母线连接的防手指触摸的电端子的电池模块的制作方法

1.引言本公开总体上涉及电化学装置。更具体地，本公开的各方面涉及具有用于栓接式模块到模块连接的电端子的可再充电电池模块。


背景技术：

2.当前生产的机动车辆（诸如，现代汽车）最初配备有操作以推动车辆并为车辆的车载电子设备供电的动力总成。在汽车应用中，例如，车辆动力总成总体上以原动机为代表，该原动机通过自动或手动换挡动力变速器将驱动扭矩递送到车辆的最终驱动系统（例如，差速器、车轴、负重车轮等）。历史上汽车一直由往复活塞式内燃发动机（ice）组件提供动力，这是由于该内燃发动机（ice）组件的随时可用性以及相对不贵的成本、轻便的重量和整体的效率所致。这种发动机包括压缩点火（ci）柴油发动机、火花点火（si）汽油发动机、二冲程、四冲程和六冲程架构、以及旋转发动机，这些作为一些非限制性示例。另一方面，混合动力电动车辆和全电动车辆（统称为“电驱动车辆”）利用替代动力源来推动车辆，且因此最小化或消除了对基于矿物燃料的发动机获得牵引功率的依赖。
3.全电动车辆（fev）（俗称“电动汽车”）是一种类型的电驱动车辆构型，其从动力总成系统中完全省略了内燃发动机和附随的外围部件，从而依赖可再充电能量存储系统（ress）和牵引马达来实现车辆推动。基于ice的车辆的发动机组件、燃料供应系统和排气系统被替换为基于电池的fev中的单个或多个牵引马达、牵引电池组以及电池冷却和充电硬件。相比之下，混合动力电动车辆（hev）的动力总成采用多种牵引功率源来推动车辆，最常见的是结合电池供电的或燃料电池供电的牵引马达来操作内燃发动机组件。由于混合动力型电驱动车辆能够从除发动机以外的来源获取其动力，因此，hev发动机可全部或部分地关闭，而车辆由（多个）电动马达推动。
4.大多数可商购的混合动力电动和全电动车辆采用可再充电牵引电池组来存储和供应必要的功率以用于操作动力总成的（多个）牵引马达单元。为了产生具有足够的车辆可行驶里程和速度的牵引功率，牵引电池组比标准12伏起动、照明和点火（sli）电池显著更大、功率更大且容量（amp-hr）更高。与sli电池的单个单元（cell）相比，当代牵引电池组将电池单元的堆叠分组成单独的电池模块，然后将单独的电池模块安装到车辆底盘上，例如通过电池组壳体或支撑托盘。所堆叠的电化学电池单元可通过使用电互连板（icb）串联或并联连接。在这种情况下，电池单元的电突片从模块壳体突出来，弯曲抵靠icb的共用母线板，且然后焊接到icb的共用母线板。然后，经由模块间母线或电缆将单独的电池模块电连接在一起。专用的电子电池控制模块（ebcm）通过与动力总成控制模块（pcm）和牵引功率逆变器模块（tpim）的协同操作，来调节电池组接触器的断开和闭合，从而管控电池组的操作。


技术实现要素：

5.本文中呈现了用于电池模块组件的防手指触摸（finger-proof）的电端子、用于制
造这种电端子的方法和用于使用这种电端子的方法、以及配备有可再充电电池模块的电驱动车辆，所述可再充电电池模块具有用于栓接式模块到模块连接的防手指触摸的电端子。举例来说，呈现了栓接式电端子设计，其集成了低轮廓、防手指触摸特征以防止带电端子表面和操作员或工具之间的意外接触。电端子可组装到电池模块的集成式互连板组件；icb组件可具有互补的端子防护特征，该互补的端子防护特征与端子的防护特征配合以增强组件的防手指触摸性能。这些防手指触摸的电端子允许安全且简化的电池组组装连同改进的多模块牵引电池组中的电压可扩展性，同时使得电动装置（诸如，牵引马达）能够电联接到模块且因此从模块汲取电负载。
6.在代表性架构中，icb组件和电端子包含互补的电绝缘特征，这些互补的电绝缘特征彼此配合以提供将端子的带电表面电隔离同时仍允许端子配合到母线的最小相隔距离。这些配合特征可包括icb组件的包覆端子的塑料外护套、以及覆盖安装在端子的带电表面上的螺纹螺母（例如，钢制铆螺母或t形螺母）的塑料中空帽。外护套的面向母线的表面具有由外（环形状的）框架围绕的窗口，该窗口与螺母帽的远侧端同心对齐，该远侧端充当内（环形状的）安置部。螺母帽接收螺栓穿过其，该螺栓扭转入螺纹螺母中以将母线固定到模块。当配合时，外护套窗口与螺母和帽提供受限制的径向间隙，该径向间隙足以允许端子和母线之间进行电接触，同时伴随地防止手指穿过并接触端子面。
7.如上所述，icb和端子的配合的端子防护特征（无论是同心对齐的圆形物、椭圆形物、多边形物等）的同心形状具有足够的间隔以允许母线连接到端子的支承表面，且同时排除细小手指和导电工具穿过。电端子的螺栓孔可制造成具有流通过的钥匙孔特征，该钥匙孔特征实现在端子级或在icb级对帽和护套进行塑料包覆成型，例如作为单件式结构。对于二分式构造，内螺纹螺母的外表面可具有径向凹陷槽，该径向凹陷槽使得能够安装塑料螺母帽，例如，利用从帽的内表面径向向内突出的卡扣配合肋或凸块（nub）。其他二分式构造可包括具有轴向突出的凸块的圆形阵列的螺母帽，这些凸块压配合到电端子的暴露表面中的互补孔图案中。与包覆成型的一件式设计和卡扣配合或压配合两件式设计相比，第三选项是包括内icb框架和外icb盖的三分式蛤壳式设计。框架和盖联接在一起（例如，经由卡扣配合的突起和/或紧固件），以将端子夹在其间并在端子的带电表面上协作地限定icb组件的防手指触摸的窗口。对于这些三分式构型，电端子可采用本文中所描述的螺母帽设计中的任一者。
8.本公开的各方面涉及用于电池组件的防手指触摸的电端子。例如，呈现了一种电池组件，其用于经由电连接器（诸如，母线）为电动负载（诸如，马达）供电。电池组件包括一个或多个电化学电池单元、电连接到（多个）电池单元的一个或多个电端子、以及在其中存储（多个）电池单元的保护性电池壳体。每个电端子电连接（多个）电池单元，且因此将电池组件电连接到电连接器中的一个。螺纹螺母将每个电端子附接到该电连接器，例如经由螺栓或类似地合适的紧固件。另外，电绝缘螺母帽附接到每个端子和螺纹螺母。电池壳体包括具有一个或多个端子护套的电绝缘壳体壁，每个端子护套在其中安装并覆盖电端子中的相应一个。每个端子护套具有护套窗口，该护套窗口围绕螺母帽、与其间隔开预定义间隙，该预定义间隙足以暴露接触面以用于与电连接器联接，同时防止人手指与端子的接触面接触。所公开的防手指触摸的端子和电池组件可同样地被实施用于汽车和非汽车应用两者。
9.本公开的附加方面涉及配备有可再充电电池组件的机动车辆，所述可再充电电池
组件具有用于栓接式电连接的防手指触摸的电端子。如本文中所使用的，术语“车辆”和“机动车辆”可互换地和同义地使用以包括任何相关的车辆平台，诸如乘用车辆（ice、hev、fev、燃料电池、完全和部分自主等）、商用车辆、工业车辆、履带车辆、越野和全地形车辆（atv）、摩托车、农场设备、船只、飞机等。在示例中，电驱动车辆包括车身，车身具有乘客舱、安装到车身的多个负重车轮、以及其他标准原始设备。对于电驱动车辆应用，一个或多个电动牵引马达单独操作（例如，对于fev动力总成）或结合内燃发动机组件操作（例如，对于hev动力总成），以选择性地驱动负重车轮中的一个或多个，由此推动电驱动车辆。
10.继续以上示例的讨论，车辆还包括至少一个可再充电牵引电池组，所述可再充电牵引电池组安装到车身上并且可操作来为车辆动力总成的（多个）牵引马达供电。牵引电池组包含电池模块的阵列，所述电池模块中的每一个包括多个电化学电池单元、电连接到电池单元的多个电端子、以及在其中存储电池单元的电池壳体。每个端子具有将电池模块电连接到相应的电母线连接器的接触面。螺纹螺母将每个电端子附接到其相应的母线，例如经由螺纹螺栓。附加地，电绝缘螺母帽抵靠每个螺母就位并安装在电端子中的一个上。电池壳体包括具有多个端子护套的电绝缘壳体壁，所述端子护套中的每一个在其中安装电端子中的相应一个。每个端子护套具有护套窗口，该护套窗口围绕螺母帽中的一个；窗口的内周边与螺母帽间隔开预定义间隙，该预定义间隙足够宽以暴露接触面以便电连接到母线，但又足够窄以防止人手指在其间穿过。
11.本公开的各方面还涉及用于制造所公开的防手指触摸的电端子、电池模块和/或机动车辆中的任一者的制造系统和方法。在示例中，呈现了一种用于制造电池组件的方法。该代表性方法包括，以任何顺序并以与上文和下文所公开的选项和特征中的任一者的任何组合：将电化学电池单元定位在电池壳体内，该电池壳体包括具有端子护套的电绝缘壳体壁；将电端子安装到壳体且在端子护套内，该电端子具有被构造成将电池组件电连接到电连接器的接触面；将电端子电连接到电池单元；将螺纹螺母附接到电端子，该螺纹螺母被构造成将电端子附接到电连接器；以及将电绝缘螺母帽附接到螺纹螺母，端子护套限定护套窗口，该护套窗口围绕螺母帽并与其间隔开预定义间隙，该预定义间隙足以暴露电端子的接触面。
12.对于所公开的端子、方法和车辆中的任一者，该预定义间隙都可限定护套窗口的内周边和螺母帽的外周边之间的间隔距离。在这种情况下，预定义间隙可以是大约3 mm到大约8 mm宽（例如，小于普通成人的小拇指的高度）。作为又另外的选项，螺母帽和端子护套可由聚合物材料形成为整块单件式结构。在这种情况下，电端子可具有螺栓孔，该螺栓孔接收螺栓穿过其；螺纹螺母可在螺栓孔的一端处直接安装到电端子。螺栓孔可具有多个周向间隔开的、轴向长形槽，这些槽接收连接螺母帽和端子护套的聚合物材料并使聚合物材料穿过槽，例如作为包覆成型过程的一部分。任选地，螺母帽可具有中空本体，该中空本体就位在螺纹螺母的纵向（顶部）端上并且接收螺栓穿过其以用于将电连接器机械地紧固到端子。
13.对于所公开的端子、方法和车辆中的任一者，护套窗口可具有圆形几何形状，并且螺母帽可具有环形几何形状。在此示例中，护套窗口与螺母帽同心对齐并围绕螺母帽。此外，壳体壁可包括从端子护套凸出的外框架；该外框架与护套窗口相连并围绕护套窗口。作为另外的选项，电端子可具有l形几何形状，其具有从长形本体正交地突出的凸缘。在此示
例中，接触面位于凸缘的一侧上，并且螺纹螺母安装在凸缘的与接触面相对的另一侧上。电端子的本体可包括邻接电池单元的电突片的另一个接触表面。在此示例中，端子护套可包括暴露该接触面的第二护套窗口。
14.对于所公开的端子、方法和车辆中的任一者，螺纹螺母可包括具有单个凹陷沟槽或多个凹陷沟槽的外表面。在这种情况下，螺母帽可包括具有一个或多个向内突出的肋或凸块的内表面，所述肋或凸块卡扣配合到（多个）凹陷沟槽中，由此将螺母帽安装在螺纹螺母上。作为另外的选项，电端子可包括埋头孔的圆形阵列。在此示例中，螺母帽可包括具有轴向突出的凸块的圆形阵列的端表面，所述轴向突出的凸块压配合到埋头孔中，由此将螺母帽安装在电端子的接触面上。壳体壁可具有蛤壳式构造，其中盖安装到框架以协作地限定端子护套且同时将电端子夹在其间。每个螺纹螺母可以是自锚固到电端子的铆螺母或t形螺母。
15.方案1. 一种用于经由电连接器为电动负载供电的电池组件，所述电池组件包括：电化学电池单元；电端子，其电连接到所述电池单元并且具有被构造成将所述电池组件电连接到所述电连接器的接触面；螺纹螺母，其被构造成将所述电端子附接到所述电连接器；电绝缘螺母帽，其附接到所述螺纹螺母；以及在其中存储所述电池单元的电池壳体，所述电池壳体包括具有端子护套的电绝缘壳体壁，所述端子护套在其中安装所述电端子，所述端子护套限定护套窗口，所述护套窗口围绕所述螺母帽并与其间隔开预定义间隙，所述预定义间隙足以暴露所述接触面以与所述电连接器邻接。
16.方案2. 根据方案1所述的电池组件，其中，所述预定义间隙是所述护套窗口的内周边和所述螺母帽的外周边之间的间隔距离。
17.方案3. 根据方案2所述的电池组件，其中，所述预定义间隙是大约3毫米（mm）到大约8 mm。
18.方案4. 根据方案1所述的电池组件，其中，所述螺母帽和所述端子护套由聚合物材料形成为单件式结构。
19.方案5. 根据方案4所述的电池组件，其中，所述电端子限定穿过其的螺栓孔，所述螺栓孔被构造成接收螺栓，所述螺纹螺母在所述螺栓孔的一端处安装到所述电端子，并且所述螺栓孔具有多个轴向长形槽，穿过其接收所述聚合物材料，所述聚合物材料将所述螺母帽连接到所述端子护套。
20.方案6. 根据方案5所述的电池组件，其中，所述螺母帽包括中空圆筒形端，所述中空圆筒形端就位在所述螺纹螺母的纵向端上并且被构造成接收所述螺栓穿过其。
21.方案7. 根据方案1所述的电池组件，其中，所述护套窗口为圆形的，所述螺母帽为环形的，并且所述护套窗口与所述螺母帽同心对齐。
22.方案8. 根据方案1所述的电池组件，其中，所述壳体壁还包括外框架，所述外框架从所述端子护套凸出并且围绕所述护套窗口。
23.方案9. 根据方案1所述的电池组件，其中，所述电端子具有长形本体，所述长形本体具有从所述本体突出的凸缘，所述接触面位于所述凸缘的第一侧上，并且所述螺纹螺母
安装在所述凸缘的与所述接触面相对的第二侧上。
24.方案10. 根据方案9所述的电池组件，其中，所述电端子的所述本体包括邻接所述电池单元的电突片的第二接触表面，并且其中，所述端子护套限定穿过其的第二护套窗口，所述第二护套窗口暴露所述第二接触面。
25.方案11. 根据方案1所述的电池组件，其中，所述螺纹螺母包括具有凹陷沟槽的外表面，并且所述螺母帽包括具有向内突出的肋或凸块的内表面，所述肋或凸块卡扣配合到所述凹陷沟槽中，由此将所述螺母帽安装在所述螺纹螺母上。
26.方案12. 根据方案1所述的电池组件，其中，所述电端子包括多个埋头孔，并且所述螺母帽包括具有多个轴向突出的凸块的端表面，所述多个轴向突出的凸块压配合到所述埋头孔中，由此将所述螺母帽安装在所述电端子的所述接触面上。
27.方案13. 根据方案1所述的电池组件，其中，所述壳体壁包括框架和盖，所述盖安装到所述框架以协作地限定所述端子护套并将所述电端子夹在其间。
28.方案14. 根据方案1所述的电池组件，其中，所述螺纹螺母是自锚固到所述电端子的铆螺母或t形螺母。
29.方案15. 一种电驱动车辆，其包括：车身，其具有多个负重车轮；牵引马达，其安装在所述车身上并且可操作以驱动所述负重车轮中的一个或多个，由此推动所述电驱动车辆；以及牵引电池组，其安装在所述车身上并且可操作以为所述牵引马达供电，所述牵引电池组包含多个电池模块，每个电池模块包括：多个电化学电池单元；电连接到所述电池单元的多个电端子，所述电端子中的每一个具有将所述电池模块电连接到相应的电母线连接器的接触面；多个螺纹螺母，每个螺纹螺母被构造成将所述电端子中的相应一个附接到相应的电母线连接器；多个电绝缘螺母帽，每个电绝缘螺母帽附接到所述螺纹螺母中的相应一个；以及在其中存储所述电池单元的电池壳体，所述电池壳体包括具有多个端子护套的电绝缘壳体壁，每个端子护套在其中安装所述电端子中的相应一个，所述端子护套各自限定护套窗口，所述护套窗口围绕所述螺母帽中的相应一个，所述护套窗口的内周边与所述螺母帽间隔开预定义间隙，所述预定义间隙足以暴露所述电端子的所述接触面以电连接到相应的电母线连接器。
30.方案16. 一种制造用于经由电连接器为电动负载供电的电池组件的方法，所述方法包括：将电化学电池单元定位在电池壳体内，所述电池壳体包括具有端子护套的电绝缘壳体壁；将电端子安装在所述端子护套中，所述电端子具有被构造成将所述电池组件电连接到所述电连接器的接触面；将所述电端子电连接到所述电池单元；将螺纹螺母附接到所述电端子，所述螺纹螺母被构造成将所述电端子附接到所述
电连接器；以及将电绝缘螺母帽附接到所述螺纹螺母，所述端子护套限定护套窗口，所述护套窗口围绕所述螺母帽并与其间隔开预定义间隙，所述预定义间隙足以暴露所述电端子的所述接触面。
31.方案17. 根据方案16所述的方法，其中，所述预定义间隙是所述护套窗口的内周边和所述螺母帽的外周边之间的间隔距离，并且其中，所述预定义间隙是大约3毫米（mm）到大约8 mm。
32.方案18. 根据方案16所述的方法，其中，将所述电端子安装到所述端子护套以及将所述螺母帽附接到所述螺纹螺母包括：将所述螺母帽和所述端子护套包覆成型到所述电端子和所述螺纹螺母上，所述螺母帽和所述端子护套由聚合物材料形成为单件式结构。
33.方案19. 根据方案18所述的方法，其中，所述电端子限定穿过其的螺栓孔，所述螺栓孔被构造成接收螺栓，所述螺纹螺母在所述螺栓孔的一端处安装到所述电端子，并且所述螺栓孔具有多个轴向长形槽，穿过其接收所述聚合物材料，所述聚合物材料将所述螺母帽连接到所述端子护套。
34.方案20. 根据方案16所述的方法，其中，所述护套窗口为圆形的，所述螺母帽为环形的，并且所述护套窗口与所述螺母帽同心对齐。
35.以上概述并不表示本公开的每个实施例或每个方面。相反，当结合附图和所附权利要求时，从对用于实施本公开的图示性示例和模式的以下详细描述中，本公开的以上特征和优点、以及其他特征和附随优点将容易显而易见。此外，本公开明确包括上文和下文所呈现的元件和特征的任何和所有组合和子组合。
附图说明
36.图1是根据本公开的各方面的具有混合动力总成的代表性电驱动机动车辆的示意性图示，该混合动力总成具有电动牵引马达，该电动牵引马达由可再充电牵引电池组供电并且经由多速动力变速器驱动地连接到最终驱动系统。
37.图2是根据本公开的各方面的具有集成式电互连板（icb）组件和防手指触摸的电端子的代表性电池模块的立视透视图图示。
38.图3是图2的代表性电池模块的端视图图示，其中配合的防手指触摸特征被移除以示出配合到icb组件的端壁的两个电端子。
39.图4a和图4b分别是根据所公开的构思的各方面的代表性防手指触摸的电端子的透视图图示和平面图图示，该防手指触摸的电端子具有铆螺母和单件式包覆成型的外护套和螺母帽。
40.图5a和图5b分别是图4a和图4b的电端子和铆螺母的透视图图示和平面图图示。
41.图6a和图6b分别是根据所公开的构思的各方面的另一个代表性防手指触摸的电端子的透视图图示和透视剖视图图示，该防手指触摸的电端子具有t形螺母和单件式包覆成型的外护套和螺母帽。
42.图7是根据所公开的构思的各方面的代表性二分式防手指触摸的电端子的部分分解透视图图示，该二分式防手指触摸的电端子具有铆螺母和互补的卡扣配合螺母帽。
43.图8是根据所公开的构思的各方面的另一个代表性二分式防手指触摸的电端子的
部分分解透视图图示，该二分式防手指触摸的电端子具有t形螺母和互补的压配合螺母帽。
44.图9a和图9b分别是根据所公开的构思的各方面的代表性防手指触摸的电端子的部分分解和组装透视图图示，该防手指触摸的电端子具有采用蛤壳式外护套和分立的螺母帽的三分式构造。
45.本公开的代表性实施例在附图中通过非限制性示例的方式示出并且在下文以附加的细节描述。然而，应理解，本公开的各新颖方面不限定于上文枚举的附图中所图示的特定形式。相反，本公开将覆盖落入如例如由所附权利要求涵盖的本公开的范围内的所有改型、等同物、组合、子组合、排列、分组以及替代方案。
具体实施方式
46.本公开容许许多不同形式的实施例。本公开的代表性示例在附图中示出并且在本文中进行详细描述，应理解这些实施例被提供作为所公开原理的举例说明，对本公开的广泛方面无限制。为此目的，例如在摘要、引言、发明内容、附图说明和具体实施方式部分中描述但权利要求中并未明确阐述的元件和限制不应单独地或集体地通过隐含、推断或其他方式并入到权利要求中。此外，本文中讨论的附图可能未按比例绘制，并且仅出于指导目的而提供。因此，附图中所示的特定和相对尺寸将不被解释为限制性的。
47.为了本具体实施方式的目的，除非明确地放弃保护，否则：单数包括复数且反之亦然；词语“和”和“或”应两者都为联合的和非联合的；词语“任何”和“所有”应两者都意指“任何和所有”；并且词语“包括（including）”、“包含（containing）”、“包括（comprising）”、“具有”及其排列应各自意指“包括但不限于”。此外，例如，诸如“约”、“几乎”、“基本上”、“总体上”、“大约”等近似词语在本文中可各自在“处于、接近或几乎处于”或“在
……
的0-5%以内”或“在可接受的制造公差内”或其任何逻辑组合的意义上使用。最后，方向性形容词和副词（诸如，前侧、后侧、内侧、外侧、右舷、左舷、竖直、水平、向上、向下、前、后、左、右等）可相对于机动车辆，诸如当机动车辆操作性地定向在水平驾驶表面上时该机动车辆的向前驾驶方向。
48.现在参考附图，其中，相似的附图标记贯穿若干视图指代相似的特征，在图1中示出了代表性汽车的示意性图示，该汽车总体上被标示在10处并且为了讨论的目的而在本文中被描绘为具有平行式双离合器（p2）混合动力电动动力总成的乘用车辆。所图示的汽车10（本文中也简称为“机动车辆”或“车辆”）仅仅是示例性应用，利用该应用可实践本公开的各新颖方面。同样地，将本构思实施到混合动力电动动力总成中也应被理解为是本文中所公开的新颖构思的代表性实施方式。因而，将理解，本公开的各方面可应用于被并入到任何逻辑相关类型的机动车辆中的其他动力总成架构，并可同样地针对汽车和非汽车应用二者加以利用。最后，仅已示出选定部件，并且本文中将以附加的细节来描述这些选定部件。然而，下文所讨论的机动车辆和电池组件可包括用于实施本公开的各种方法和功能的众多附加和替代性特征以及其他可用的外围部件和硬件。
49.代表性车辆动力总成系统在图1中被示为具有原动机（本文中由可重新起动的内燃发动机（ice）组件12和电动马达/发电机单元14表示），该原动机通过多速自动动力变速器16驱动地连接到最终驱动系统11的驱动轴15。发动机12优选地经由发动机曲轴13（本文中也称为“发动机输出构件”）以扭矩的方式将动力传递到变速器16的输入侧。发动机扭矩
首先经由曲轴13传输以使发动机驱动的扭振减振器组件26旋转，且伴随地通过扭振减振器组件26传递到发动机断连（disconnect）装置28。该发动机断连装置28在操作性地接合时通过减振器26将从ice组件12接收到的扭矩传输到扭矩转换器（tc）组件18的输入结构。顾名思义，发动机断连装置28可选择性地脱开，以使发动机12与马达14、tc组件18和变速器16驱动地断连。
50.变速器16进而适于从发动机12和马达14接收、选择性地操纵牵引功率并将其分配到车辆的最终驱动系统11（本文中由驱动轴15、后差速器22和一对后负重车轮20表示）并由此推动混合动力车辆10。图1的动力变速器16和扭矩转换器18可共用用于供应液压流体的公共变速器油盘或“底壳”32。共用的变速器泵34为流体提供足够的液压压力以选择性地致动变速器16、tc组件18以及对于一些实施方式，发动机断连装置28的液压启动元件。
51.ice组件12操作以独立于电动牵引马达14（例如，在“仅发动机”操作模式中）或与马达14协作（例如，在“车辆发动”或“马达增压”操作模式中）来推动车辆10。在图1中所描绘的示例中，ice组件12可以是任何可用的或以后开发的发动机，诸如压缩点火柴油发动机或火花点火汽油或混合燃料（flex-fuel）发动机，其容易适于通常以每分钟转数（rpm）提供其可用动力输出。尽管在图1中并未明确描绘，但应了解，最终驱动系统11可采用任何可用的构型，包括前轮驱动（fwd）布局、后轮驱动（rwd）布局、四轮驱动（4wd）布局、全轮驱动（awd）布局、六乘四（6x4）布局等。
52.图1还描绘了电动马达/发电机单元（“马达”）14，其经由马达支撑毂、轴或皮带29（本文中也称为“马达输出构件”）操作性地连接到液力扭矩转换器18。扭矩转换器18进而将马达14驱动地连接到变速器16的输入轴17（“变速器输入构件”）。电动马达/发电机单元14由环形定子组件21组成，该环形定子组件围绕圆柱形转子组件23并与其同心。电功率通过高压电力系统被提供到定子21，该高压电力系统包括电导体/电缆27，其经由合适的密封和绝缘馈通件（未图示）穿过马达壳体。相反，电功率可例如通过再生制动从mgu 14被提供到车载牵引电池组30。所图示的动力总成部件中的任一者的操作均可由车载或远程车辆控制器管控，诸如可编程电子控制单元（ecu）25。虽然被示为p2混合动力电动架构，但车辆10可采用其他hev/fev/ice动力总成构型。
53.动力变速器16可使用差动齿轮装置（gearing）24来分别实现变速器的输入轴17和输出轴19之间的选择性地可变的扭矩比和速度比，例如，在通过可变元件发送其全部或一部分动力时。差动齿轮装置的一种形式是周转式行星齿轮布置。行星齿轮装置提供了紧凑性以及在行星齿轮装置子集的所有构件当中不同的扭矩比和速度比的优点。传统上，液压致动的扭矩建立装置（诸如，离合器和制动器）可选择性地接合来启动上述齿轮元件，以便在变速器的输入轴17和输出轴19之间建立所期望的前进和倒退速度比。虽然被预想为8速自动变速器，但动力变速器16可任选地采用其他功能上适当的构型，包括无级变速器（cvt）架构、手自一体变速器等。
54.图1的液力扭矩转换器组件18操作为液力联轴节，以用于将发动机12和马达14与动力变速器16的内部周转式齿轮装置24操作性地连接。设置在扭矩转换器组件18的内部流体室内的是与带叶片的涡轮38并置的带叶片的叶轮36。叶轮36定位成面临与涡轮38串联动力流动流体连通。定子（未示出）插置在叶轮36和涡轮38之间以选择性地更改其间的流体流动。经由tc组件18从发动机输出构件13和马达输出构件29到变速器16的扭矩转移是通过对
在tc的内部流体室内的液压流体（诸如，变速器油）的搅拌激励进行的，该搅拌激励由叶轮36叶片和涡轮38叶片的旋转引起。为了保护这些部件，tc组件18构造有tc泵壳体，该tc泵壳体主要由变速器侧泵壳（shell）40限定，该泵壳固定地附接到发动机侧泵盖42，使得在其间形成工作液压流体室。
55.接下来转向图2，示出了车载式可再充电能量存储系统（ress）的部段，该ress适于存储和供应用于推动电驱动车辆（诸如，图1的混合动力电动车辆10）的高压电能。该ress可以是深循环、高安培容量的电池系统，其额定值为大约350至800 vdc或更高，例如，这取决于所期望的车辆可行驶里程、车辆毛重量、以及从ress汲取电功率的各种附件负载的额定功率。为此目的，ress采用一个或多个高压、高能量密度的电池组（诸如，图1的牵引电池组30），所述电池组可电连接到一个或多个多相永磁体（pm）电机（诸如，牵引马达14）。
56.根据代表性构型，牵引电池组总体上由锂离子电池模块的阵列组成，所述锂离子电池模块的示例在图2和图3中的100处图示。这些电池模块100可布置成行和列构成的图案，并且可用扶壁支撑在电池支撑托盘（未示出）上，该电池支撑托盘在车辆操作期间为电池组提供在下方的支撑。所公开构思的各方面可类似地适用于其他电存储单元架构，包括采用镍金属氢化物（nimh）电池、铅酸电池、锂聚合物电池或其他适用类型的可再充电电动车辆电池（evb）的那些电存储单元架构。例如，每个电池模块100可包括一系列电化学电池单元，诸如袋式锂离子（li离子）或锂离子聚合物电池单元102。
57.单独的锂离子电池模块100可以以多个电池单元102（例如，20-45个）为代表，这些电池单元以彼此面对的关系并排堆叠并且并联或串联连接以用于存储和供应电能。电池单元102可以是多层构造，其设置有电池外罩壳，诸如信封状袋。袋的相应侧可由铝、钢或其他合适的材料形成，其两侧可覆盖有聚合物涂层，该聚合物涂层使金属与单元元件以及与相邻单元绝缘。这两侧例如经由焊接或压接而连接，以总体上将在工作电极之间传导正锂离子的液体电解质组成包封在其中。从袋的相对纵向边缘向外延伸的是负极（阳极）端子和正极（阴极）端子，以用于与封装在单元袋内部容积内的负电极和正电极（不可见）进行电连接。虽然被描述为基于硅的锂离子“袋式单元”电池，但电池单元可适于其他构造，包括圆柱形和棱柱形构造。
58.共同参考图2和图3，电池模块100将电化学电池单元102存储在保护性、电绝缘的电池模块壳体110内。电池模块壳体110可以是刚性的多部分构造，其由带凸缘的壳体底座112组装，该壳体底座具有从底座112大致正交地突出的一对长形侧壁114。一旦恰当地布置和安装，所堆叠的电池单元102就被支撑在壳体底座112上并夹在模块侧壁114之间。为了易于制造和组装，侧壁114可基本上彼此相同，两者都由刚性塑料材料形成、具有卡扣式紧固件突起115和117以用于将侧壁114与电池模块100的其他保护性外部段对齐并连接。两个共面的安装托架113从模块壳体110横向地延伸，每个安装托架与相应的模块侧壁114一体地形成并以直角自模块侧壁114突出。
59.冷却板116安装在所堆叠的电池单元102下方、抵靠壳体底座112的底表面大致齐平地就位，以将热选择性地传递出电池模块100。该冷却板116制造成具有一个或多个冷却剂通道（在所提供的视图中不可见），所述冷却剂通道使经由冷却剂端口118接收的冷却剂流体穿过其。模块侧壁114和冷却板116可被流体地密封并机械地附接到壳体底座112，例如经由卡扣式紧固件和密封形成泡沫。虽然被示为具有大致矩形-多面体的形状，但是所预想
的是，电池模块壳体110可采用其他大小和形状以适应具有不同包装和设计约束的替代性应用。
60.使电池单元操作性地对齐和电互连的是安装在电池模块壳体110的顶部上的集成式互连板（icb）组件120。根据所图示的示例，集成式icb组件120提供总体上由带凸缘的中央盖122限定的保护壳，该中央盖具有从中央盖122的相对端大致正交地突出的一对带凸缘的端壁124。中央盖122由刚性聚合物材料形成、具有一体式侧向凸缘121，这些侧向凸缘具有长形的卡扣式紧固件槽，所述卡扣式紧固件槽将壳体侧壁114的卡扣式紧固件突起115接收在其中。一对卡入式钩125从盖122的每个纵向端突出并且将icb端壁124的安装枢轴销127（图3）接收在其中。每个端壁124制造成具有一体式安装凸缘129，其具有卡扣式紧固件孔，所述卡扣式紧固件孔将壳体侧壁114的卡扣式紧固件突起117接收在其中。
61.接下来转向图3，icb组件端壁124中的每一个被分段成一系列长形的、相互平行的端壁板133，这些端壁板以竖直列状的方式并排布置。这些端壁板133与长形槽135交错且通过长形槽135彼此分开。端壁板133中的每一个与从端壁124的远侧边缘向下突出的一系列柔性卡扣式紧固件突片141一体地形成。这些突片141与冷却板116可滑动地接合并压配合到其上；这样做时，集成式icb组件120机械地附接到电池模块壳体110。如图3中最佳所见，每个端壁板133可分别与相交的竖直肋143和水平肋145一体地形成，所述竖直肋和水平肋在结构上协作地加强端壁124。
62.形成到相对端壁124中的一系列竖直槽135允许集成式icb组件120在icb安装期间竖直地安装到单元堆叠上并梳理单元突片106和108。根据图3的代表性示例，每个长形槽135从端壁124的最底部远侧边缘向上延伸，以可滑动地接收（例如，在图中自底部到顶部）电突片106、108中的相应一个。长形槽135中的每一个包括：可变宽度的引入槽部段137，其在端壁124的最底部远侧边缘处开放；以及直线主槽部段139，其毗连引入槽部段137。利用这种构型，从电池单元的纵向端突出的正极端子和负极端子延伸穿过icb端壁124中的长形槽。
63.在将集成式icb组件120安装到电池模块壳体110上之后，电池单元的电突片106、108电连接到电母线连接器134，所述电母线连接器附接到icb端壁124。如图所示，每个电母线连接器134可制造为安装在端壁124中的一个的外表面上的导电母线板。同样，电池单元的电突片106、108中的每一个可以是导电l形端子，其一部分抵靠母线板134中的一个齐平铺设并且钎焊、焊接或夹到该母线板。一对l形模块间高压线与母线间的连接（bussing）用托架136（本文中也称为“电端子”）安装在icb端壁124中的一个上。这些模块间高压线与母线间的连接用托架136将电池模块100电连接到相邻的电池模块。安装在端壁124上的高压线与母线间的连接用交叉杆（crossbar）138操作，以将两个模块间高压线与母线间的连接用托架136电连接到电母线连接器134。
64.除了提供保护性覆盖和使电池单元电互连之外，icb组件120还提供感测、操作和电隔离功能。这种功能可由安装在中央盖122上的集成电路（ic）感测组件140提供。ic感测组件140制造成具有多个感测装置142（诸如，电流传感器、电压传感器和/或温度传感器），这些感测装置可操作以感测电池单元的动态操作特性。柔性印刷电路板（pcb）144被示为安装在中央盖122上，从而在其上支撑感测装置142。具有由电绝缘轨道片材150支承的多条电迹线148的柔性电轨道146经由母线连接器134将柔性pcb 144及因此感测装置142电连接到
电池单元。
65.在组装高电压（hv）电池组件（诸如，图2的电池模块100）和随后安装hv电池组件期间，诸如在车辆10的装配线组装期间，hv端子具有大的接触表面，如果被暴露，则这些接触表面可能对装配线操作员或组装线机器人造成危险。作为非限制性示例，一旦所堆叠的电池模块单元的电突片106、108焊接到icb的端壁母线连接器134和端子136，模块端子136就被通电（“热”）。如果工具或手指意外地触碰到通电的端子136，则装配线操作员或机器人可能会受到电击或损坏。由于车辆牵引电池组的封装约束，所以邻近模块的hv端子可彼此非常接近。如果同时触碰到两个端子，则可能发生短路状况，从而导致需要修理或更换的损坏的电池组。为了缓解模块损坏或装配线操作员遭受电击的可能性，下文讨论的是具有低轮廓端子防护特征的防手指触摸的电端子，这些端子防护特征有助于防止电池模块端子的带电表面和装配线操作员的细小手指或组装线机器人的末端执行器/工具之间的接触。
66.以下讨论详细描述了用于与电导体电配合且同时隔离端子以防止与端子的带电表面无意中接触的各种防手指触摸的电端子架构。图4a、图4b、图5a和图5b例如描绘了图2和图3的具有防手指触摸的电端子组件的可再充电电池模块100，该防手指触摸的电端子组件总体上被标示在132处并且代表单件式铆螺母“包覆成型”设计。特别地，电端子136在图5a和图5b中被示为l形结构，其可例如由铜或铝片材金属模压而成，以包括长形本体152，该长形本体具有从本体152的远侧（顶部）端大致正交地突出的凸缘154。穿孔通过电端子的凸缘154的最上面的（第一）接触面151的是螺栓孔153，螺纹螺栓156（图4a）被接收穿过该螺栓孔。内螺纹螺母160压靠凸缘154的下侧面，该下侧面与将电池模块100电连接到邻近模块或tpim的接触面151相对。为了易于制造和设计简单性，图3的正和负高压线与母线间的连接用托架136二者可在结构上与图5a和图5b中所示的示例端子136相同。
67.电连接器（在图4a中被描绘为高压直流（hvdc）母线158）经由电端子136电连接到模块100的内部电池单元102。如图所示，hvdc母线158是具有一对圆筒形端子接口159的长形铜条，所述端子接口中的每一个从母线158的相应端正交地突出。hvdc母线158的每一端通过以下方式固定到电池模块100的电端子136：使螺纹螺栓156中的一个向下穿过端子接口159的中空中心而进入端子凸缘154中的螺栓孔153中，并且使螺纹螺栓156与抵靠凸缘154的下侧面就位的内螺纹螺母160可螺纹地配合。在此示例中，螺纹螺母160是导电的钢制铆螺母，其自锚固到电端子136，例如经由用旋锻工具模锻到凸缘154的带齿铆接环（clinching ring）161。保护性的电绝缘母线帽166可放置在母线158上面。
68.返回参考图4a和图4b，防手指触摸的电端子组件132由两个主要区段组成：端子防护外护套162和互补的铆螺母覆盖帽164。端子护套162和螺母帽164两者都全部或部分地由塑料或其他合适的电绝缘材料形成。根据所图示的示例，端子护套162和螺母帽164被模制到icb组件120的端壁124中以作为整块一件式构造。为了促进包覆成型过程，一对轴向长形“流通过的”槽155被形成为通过端子凸缘154；这两个槽155彼此周向间隔开，位于螺栓孔153的相对侧上并与螺栓孔153毗连。这些流通过的槽155允许将螺母帽164连接到端子护套162的聚合物材料在模制期间穿过端子凸缘154以及围绕铆螺母160。
69.为了将电端子136固定到icb端壁124，首先在螺栓孔153的一端处将铆螺母160锚固到端子凸缘154，且然后将端子护套162和螺母帽164包覆成型到端子与螺母子组件上。这样做时，电端子136刚性地安装在端子护套162内并被其覆盖，其中端子136的仅选定的有限
部分暴露于电池模块100的外部。同时，螺母帽164的上端就位在铆螺母160和端子接触面151的顶部上，而螺母帽164的下端可抵靠铆螺母160的底部就位并至少部分地覆盖该铆螺母的底部。螺母帽164形成有中空圆筒形顶端，该中空圆筒形顶端就位在铆螺母160的纵向（上）端上以接收螺栓156中的一个穿过其。可通过螺母帽164暴露铆螺母160的颈部的外直径表面，使得铆螺母160邻接端子136并由此与其电配合。
70.继续图4a和图4b的讨论，防手指触摸的电端子组件132采用低轮廓、端子防护特征来防止带电端子表面和操作员或工具之间的意外接触，同时仍允许端子136配合到电连接器158。图4b例如示出了具有上（第一）护套窗口163的端子护套162，该护套窗口延伸穿过护套162的面向母线的（上）表面165。尽管替代性形状和大小在本公开的范围内，但是图4b的护套窗口163是圆形的并且与环形螺母帽164的暴露的（上）端同心对齐。环形框架167从端子护套的上表面165凸出（在图4a中向上）；框架167包围并界定护套窗口163的内周界。在所图示的示例中，端子护套162覆盖电端子136的大部分的面向外侧的表面，包括长形本体152的大部分（从本体152的近侧（底部）端到远侧（顶部）端）和凸缘154的大部分（除了在后续段落中描述的本体152和凸缘154的那些部分之外）。
71.端子防护外护套162中的窗口163围绕螺母帽164和铆螺母160，从而允许螺栓156穿过而与螺母160成螺纹接合并使母线端子接口159与端子136邻接接合。圆形窗口163和环形窗口框架167的共用的内周界与螺母帽164的上端间隔开预定义间隙，该预定义间隙足够宽以暴露电端子136的用于与母线158相连接的接触面151，但又足够窄以防止手指或工具在帽164和框架167之间穿过。预定义间隙是护套窗口163的内周边和螺母帽164的暴露端的外周边之间的径向间隔距离d
gc
。该间隔距离d
gc
可以是大约3 mm到大约8 mm宽，或者，对于至少一些实施例而言，可以是大约3.5 mm到大约5.5 mm宽。对于至少一些期望的构型而言，间隔距离d
gc
小于普通成人的最小手指（例如，小拇指）的最小尺寸（例如，手指肚到指甲的高度）。如上文在图3的讨论中所描述的，电端子136的本体152具有另一个（第二）接触表面157，该接触表面被激光焊接到电池单元突片106、108中的一个且因此与其电连接。被限定为穿过端子护套162的外侧面的是使接触表面157暴露的下（第二）护套窗口169。
72.接下来转向图6a和图6b，示出了用于可再充电电池组件（诸如，图2和图3的电池模块100）的防手指触摸的电端子232的另一个示例。尽管在外观上不同，但所预想的是，下文参考图6a和图6b的防手指触摸的电端子组件232描述的特征和选项中的任一个都可以单独地或以任何组合并入到其他图中所示的防手指触摸的电端子中，且反之亦然。类似于图4a和图4b的防手指触摸的电端子组件132，例如，图6a和图6b的防手指触摸的电端子组件232代表利用图5a和图5b中所示的电端子136的单件式“包覆成型”设计。通过对比，图6a和图6b的端子组件232采用内螺纹的自锚固钢制t形螺母260，该t形螺母压靠在端子凸缘154的下侧面并延伸穿过凸缘154到其相对侧以在接触面151之上突出。
73.继续参考图6a和图6b，防手指触摸的电端子组件232由两个主要区段组成：端子防护外护套262和互补的铆螺母覆盖帽264。类似于图4a和图4b的护套162和帽164，图6a和图6b的端子护套262和螺母帽264两者都全部或部分地由电绝缘材料形成。此外，端子护套262和螺母帽264与电池模块壳体壁224一起模制为整块一件式构造。一旦被组装，电端子136就刚性地安装在端子护套262内并被端子护套262覆盖，如在图6b的横截面图中最佳所见。螺母帽264也在图6b中示出，其包封t形螺母260并从端子接触面151向上突出。与铆螺母构型
（其中螺母帽164的最上面的表面与环形窗口框架167的最上面的表面共面）形成对比，在t形螺母构型中，螺母帽264的最上面的表面与窗口263的框架267的最上面的表面偏置（例如，竖直地位于后者之上）。话虽如此，将认识到，图6a和图6b的t形螺母构型可使用共面布置，并且图4a和图4b的铆螺母构型可使用竖直偏置布置。
74.图7和图8分别提供了用于可再充电电池组件的防手指触摸的电端子组件332和432的附加示例。图7中呈现的是例如两件式、卡扣配合t形螺母设计的示例，其由安装在电端子136的凸缘154上的自锚固t形螺母360和螺母覆盖帽364表示。环形凹陷沟槽361围绕t形螺母360的内螺纹颈部的外直径（od）表面周向延伸。从螺母帽364的内直径（id）表面径向向内突出的是单个或多个可压缩肋或凸块（以隐藏的方式示于365处）。当螺母帽364向下按压到t形螺母360的圆筒形颈部上时，（多个）肋/凸块365卡扣配合到凹陷沟槽中，由此将螺母帽安装在螺纹螺母上。对于所图示的两件式组件中的任一个，端子防护外护套（其可采用本文中所描述的选项和替代方案中的任一者）可制造为单独的部件并且紧固到端子136或包覆成型在其上以与螺母帽364、464操作性地配合。
75.图8呈现了两件式、压配合铆螺母设计的示例，其由自锚固铆螺母460和螺母覆盖帽464表示，所述自锚固铆螺母和螺母覆盖帽两者都安装到电端子436的凸缘454上。埋头孔（在图8中集体地标示在455处）的圆形阵列围绕电端子436的凸缘454中的螺栓接收孔453布置。一系列周向间隔开的凸块465从螺母帽464的轴向端表面轴向突出。这些凸块465各自压配合到埋头孔455中的相应一个中，由此将螺母帽464固定到端子凸缘454的接触面451上，使得螺母帽464覆盖铆螺母460的面向上的一端。
76.图9a和图9b图示了用于可再充电电池模块组件的又另一个代表性防手指触摸的电端子组件532。在这种情况下，防手指触摸的电端子组件532是采用蛤壳式端子防护外护套562和分立的螺母帽564的三件式构造。二分式外护套562包括icb内框架570和icb外盖572。与铆螺母560和螺母帽564预组装的电端子536例如经由螺纹螺钉556安装到icb内框架570。然后，将icb框架和盖570、572紧固在一起以协作地限定端子护套562且同时将电端子536夹在其间。
77.已参考所图示的实施例详细描述了本公开的各方面；然而，本领域技术人员将认识到，在不脱离本公开的范围的情况下可对其作出许多改型。本公开不限于本文中所公开的精确构造和组成；从前述描述显而易见的任何和所有改型、改变和变型均在如由所附权利要求限定的本公开的范围内。此外，本构思明确地包括前述元件和特征的任何和所有组合和子组合。