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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Batteriemodul, und insbesondere ein Batteriemodul, welches bei einem Elektrofahrzeug zum Einsatz kommt, welches fährt, indem ein Motor mit Energie von einer Batterie angetrieben wird.
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Es war generell bekannt, eine zusammengebaute Batterie, welche durch Zusammenfassen einer Mehrzahl von Batteriezellen ausgebildet ist, d. h., ein so genanntes Batteriemodul, als eine Batterie zu verwenden, um einem Motor eines Elektrofahrzeugs Energie zuzuführen.
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Die
JP 2001-236937 A (Patentliteratur 1) beschreibt ein Batteriemodul, welches ausgebildet ist, indem eine Mehrzahl von rohrförmigen Batteriezellen mit einer bestimmten Dicke gestapelt werden, wobei beide Endflächen von einer Batteriezellengruppe zwischen einem Paar von plattenartigen Elementen (ringsum eingespannte Platten oder Klemmplatten) dazwischenliegend aufgenommen sind und die plattenartigen Elemente durch eine Gewinde-Verbindungsstange befestigt werden, um einen Druck auf diese auszuüben, um eine Ausdehnung von jeder Batteriezelle, welche durch eine säkulare Veränderung verursacht wird, oder fehlerhafte Ausrichtung zwischen den Batteriezellen aufgrund der Ausdehnung zu verhindern.
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Jedoch hat die in der
JP 2001-236937 A beschriebene Technologie ein Problem, dass die Größe von dem gesamten Batteriemodul einer Vergrößerung unterliegt, da vier Verbindungsstangen entlang der äußeren Wandfläche von der Batteriezellgruppe montiert sind, und eine Sitzfläche von einer Befestigungsmutter zum Befestigen der Verbindungsstange auf der äußeren Begrenzungsfläche von der Klemmplatte ausgebildet werden muss.
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Probleme der verwandten Technik anzupacken und ein Batteriemodul bereitzustellen, welches eine Verkleinerung des gesamten Batteriemoduls erreicht, während eine Struktur eingesetzt wird, welche eine Ausdehnung einer Batteriezelle verhindert.
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Um das vorangehende Ziel zu erreichen, ist gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Batteriemodul (61, 120) vorgesehen, welches eine Form von einem im Allgemeinen rechteckförmigen Körper hat und durch Stapeln einer Mehrzahl von rechteckförmigen Batteriezellen (90, 163) ausgebildet ist, wobei das Batteriemodul umfasst: wenigstens vier Platten (65, 71, 72), welche das Batteriemodul (61, 120) aus vier Richtungen abdecken; und wenigstens zwei Gelenkmechanismen (75), welche an der Ecke von dem Batteriemodul (61, 120) angeordnet sind und die Platten derart abstützen, dass sie relativ schwenkbar sind, wobei die Platten ein Paar von Seitenplatten (71, 71), welche entlang zweier Wandflächen angeordnet sind, welche einander in einer Stapelrichtung von den Batteriezellen (90) gegenüberliegen, von Wandflächen von dem Batteriemodul (61), die untere Platte (72), welche ein Ende von dem Paar von Seitenplatten (71, 71) durch den Gelenkmechanismus (75) schwenkbar abstützt und welche entlang einer Wandfläche von dem Batteriemodul (61) angeordnet ist, und die obere Platte (65), welche entlang der Wandfläche von dem Batteriemodul (61) derart angeordnet ist, dass sie der unteren Platte (72) gegenüberliegt, und welche die anderen Enden von dem Paar von Seitenplatten (71) miteinander verbindet, umfassen, wobei die Seitenplatten (71, 71) und die obere Platte (65) unter Verwendung von einem Befestigungselement (66) festgemacht und fixiert sind, wobei Druck in der Stapelrichtung von den Batteriezellen (90) ausgeübt wird, um das Batteriemodul (61) zu fixieren.
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Gemäß einem zweiten Aspekt hat das Batteriemodul (61) eine Struktur, in welcher die Batteriezellen (90) und Trenneinrichtungen (91), welche angeordnet sind, um einen vorbestimmten Spalt zwischen den Batteriezellen (90) sicherzustellen, abwechselnd gestapelt sind.
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Gemäß einem dritten Aspekt sind die obere Platte (65) und die untere Platte (72) jeweils mit Durchdringungsschlitzen (68, 73) ausgebildet, um zwischen den Batteriezellen (90) strömende Kühlluft passieren zu lassen.
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Gemäß einem vierten Aspekt ist die Trenneinrichtung (91) ausgebildet mit Kühlluftschlitzen (101, 105), welche in der Position vorgesehen sind, welche den jeweiligen Durchdringungsschlitzen (68, 73) in der oberen Platte (65) und der unteren Platte (72) entsprechen, und Positionierungsvorsprüngen (106), welche mit Positionierungslöchern (74) in Eingriff gebracht werden, welche jeweils in der oberen Platte (65) und der unteren Platte (72) ausgebildet sind.
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Gemäß einem fünften Aspekt ist eine Spannungs-/Wärmeüberwachungsplatine (62) zur Überwachung einer Spannung der Batteriezelle (90) an einer Fläche von der oberen Platte (65) angebracht.
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Gemäß einem sechsten Aspekt ist ein Sitz (69, 70) zum Abstützen einer Elektrodenplatte (80, 80a), welche als ein Ausgangsanschluss von dem Batteriemodul (61) dient, auf der Fläche von der oberen Platte (65) angeordnet.
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Gemäß einem siebten. Aspekt ist das Befestigungselement (66) eine Befestigungsschraube, welche die obere Platte (65) durchdringt, um mit dem anderen Ende von der Seitenplatte (71) verschraubt zu sein.
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Gemäß einem achten Aspekt ist eine Isolationsschicht (96) zwischen der Seitenplatte (71) und dem Batteriemodul (61) vorgesehen.
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Gemäß einem neunten Aspekt umfasst das Batteriemodul eine Batteriehalterung (161, 162), welche als ein äußerer Rahmen von dem Batteriemodul (120) fungiert, um zwei Batteriezellen (163) aufzunehmen, wobei das Batteriemodul (120) konfiguriert ist, indem eine Mehrzahl von Batteriehalterungen (161, 162) angeordnet werden, die jeweils die Batteriezellen (163) aufnehmen, die Batteriehalterung (161, 162) derart konfiguriert ist, dass ein vorbestimmter Spalt zwischen den benachbarten gleichen Batteriehalterungen (161, 162) ausgebildet ist und die Batteriehalterung (161, 162) mit einem Verbindungsfenster (175, 183) ausgebildet ist, um zu ermöglichen, dass ein an der Batteriezelle (163) ausgebildetes Explosionsschutzfenster (190) zu der Außenseite hin frei liegt.
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Gemäße einem zehnten Aspekt nimmt die Batteriehalterung die zwei Batteriezellen (163) auf, indem eine linke Batteriehalterung (161) und eine rechte Batteriehalterung (162) verbunden werden, und wenn die linke Batteriehalterung (161) und die rechte Batteriehalterung (162) miteinander verbunden sind, sind eine an der linken Batteriehalterung (161) ausgebildete halbsäulenförmige Klaue (179) und eine an der rechten Batteriehalterung (162) ausgebildete halbsäulenförmige Klaue (172) miteinander verbunden, um einen säulenförmigen Vorsprung (180) zu bilden, welcher als ein Positionierungsvorsprung von der Batteriehalterung dient.
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Gemäß dem ersten Aspekt umfasst das Batteriemodul: wenigstens vier Platten, welche das Batteriemodul aus vier Richtungen abdecken; und wenigstens zwei Gelenkmechanismen, welche an der Ecke von dem Batteriemodul angeordnet sind, und die Platten derart abstützen, dass sie relativ schwenkbar sind, wobei die Platten das Paar von Seitenplatten, welche entlang zweier Wandflächen angeordnet sind, welche einander in der Stapelrichtung der Batteriezellen gegenüberliegen, von den Wandflächen von dem Batteriemodul, die untere Platte, welche schwenkbar ein Ende von dem Paar von Seitenplatten durch den Gelenkmechanismus schwenkbar abstützt und welche entlang einer Wandfläche von dem Batteriemodul angeordnet ist, und die obere Platte, welche entlang der Wandfläche von dem Batteriemodul angeordnet ist, um der unteren Platte gegenüber zu liegen, und welche die anderen Enden von dem Paar von Seitenplatten verbindet, umfassen, wobei die Seitenplatten und die obere Platte unter Verwendung eines Befestigungselements festgemacht und fixiert sind, wobei ein Druck in der Stapelrichtung von den Batteriezellen ausgeübt wird, um das Batteriemodul zu fixieren. Da der Gelenkmechanismus als die Spannstruktur bzw. Festspannstruktur bzw. Festziehstruktur von dem Batteriemodul verwendet wird, wird ein nach außen überstehender Betrag von den Bauteilen, welche zum Festspannen des Batteriemoduls erforderlich sind, reduziert, wodurch die Batterieeinheit verkleinert werden kann.
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Zusätzlich kann die Ausdehnung des Batteriemoduls mit einer einfachen Struktur verhindert werden. Da die Seitenplatte und die untere Platte durch den Gelenkmechanismus verbunden sind, kann der Überstandbetrag von den Bauteilen, welche mit der Festziehstruktur zu tun haben, zu der Außenumfangsrichtung von dem Batteriemodul reduziert werden, im Vergleich zu dem Fall, in welchem beide Endflächen von dem Batteriemodul durch ein Paar von Plattenelementen dazwischenliegend aufgenommen sind und die Plattenelemente durch eine Gewindeverbindungsstange festgezogen sind. Somit kann die Festziehstruktur von dem Batteriemodul angewendet werden und die Batterieeinheit kann verkleinert werden.
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Gemäß dem zweiten Aspekt hat das Batteriemodul eine Struktur, in welcher die Batteriezellen und Seperatoren, welche angeordnet sind, um einen vorbestimmten Spalt zwischen den Batteriezellen sicherzustellen, abwechselnd gestapelt sind. Da der vorbestimmte Spalt zwischen den Batteriezellen ausgebildet ist, kann der Kontakt zwischen den Batteriezellen verhindert werden und die Batteriezelle kann leicht positioniert werden. Da der vorbestimmte Spalt ausgebildet ist, kann ein Durchgang von Luft zum Kühlen der Batteriezelle sichergestellt werden.
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Gemäß dem dritten Aspekt sind die obere Platte und die untere Platte jeweils mit Durchdringungsschlitzen zum Passieren von Kühlluft, welche zwischen den Batteriezellen strömt, ausgebildet. Daher wird die Strömung von der Kühlluft, welche zwischen den Batteriezellen passiert, nicht durch die obere Platte und die untere Platte behindert, so dass das Batteriemodul zufriedenstellend gekühlt werden kann, während die Festziehstruktur von der Batteriezelle angewendet wird.
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Gemäß dem vierten Aspekt ist die Trenneinrichtung ausgebildet mit Kühlluftschlitzen, welche in der Position vorgesehen sind, welche den jeweiligen Durchdringungsschlitzen in der oberen Platte und der unteren Platte entspricht, und Positionierungsvorsprüngen, welche mit Positionierungslöchern in Eingriff gebracht werden, welche jeweils in der oberen Platte und der unteren Platte ausgebildet sind, wodurch die Trenneinrichtung sowohl eine Funktion zur Ausbildung des Kühldurchgangs und eine Funktion zur Positionierung der Batteriezelle hat.
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Gemäß dem fünften Aspekt ist eine Spannungs-/Wärmeüberwachungsplatine zur Überwachung einer Spannung der Batteriezelle auf der Fläche von der oberen Platte montiert. Daher, im Vergleich zu der Struktur, in welcher die Spannungs-/Wärmeüberwachungsplatine getrennt von dem Batteriemodul vorgesehen ist, kann die Batterieeinheit kompakt gemacht werden, da der Raum effektiv verwendet werden kann, und die Bauteile werden konzentriert.
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Gemäß dem sechsten Aspekt ist der Sitz zum Abstützen der Elektrodenplatte, welche als ein Ausgangsanschluss von dem Batteriemodul dient, auf der Fläche von der oberen Platte angeordnet, wodurch die Batterieeinheit kompakt gemacht werden kann, da der Raum effektiv verwendet werden kann, und die Bauteile werden konzentriert.
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Gemäß dem siebten Aspekt ist das Befestigungselement eine Befestigungsschraube, welche die obere Platte durchdringt, um mit dem anderen Ende von der Seitenplatte verschraubt zu sein. Daher, selbst wenn das Batteriemodul möglicherweise ausgedehnt wird, wird eine Kraft in der Richtung orthogonal zu der axialen Richtung von der Befestigungsschraube ausgeübt, wodurch der Festziehzustand von der oberen Platte und der Seitenplatte stark gehalten werden kann.
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Gemäß dem achten Aspekt ist die Isolationsschicht zwischen der Seitenplatte und dem Batteriemodul vorgesehen, wodurch das Batteriemodul und die Seitenplatte mit einer einfachen Struktur ohne eine Vergrößerung isoliert werden können.
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Gemäß dem neunten Aspekt umfasst das Batteriemodul die Batteriehalterung, welche als der äußere Rahmen von dem Batteriemodul zur Aufnahme zweier Batteriezellen fungiert, wobei das Batteriemodul durch Anordnen einer Mehrzahl von Batteriehalterungen konfiguriert ist, von denen jede die Batteriezellen aufnimmt, wobei die Batteriehalterung derart konfiguriert ist, dass ein vorbestimmter Spalt zwischen den benachbarten gleichen Batteriehalterungen ausgebildet ist, und die Batteriehalterung mit einem Verbindungsfenster ausgebildet ist, um zu ermöglichen, dass ein Explosionsschutzfenster, welches an der Batteriezelle ausgebildet ist, zu der Außenseite hin frei liegt, wobei die Batteriezelle leicht durch die Batteriehalterung positioniert werden kann. Zusätzlich wird die Funktion von dem Explosionsschutzfenster selbst dann nicht gestört, wenn die Batteriezellen in der Batteriehalterung untergebracht sind.
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Gemäß dem zehnten Aspekt nimmt die Batteriehalterung die zwei Batteriezellen auf, indem die linke Batteriehalterung und die rechte Batteriehalterung verbunden werden, und wenn die linke Batteriehalterung und die rechte Batteriehalterung miteinander verbunden sind, werden die halbsäulenförmige Klaue, welche auf der linken Batteriehalterung ausgebildet ist, und die halbsäulenförmige Klaue, welche auf der rechten Batteriehalterung ausgebildet ist, miteinander verbunden, um den säulenförmigen Vorsprung auszubilden, welcher als der Positionierungsvorsprung von der Batteriehalterung dient, wodurch die Batteriehalterung erhalten werden kann, welche die zwei Batteriezellen auf einer vorbestimmten Position in Bezug auf ein Gehäuse aufnimmt.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine perspektivische Seitenansicht von einem elektrischen Kraftrad.
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2 ist eine Seitenansicht von einem Körperrahmen.
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3 ist eine perspektivische Ansicht von dem Körperrahmen.
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4 ist eine linke Seitenansicht von einer Batterieeinheit.
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5 ist eine perspektivische Ansicht von der Batterieeinheit von der Unterseite von einem Körper aus gesehen.
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6 ist eine perspektivische Ansicht, welche einen Zustand veranschaulicht, in welchem ein Abdeckelement von einem Batteriegehäuse entfernt ist.
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7 ist eine perspektivische Ansicht von allen Einheiten, welche in dem Batteriegehäuse untergebracht sind.
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8 ist eine perspektivische Ansicht von einem Batteriemodul.
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9 ist eine Schnittansicht längs einer Linie A-A in 4.
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10 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine Struktur von dem Batteriemodul veranschaulicht.
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11 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine Eingriffsstruktur zwischen dem Batteriemodul und einer oberen Platte und einer unteren Platte veranschaulicht.
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12 ist eine perspektivische Ansicht, welche ein Batteriemodul gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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13 ist eine perspektivische Ansicht, welche nur eine Festziehstruktur von dem Batteriemodul veranschaulicht.
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14 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht von dem Batteriemodul.
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15 ist eine perspektivische Ansicht von dem Batteriemodul.
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16 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine Struktur von einer Montagebasis veranschaulicht.
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17 ist eine perspektivische Ansicht, welche ein Batteriemodul gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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18 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, welche das Batteriemodul gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend detailliert unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. 1 ist eine linke Seitenansicht von einem elektrischen Kraftrad 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 ist eine linke Seitenansicht von einem Körperrahmen 17 und 3 ist eine perspektivische Ansicht von dem Körperrahmen 17.
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Das elektrische Kraftrad 1 ist ein Scooter-Elektrofahrzeug vom Sattelfahrtyp, welches einen niedrigen Boden 21 hat und eine Struktur hat, in welcher ein an einer Achse 34 gelagertes Hinterrad WR durch eine Rotationskraft drehmäßig angetrieben wird, welche von einem Elektromotor M erzeugt wird, welcher in einem Schwingenarm 33 aufgenommen ist.
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Der Körperrahmen 17 von dem elektrischen Kraftrad 1 umfasst ein Kopfrohr 15, welches lenkbar eine Vordergabel 2 abstützt, welche ein Vorderrad WF lagert, und einen stangenartigen Lenker 9, welcher mit dem oberen Teil von der Vordergabel 2 gekoppelt ist und sich nach oben und nach hinten neigt; einen Hauptrahmen 16, welcher sich von dem Kopfrohr 15 aus nach hinten und nach unten erstreckt; ein Paar von linken und rechten Unterrahmen 27, welche mit dem unteren Teil von dem Hauptrahmen 16 über einen gekrümmten Abschnitt 23 gekoppelt sind und sich nach hinten erstrecken; und ein Paar von linken und rechten hinteren Rahmen 40, welche mit den hinteren Enden von den Unterrahmen 27 integral kontinuierlich sind, um sich nach oben und nach hinten zu erstrecken.
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Das Kopfrohr 15 lagert einen Lenkschaft 14 drehbar und der Lenker 9 ist an dem oberen Ende von dem Lenkschaft 14 fixiert. Andererseits ist eine untere Halterung 12, welche das obere Ende von der Vordergabel 2 abstützt, an dem unteren Ende von dem Lenkschaft 14 fixiert.
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Der vordere Teil von dem Schwingenarm 33 ist durch eine Schwenkwelle 30 schwenkbar an einer Schwenkplatte 31 gelagert, welche an jedem von beiden hinteren Rahmen 40 von dem Körperrahmen 17 vorgesehen ist. Eine hintere Dämpfereinheit 43 ist zwischen einem hinteren Teil von dem linken hinteren Rahmen 40 und einem hinteren Teil von dem Schwingenarm 33 vorgesehen. Der Schwingenarm 33 ist ein frei tragender Arm, welcher das Hinterrad WR nur durch den Arm auf der linken Seite in einer Fahrzeugbreitenrichtung lagert, und eine PDU (Kraftantriebseinheit) 32, welche eine Ausgabe von dem Elektromotor M steuert/regelt, ist an der Position vor dem frei tragenden Arm und genau hinter der Schwenkwelle 30 vorgesehen.
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Das elektrische Kraftrad 1 umfasst eine vordere Abdeckung 7, welche das Kopfrohr 15 von der Vorderseite her abdeckt, ein Beinschild 10, welches mit der vorderen Abdeckung 7 von der Rückseite von dem Kopfrohr 15 kontinuierlich ist, um Beine von einem Aufsassen abzudecken, welcher auf einem Sitz 37 sitzt, und den niedrigen Boden 21, welcher mit einem unteren Teil von dem Beinschild 10 kontinuierlich ist, damit der auf dem Sitz 37 sitzende Aufsasse seine/ihre Füße darauf stellt, und welcher ein Batteriegehäuse 19 von oben abdeckt. Die Umgebung von dem Batteriegehäuse 19 und die Umgebung von dem hinteren Rahmen 40 sind durch eine aus Harz/Kunstharz oder dergleichen hergestellte Verkleidung abgedeckt.
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Ein Scheinwerfer 4 ist an einem vorderen Ende von der vorderen Abdeckung 7 durch eine vordere Stütze 11 abgestützt, welche an dem Kopfrohr 15 fixiert ist, während ein Rücklicht 42 an das hintere Ende von dem hinteren Rahmen 40 montiert ist. Eine Hupe 13 ist auf der Rückseite von dem Scheinwerfer 4 angebracht und ein vorderer Kotflügel 3, welcher durch die Vordergabel 2 abgestützt ist, ist unterhalb der Hupe angebracht.
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Das Zentrum von dem Lenker 9 in der Fahrzeugbreitenrichtung ist durch eine Lenkerabdeckung 8 abgedeckt und ein vorderer Träger 6 ist durch die vordere Stütze 11 vor der vorderen Abdeckung 7 abgestützt. Ein Korb 6a oder dergleichen, welcher Gepäck aufnehmen kann, kann an dem vorderen Träger 6 angebracht werden. Ein hinterer Träger 41 ist oberhalb des hinteren Rahmens 40 angebracht.
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Das Batteriegehäuse 19, welche ein Hochspannungs- (z. B. 69 V) Batteriemodul 61 aufnimmt, um dem Elektromotor M Energie zuzuführen, ist zwischen den linken und rechten Unterrahmen 27 vorgesehen. Eine Batterieeinheit 60 ist konfiguriert, indem das Batteriemodul 61 in dem Batteriegehäuse 19 aufbewahrt wird. Eine Schutzplatte 20, welche das Batteriegehäuse 19 in der Fahrzeugbreitenrichtung überspannt, ist zwischen den linken und rechten Unterrahmen 27 vorgesehen, um zu verhindern, dass das Batteriegehäuse 19 durch eine auf den niedrigen Boden 21 ausgeübte Last beeinträchtigt wird.
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Ein vorderes Schutzelement 25, welches mit dem unteren Ende von dem Hauptrahmen 16 gekoppelt ist, um den unteren Teil von der Vorderseite von dem Batteriegehäuse 19 zu schützen, ist an dem vorderen Teil von beiden Unterrahmen 27 vorgesehen. Ein hinteres Schutzelement 29, welches das untere Teil von der Rückseite von dem Batteriegehäuse 19 schützt, ist an dem hinteren Teil von beiden Unterrahmen 27 vorgesehen, und eine Mehrzahl von unteren Schutzelementen 28, welche sich in einer Längsrichtung des Körpers erstrecken, um das Batteriegehäuse 19 von unten zu schützen, sind zwischen dem vorderen Schutzelement 25 und dem hinteren Schutzelement 29 vorgesehen.
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Ein stromabwärtiges Ende von einem Paar von linken und rechten Kühllufteinleitkanälen 18 ist mit der Vorderseite von dem Batteriegehäuse 19 über ein Verbindungsrohr 24 verbunden. Die Kühllufteinleitkanäle 18 erstrecken sich entlang des Hauptrahmens 16, um den Hauptrahmen 16 von beiden Seiten in dem Beinschild 10 dazwischenliegend aufzunehmen. Das obere Ende von dem Kühllufteinleitkanal 18 ist mit einer in dem Beinschild 10 ausgebildeten Lufteinlassöffnung verbunden.
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Ein Kühlgebläse 22, um Luft in dem Batteriegehäuse 19 herauszusaugen, ist auf der oberen Fläche von dem hinteren Teil von dem Batteriegehäuse 19 vorgesehen. Durch den Betrieb des Kühlgebläses 22 wird Luft von dem Kühllufteinleitkanal 18 positiv eingeleitet, so dass das Batteriemodul 61 in dem Bateriegehäuse 19 gekühlt wird.
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Ein Kunstharz-Aufnahmebehälter 35, welcher unterhalb des Sitzes 37 und oberhalb des Schwingenarms 33 angeordnet ist, ist zwischen den linken und rechten hinteren Rahmen 40 derart angeordnet, dass er durch beide hinteren Rahmen 40 abgestützt ist. Der Aufnahmebehälter 35 ist durch einen öffenbaren und schließbaren Sitz 37 von oben abgedeckt. Ein ausgespartes Aufnahmeteil 39 zur Aufnahme einer Niederspannungsbatterie (zum Beispiel 12 V), welche Nebenaggregaten oder Ausrüstungsteilen wie zum Beispiel dem Scheinwerfer 4 und dem Rücklicht 42 Energie zuführt, ist integral an dem hinteren unteren Teil von dem Aufnahmebehälter 35 derart ausgebildet, dass es nach unten hin vorsteht. Ein Sicherungskasten 36 ist vor der Niederspannungsbatterie 38 vorgesehen.
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Auf die 2 und 3 Bezug nehmend ist das Batteriegehäuse 19, welches aus einem harten Kunstharz oder dergleichen hergestellt ist, von einem mit einem Boden versehenen kastenartigen Gehäusekörper 51 und dem Abdeckelement 50, welches eine obere Öffnung von dem Gehäusekörper 51 abdeckt, gebildet. Ein Flansch 46, welcher in der Fahrzeugbreitenrichtung vorsteht, ist um eine Verbindungsfläche herum zwischen dem Gehäusekörper 51 und dem Abdeckelement 50 ausgebildet. Eine seitliche Halterung 47 ist durch Schweißen an den oberen Flächen von beiden Unterrahmen 27 fixiert und die Schutzplatte 20 und der Flansch 46 von dem Batteriegehäuse 19 sind an der seitlichen Halterung 47 fixiert. Der Flansch 46, welcher eine Form hat, um die Schutzplatte 20 zu vermeiden, ist an der oberen Fläche von der seitlichen Halterung 47 durch einen Bolzen 45 fixiert.
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Säulenartige Ständer 48, um den niedrigen Boden 21 an vier Punkten abzustützen, sind an den oberen Flächen an den vorderen Enden und den hinteren Enden von beiden seitlichen Halterungen 47 angebracht. Die linken und rechten hinteren Rahmen 40 sind durch ein Verbindungsrohr 49 gekoppelt, welches in der Fahrzeugbreitenrichtung gerichtet ist, an dem oberen und hinteren Teil von dem Batteriegehäuse 19. Das Batteriegehäuse 19 ist mit einem zu der Rückseite von dem Körper hin entlang der Form von dem hinteren Rahmen 40 ansteigenden Abschnitt ausgebildet und das Kühlgebläse 22 ist an dem ansteigenden Abschnitt angebracht. Löcher 52 und 53 zum Hindurchziehen eines Hochspannungskabelbaums und eines Signalkabelbaums, welche sich zu der Außenseite von dem Batteriegehäuse 19 erstrecken, sind nahe dem Kühlgebläse 22 ausgebildet.
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4 ist eine linke Seitenansicht von der Batterieeinheit 60. 5 ist eine perspektivische Ansicht von der Batterieeinheit 60 vom Boden des Körpers aus gesehen. Die Bauteile, welche die gleichen sind oder äquivalent zu den oben beschriebenen sind, werden durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Wie oben beschrieben, ist das Paar von linken und rechten Verbindungsrohren 24 auf dem Seitenende von dem Gehäusekörper 51 von dem Batteriegehäuse 19 auf der Vorderseite von dem Körper angebracht. Ein Erweiterungsabschnitt 57, in welchem eine Schaltvorrichtungseinheit 64 untergebracht ist, ist an dem Gehäusekörper 51 auf der Rückseite von dem Körper angebracht.
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Drei Sätze von Batteriemodulen 61 sind in dem Batteriegehäuse 19 untergebracht. Die Batterieeinheit 60 besteht aus dem Batteriegehäuse 19, dem Batteriemodul 61, welches durch Stapeln einer Mehrzahl von Batteriezellen ausgebildet ist, und peripheren Bauteilen davon. Eine Batteriemanagementeinheit (BMU) 63 ist zwischen dem Batteriemodul 61 nahe der Rückseite von dem Körper und der Schaltvorrichtungseinheit 64 angebracht und eine Spannungs/Wärmeüberwachungs (VTM)-Platine 62 ist an dem oberen Teil von jedem Batteriemodul 61 angebracht. Die Batteriemanagementeinheit 63 überträgt Informationen über die Spannung, Temperatur usw. von der Batterie, welche durch die Spannungs-/Wärmeüberwachungsplatine 62 gesammelt werden, zu der PDU 32 (siehe 1) über eine CAN-Verbindung oder dergleichen.
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Die Batteriezellen, welche das Batteriemodul 61 bilden, sind in Reihe verbunden und drei Batteriemodule 61 sind parallel verbunden. Das Batteriemodul 61, ein plattenartiges Element, welches das Batteriemodul 61 aus vier Richtungen einschließt, und die Spannungs-/Wärmeüberwachungsplatine 62 sind in dem Batteriegehäuse 19 in der selben Richtung benachbart angeordnet. Ein Drainageloch 55, an welchem ein Hahn vorgesehen ist, ist in dem vorderen unteren Teil von dem Gehäusekörper 51 ausgebildet.
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Auf 5 Bezug nehmend hat die Bodenfläche von dem Gehäusekörper 51 eine unebene Form, welche Kuppenabschnitte H und Talabschnitte L umfasst, welche in der Längsrichtung des Körpers gerichtet sind, und welche abwechselnd in der Fahrzeugbreitenrichtung angeordnet sind. Eine Verstärkungsrippe 59, welche von der Bodenfläche von dem Gehäusekörper 51 ansteigt, ist auf jedem Kuppenabschnitt H auf der Rückseite von dem Körper ausgebildet. Die Zeichnung zeigt, dass ein Gummielement 58, welches an der oberen Fläche von dem unteren Schutzelement 28 (siehe 1) von dem Körperrahmen angebracht ist, um eine Einflussnahme auf das Batteriegehäuse 19 zu verhindern, an dem Talabschnitt L vorgesehen ist, welche in der Fahrzeugbreitenrichtung an der Außenseite angeordnet ist.
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6 ist eine perspektivische Ansicht, welche den Zustand veranschaulicht, in welchem das Abdeckelement 50 von dem Batteriegehäuse 19 entfernt ist. 7 ist eine perspektivische Ansicht, welche alle Einheiten veranschaulicht, welche in dem Batteriegehäuse 19 untergebracht sind und 8 ist eine perspektivische Ansicht von dem Batteriemodul 61. Das Abdeckelement 50 ist an dem Gehäusekörper 51 mit einer Mehrzahl von Befestigungsschrauben (nicht veranschaulicht) befestigt. Eine Rippe 51a, welche eine Dichtungsfunktion aufweist, ist an einem Verbindungsabschnitt zwischen dem Gehäusekörper 51 und dem Abdeckelement 50 entlang einer äußeren Randform von dem Abdeckelement 50 ausgebildet.
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Wie oben beschrieben, sind die drei Batteriemodule 61 nahe zueinander in der Längsrichtung des Körpers angeordnet und ein Schwamm/Schaumstoffelement 99 ist zwischen den Batteriemodulen 61 vorgesehen. Das Schwamm/Schaumstoffelement 99 hat eine Funktion, die Übertragung einer Schwingung zwischen den Batteriemodulen 61 zu verhindern, und eine Funktion, zu verhindern, dass Außenluft, welche von dem Kühllufteinleitkanal 18 (siehe 1 und 2) eingeleitet wird, zwischen die Batteriemodule 61 strömt.
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Auf 8 Bezug nehmend hat das Batteriemodul 61 die Struktur, dass die Batteriezellen 90 und Trenneinrichtungen (oder Abstandhalter) 91 abwechselnd gestapelt sind und in der vorliegenden Ausführungsform sind zehn Batteriezellen 90 und neun Trenneinrichtungen 91 in der Fahrzeugbreitenrichtung (laterale Richtung in der Figur) gestapelt, um das Batteriemodul 61 auszubilden.
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Zwei entgegengesetzte Flächen von dem Batteriemodul 61 in der Fahrzeugbreitenrichtung und zwölf entgegengesetzte Flächen in der vertikalen Richtung von dem Körper sind durch ein plattenartiges Element eingeschlossen, welches eine Ausdehnung von jeder Batteriezelle 90 infolge der säkularen Änderung verhindert. Das plattenartige Element umfasst eine untere Platte 72, welche mit der unteren Fläche von dem Batteriemodul 61 in Kontakt ist, ein Paar von linken und rechten Seitenplatten 71, welche mit beiden Enden von der unteren Platte 72 in der Fahrzeugbreitenrichtung gekoppelt sind, und eine obere Platte 65, welche die unteren Enden von beiden Seitenplatten 71 verbindet und fixiert. Ein Ende von der unteren Platte 72 und ein Ende von der Seitenplatte 71 sind schwenkbar durch einen Gelenkmechanismus 75 gekoppelt, welcher eine Drehwelle 86 hat, und das andere Ende von der Seitenplatte 71 und die obere Platte 65 sind unter Verwendung eines Befestigungsbolzens 66, welcher als ein Befestigungselement dient, fixiert.
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Mit dieser Struktur kann das Batteriemodul 61 mit dem Zustand gehalten werden, in welchem das Batteriemodul 61 von der Fahrzeugbreitenrichtung her festgezogen ist, das heißt, ein Druck in der Stapelrichtung der Batteriezelle 90 ausgeübt wird, gemäß einer Einstellung eines Abstands zwischen den oberen Enden von beiden Seitenplatten 71. Somit, selbst wenn jede Batteriezelle 90 dazu neigt, sich auszudehnen, kann die Zunahme der Größe des Batteriemoduls 61 in der Fahrzeugbreitenrichtung verhindert werden und kann die Lageabweichung zwischen den Batteriezellen 90 verhindert werden.
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In der vorliegenden Ausführungsform sind zwei zylindrische Ansätze 77, welche mit einem Schraubenloch ausgebildet sind, an dem oberen Ende von der oberen Platte 65 angebracht, und wenn der Befestigungsbolzen 66 durch ein Durchgangsloch (nicht veranschaulicht), welches in der oberen Platte 65 ausgebildet ist, an dem zylindrischen Ansatz 77 befestigt wird, wobei ein Druck von der Außenseite von beiden Seitenplatten 71 ausgeübt wird, ist das Batteriemodul 61 vollständig befestigt und fixiert. Der auf das Batteriemodul 61 ausgeübte Druck, nachdem das Batteriemodul befestigt und fixiert ist, wird beeinflusst durch die Abmessung des Batteriemoduls 61, die Abmessung zwischen den linken und rechten Gelenkmechanismen 75, die Abmessung zwischen den Durchgangslöchern in der oberen Platte 65 in der Fahrzeugbreitenrichtung, die Steifigkeit von jeder Platte usw. In der vorliegenden Ausführungsform sind die untere Platte 72 und die Seitenplatten 71 aus einem harten Harz/Kunstharz hergestellt und die obere Platte 65 ist aus einer dünnen Metallplatte hergestellt.
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Mit der Festziehstruktur von dem oben beschriebenen Batteriemodul 61 kann der Überstandbetrag von den Bauteilen, welche die Festziehstruktur bilden, zu der Außenumfangsrichtung von dem Batteriemodul reduziert werden, im Vergleich zu einer Festziehstruktur, in welcher beide Endflächen von dem Batteriemodul von einem Paar von plattenartigen Elementen dazwischenliegend aufgenommen sind, und die plattenartigen Elemente unter Verwendung einer Gewindeverbindungsstange festgezogen sind. Folglich kann die Batterieeinheit 60 verkleinert werden.
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Die Spannungs-/Wärmeüberwachungsplatine 62 ist an der oberen Platte 65 in der Mitte von dem Batteriemodul 61 in der Fahrzeugbreitenrichtung angebracht, wodurch die Spannungs-/Wärmeüberwachungsplatine 62 unter effektiver Verwendung eines Raums zwischen Stufen, welche an beiden Enden von der oberen Platte 65 ausgebildet sind, montiert werden kann. Es ist anzumerken, dass die Form und Struktur von jeder Platte verändert werden kann. Beispielsweise kann die Höhe von dem zylindrischen Ansatz 77, welcher auf der Seitenplatte 71 ausgebildet ist, reduziert werden, um die Stufe, welche an beiden Enden von der oberen Platte 65 ausgebildet ist, zu reduzieren, oder die Stufe kann nicht ausgebildet sein.
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Elektroden von den jeweiligen Batteriezellen 90 sind durch Stromschienen 82 und 83 verbunden, wobei eine positive Elektrode und eine negative Elektrode von der Batteriezelle 90 ausgenommen werden, welche an beiden Enden von dem Batteriemodul 61 angeordnet sind. Metallische Elektrodenplatten, welche als Ausgangsanschlüsse dienen, um beide Elektroden anzuzapfen, sind mit Schrauben an den oberen Flächen von den Harz/Kunstharzsitzen 69 und 70 fixiert, welche an der oberen Fläche von der oberen Platte 65 fixiert sind. Die 8 veranschaulicht den Zustand, in welchem die Elektrodenplatte 80 zum Anzapfen der negativen Elektrode an der oberen Fläche von dem Sitz 70 mit einer Schraube 81 fixiert ist.
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Spannungserfassungsplatinen 84 und 85, um Informationen über eine Spannung von jeder Batteriezelle 90 zu sammeln, sind zwischen den Stromschienen 82 und 83 vorgesehen. Die Spannungsinformationen, welche durch die Spannungserfassungsplatinen 84 und 85 gesammelt werden, werden der Spannungs-/Wärmeüberwachungsplatine 62 durch einen Kabelbaum 79 zugeführt. Informationen über eine Temperatur von jeder Batteriezelle 90 werden der Spannungs-/Wärmeüberwachungsplatine 62 über eine Verkabelung 78 zugeführt, welche mit einem Temperatursensor (nicht veranschaulicht) gekoppelt ist.
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Eine Mehrzahl von oberen Durchdringungsschlitzen 68, welche zu der Längsrichtung des Körpers hin gerichtet sind, sind in der oberen Platte 65 ausgebildet (siehe 6). Eine Mehrzahl von unteren Durchdringungsschlitzen 73, welche zu der Längsrichtung des Körpers hin gerichtet sind, sind in der unteren Platte 72 ausgebildet (siehe 7). Die oberen Durchdringungsschlitze 68 und die unteren Durchdringungsschlitze 73 sind dazu ausgebildet, in das Batteriegehäuse 19 gesaugte Luft von unten nach oben durch jede Batteriezelle 90 zu leiten. Durchgangslöcher 74, welche benachbart den unteren Durchdringungsschlitzen 73 an der unteren Platte 72 ausgebildet sind, fungieren als Positionierungslöcher für die Trenneinrichtungen 91. Die Details werden später beschrieben.
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9 ist eine Schnittansicht längs einer Linie A-A. Die Trenneinrichtung 91 ist zwischen jeder Batteriezelle 90 angeordnet, wie oben beschrieben, und die Trenneinrichtung 91 sichert einen vorbestimmten Spalt zwischen den Batteriezellen 90. In das Batteriegehäuse 19 gesaugte Luft wird von den Schlitzen 73 in der unteren Platte 72 eingeleitet, durch den Spalt zwischen den Batteriezellen 90 nach oben geleitet und von einer Auslassöffnung 89 durch das Gebläse 22 zur Außenseite abgegeben (siehe 3).
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Die Spannungs-/Wärmeüberwachungsplatine 62 und die Sitze 69 und 70, welche die Elektrodenplatten 80 und 80a abstützen, sind an der oberen Fläche von der oberen Platte 65 angebracht. Diese Struktur kann eine effektive Verwendung von dem Raum und eine Konzentration von Bauteilen realisieren, um auf diese Weise das Batteriegehäuse 19 verkleinern zu können. Ein Verbindungsabschnitt 92 zwischen dem Abdeckelement 50 und dem Gehäusekörper 51 hat eine Dichtungstruktur, in welcher die Rippe 51a (siehe 6), welche in dem Gehäusekörper 51 ausgebildet ist, mit einer Nut in Eingriff gebracht wird, welche an dem Abdeckelement 50 ausgebildet ist. Ein Ringelement 88, durch welches verschiedene Verkabelungen passieren, ist auf der oberen Fläche von dem Flansch 56 angebracht. Die Schraube 87 ist an dem Sitz 69 für die positive Elektrode angebracht, während die Schraube 81 an dem Sitz 70 für die negative Elektrode angebracht ist.
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In dem Batteriemodul 71 gemäß der vorliegenden Ausführungsform entspricht eine Erhöhung der Abmessungen in der Fahrzeugbreitenrichtung, welche durch eine Verwendung der Festziehstruktur verursacht wird, nur der Dicke von beiden Seitenplatten 71. Andererseits entspricht die Größe in der vertikalen Richtung dem Ausmaß, bei dem die Dicke von der unteren Platte 72 und die Höhe von dem Montageabschnitt von dem Befestigungsbolzen 66 addiert sind. Jedoch sind die Spannungs-/Wärmeüberwachungsplatine 62 und die Elektrodensitze 69 und 70 an der oberen Fläche von der oberen Platte 65 gesichert, so dass der Raum effektiv verwendet wird.
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Es ist anzumerken, dass der Gelenkmechanismus 75, welcher die Seitenplatte 71 schwenken kann, von der Bodenfläche von der unteren Platte 72 nach unten vorsteht. Ein vorstehender Abschnitt 98, in welchen der vorstehende Abschnitt von dem Gelenkmechanismus 75 eingesetzt ist, ist an dem Boden von dem Gehäusekörper 51 ausgebildet. Eine Isolationsschicht 96, welche aus einem dünnen Gummi oder dergleichen hergestellt ist, ist zwischen der Batteriezelle 90, welche an dem Ende in der Stapelrichtung angeordnet ist, und der Seitenplatte 71 ausgebildet.
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10 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Struktur von dem Batteriemodul 61 veranschaulicht. 11 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine Eingriffstruktur von dem Batteriemodul 61 mit der oberen Platte 65 und der unteren Platte 72 veranschaulicht. Die rechteckförmige Batteriezelle 90 ist ein plattenartiges Element mit einer bestimmten Dicke, welches derart ausgebildet ist, dass ein schicht- oder plattenartiges Batterieelement durch ein Gehäuse oder eine Verpackung abgedeckt ist, welche aus Harz/Kunstharz oder dergleichen hergestellt ist, und die negative Elektrode 93 und die positive Elektrode 95 sind daran ausgebildet. Wenn das Batteriemodul 61 konfiguriert wird, werden die benachbarten Batteriezellen 90 umgekehrt in der vertikalen Richtung angeordnet, um die serielle Verbindung unter Verwendung der Stromschienen 82 und 83 zu etablieren. Eine Explosionsschutzscheibe 94, welche geöffnet wird, wenn der Innendruck einen vorbestimmten Wert überschreitet, ist in der Mitte von einer Fläche von der Batteriezelle 90 auf der Vorderseite von dem Körper in der vertikalen Richtung ausgebildet.
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Die Trenneinrichtung 91, welcher aus Harz/Kunstharz, wie zum Beispiel Kunststoff, hergestellt ist, ist derart ausgebildet, dass ein Rahmen ausgebildet wird, indem eine obere Platte 100 und eine Bodenplatte 104 durch ein Paar von Seitenplatten 103 gekoppelt werden, und ein Unterteilungsstab 102 auf/in der Mitte von dem Rahmen vorgesehen ist. Zwei obere Durchdringungsschlitze 101 sind in der oberen Platte 100 ausgebildet, wobei sie den Unterteilungsstab 102 vermeiden, während zwei Bodendurchdringungsschlitze 105 in der Bodenplatte 104 ausgebildet sind, wobei sie den Unterteilungsstab 102 vermeiden.
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Mit dieser Struktur, wenn die Batteriezelle 90 und die Trenneinrichtung 91 miteinander in Eingriff gebracht werden, wird die Batteriezelle 90 in den Rahmen eingesetzt, bis die Seitenfläche davon an dem Unterteilungsstab 102 anliegt und an einer vorbestimmten Position angeordnet ist, wobei ein Spalt zwischen den Batteriezellen 90 durch die Dicke von dem Unterteilungsstab 102 sichergestellt ist. Ferner ist ein Positionierungsvorsprung 106 an der Bodenfläche von der Bodenplatte 104 unter dem Unterteilungsstab 102 ausgebildet. Da der Positionierungsvorsprung 106 mit dem Durchgangsloch 74 in der unteren Platte 72 im Eingriff ist, wird die Position von jeder Trenneinrichtung 91 bestimmt.
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Auf diese Weise wird die Positionsausrichtung zwischen dem unteren Durchdringungsschlitz 73 in der unteren Platte 72 und dem Bodendurchdringungsschlitz 105 in der Trenneinrichtung 91 durchgeführt und wird die Positionsausrichtung zwischen dem oberen Durchdringungsschlitz 97 in der oberen Platte 65 und dem oberen Durchdringungsschlitz 101 in der Trenneinrichtung 91 durchgeführt, wodurch ein Kühlluftdurchgang ausgebildet wird. Da der Spalt zwischen den Batteriezellen 90 durch den Unterteilungsstab 102 spezifiziert ist, wird der Durchgang selbst dann nicht geschlossen, wenn das Batteriemodul 61 durch die beiden Seitenplatten 71 festgespannt wird oder wenn sich jede Batteriezelle 90 leicht ausdehnt, was dazu führt, dass eine zufrieden stellende Kühlung fortgesetzt werden kann.
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Die Eingriffsbeziehung zwischen dem Positionierungsvorsprung 106 und dem Durchgangsloch 74 kann so eingestellt werden, dass man eine leichte Positionsabweichung von der Trenneinrichtung 91 in der Fahrzeugbreitenrichtung bei einer Ausübung eines Drucks auf die untere Platte 72 erlauben kann.
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12 ist eine perspektivische Ansicht von einem Batteriemodul 120 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 13 ist eine perspektivische Ansicht, welche nur eine Festziehstruktur 130 von dem Batteriemodul 120 veranschaulicht. Ferner ist 14 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht von dem Batteriemodul 120 und 15 ist eine perspektivische Ansicht von dem Batteriemodul 120.
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Das Batteriemodul 120 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass, um das Batteriemodul 120 in der Stapelrichtung der Batteriezellen 163 festzuspannen bzw. zusammenzuziehen, eine Gelenkstruktur 153 mit einer Drehwelle 154 an vier Positionen vorgesehen ist, das heißt, der Befestigungsabschnitt ist an zwei oberen und unteren Positionen von dem Batteriemodul 120 vorgesehen.
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Auf 13 Bezug nehmend umfasst die Festziehstruktur 130 ein Paar von linken und rechten oberen Platten 151a, ein Paar von linken und rechten Seitenplatten 152, und ein Paar von linken und rechten unteren Platten 151b. In der vorliegenden Ausführungsform sind die obere Platte 151a und die untere Platte 151b das gleiche Bauteil, so dass die Festziehstruktur 130 aus zwei vertikalen Platten und vier lateralen Platten besteht. Die obere Platte 151a und die untere Platte 151b sind jeweils mit vier Durchdringungsschlitzen 155 ausgebildet.
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Die Festziehstruktur 130 spannt das Batteriemodul 120 fest und fixiert dieses, indem die obere Platte 151a an dem oberen Ende von der Seitenplatte 152 durch den Gelenkmechanismus 153 schwenkbar gelagert wird, die untere Platte 151b an dem unteren Ende von der Seitenplatte 152 durch den Gelenkmechanismus 153 schwenkbar gelagert wird, das Batteriemodul 120 in der Fahrzeugbreitenrichtung mit der gegenüberliegenden Struktur, welche dieselbe Konfiguration hat, dazwischenliegend aufgenommen wird, und die gegenüberliegenden Befestigungsansätze 156 mit einem Befestigungselement befestigt werden.
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Auf die 14 und 15 Bezug nehmend sind zwei Batteriezellen 163 derart angeordnet, dass sie einander benachbart sind, wobei eine Isolationsschicht 184, welche aus einem dünnen Gummi hergestellt ist, dazwischen angeordnet ist und zwei Batteriezellen 163 werden durch eine linke Batteriehalterung 161 und eine rechte Batteriehalterung 162 abgedeckt, wodurch das Batteriemodul 120 ausgebildet wird. In der vorliegenden Ausführungsform werden fünf linke Batteriehalterungen 161 und fünf rechte Batteriehalterungen 162 verwendet, um fünf Batteriemodule 120 auszubilden, die jeweils insgesamt zehn Batteriezellen 163 umfassen.
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Die Batteriezelle 163 hat eine Struktur, in welcher ein plattenartiges Batterieelement durch eine Harz-/Kunstharzverpackung umhüllt ist und eine negative Elektrode 164 und eine positive Elektrode 165 vorgesehen sind. Ein Explosionsschutzfenster 190, welches geöffnet wird, wenn der Innendruck von der Batterie einen vorbestimmten Wert überschreitet, ist in der Mitte von einer Oberfläche von der Batteriezelle 163 in der vertikalen Richtung ausgebildet. Die benachbarten Batteriezellen 163 sind umgekehrt in der vertikalen Richtung der Reihe nach angeordnet, um die serielle Verbindung unter Verwendung von Stromschienen 168 und 169 zu etablieren.
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Andererseits ist die linke Batteriehalterung 161 mit Elektrodenfenstern 174 und 176 und einem Verbindungsfenster 175 ausgebildet. Wenn die Batteriezelle 163 in Eingriff gebracht wird, liegen die negative Elektrode 164 und die positive Elektrode 165 jeweils zu der Außenseite von den Elektrodenfenstern 174 und 176 frei und liegt das Explosionsschutzfenster 190 zu der Außenseite von dem Verbindungsfenster 175 frei. Elektrodenfenster 168 und 170 und ein Verbindungsfenster 183 an der rechten Batteriehalterung 162 haben dieselbe Struktur wie jene an der linken Batteriehalterung 161.
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Ein Paar von oberen und unteren Eingriffsklauen 173 sind an der rechten Batteriehalterung 162 an der Position ausgebildet, welche der linken Batteriehalterung 161 gegenüberliegt, und wenn die Eingriffsklauen 173 mit einem Paar von oberen und unteren Eingriffslöchern 178 in Eingriff gebracht sind, welche an der rechten Batteriehalterung 161 ausgebildet sind, sind beide Batteriehalterungen 161 und 162 aneinander fixiert. In diesem Fall werden zwei halbsäulenförmige Klauen 172, welche an der rechten Batteriehalterung 161 ausgebildet sind, und zwei halbsäulenförmige Klauen 179, welche an der linken Batteriehalterung 161 ausgebildet sind, miteinander verbunden, um zwei säulenförmige Vorsprünge 180 auszubilden.
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Eine Anschlagplatte 177, welche an der linken Batteriehalterung 161 angebracht ist, und eine Anschlagplatte 171, welche an der rechten Batteriehalterung 162 angebracht ist, sind derart angeordnet, dass sie in der Längsrichtung versetzt sind, so dass ein Spalt, welcher nur der Dicke von den Anschlagplatten 171 und 177 entspricht, zwischen den Batteriezellen 163 ausgebildet ist, wenn die Batteriemodule 120 so angeordnet sind, dass sie einander benachbart sind.
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Die säulenförmigen Vorsprünge 180, welche durch die halbsäulenförmigen Klauen 172 und 179 an den linken und rechten Batteriehalterungen 161 und 162 ausgebildet sind, werden mit den Durchgangslöchern 151c in Eingriff gebracht, welche in der oberen Platte 151a und der unteren Platte 151b ausgebildet sind, wodurch das Batteriemodul 120 positioniert ist. In diesem Fall werden die Durchdringungsschlitze 155, welche in der oberen Platte 151a und der unteren Platte 151b ausgebildet sind, mit den Spalten positioniert, welche durch die Anschlagplatten 171 und 177 ausgebildet sind, wodurch ein Durchgang von in das Batteriegehäuse 19 eingeleiteter Außenluft sichergestellt ist.
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Wiederum auf 12 Bezug nehmend erfolgt der Festspannvorgang von dem Batteriemodul 120 in einer solchen Weise, dass ein zylindrischer Bund 157 in einen Ansatz 156 eingesetzt wird und eine Befestigungsmutter 159 an einem Gewindeabschnitt von einem Befestigungsbolzen 158 befestigt wird, welcher in den zylindrischen Bund 157 eingesetzt ist. Die Befestigungskraft von dem Batteriemodul 120 kann optional eingestellt werden, indem die Länge von dem zylindrischen Bund 157 verändert wird.
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Spannungserfassungsplatinen 166 und 167, um Informationen über Spannung von jeder Batteriezelle 163 zu sammeln, sind zwischen den Stromschienen 168 und 169 vorgesehen. Die Spannungsinformationen, welche an den Spannungserfassungsplatinen 166 und 167 gesammelt werden, werden einer Wärme-/Spannungsüberwachungsplatine (nicht veranschaulicht) durch einen Kabelbaum 160 zugeführt. Die Spannungserfassungsplatinen 166 und 167 sind an einer Montagebasis 195 angebracht, an welcher eine Mehrzahl von zylindrischen Verbindungsfenstern 185 ausgebildet sind. Die Montagebasis 195 ist an dem Batteriemodul 120 durch drei Schrauben 181 befestigt und in diesem Fall liegt das Explosionsschutzfenster 190 von der Batteriezelle 163 zu der Außenseite von jedem zylindrischen Verbindungsfenster 185 von der Montagebasis 195 frei.
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Die 16 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Struktur von der Montagebasis 195 veranschaulicht. Ansteigende Elemente 182 entlang der Formen von den entsprechenden zylindrischen Verbindungsfenstern 185 sind auf der Rückseite bzw. der hinteren Fläche von der Montagebasis 195 ausgebildet, welche die Spannungserfassungsplatinen 166 und 167 abstützt. Wenn die Montagebasis 195 an dem Batteriemodul 120 angebracht ist, ist jedes von den ansteigenden Elementen 182 in jedes von den Verbindungsfenstern 175 und jedes von den Verbindungsfenstern 183 eingesetzt, welche an den linken und rechten Batteriehalterungen 161 und 162 ausgebildet sind, um jede Batteriehalterung zu positionieren, und ferner fungieren die ansteigenden Elemente 182 als eine Führung von einer elektrolytischen Lösung, wenn die Explosionsschutzfenster 190 geöffnet werden.
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Das Batteriemodul gemäß der oben erwähnten zweiten Ausführungsform umfasst das Paar von Seitenklappen (152, 152), welche entlang zweier Wandflächen angeordnet sind, welche einander in der Stapelrichtung der Batteriezellen (163) gegenüberliegen, von den Wandflächen von dem Batteriemodul (120), das Paar von oberen Platten (151a), welche schwenkbar an einem Ende von dem Paar von Seitenplatten (152, 152) durch den Gelenkmechanismus (153) abgestützt sind, und das Paar von unteren Platten (151b), welche an dem anderen Ende von dem Paar von Seitenplatten (152, 152) durch den Gelenkmechanismus (153) schwenkbar abgestützt sind, wobei das Paar von oberen Platten (151a) durch die Befestigungselemente (158, 159) befestigt ist, und das Paar von unteren Platten (151b) durch die Befestigungselemente (158, 159) befestigt ist, um das Batteriemodul (120) zu fixieren, wobei ein Druck in der Stapelrichtung von den Batteriezellen (163) ausgeübt wird. Da die Mitte von den oberen und unteren unterteilten Platten durch das Befestigungselement, wie zum Beispiel eine Schraube, fixiert ist, kann der Grad einer Festspannung der Batteriezelle leicht eingestellt werden, so dass die Einstellung während einer Expansion aufgrund der säkularen Änderung erleichtert werden kann.
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Das Batteriemodul (120) umfasst ferner die Montagebasis (195), welche an dem Batteriemodul (120) angebracht ist, und die Spannungserfassungsplatinen (166, 167) abstützt, welche die Spannung von der Batteriezelle (163) erfassen, wobei das ansteigende Element (182), welches das zylindrische Verbindungsfenster (185) bildet, welches an der Montagebasis (195) ausgebildet ist, dazu konfiguriert ist, mit den Verbindungsfenstern (175, 183) in Eingriff zu treten. Daher kann das Explosionsschutzfenster von der Batteriezelle zu der Außenseite hin exponiert werden und ferner kann die Montagebasis leicht positioniert werden.
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17 ist eine perspektivische Ansicht, welche ein Batteriemodul gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. 18 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht derselben. Die dritte Ausführungsform beschreibt den Fall, in welchem das Batteriemodul 120, welches in der zweiten Ausführungsform beschrieben ist, mit der in der ersten Ausführungsform verwendeten Platte fixiert ist. Die gleichen Bezugszeichen wie oben beschrieben bezeichnen gleiche oder äquivalente Bauteile. Die Platte, welche in der ersten Ausführungsform beschrieben ist, hat die Struktur, in welcher, wie in 8 veranschaulicht, die Seitenplatten 71 an beiden Enden von der integralen unteren Platte 72 durch den Gelenkmechanismus 75 montiert sind, und die obere Platte 65 (in 17 nicht veranschaulicht) an dem oberen Ende von beiden Seitenplatten 71 über die Befestigungsbolzen 66 montiert ist. In dem Batteriemodul 120, welches in der zweiten Ausführungsform veranschaulicht ist, sind zwei Batteriezellen 163 derart angeordnet, dass sie einander über die in der ersten Ausführungsform beschriebene Trenneinrichtung 91 benachbart sind, anstelle der Isolationsschicht 184, welche in 14 veranschaulicht ist, und die zwei Batteriezellen 163 sind durch die linke Batteriehalterung 161 und die rechte Batteriehalterung 162 abgedeckt.
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Die Formen und Strukturen von der Batteriezelle und dem Batteriemodul, und die Formen, Strukturen und dergleichen von den Platten und Befestigungselementen zum Festspannen des Batteriemoduls sind nicht auf jene beschränkt, welche in den oben erwähnten Ausführungsformen beschrieben sind und verschiedene Modifikationen sind möglich. Beispielsweise können das Batteriemodul, welches aus den linken und rechten Batteriehalterungen besteht, welche in der zweiten Ausführungsform beschrieben sind, und die Festziehstruktur mit dem Gelenkmechanismus an zwei Positionen, welche in der ersten Ausführungsform beschrieben ist, zur Verwendung kombiniert werden. Das Batteriemodul gemäß der vorliegenden Erfindung kann nicht nur bei dem elektrischen Kraftrad, sondern auch bei verschiedenen Elektrofahrzeugen, wie zum Beispiel Dreirad- und Vierradfahrzeugen vom Sattelfahrtyp, verwendet werden.
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Zusammenfassend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Batteriemodul bereitzustellen, welches insgesamt kompakt gemacht werden kann, während eine Struktur zur Verhinderung einer Expansion einer Batteriezelle verwendet wird.
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Aufbau: Das Batteriemodul umfasst ein Paar von Seitenplatten 71, 71, welche entlang zweier Wandflächen angeordnet sind, welche einander in einer Stapelrichtung von Batteriezellen 90 gegenüberliegen, von Wandflächen von dem Batteriemodul 61, eine untere Platte 72, welche ein Ende von dem Paar von Seitenplatten 71, 71 durch einen Gelenkmechanismus 75 schwenkbar lagert, und welche entlang einer Wandfläche von dem Batteriemodul 61 angeordnet ist, und eine obere Platte 65, welche entlang der Wandfläche von dem Batteriemodul 61 derart angeordnet ist, dass sie der unteren Platte 72 gegenüberliegt und welche die anderen Enden von dem Paar von Seitenplatten 71 verbindet, wobei die Seitenplatten 71, 71 und die obere Platte 65 unter Verwendung eines Befestigungselements 66 festgezogen und fixiert sind, wobei ein Druck in der Stapelrichtung von den Batteriezellen 90 ausgeübt wird, um das Batteriemodul 61 zu fixieren.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- elektrisches Kraftrad
- 17
- Körperrahmen
- 19
- Batteriegehäuse
- 50
- Abdeckelement
- 51
- Gehäusekörper
- 60
- Batterieeinheit
- 61
- Batteriemodul
- 65
- obere Platte
- 66
- Befestigungsbolzen (Befestigungselement)
- 68
- oberer Durchdringungsschlitz
- 71
- Seitenplatte
- 72
- untere Platte
- 73
- unterer Durchdringungsschlitz
- 75
- Gelenkmechanismus
- 86
- Drehwelle
- 90
- Batteriezelle
- 91
- Trenneinrichtung
- 93
- negative Elektrode
- 94
- Explosionsschutzfenster
- 95
- positive Elektrode
- 96
- Isolationsschicht
- 101
- oberer Durchdringungsschlitz
- 102
- Unterteilungsstab
- 105
- Bodendurchdringungsschlitz
- 120
- Batteriemodul
- 151a
- obere Platte
- 151b
- untere Platte
- 152
- Seitenplatte
- 161,
- 162 Batteriehalterung
- 163
- Batteriezelle
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2001-236937 A [0003, 0004]
