DE102013220139A1

DE102013220139A1 - Batteriesicherungssysteme und -vorrichtungen

Info

Publication number: DE102013220139A1
Application number: DE102013220139.7A
Authority: DE
Inventors: Alastair Gordon Anderson; Ralf Lerch; Stefan Töpfer
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2012-10-15
Filing date: 2013-10-04
Publication date: 2014-04-17
Also published as: CN103723020B; US8592069B1; CN103723020A

Abstract

Systeme und Vorrichtungen zum Sichern einer Batterie in einem Fahrzeug, wie etwa einer Batterie für ein Elektrofahrzeug. In manchen Ausführungsformen kann ein Fahrzeugbatteriesystem vorgesehen werden, das ein Batteriegehäuse zum Unterbringen einer Fahrzeugbatterie umfasst. Es kann ein Fach vorgesehen werden, das zum Aufnehmen des Batteriegehäuses, das die Fahrzeugbatterie unterbringt, ausgelegt ist. Mit dem Fach können ein oder mehr Sicherungselemente gekoppelt und ausgelegt sein, um mit einer oberen Fläche eines Teils, wie etwa eines Fußabschnitts, der Batterie in Eingriff zu treten. Das/die Sicherungselement(e) kann/können ausgelegt sein, um mit der Batterie in Eingriff zu treten, um ein Bewegen der Batterie relativ zu dem Fach zumindest im Wesentlichen zu verhindern. Das Sicherungselement kann dadurch Batterien unterschiedlicher Größen aufnehmen, um verminderte Toleranzanforderungen zu ermöglichen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenbarung betrifft Vorrichtungen und Systeme für die Sicherung von Fahrzeugbatterien. Im Einzelnen, aber nicht ausschließlich, betrifft diese Offenbarung Vorrichtungen und Systeme für die Sicherung von Batterien für Elektrofahrzeuge, wie etwa wiederaufladbare Energiespeichersysteme für Elektrofahrzeuge mit verlängerter Reichweite.
HINTERGRUND
Viele gängige Batteriesysteme für Elektrofahrzeuge, wie etwa wiederaufladbare Energiespeichersysteme (RESS) für Elektrofahrzeuge mit verlängerter Reichweite (EREV), verwendet Halter, um die Batterie in dem Fahrzeug zu sichern. Solche Halter erfordern häufig sehr enge Toleranzen für die Batterie und/oder das Batteriegehäuse, um ordnungsgemäß zu passen. Somit werden diese Systeme manchmal in Verbindung mit Gummilagen verwendet, um Toleranzanforderungen, die schwer zu erfüllen sein könnten, zu kompensieren. Ohne solche Lagen (und in manchen Fällen sogar bei Verwendung solcher Lagen) können Fahrzeugbatteriesysteme anfällig für eine Beschädigung in Verbindung mit einem Verschieben der Batterie in dem Fahrzeug sein, wie etwa Kollisionen mit den Wänden, die in dem Fahrzeug eine Schale bzw. ein Fach zum Aufnehmen der Batterie festlegen. Ferner sind solche Halter häufig aus Sicht der Benutzerfreundlichkeit nicht ganz ideal. Sie erfordern häufig sogar komplizierte Bewegungen oder andere Maßnahmen, um einen Prozess des Sicherns der Batterie in dem Fahrzeug auszuführen.
Die vorliegenden Erfinder haben daher ermittelt, dass es wünschenswert wäre, Systeme und Vorrichtungen zur Sicherung von Fahrzeugbatterien vorzusehen, die eine oder mehrere der vorstehenden Beschränkungen und/oder andere Beschränkungen von Batteriesicherungssystemen des Stands der Technik beheben.
ZUSAMMENFASSUNG
Hierin werden Systeme und Vorrichtungen zum Sichern einer Batterie in einem Fahrzeug, wie etwa einer Batterie für ein Elektrofahrzeug, offenbart. In manchen Ausführungsformen kann ein Fahrzeugbatteriesystem vorgesehen werden, das ein Batterierahmen bzw. -gehäuse zum Unterbringen einer Fahrzeugbatterie umfasst. Es kann eine ausgesparte Schale bzw. ein ausgespartes Fach vorgesehen werden, das zum Aufnehmen des Batteriegehäuses, das die Fahrzeugbatterie unterbringt, ausgelegt ist.
Ein Sicherungselement kann mit dem ausgesparten Fach gekoppelt und ausgelegt sein, um mit einer oberen Fläche eines Fußabschnitts eines ersten Batteriegehäuses in Eingriff zu treten. Der Fußabschnitt des ersten Batteriegehäuses kann eine erste Höhe aufweisen, und das Sicherungselement kann ausgelegt sein, um mit der oberen Fläche des Fußabschnitts des ersten Batteriegehäuses direkt in Eingriff zu treten, um zumindest im Wesentlichen zu verhindern, dass das Batteriegehäuse sich relativ zu dem ausgesparten Fach bewegt. Das Sicherungselement kann auch ausgelegt sein, um direkt mit einer oberen Fläche eines Fußabschnitts eines zweiten Batteriegehäuses in Eingriff zu treten, um zumindest im Wesentlichen zu verhindern, dass sich das Batteriegehäuse relativ zu dem ausgesparten Fach bewegt, wobei der Fußabschnitt des zweiten Batteriegehäuses eine zweite Höhe aufweist, die sich von der ersten Höhe unterscheidet. Das Sicherungselement kann somit Batteriegehäuse unterschiedlicher Größen aufnehmen.
In manchen Ausführungsformen kann das ausgesparte Fach mindestens eine Rippe umfassen, die ausgelegt ist, um mit einem entsprechenden Schlitz in dem Batteriegehäuse ausgerichtet zu werden, um eine Positionierung des Batteriegehäuses in einer bestimmten Konfiguration in dem Fach zu erleichtern. Andere Ausführungsformen können mehrere solche Rippen umfassen.
In manchen Ausführungsformen kann das Sicherungselement eine gerändelte Fläche umfassen, um zumindest im Wesentlichen zu verhindern, dass sich das Batteriegehäuse relativ zu dem ausgesparten Fach bewegt. Eine solche Fläche kann mit dem Batteriegehäuse ausreichend Reibung erzeugen, um eine solche Bewegung zumindest im Wesentlichen zu verhindern. In manchen Ausführungsformen kann die gerändelte Fläche ein oder mehrere eindringende Elemente umfassen, die ausgelegt sind, um in das Batteriegehäuse einzudringen, wie etwa zum Beispiel in den Fußabschnitt des Batteriegehäuses. Es können ein oder mehrere der durchsetzenden Elemente ausgelegt sein, um in den Fußabschnitt eines ersten Batteriegehäuses auf eine erste Tiefe einzudringen und in den Fußabschnitt eines zweiten Batteriegehäuses auf eine zweite Tiefe einzudringen, wobei sich die erste Tiefe von der zweiten Tiefe unterscheidet. Auf diese Weise kann/können das eindringende Element/die eindringenden Elemente Batterien, Batteriegehäuse und/oder Fächer unterschiedlicher Größen unterstützen, so dass Toleranzen solcher Batterien/Batteriegehäuse/Fächer nicht so streng sein müssen.
In manchen Ausführungsformen können ein oder mehrere der eindringenden Elemente eine längliche Rippe umfassen. Die längliche(n) Rippe(n) kann/können eine mindestens im Wesentlichen dreieckige Querschnittform umfassen und können eine spitz zulaufende oder zugespitzte Spitze enthalten, um ein Eindringen der länglichen Rippe(n) in einen Teil eines Batteriegehäuses, wie etwa in einen Fußabschnitt eines Batteriegehäuses, zu erleichtern. In Ausführungsformen, die mehrere längliche Rippen umfassen, können diese Rippen in einer zumindest im Wesentlichen parallelen Weise an dem Sicherungselement positioniert werden. Die mehreren länglichen Rippen können auch so positioniert werden, dass sie sich zumindest im Wesentlichen parallel zu einer Richtung erstrecken, von der sich ein Sicherungselement von einem Fach erstreckt. Alternativ können die mehreren länglichen Rippen so positioniert werden, dass sie sich zumindest im Wesentlichen senkrecht zu einer Richtung erstrecken, aus der sich das Sicherungselement von dem Fach erstreckt.
In Ausführungsformen, bei denen das Batteriegehäuse gegenüberliegende erste und zweite Fußabschnitte umfasst, die sich seitlich von einem unteren Teil des Batteriegehäuses erstrecken, können beide gegenüberliegenden Fußabschnitte eine obere Fläche umfassen, die mit einem Sicherungselement gekoppelt werden kann, um das Batteriegehäuse an einem Fach in dem Fahrzeug zu sichern. Das Fach kann eine durch gegenüberliegende Seitenwände festgelegte Aussparung umfassen. Das Fach kann auch so ausgelegt sein, dass der erste und der zweite Fußabschnitt des Batteriegehäuses in der Aussparung sitzen, wenn das Batteriegehäuse in dem Fach aufgenommen ist. Es können ein oder mehrere Sicherungselemente mit dem Fach gekoppelt werden, und wie vorstehend erläutert können ein oder mehrere der Sicherungselemente eine gerändelte Klemmfläche umfassen, die ausgelegt ist, um mit einer oberen Fläche des ersten Fußabschnitts in Eingriff zu treten. Die gerändelten Klemmflächen des ersten und des zweiten Sicherungselements können ausgelegt sein, um zumindest im Wesentlichen zu verhindern, dass das Batteriegehäuse in dem Fach vertikal bewegt wird, und um eine reibbedingte Behinderung einer Bewegung des Batteriegehäuses in einer ersten horizontalen Richtung in dem Fach vorzusehen. In manchen Ausführungsformen können die gerändelten Klemmflächen eine reibbedingte Behinderung einer Bewegung des Batteriegehäuses in einer zweiten horizontalen Richtung in dem Fach vorsehen, wobei die zweite horizontale Richtung senkrecht zu der ersten horizontalen Richtung ist, und in manchen dieser Ausführungsformen können die gerändelten Klemmflächen eine reibbedingte Behinderung eines Bewegens des Batteriegehäuses in einer beliebigen Richtung relativ zu der Batterie und/oder dem Batteriegehäuse vorsehen.
In manchen Ausführungsformen können die gerändelten Klemmflächen des ersten und/oder zweiten Sicherungselements mindestens ein eindringendes Element umfassen, das ausgelegt ist, um in den ersten und den zweiten Fußabschnitt einzudringen, um zumindest im Wesentlichen ein vertikales Bewegen des Batteriegehäuses in dem Fach zu verhindern.
In bestimmten Ausführungsformen können ein oder mehrere Befestigungsmittel zum Koppeln des Sicherungselements/der Sicherungselemente mit dem Fach vorgesehen werden. Solche Befestigungsmittel können einen oder mehrere von einem Bolzen, einer Niete, einer Schraube, einem Stift und einem Scharnier umfassen. In manchen Ausführungsformen können ein oder mehrere der Befestigungsmittel ein Schwenken des ersten und des zweiten Sicherungselements bezüglich des Fachs zulassen.
In manchen Ausführungsformen kann das Fach eine oder mehrere Rippen umfassen, die ausgelegt sind, um mit einem entsprechenden Schlitz in dem Batteriegehäuse ausgerichtet zu werden, um eine Positionierung des Batteriegehäuses in einer bestimmten Konfiguration in dem Fach zu erleichtern.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es werden nicht einschränkende und nicht erschöpfende Ausführungsformen der Offenbarung beschrieben, einschließlich verschiedener Ausführungsformen der Offenbarung unter Bezugnahme auf die Figuren, wobei:
1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Batteriesicherungssystems zeigt.
2 eine Querschnittansicht entlang der Linie 2-2 von 1 zeigt.
3 eine Querschnittansicht entlang der Linie 3-3 von 2 zeigt.
4 eine Nahansicht im Querschnitt der Grenzfläche zwischen einer Ausführungsform eines Fußabschnitts eines Batteriegehäuses und einer Ausführungsform eines Sicherungselements eines Batteriefachs zeigt.
5 eine Nahansicht im Querschnitt der Grenzfläche zwischen einer alternativen Ausführungsform eines Fußabschnitts eines Batteriegehäuses und dem Sicherungselement von 4 zeigt, wobei der Fußabschnitt eine geringere Höhe als der Fußabschnitt der in 4 dargestellte Ausführungsformen aufweist.
6 eine Querschnittansicht einer alternativen Ausführungsform eines Batteriesicherungssystems zeigt.
7 eine Querschnittansicht entlang der Linie 7-7 von 6 zeigt.
8 eine Querschnittansicht entlang der Linie 8-8 von 7 zeigt.
9 eine Nahansicht der Grenzfläche zwischen einem eindringenden Element eines Sicherungselements und einem Fußabschnitt eines Batteriegehäuses zeigt.
EINGEHENDE BESCHREIBUNG
Nachstehend wird eine eingehende Beschreibung von Systemen und Verfahren, die im Einklang mit verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung stehen, vorgesehen. Während mehrere Ausführungsformen beschrieben werden, versteht sich, dass die Offenbarung nicht auf eine der spezifischen offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern dass sie stattdessen zahlreiche Alternativen, Abwandlungen und Äquivalente einschließt. Während zahlreiche spezifische Details in der folgenden Beschreibung dargelegt sind, um ein gründliches Verständnis der hierin offenbarten Ausführungsformen vorzusehen, können ferner manche Ausführungsformen ohne einige oder aller dieser Details umgesetzt werden. Der Klarheit halber wird ein bestimmtes technisches Material, das aus dem Stand der Technik bekannt ist, zudem nicht näher beschrieben, um zu vermeiden, dass die Offenbarung unnötig undeutlich wird.
Die Ausführungsformen der Offenbarung lassen sich am besten durch Bezugnahme auf die Zeichnungen verstehen, wobei gleiche Teile durch gleiche Zeichen bezeichnet werden können. Es versteht sich ohne weiteres, dass die Komponenten der offenbarten Ausführungsformen, die in den Figuren hierin allgemein beschrieben und veranschaulicht werden, in einer großen Vielzahl anderer Konfigurationen angeordnet und ausgelegt werden könnten. Somit soll die folgende detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen der Systeme und Verfahren der Offenbarung nicht den beanspruchten Schutzumfang der Offenbarung beschränken, sondern ist lediglich stellvertretend für mögliche Ausführungsformen der Offenbarung. Ferner müssen die Schritte eines Verfahrens nicht unbedingt in einer bestimmten Reihenfolge oder gar nacheinander ausgeführt werden, und die Schritte müssen auch nicht nur einmal ausgeführt werden, sofern nichts anderes angegeben ist.
Ausführungsformen der hierin offenbarten Systeme und Vorrichtungen können verwendet werden, um eine Batterie, wie etwa eine Batterie in einem Fahrzeug, wie etwa eine Batterie für ein Elektrofahrzeug, zu sichern. Manche hierin offenbarten Ausführungsformen können insbesondere zum Sichern eines wiederaufladbaren Energiespeichersystems (RESS) in einem Elektrofahrzeug mit verlängerter Reichweite (EREV) brauchbar sein.
1 stellt eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Batteriesicherungssystems 100 dar. Das Batteriesicherungssystem 100 umfasst eine Batterie 110 und ein ausgespartes Fach 170 zum Aufnehmen der Batterie 110. Die Batterie 110 umfasst ein Batteriegehäuse 120, das ein oder mehrere Abschnitte einer (in 1 nicht gezeigten) Fahrzeugbatterie unterbringt. Das Batteriegehäuse 120 umfasst einen Fußabschnitt 112 und einen gegenüberliegenden Fußabschnitt 114.
Das Fach 170 umfasst eine Rippe 175, die ausgelegt ist, um mit einem entsprechenden Schlitz 115 in dem Batteriegehäuse 110 ausgerichtet zu werden, um eine Positionierung des Batteriegehäuses 110 in einer bestimmten Konfiguration in dem Fach 170 zu erleichtern. In anderen Ausführungsformen können mehrere Rippen vorgesehen werden, wobei jede ausgelegt sein kann, um in einem entsprechenden Schlitz in dem Batteriegehäuse positioniert zu werden.
Ein (in 1 nicht gezeigtes) Sicherungselement kann mit dem ausgesparten Fach gekoppelt und ausgelegt sein, um mit einer oberen Fläche eines Fußabschnitts eines ersten Batteriegehäuses in Eingriff zu treten, wie nachstehend in Verbindung mit anderen Figuren näher beschrieben wird.
2 veranschaulicht eine Querschnittansicht eines Batteriesicherungssystems 100 entlang der Linie 2-2 von 1. Wie in dieser Figur gezeigt umfasst das Fach 170 gegenüberliegende Seitenwände 172 und 174, die eine Aussparung 180 festlegen. Die Aussparung 180 kann in manchen Ausführungsformen durch eine oder mehrere Rippen, wie etwa die Rippe 175, unterteilt sein. Wie in 1 gezeigt kann das Fach 170 auch zwei zusätzliche Seitenwände 176 und 178 umfassen, so dass die Aussparung 180 in einem Umfang festgelegt ist.
2 veranschaulicht auch, dass die Batterie 110 drei Batterieabschnitte, Abschnitte 122, 124 und 126, umfasst. Diese Batterieabschnitte sind in einem Batteriegehäuse 120 eingeschlossen. Das Batteriegehäuse 120 umfasst auch zwei separate Schlitze 115 und 117. Der Schlitz 115 ist ausgelegt, um die Rippe 175 aufzunehmen, und der Schlitz 117 kann ausgelegt sein, um eine andere in dem Fach 170 ausgebildete Rippe aufzunehmen. In der in 2 dargestellten Ausführungsform steht aber nur der Schlitz 115 mit einer Rippe im Eingriff. Der Schlitz 117 steht nicht mit einer entsprechenden Rippe in Eingriff. Für den Durchschnittsfachmann sind verschiedene Alternativen offensichtlich, einschließlich aber nicht ausschließlich Ausführungsformen, denen Schlitze/Rippen fehlen, Ausführungsformen mit mehr Schlitzen/Rippen und Ausführungsformen, die Schlitze/Rippen verschiedener unterschiedlicher Größen, Formen und Positionen aufweisen.
3 veranschaulicht eine Querschnittansicht entlang der Linie 3-3 von 2. Wie in dieser Figur gezeigt umfasst das Fach 170 zwei Sicherungselemente, Sicherungselement 190 und Sicherungselement 195. Das Sicherungselement 190 ist ausgelegt, um mit der oberen Fläche des Fußabschnitts 112 des Batteriegehäuses 120 in Eingriff zu treten. Der Eingriff zwischen dem Sicherungselement 190 und dem Fußabschnitt 112 kann solcher Art sein, dass ein Bewegen der Batterie 110 relativ zu dem ausgesparten Fach 170 verhindert oder zumindest im Wesentlichen verhindert wird. Das Sicherungselement 195 ist analog ausgelegt, um mit der oberen Fläche des Fußabschnitts 114 des Batteriegehäuses 120 in Eingriff zu treten. Der Eingriff zwischen dem Sicherungselement 195 und dem Fußabschnitt 114 kann auch solcher Art sein, dass ein Bewegen der Batterie 110 relativ zu dem ausgesparten Fach 170 verhindert oder zumindest im Wesentlichen verhindert wird 170.
4 veranschaulicht eine Nahansicht im Querschnitt der Grenzfläche zwischen dem Fußabschnitt 112 und dem Sicherungselement 190. Wie in dieser Figur veranschaulicht, umfasst das Sicherungselement 190 eine gerändelte Fläche, die mehrere eindringende Elemente 192 umfasst. Die gerändelte Fläche des Sicherungselements 190 ist ausgelegt, um ausreichend Reibung mit der Batterie 110 zu erzeugen, um eine Bewegung zwischen der Batterie 110 und dem Fach 170 zumindest im Wesentlichen zu verhindern. Insbesondere sind in der dargestellten Ausführungsform eindringende Elemente 192 ausgelegt, um in den Fußabschnitt 112 des Batteriegehäuses 120 einzudringen.
Eindringende Elemente 192 können mit dem Sicherungselement 190 integral ausgebildet werden oder eindringende Elemente 192 können alternativ aus einem anderen Material als das Sicherungselement 190 hergestellt werden und können an dem Sicherungselement 190 angebracht werden. Bei Ausführungsformen, bei denen eindringende Elemente 192 an dem Sicherungselement 190 angebracht werden, kann ein solches Anbringen mittels zum Beispiel eines Klebstoffs, von Schrauben, Bolzen, Nieten, Stiften, etc. erfolgen.
Die eindringenden Elemente 192 können ausgelegt sein, um in einen Fußabschnitt eines ersten Batteriegehäuses auf eine erste Tiefe einzudringen und in einen Fußabschnitt eines zweiten Batteriegehäuses auf eine zweite Tiefe einzudringen, wobei sich die erste Tiefe von der zweiten Tiefe unterscheidet. Auf diese Weise kann/können das eindringende Element/die eindringenden Elemente Batterien und/oder Batteriegehäuse unterschiedlicher Größen unterstützen, so dass Toleranzen solcher Batterien/Batteriegehäuse nicht so streng sein müssen.
Zum Beispiel veranschaulicht 5 eine Nahansicht im Querschnitt der Grenzfläche zwischen einem Fußabschnitt 512 eines alternativen Batteriegehäuses und dem in 4 dargestellten Sicherungselement 190. Der Fußabschnitt 512 weist eine geringere Höhe (H') als die Höhe (H) des Fußabschnitts 112 der in 4 dargestellten Ausführungsform auf. Somit dringen eindringende Elemente 192 auf eine größere Tiefe in den Fußabschnitt 112 ein als die eindringenden Elemente 192 in den Fußabschnitt 512 eindringen. Bezüglich jedes der in 4 und 5 dargestellten zwei Fußabschnitte sind die eindringenden Elemente 192 aber ausgelegt, um ausreichend Reibung mit der Batterie zu erzeugen, um eine Bewegung der Batterie und des Fachs zumindest im Wesentlichen zu verhindern. Der Fußabschnitt/die Fußabschnitte können aus einem beliebigen Material bestehen, das ausreichend nachgiebig und/oder verformbar ist, um einen engen Reibsitz zu ermöglichen und/oder um ein ausreichendes Eindringen zu ermöglichen, um die Batterie ortsfest zu befestigen, wie etwa aus verschiedensten Kunststoffen, Gummi und dergleichen.
Die gerändelte(n) Klemmfläche(n) des einen oder der mehreren Sicherungselemente kann/können ausgelegt sein, um in den ersten und den zweiten Fußabschnitt einzudringen, um ein vertikales Bewegen des Batteriegehäuses in dem Fach zumindest im Wesentlichen zu verhindern. In manchen Ausführungsformen kann/können die gerändelte(n) Klemmfläche(n) ausgelegt sein, um ein vertikales Bewegen des Batteriegehäuses in dem Fach zumindest im Wesentlichen zu verhindern und um eine reibbedingte Behinderung eines Bewegens des Batteriegehäuses in einer ersten horizontalen Richtung in dem Fach vorzusehen. In manchen Ausführungsformen kann/können die gerändelte(n) Klemmfläche(n) eine reibbedingte Behinderung einer Bewegung des Batteriegehäuses in einer zweiten horizontalen Richtung in dem Fach vorsehen, wobei die zweite horizontale Richtung senkrecht zu der ersten horizontalen Richtung ist, und in manchen dieser Ausführungsformen kann/können die gerändelte(n) Klemmfläche(n) eine reibbedingte Behinderung eines Bewegens des Batteriegehäuses in einer beliebigen Richtung relativ zu der Batterie und/oder dem Batteriegehäuse vorsehen.
Es versteht sich, dass in manchen Ausführungsformen ein einziges Sicherungselement ausreichend sein kann, um eine Bewegung durch die Batterie relativ zu dem Fach zumindest im Wesentlichen zu verhindern. Andere Ausführungsformen können mehr als zwei Sicherungselemente umfassen. Analog können manche Ausführungsformen ein einziges eindringendes Element umfassen, das entlang jedes Sicherungselements positioniert ist. Andere Ausführungsformen können mehrere Sicherungselemente umfassen.
In manchen Ausführungsformen können ein oder mehrere der eindringenden Elemente eine längliche Rippe umfassen. Die längliche(n) Rippe(n) können wie in der Ausführungsform von 5 gezeigt eine mindestens im Wesentlichen dreieckige Querschnittform umfassen und können eine spitz zulaufende oder zugespitzte Spitze enthalten, um ein Eindringen der länglichen Rippe(n) in einen Teil eines Batteriegehäuses, wie etwa in einen Fußabschnitt eines Batteriegehäuses, zu erleichtern. In Ausführungsformen mit mehreren länglichen Rippen können diese Rippen in einer zumindest im Wesentlichen parallelen Weise an dem Sicherungselement positioniert sein, was auch mit der in 5 dargestellten Ausführungsform im Einklang steht.
In diesen Ausführungsformen können die mehreren länglichen Ripppen auch so positioniert sein, dass sie sich zumindest im Wesentlichen parallel zu einer Richtung erstrecken, aus welcher sich ein Sicherungselement von einem Fach erstreckt, wie in 5 veranschaulicht ist. In anderen Ausführungsformen können die mehreren länglichen Rippen so positioniert sein, dass sie sich zumindest im Wesentlichen senkrecht zu einer Richtung erstrecken, aus der sich das Sicherungselement von dem Fach erstreckt. In noch anderen Ausführungsformen können die Rippen in einem ”Schachbrett”-Muster oder anderweitig Positionen positioniert sein, so dass sie sich sowohl im Wesentlichen senkrecht als auch im Wesentlichen parallel zu einer Richtung erstrecken, aus der sich ein Sicherungselement von einem Fach erstreckt.
In noch anderen Ausführungsformen können ein oder mehrere der eindringenden Elemente Dorne statt länglicher Rippen umfassen. In manchen Ausführungsformen können diese Dorne eine zumindest im Wesentlichen konische Form umfassen und können, wie die vorstehend erläuterten Rippen, in einer spitz zulaufenden oder zugespitzten Spitze enden, um ein Eindringen des Dorns/der Dorne in einen Teil eines Batteriegehäuses, wie etwa in einen Fußabschnitt eines Batteriegehäuses, zu erleichtern.
Wie in 4 und 5 gezeigt ist, können ein oder mehrere der Sicherungselemente mittels eines oder mehrerer Befestigungsmittel mit dem Fach gekoppelt sein. Zum Beispiel stellen 4 und 5 ein Befestigungsmittel 193 dar, das sich durch das Sicherungselement 190 und in eine Seitenwand 176 des Fachs 170 erstreckt. Solche Befestigungsmittel können zum Beispiel einen Bolzen, eine Niete, eine Schraube, einen Stift und/oder ein Scharnier umfassen. In manchen Ausführungsformen können ein oder mehrere der Befestigungsmittel ein Schwenken des ersten und des zweiten Sicherungselements bezüglich des Fachs zulassen, um eine Positionierung der Batterie in dem Fach zu erleichtern.
6 veranschaulicht eine Querschnittansicht einer alternativen Ausführungsform eines Batteriesicherungssystems 600. Wie bei dem Batteriesicherungssystem 100 umfasst das Fach 670 gegenüberliegende Seitenwände 672 und 674, die eine Aussparung 680 festlegen. Im Gegensatz zum Batteriesicherungssystem 100 umfasst das Batteriesicherungssystem 600 keine Rippe, um das Fach 670 in Abschnitte zu unterteilen und um ein Anordnen der Batterie 610 an einer erwünschten Stelle und Position in dem Fach 670 zu erleichtern. Somit ist das Batteriesicherungssystem 600 so ausgelegt, dass die Batterie 610 nicht an einer bestimmten Stelle oder in einer bestimmten Richtung in dem Fach 670 platziert werden muss. Wie in 7 gezeigt kann das Fach 670 auch zwei zusätzliche Seitenwände 676 und 678 umfassen, so dass die Aussparung 680 in einem Umfang festgelegt ist.
6 veranschaulicht auch, dass die Batterie 610 drei Batterieabschnitte, Abschnitte 622, 624 und 626, umfasst. Diese Batterieabschnitte sind in einem Batteriegehäuse 620 eingeschlossen. Im Gegensatz zu der in 2 dargestellten Ausführungsform umfasst die Ausführungsform von 6 keine Schlitze für einen Eingriff mit in dem Fach ausgebildeten Rippen. Das Fach 670 umfasst aber wie in 7 dargestellt zwei erhabene Absatzabschnitte 679. Die Absatzabschnitte 679 können in manchen Ausführungsformen ein anderes Material bzw. Materialien als der Rest des Fachs 670 umfassen. Zum Beispiel können die Absatzabschnitte 679 ein elastischeres Material umfassen, um der Batterie 610 eine Polsterungswirkung zu bieten.
Wie ebenfalls in 7 veranschaulicht ist, umfasst das Fach 670 zwei Sicherungselemente, Sicherungselement 690 und Sicherungselement 695. Das Sicherungselement 690 ist ausgelegt, um mit der oberen Fläche des Fußabschnitts 612 des Batteriegehäuses 620 in Eingriff zu treten. Der Eingriff zwischen dem Sicherungselement 690 und dem Fußabschnitt 612 kann solcher Art sein, dass ein Bewegen der Batterie 610 relativ zu dem ausgesparten Fach 670 verhindert oder zumindest im Wesentlichen verhindert wird. Das Sicherungselement 695 ist analog ausgelegt, um mit der oberen Fläche des Fußabschnitts 614 des Batteriegehäuses 620 in Eingriff zu treten. Der Eingriff zwischen dem Sicherungselement 695 und dem Fußabschnitt 614 kann auch solcher Art sein, dass ein Bewegen der Batterie 610 relativ zu dem ausgesparten Fach 670 verhindert oder zumindest im Wesentlichen verhindert wird.
8 veranschaulicht eine Querschnittansicht entlang der Linie 8-8 von 7. 8 stellt auch eindringende Elemente 692 dar, nachdem sie in den Fußabschnitt 612 des Batteriegehäuses 620 eingedrungen sind. Wie ebenfalls in 8 veranschaulicht sind benachbarte eindringende Elemente 692 durch einen Abstand ”D” getrennt. Bei manchen Ausführungsformen und/oder Materialien können zu viele eindringende Elemente an einem einzigen Sicherungselement vorhanden sein, wenn der Abstand D zu klein ist, und somit kann die Kraft, die erforderlich ist, um alle eindringenden Elemente in das Gehäuse zu schieben, zu hoch sein und die Rippen könnten nicht weit genug in den Kunststoff ragen. Wenn andererseits der Abstand zu groß ist, kann die Beschleunigungskraft aus der Masse der Batterie in einer Zusammenstoßsituation über zu wenige eindringende Elemente verteilt werden, was zu einem vorzeitigen Ausfall derselben führen kann. In manchen Ausführungsformen wurde daher festgestellt, dass es erwünscht sein kann, den Abstand D in dem Bereich von etwa 10 mm bis etwa 40 mm auszulegen. In manchen dieser Ausführungsformen kann der Abstand D in dem Bereich von etwa 20 mm bis etwa 30 mm liegen.
9 veranschaulicht eine Nahansicht der Grenzfläche zwischen dem eindringenden Element 692 und dem Fußabschnitt 612. Wie in dieser Figur gezeigt dringt das eindringende Element 692 auf eine Eindringtiefe ”P” in den Fußabschnitt 612 ein. Wie ebenfalls in dieser Figur gezeigt ist, ist das Sicherungselement 690 durch einen Spaltabstand ”G” von dem Fußabschnitt 612 getrennt. Wie offensichtlich sein sollte, nimmt der Spaltabstand G ab, wenn die Höhe des Fußabschnitts 612 zunimmt. Analog wird das eindringende Element 692 auf eine größere Eindringtiefe P gedrückt, wenn die Höhe des Fußabschnitts 612 zunimmt. Auf diese Weise können Batterien mit unterschiedlichen Maßen, die sich aus Fertigungstoleranzen ergeben, untergebracht werden, ohne die Sicherheit der Batterie in dem Fach zu opfern.
Die Fertigungstoleranzen einiger Ausführungsformen von Batteriesicherungssystemen können so ausgelegt werden, dass der maximale Spalt zwischen der Batterie (z. B. dem Fußabschnitt) und dem Fach (z. B. dem Sicherungselement) im Wesentlichen identisch zu der Mindesteindringtiefe des/der eindringenden Elements/Elemente in der Batterie ist. Unter Bezugnahme auf 9 kann die maximale Eindringtiefe P mit anderen Worten im Wesentlichen identisch zu dem Spaltabstand G sein. Diese Ausführung kann eine erwünschte Kombination aus: (1) geeignet hoher Reibung, um eine Bewegung zwischen der Batterie und dem Fach zu verhindern oder zumindest im Wesentlichen zu verhindern; und (2) geeignet niedrigen Kräften an dem/den eindringenden Element(en) vorsehen, um zu verhindern, dass sie von dem/den Sicherungselement(en) abgebrochen werden.
Bei manchen Ausführungsformen können zum Beispiel die Fertigungstoleranzen so ausgelegt werden, dass der maximale Spalt G zwischen der Batterie (z. B. dem Fußabschnitt) und dem Fach (z. B. dem Sicherungselement) etwa 1,0 mm beträgt. In einer solchen Ausführungsform kann eine solche Auslegung sicherstellen, dass in alle Batterien auf eine Eindringtiefe P von mindestens 1,0 mm eingedrungen wird. Somit können in solchen Ausführungsformen die eindringenden Elemente eine Länge von etwa 2,0 mm aufweisen.
Wie ebenfalls in 9 veranschaulicht ist, weist das eindringende Element 692 an seiner Grundfläche eine Breite ”W” auf. Das Maß dieser Breite kann abhängig von den Materialien und anderen Parametern, die in dem System verwendet werden, wichtig sein. Wenn zum Beispiel die Breite W zu klein ist, kann das eindringende Element zu schwach sein und kann an der Wurzel anfällig für Zerbrechen sein. Wenn andererseits die Breite W zu groß ist, kann es sehr schwierig werden, das eindringende Element mit einem angemessenen Kraftbetrag in das Gehäuse, wie etwa in den Gehäusefuß, zu drücken. Somit kann die Breite W in manchen Ausführungsformen zwischen etwa 1,0 mm und etwa 2,0 mm liegen. In manchen Ausführungsformen kann die Breite W zwischen etwa 1,5 mm und etwa 1,7 mm liegen.
Die vorstehende Beschreibung erfolgte unter Bezugnahme auf verschiedene Ausführungsformen. Ein Durchschnittsfachmann wird aber erkennen, dass verschiedene Abwandlungen und Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Zum Beispiel können verschiedene Arbeitsschritte sowie Komponenten zum Ausführen von Arbeitsschritten abhängig von der bestimmten Anwendung oder unter Berücksichtigung einer beliebigen Anzahl an Kostenfunktionen in Verbindung mit dem Arbeiten des Systems auf andere Weise implementiert werden. Demgemäß können ein oder mehrere der Schritte unterlassen, abgewandelt oder mit anderen Schritten kombiniert werden. Ferner ist diese Offenbarung in veranschaulichender und nicht einschränkender Weise zu sehen, und alle diese Abwandlungen sollen innerhalb des Schutzumfangs derselben eingeschlossen sein. Analog wurden der Nutzen, andere Vorteile und Problemlösungen vorstehend bezüglich verschiedener Ausführungsformen beschrieben. Der Nutzen, die Vorteile, Problemlösungen und ein bzw. mehrere beliebige Elemente, die das Eintreten oder Verstärken eines Nutzens, Vorteils oder einer Lösung ergeben können, sind nicht als ausschlaggebendes, erforderliches oder wesentliches Merkmal oder Element auszulegen.
Der Fachmann wird erkennen, dass an den Details der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen viele Änderungen vorgenommen werden können, ohne von den zugrundeliegenden Grundsätzen der Erfindung abzuweichen. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung sollte daher nur durch die folgenden Ansprüche bestimmt werden.

Claims

Fahrzeugbatteriesystem, umfassend: ein Batteriegehäuse, das eine Fahrzeugbatterie unterbringt, wobei das Batteriegehäuse gegenüberliegende erste und zweite Fußabschnitte umfasst, die sich von einem unteren Teil des Batteriegehäuses seitlich erstrecken, und wobei der erste und der zweite Fußabschnitt jeweils eine obere Fläche umfassen; ein Fach zum Aufnehmen des Batteriegehäuses, wobei das Fach eine Aussparung umfasst, die durch gegenüberliegende Seitenwände festgelegt ist, und wobei das Fach so ausgelegt ist, dass der erste und der zweite Fußabschnitt in der Aussparung sitzen, wenn das Batteriegehäuse in dem Fach aufgenommen ist; ein erstes Sicherungselement, das mit dem Fach gekoppelt ist, wobei das erste Sicherungselement eine gerändelte Klemmfläche umfasst, die ausgelegt ist, um mit einer oberen Fläche des ersten Fußabschnitts in Eingriff zu treten; und ein zweites Sicherungselement, das mit dem Fach gekoppelt ist, wobei das zweite Sicherungselement eine gerändelte Klemmfläche umfasst, die ausgelegt ist, um mit einer oberen Fläche des zweiten Fußabschnitts in Eingriff zu treten, wobei die gerändelten Klemmflächen des ersten und des zweiten Sicherungselements ausgelegt sind, um ein vertikales Bewegen des Batteriegehäuses in dem Fach zumindest im Wesentlichen zu verhindern und um eine reibbedingte Behinderung eines Bewegens des Batteriegehäuses in einer ersten horizontalen Richtung in dem Fach vorzusehen.
System nach Anspruch 1, wobei die gerändelten Klemmflächen des ersten und des zweiten Sicherungselements ausgelegt sind, um eine reibbedingte Behinderung eines Bewegens des Batteriegehäuses in einer zweiten horizontalen Richtung in dem Fach vorzusehen, wobei die zweite horizontale Richtung senkrecht zu der ersten horizontalen Richtung ist.
System nach Anspruch 1, wobei das erste und das zweite Sicherungselement ausgelegt sind, um eine Aufnahme von Fußabschnitten unterschiedlicher Höhen zu bewältigen, während immer noch ein vertikales Bewegen des Batteriegehäuses in dem Fach zumindest im Wesentlichen verhindert wird.
System nach Anspruch 3, wobei die gerändelten Klemmflächen des ersten und des zweiten Sicherungselements mindestens ein eindringendes Element umfassen, das ausgelegt ist, um in den ersten und den zweiten Fußabschnitt einzudringen, um ein vertikales Bewegen des Batteriegehäuses in dem Fach zumindest im Wesentlichen zu verhindern.
System nach Anspruch 4, wobei das mindestens eine eindringende Element mindestens eine längliche Rippe umfasst.
System nach Anspruch 5, wobei die gerändelten Flächen des ersten und des zweiten Sicherungselements mehrere längliche Rippen umfassen.
System nach Anspruch 1, weiterhin umfassend: ein erstes Befestigungsmittel zum Koppeln des ersten Sicherungselements mit dem Fach; und ein zweites Befestigungsmittel zum Koppeln des zweiten Sicherungselements mit dem Fach.
System zum Aufnehmen und Sichern einer Batterie in einem Fahrzeug, wobei das System umfasst: ein Fach, das zum Aufnehmen eines eine Fahrzeugbatterie Unterbringenden Batteriegehäuses ausgelegt ist; ein Sicherungselement, das mit dem Fach gekoppelt und ausgelegt ist, um mit einer oberen Fläche eines Fußabschnitts eines ersten Batteriegehäuses in Eingriff zu treten, wobei der Fußabschnitt des ersten Batteriegehäuses eine erste Höhe aufweist, wobei das Sicherungselement ausgelegt ist, um direkt mit der oberen Fläche des Fußabschnitts des ersten Batteriegehäuses in Eingriff zu treten, um ein Bewegen des Batteriegehäuses relativ zu dem Fach zumindest im Wesentlichen zu verhindern, wobei das Sicherungselement ausgelegt ist, um direkt mit einer oberen Fläche eines Fußabschnitts eines zweiten Batteriegehäuses in Eingriff zu treten, um ein Bewegen des Batteriegehäuses relativ zum Fach zumindest im Wesentlichen zu verhindern, und wobei der Fußabschnitt des zweiten Batteriegehäuses eine zweite Höhe aufweist, die sich von der ersten Höhe unterscheidet.
System nach Anspruch 8, wobei das Sicherungselement eine gerändelte Fläche umfasst, um ein Bewegen des Batteriegehäuses relativ zu dem Fach zumindest im Wesentlichen zu verhindern.
System nach Anspruch 8, wobei das Sicherungselement mindestens ein eindringendes Element umfasst, das ausgelegt ist, um in den Fußabschnitt eines ersten Batteriegehäuses und den Fußabschnitt des zweiten Batteriegehäuses einzudringen, wobei das mindestens eine eindringende Element ausgelegt ist, um auf eine erste Tiefe in den Fußabschnitt des ersten Batteriegehäuses einzudringen, und das mindestens eine eindringende Element ausgelegt ist, um auf eine zweite Tiefe in den Fußabschnitt des zweiten Batteriegehäuses einzudringen, wobei sich die erste Tiefe von der zweiten Tiefe unterscheidet.