DE102014102051A1

DE102014102051A1 - Batterieeinheit mit kompakten Aufbau

Info

Publication number: DE102014102051A1
Application number: DE102014102051.0A
Authority: DE
Inventors: Tsuyoshi Tanaka; Yoshinori Yamaguchi; Hidehiro Kinoshita; Hiroaki Higuchi
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2013-02-27
Filing date: 2014-02-18
Publication date: 2014-08-28
Also published as: CN104009194A; US20140239904A1; JP5835246B2; CN104009194B; JP2014165100A

Abstract

Es ist eine Batterieeinheit (10) vorgesehen, welche ein Speichergehäuse (13), eine Batterie, eine Steuerplatine (12) und einen Pressmechanismus (101) aufweist. Die Batterie ist in dem Speichergehäuse (13) angeordnet und wird durch den Pressmechanismus (101) gegen den Boden des Speichergehäuses (13) gepresst beziehungsweise gedrückt. Die Steuerplatine (12) hat darauf elektronische Komponenten angebracht, um ein Laden oder Entladen der Batterie zu steuern, und ist über der Batterie innerhalb des Speichergehäuses (13) platziert. Der Pressmechanismus (101) ist neben der Steuerplatine (12) ohne irgendeine physikalische Interferenz miteinander angeordnet. Solch ein Layout des Pressmechanismus (101) und der Steuerplatine (12) erlaubt es der Batterieeinheit (10), in ihrer Größe verringert zu sein.

Description

QUERVERWEIS AUF EIN VERWANDTES DOKUMENT
Die vorliegende Anmeldung beansprucht den Vorzug der Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2013-36763 , welche am 27. Februar 2013 eingereicht wurde, deren Offenbarung hierin durch Bezugnahme mit eingebunden ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Technisches Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Batterieeinheit welche eine Speicherbatterie aufweist, welche in einem Speichergehäuse angeordnet ist, welches in Fahrzeugen wie beispielsweise Automobilen angebracht ist.
2. Stand der Technik
Batterieeinheiten sind bekannt, welche eine Speicherbatterie (ebenso ein montiertes Batteriemodul genannt) aufweisen, welche mit einer Mehrzahl von elektrochemischen Zellen ausgestattet ist und in einem Speichergehäuse in der Form eines Batteriepacks, welcher in Fahrzeugen wie beispielsweise Automobilen angebracht ist, angeordnet ist. Dieser Typ von Batterieeinheiten wird benötigt, um die Speicherbatterie in einem physikalisch und elektrisch stabilen Zustand zu halten. Es wurden demzufolge Techniken entwickelt, um die Speicherbatterie unter Druck zu halten. Beispielsweise lehrt die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2006-339031 einen Batteriepack, welcher eine Speicherbatterie aufweist, welche mit einem Stapel von elektrochemischen Zellen ausgestattet ist, wobei jede mit Laminatfilmen (auf welche untenstehend auch Bezug genommen wird als laminierte Zellen oder Zellen vom laminierten Typ) ausgestattet sind. Der Batteriepack weist auch ein Speichergehäuse, eine Abdeckung und eine Klemmschaltung beziehungsweise Klemmen auf. Das Speichergehäuse hat die Speicherbatterie darin installiert. Das Speichergehäuse hat ein offenes Ende, welches durch die Abdeckung geschlossen ist. Die Abdeckung wird durch die Klemmschaltung beziehungsweise Klemmen gedrückt, sodass sie die Speicherbatterie innerhalb des Speichergehäuses unter Druck hält.
Zusätzlich ist es auch notwendig, dass ein Ladezustand (SOC = State of Charge) der Speicherbatterie gemessen wird und in einer Lade- oder Entlade-Operation davon gesteuert wird. Zu diesem Zweck wurde vorgeschlagen, eine Steuerplatine, auf welcher elektronische Vorrichtungen hergestellt sind, zusammen mit der Speicherbatterie in der Batterieeinheit einzubauen. Solch eine Installation der Steuerplatine benötigt einen Raum innerhalb der Batterieeinheit, und führt demnach zu einer erhöhten Gesamtgröße der Batterieeinheit. Insbesondere unterliegt der obige Typ von Batterieeinheit der Einschränkung der Installation der Steuerplatine aufgrund der Klemmen und muss demnach in der Größe davon vergrößert werden.
Die Installation der Steuerplatine in dem Speichergehäuse der Batterieeinheit, wie sie in der obigen Publikation gelehrt wird, benötigt eine Vergrößerung des Volumens des Speichergehäuses in einer Richtung rechtwinklig zu der Dicke der Speicherbatterie (das heißt einer Richtung parallel zu den größeren beziehungsweise Haupt-Oberflächen der Speicherbatterie), was demnach zu einer Erhöhung der Gesamtgröße der Batterieeinheit führt.
Wenn die Batterieeinheit in dem Automobilfahrzeug angebracht wird, ist es ratsam, dass die Batterieeinheit frei von Wärme hinsichtlich Charakteristiken davon ist und demnach in einem Passagierraum platziert wird. Gewöhnlich ist es essenziell, den Passagierraum zugunsten des Komforts der Passagiere zu entwerfen. Die Installation der Batterieeinheit ist demnach einigen Beschränkungen unterworfen.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist demnach eine Aufgabe dieser Offenbarung, eine Batterieeinheit mit kompakten Aufbau bzw. Struktur vorzusehen, welche entworfen ist, um eine Speicherbatterie unter Druck innerhalb eines Speichergehäuses zu halten, in welchem eine Steuerplatine installiert ist.
Gemäß einem Aspekt der Ausführungsform ist eine Batterieeinheit vorgesehen, welche bei automatischen Fahrzeugen eingesetzt werden kann. Die Batterieeinheit weist Folgendes auf: (a) ein Speichergehäuse, welches ein erstes Gehäuseelement und ein zweites Gehäuseelement aufweist, welche einander gegenüberliegend sind; (b) eine Batterie, welche eine Zelle vom laminierten Typ aufweist, wobei die Batterie eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche gegenüberliegend der ersten Oberfläche durch eine gegebene Dicke davon hat, wobei die Batterie in dem Speichergehäuse angeordnet ist, wobei die erste Oberfläche in Kontakt mit dem ersten Gehäuseelement platziert ist und die zweite Oberfläche dem zweiten Gehäuseelement zugewandt ist; (c) eine Steuerplatine bzw. ein Steuer-Board, auf welcher eine elektronische Komponente angebracht ist, um Lade- und Entladeoperationen der Batterie zu steuern, wobei die Steuerplatine in einer Platinenspeicherkammer angeordnet ist, welche zwischen der zweiten Oberfläche der Batterie und dem zweiten Gehäuseelement des Speichergehäuses gebildet ist; und (d) einen Druckmechanismus beziehungsweise Pressmechanismus, welcher neben der Steuerplatine in einer Richtung im Wesentlichen rechtwinklig zu der Dicke der Batterie innerhalb der Platinensteuerkammer angeordnet ist, ohne eine physikalische Interferenz beziehungsweise Wechselwirkung zwischen dem Pressmechanismus und der Steuerplatine. Der Pressmechanismus arbeitet, um die Batterie gegen das erste Gehäuseelement des Speichergehäuses zu drücken beziehungsweise zu pressen.
Die Batterie ist wie obenstehend beschrieben ist in dem Speichergehäuse angeordnet, wobei die erste Oberfläche in Kontakt mit dem ersten Gehäuseelement ist, und die zweite Oberfläche dem Druck ausgesetzt ist, wie er durch den Pressmechanismus erzeugt wird. Solch eine Installation stellt die Stabilität beim Halten der Batterie in dem Speichergehäuse sicher. Die Steuerplatine und der Pressmechanismus sind zwischen der Batterie und dem zweiten Gehäuseelement ohne irgendeine physikalische Interferenz beziehungsweise Beeinflussung beziehungsweise Beeinträchtigung miteinander angebracht. In anderen Worten gesagt, wird der Raum, welcher zwischen der zweiten Oberfläche der Batterie und der Oberfläche des zweiten Gehäuses gebildet ist, durch die Steuerplatine und den Pressmechanismus gemeinsam verwendet ohne eine physikalische Interferenz miteinander. In anderen Worten gesagt wird der Raum, welcher zwischen der zweiten Oberfläche der Batterie und der Oberfläche des zweiten Gehäuses gebildet ist, durch die Steuerplatine und den Pressmechanismus ohne irgendeine physikalische Interferenz miteinander gemeinsam verwendet. Dies erlaubt es, dass die Batterieeinheit, welche mit der Batterie und der Steuerplatine ausgestattet ist, welche in dem Speichergehäuse angeordnet ist, in ihrer Gesamtgröße verringert ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird vollständiger aus der detaillierten Beschreibung, welche hierin untenstehend gegeben ist und aus den beigefügten Zeichnungen der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung verstanden werden, welche jedoch nicht herangezogen werden sollten um die Erfindung auf die spezifischen Ausführungsformen zu beschränken, sondern welche nur für den Zweck der Erklärung und des Verständnisses sind.
In den Zeichnungen:
1 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine Gesamtstruktur einer Batterieeinheit gemäß einer Ausführungsform zeigt;
2 ist eine transverse Schnittansicht, aufgenommen entlang der Linie II-II in 1;
3 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung, welche essenzielle Teile der Batterieeinheit der 1 zeigt;
4 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine Basis veranschaulicht, auf welcher ein montiertes Batteriemodul angebracht ist;
5 ist eine Draufsicht der 4;
6 ist eine Ansicht von unten beziehungsweise Bodenansicht, welche eine Abdeckung veranschaulicht, welche an der Basis der 5 befestigt ist;
7 ist eine perspektivische Ansicht, welche ein Zwischengehäuse veranschaulicht, welches zwischen der Basis der 4 und der Abdeckung der 6 angeordnet ist;
8(a) ist eine Draufsicht auf das Zwischengehäuse der 7;
8(b) ist eine Ansicht von unten beziehungsweise Bodenansicht des Zwischengehäuses der 7;
9 ist eine vertikale Schnittansicht, aufgenommen entlang der Linie IX-IX in 8(a);
10 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Wasserschadensensors;
11 ist eine vertikale Schnittansicht einer Basis und eines Zwischengehäuses eines Speichergehäuses, welches eine vertikale Platzierung des Wasserschadensensors der 10 veranschaulicht;
12 ist eine perspektivische Ansicht, welche ein montiertes Batteriemodul zeigt, welches in der Batterieeinheit der 1 angebracht ist;
13 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung, welche ein montiertes Batteriemodul veranschaulicht;
14 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung, welche ein montiertes Batteriemodul veranschaulicht;
15 ist eine Seitenansicht, welche Verbindungen von Elektrodenlaschen (electrode tabs) von Zellen eines montierten Batteriemoduls veranschaulicht;
16 ist eine Draufsicht, welche ein montiertes Batteriemodul veranschaulicht, welches auf einer Basis eines Speichergehäuses der Batterieeinheit der 1 angebracht ist;
17 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine Steuerplatine veranschaulicht, welche in der Batterieeinheit der 1 installiert ist;
18 ist eine Draufsicht, welche die Steuerplatine der 17, montiert auf einer Basis eines Speichergehäuses veranschaulicht;
19 ist ein Schaltbild, welches eine elektrische Struktur eines Leistungsversorgungssystems zeigt; und
20(a), 20(b) und 20(c) sind Draufsichten, welche Abwandlungen einer Steuerplatine zeigen, welche in der Batterieeinheit der 1 installiert ist.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Bezug nehmend auf die Zeichnungen, worin gleiche Bezugszeichen sich auf gleiche Teile in verschiedenen Ansichten beziehen, insbesondere auf die 1 bis 3 ist eine Batterieeinheit 10 gezeigt, welche als ein Beispiel mit einem Leistungsversorgungssystem verwendet wird, welches in einem Automobilfahrzeug installiert ist, welches mit einer internen Verbrennungsmaschine, einer elektronischen Steuereinheit (ECU = Electronic Control Unit), welche arbeitet, um den Betrieb der Maschine oder andere elektrische Vorrichtungen zu steuern, einem elektrischen Generator (auch bezeichnet als Wechselstromgenerator), welcher durch die Maschine betrieben wird, um Elektrizität zu erzeugen und einer elektrischen Speichervorrichtung ausgestattet ist, welche durch elektrische Leistung, welche durch den Generator erzeugt wird, geladen wird. Die elektrische Speichervorrichtung weist eine Bleibatterie und eine Lithium-Ionen-Batterie auf. Die Batterieeinheit 10 ist, wie untenstehend beschrieben werden wird, als die Lithium-Ionen-Batterie ausgeführt.
Die Gesamtstruktur der Batterieeinheit 10 wird untenstehend unter Bezugnahme auf die 1–3 beschrieben werden. Eine vertikale Richtung der Batterieeinheit 10 wie hierauf in der folgenden Diskussion Bezug genommen wird, ist auf einer Orientierung der Batterieeinheit 10, welche wie in 1 auf einer horizontalen Ebene platziert ist zum Zwecke der Vereinfachung basiert.
Die Batterieeinheit 10 besteht im Wesentlichen aus einem montierten Batteriemodul 11, einer Steuerplatine 12 und einem Speichergehäuse 13. Das montierte Batteriemodul 11 ist aus einem Stapel von Zellen vom laminierten Typ aufgebaut, wovon jede mit einem laminierten Film beziehungsweise einer laminierten Schicht bedeckt ist. Die Steuerplatine 12 arbeitet als eine Steuerung, um das Laden oder Entladen des montierten Batteriemoduls 11 zu steuern. Das Speichergehäuse 13 hat das montierte Batteriemodul 11 und die Steuerplatine 12 darin installiert und ist aus einer Basis 14, einer Abdeckung 15 und einem Zwischengehäuse 16 aufgebaut. Die Basis 14 ist an einem Ort platziert, an dem die Batterieeinheit 10 installiert ist. Die Abdeckung 15 ist über der Basis 14 angeordnet. Das Zwischengehäuse 16 ist zwischen der Basis 14 und der Abdeckung 15 als eine Seitenschale verbunden beziehungsweise angefügt, welche einen Abschnitt einer Seitenwand des Speichergehäuses 13 begrenzt beziehungsweise definiert. Das montierte Batteriemodul 11 und die Steuerplatine 12 sind gelegt, sodass sie einander vertikal überlappen. Besonders ist die Steuerplatine 12 über dem montierten Batteriemodul 11 angeordnet. Das montierte Batteriemodul 11 und die Steuerplatine 12 sind an der Basis 14 befestigt. Die Abdeckung 15 und das Zwischengehäuse 16 sind ebenso an der Basis 14 befestigt.
Die Batterieeinheit 10 ist mit einem Anschlussblock 17 für die elektrische Verbindung mit einer externen Bleibatterie oder einem elektrischen Generator und einem elektrischen Verbinder 18 für eine elektrische Verbindung mit der ECU, welche in dem Fahrzeug angebracht ist, ausgestattet. Der elektrische Verbinder 18 ist ebenso mit anderen elektrischen Lasten, welchen Leistung von der Batterieeinheit 10 zur Verfügung zu stellen ist, verbindbar. Der Anschlussblock 17 und der Verbinder 18 sind, wie in 1 gesehen werden kann, teilweise außerhalb der Batterieeinheit 10 freiliegend.
Die Struktur der Batterieeinheit 10 wird untenstehend im Detail beschrieben werden.
BASIS 14 DES SPEICHERGEHÄUSES 13
Die Basis 14 der Batterieeinheit 10 wird erklärt werden. 4 ist eine perspektivische Ansicht der Basis 14. 5 ist eine Draufsicht auf die Basis 14.
Die Basis 14 ist aus einem metallischen Material wie beispielsweise Aluminium gefertigt und weist eine Bodenplatte 21 und eine aufrechte Wand 22 auf, welche sich vertikal von der Bodenplatte 21 erstreckt. Die Bodenplatte 21 ist im Wesentlichen rechtwinklig in der Form und hat einen Umfangsrand von welchem sich die aufrechte Wand 22 erstreckt. In anderen Worten gesagt umgibt die aufrechte Wand 22 den Umfangsrand der Bodenplatte 21. Die Bodenplatte 21 dient als eine Modulaufnahme, auf welcher das montierte Batteriemodul 11 gehalten wird. Die aufrechte Wand 22 ist so geformt, sodass sie das montierte Batteriemodul 11, welches auf der Bodenplatte 21 angebracht ist, vollständig umgibt.
Die Basis 14 hat, wie in 5 veranschaulicht ist, eine Modulaufnahmeoberfläche 23, welche durch einen Abschnitt einer Bodenwand der Basis 14 definiert beziehungsweise begrenzt ist, und mit welcher das montierte Batteriemodul 11 in direktem Kontakt angebracht ist. Die Modulaufnahmeoberfläche 23 steht leicht von ihrem umgebenden Bereich beziehungsweise Fläche der Basis 14 hervor und hat eine obere ebene Oberfläche gebildet beispielsweise durch schleifen oder polieren. Die aufrechte Wand 22 ist von einer ringförmigen Form und umgibt das montierte Batteriemodul.
An der Basis 14 sind das montierte Batteriemodul 11, die Steuerplatine 12, die Abdeckung 15 und das Zwischengehäuse 16 befestigt. Besonders hat die Basis 14 eine Mehrzahl von zylindrischen Befestigungsabschnitten 24a–24d, welche als Befestigungsabstützungen zum Sichern des montierten Batteriemoduls 11, der Steuerplatine 12, der Abdeckung 15 und des Zwischengehäuses 16 an der Basis 14 verwendet werden. Die zylindrischen Befestigungsabschnitte 24a–24d werden ebenso allgemein durch ein Bezugszeichen 24 untenstehend bezeichnet werden. Die zylindrischen Befestigungsabschnitte 24a sind die Befestigungsabstützungen für die Steuerplatine 12. Die zylindrischen Befestigungsabschnitte 24b sind die Befestigungsabstützungen für die Abdeckung 15. Die zylindrischen Befestigungsabschnitte 24a und 24b erstrecken sich vertikal von dem Boden der Basis 14 innerhalb der aufrechten Wand 22 und haben obere Enden, auf beziehungsweise an welchen die Steuerplatine 12 und die Abdeckung 15 angebracht sind. Die Basis 14 hat auch an inneren Ecken der aufrechten Wand 22 Basisblöcke 25 gebildet, an welchen sich einige der zylindrischen Befestigungsabschnitte 24a und 24b nach oben erstrecken.
Die zylindrischen Befestigungsabschnitte 24c sind die Befestigungsabstützungen für das montierte Batteriemodul 11 und innerhalb der aufrechten Wand 22 platziert. Die zylindrischen Befestigungsabschnitte 24c sind in der Höhe niedriger als das obere Ende der aufrechten Wand 22. Die zylindrischen Befestigungsabschnitte 24d sind die Befestigungsabstützungen für das Zwischengehäuse 16 und außerhalb der aufrechten Wand 22 platziert.
Das obere Ende jedes der zylindrischen Befestigungsabschnitte 24a–24d hat eine ebene Oberfläche, welche sich in derselben Richtung erstreckt, wie diejenige, in welcher die Bodenoberfläche der Bodenplatte 21 sich erstreckt. Das obere Ende jedes der Befestigungsabschnitte 24a–24b hat ein mit einem Gewinde versehenes Loch darin gebildet. Die Installation des montierten Batteriemoduls 11, der Steuerplatine 12, der Abdeckung 15 und des Zwischengehäuses 16 auf der Basis 14 wird erreicht durch ein Platzieren derselben auf den oberen Enden der zylindrischen Befestigungsabschnitte 24a–24d und dann ein Befestigen von Schrauben N in den mit Gewinde versehenen Löchern der zylindrischen Befestigungsabschnitte 24a–24d. Die zylindrischen Befestigungsabschnitte 24a–24d können in einer anderen Form gebildet sein und entweder innerhalb oder außerhalb der aufrechten Wand 22 platziert sein.
Die Basis 14 hat auch eine Mehrzahl von zylindrischen Platzierungspins beziehungsweise Platzierungsstiften 26 (zwei in dieser Ausführungsform), welche sich wie die zylindrischen Befestigungsabschnitte 24a–24b nach oben erstrecken. Jeder der Platzierungspins 26 hat eine äußere Schulter und ist aus einem Abschnitt mit einem geringen Durchmesser und einem Abschnitt mit einem großen Durchmesser beziehungsweise aufgebaut. Der Abschnitt kleinen Durchmessers arbeitet als ein Positionierer, um die Steuerplatine 12 relativ zu der Basis 14 zu positionieren.
Die Basis 14 ist mit einem Wärmeableiter bzw. Kühlkörper ausgestattet, welcher dazu dient, um Wärme, wie sie durch das montierte Batteriemodul 11 und die Steuerplatine 12 erzeugt wird, zu der Umgebung abzuführen. Besonders hat die Basis 14, wie in den 4 und 5 veranschaulicht ist, eine Wärmesenke 27, welche als der Wärmeableiter auf der Bodenplatte 21 innerhalb der aufrechten Wand 22 gebildet ist. Die Wärmesenke 27 weist eine der Platine zugewandte Platte 27a auf, welche der rückwärtigen Oberfläche der Steuerplatine 12 zugewandt ist und eine Mehrzahl von Finnen (nicht gezeigt), welche unterhalb der der Platine zugewandten Platte 27a angeordnet sind. Die Wärmesenke 27 liegt einem Bereich der Steuerplatine 12 gegenüber, in welcher Leistungsvorrichtungen P angebracht sind. Die Wärme, wie sie durch die Leistungsvorrichtungen P erzeugt wird, wird zu der der Platine zugewandten Platte 27a übertragen und dann von den Finnen außerhalb der Batterieeinheit 10 freigesetzt.
Die Leistungsvorrichtungen beziehungsweise Leistungsgeräte P sind durch Leistungshalbleitervorrichtungen implementiert. Besonders sind Leistungstransistoren wie Leistungs-MOSFETs oder -IGBTs als die Leistungsvorrichtungen P auf einem Leistungsweg, welcher zu dem montierten Batteriemodul 11 in der Batterieeinheit 10 führt, angebracht. Die Leistungsvorrichtungen P werden an- oder abgeschaltet, um die Zuführung oder Abgabe von elektrischer Leistung in oder aus dem montierten Batteriemodul 11 zu steuern. Die Batterieeinheit 10 ist, wie obenstehend beschrieben ist, mit der Bleibatterie und dem elektrischen Generator verbunden. Der Leistungsweg, welcher zu dem montierten Batteriemodul 11 führt, ist demnach mit der Bleibatterie und dem elektrischen Generator verbunden.
Die Basis 14 hat auf der unteren Oberfläche der Basisplatte 21 Rippen (nicht gezeigt) als Wärmeableiter gebildet. Die Wärme, wie sie durch das montierte Batteriemodul 11 erzeugt wird, wird zu der Modulaufnahmeoberfläche 23 der Bodenplatte 21 übertragen und dann von den Rippen außerhalb der Batterieeinheit 10 freigesetzt. Ähnlich wird die Wärme, wie sie durch die Steuerplatine 12 erzeugt wird, von der Wärmesenke 27 zu der Bodenplatte 21 übertragen und dann von den Rippen an der Bodenplatte 21 außerhalb der Batterieeinheit 10 freigesetzt. Die Rippen arbeiten auch als Verstärkungen.
Die aufrechte Wand 22 hat darin auch einen Gasableitanschluss 28 gebildet, von welchem Gas in dem Speichergehäuse 13 nach außerhalb der Batterieeinheit 10 abgelassen beziehungsweise abgeführt wird. Die Bodenplatte 21 hat auch Flansche 29, welche sich von der aufrechten Wand 22 nach außen erstrecken. Jeder der Flansche 29 hat ein Loch, durch welchen ein Bolzen zur Installation der Batterieeinheit 10 hindurchtritt.
ABDECKUNG 15
6 ist eine Bodenansicht beziehungsweise Ansicht von unten der Abdeckung 15. Die Abdeckung 15 ist, wie die Basis 14, aus einem metallischen Material wie beispielsweise Aluminium gefertigt. Die Abdeckung 15 ist im Wesentlichen in der Form rechteckig und in einer Draufsicht davon, von welcher die Flansche 29 ausgelassen sind, in der Größe identisch mit der Basis 14. Die Abdeckung 15 hat auf Umfangsrändern oder Ecken davon Befestigungsabschnitte 31 gebildet, welche als Befestigungsabstützungen verwendet werden, um die Abdeckung 15 mit der Basis 14 mechanisch zu verbinden. Die Abdeckung 15 hat darin auch eine ringförmige Nut 32 gebildet, in welcher ein oberes Ende des Zwischengehäuses 16 (das heißt ein oberes Ende einer Zwischenwand 41, wie später beschrieben werden wird), eingepasst ist. Die Befestigungsabschnitte 31 sind an den vier Ecken der Abdeckung 15 in Ausrichtung mit den zylindrischen Befestigungsabschnitten 24b der Basis 14 platziert. Jeder der Befestigungsabschnitte 31 hat ein mit einem Gewinde versehenes Loch darin gebildet. Die ringförmige Nut 32 erstreckt sich außerhalb der Befestigungsabschnitte 31 und hat eine Kontur, welche an die Kontur des oberen Endes der aufrechten Wand 22 der Basis 14 angepasst ist. Die Abdeckung 15 hat Verstärkungsrippen 33, welche an der unteren Oberfläche davon gebildet sind.
Die Abdeckung 15 hat an der unteren Oberfläche davon einen Federhalter 35 gebildet, welcher als ein Pressmechanismushalter entworfen ist. Der Federhalter 35 wird auch als eine Federpresse verwendet, um Schraubenfedern 101 zu halten, wie sie zwischen dem montierten Batteriemodul 11 und der Abdeckung 15 unter Druck angeordnet sind. Der Federhalter 35 steht, wie in 2 veranschaulicht ist, von der unteren Oberfläche der Abdeckung 15 nach unten hervor und hat darin eine Mehrzahl von zylindrischen Kammern 35a gebildet, in welchen die Schraubenfedern 101 angeordnet sind. Ein Pressmechanismus, welcher die Schraubenfedern 101 verwendet, wird später im Detail beschrieben werden.
Die Rippen 33 sind in einem Muster angeordnet, welches strahlenförmig von dem Federhalter 35 wegführt, um die Verformung oder Wölbung beziehungsweise Verwerfung der Abdeckung 15, welche von der Anwendung einer mechanischen Last auf den Federhalter 35 herrührt (das heißt eine reaktive Kraft der Schraubenfedern 101, welche orientiert ist, um die Abdeckung 15 nach oben zu heben). Besonders arbeitet der Federhalter 35 als eine Federabstützung, um eines von Enden jeder Schraubenfedern 101 zu halten. Die Rippen 33 arbeiten als ein Verformungsverhinderer, um die Verformung der Abdeckung 15 zu minimieren.
Das Anbringen der Abdeckung 15 an das Basis 14 wird durch ein Platzieren jedes der Befestigungsabschnitte 31 der Abdeckung 15 an einem der zylindrischen Befestigungsabschnitte 24b der Basis 14 und ein Befestigen der Schrauben N in den Befestigungsabschnitten 31 und den zylindrischen Befestigungsabschnitten 24b erreicht. Die Abdeckung 15 ist, wie aus 2 gesehen werden kann, über der aufrechten Wand 22 der Basis 14 platziert, sodass ein allgemein rechteckiges geschlossenes Fenster, welches durch sowohl die Abdeckung 15 als auch die Basis nicht besetzt ist, in einer Umfangswand des Speichergehäuses 13 gebildet ist.
ZWISCHENGEHÄUSE 16
Die Struktur des Zwischengehäuses 16 wird untenstehend beschrieben werden. 7 ist eine perspektivische Ansicht des Zwischengehäuses 16. 8(a) ist eine Draufsicht auf das Zwischengehäuse 16. 8(b) ist eine Ansicht von unten beziehungsweise Bodenansicht des Zwischengehäuses 16. 9 ist eine Schnittansicht, aufgenommen entlang der Linie 9-9 in 8.
Das Zwischengehäuse ist aus einem synthetischen Harz gefertigt, welches in der Steifheit niedriger ist als das Material der Basis 14 und der Abdeckung 15. Das Zwischengehäuse 16 ist an der Basis 14 befestigt und erstreckt sich kontinuierlich von der aufrechten Wand 22 nach oben. Die Abdeckung 15 ist an dem Zwischengehäuse 16 angebracht. Das Zwischengehäuse 16 schließt das oben beschriebene rechteckige geschlossene Fenster, wie es sowohl durch die Abdeckung 15 als auch die Basis 14 nicht bedeckt ist.
Das Zwischengehäuse 16 hat, wie in den 7, 8(a) und 8(b) veranschaulicht ist, eine Zwischenwand 41 einer allgemein rechteckig geschlossenen Form. Das Zwischengehäuse 16 hat einen rechteckigen geschlossenen Rahmen 42, welcher ein unteres Ende davon definiert beziehungsweise begrenzt. Der Rahmen 42 hat darin eine rechteckige geschlossene Nut 43 gebildet, in welche das obere Ende der aufrechten Wand 22 der Basis 14 eingepasst ist. Der Rahmen 42 hat Befestigungsabschnitte 44, welche außerhalb der Nuten 43 gebildet sind, die Abschnitte 44 befestigen, welche an der Basis 14 befestigt sind. Die Befestigungsabschnitte 44 sind in Ausrichtung mit den Befestigungsabschnitten 24d der Basis 14 platziert und haben mit Gewinde versehene Löcher darin gebildet. Die mit Gewinde versehenen Löcher erstrecken sich jeweils durch die Dicke der Befestigungsabschnitte 44. Das Anbringen des Zwischengehäuses 16 an der Basis 14 wird durch ein Platzieren der Befestigungsabschnitte 44 an den Befestigungsabschnitten 24d der Basis 14 und dann ein Befestigen beziehungsweise Festziehen von Schrauben N in den Befestigungsabschnitten 24d und 44 erreicht. Das Zwischengehäuse 16 ist an dem oberen Ende der aufrechten Wand 22 der Basis 14 angebracht.
Die Zwischenwand 41 hat innere Laschen, in welchen Löcher 45 gebildet sind, durch welche die Platzierungspins beziehungsweise Platzierungsstifte 26 (das heißt der Abschnitt großen Durchmessers) der Basis 14 jeweils hindurchtreten.
Das Zwischengehäuse 16 hat integral daran einen Verbindungsanschluss 47 angeordnet, welcher elektrisch mit einem Anschlussblock 17 verbunden ist. Das Zwischengehäuse 16 hat auch einen Verbinder 18, welcher daran befestigt ist. Der Verbindungsanschluss 47 und der Verbinder 18 sind benachbart zueinander in oder an derselben einen von vier Seitenwänden des Zwischengehäuses 16 angeordnet.
Der Verbinder 18 ist teilweise außerhalb des Zwischengehäuses 16 freiliegend und aus einer Verbinderschale 51 aufgebaut, in welche ein Verbinder eines Kabelbaums (nicht gezeigt) eingepasst ist und ein männlicher Stecker 52 mit einer Mehrzahl von Anschlusspins beziehungsweise Anschlussstiften 53, welche innerhalb der Verbinderschale 51 angeordnet sind. Die Anschlussstifte 52 erstrecken sich teilweise nach oben und sind elektrisch mit der Steuerplatine 12 verlötet beziehungsweise verbunden. Die Anschlussstifte 53 weisen elektrische Leitungsabgabeanschlüsse (beispielsweise Bussammelleiter) und Signaleingangs-/ausgangsanschlüsse auf.
Das Zwischengehäuse 16 ist mit einem Wasserschadensensor 60 ausgestattet, welcher innerhalb der Zwischenwand 41 angeordnet ist. Der Wasserschadensensor 60 ist näher zu dem männlichen Stecker 52 platziert und arbeitet als ein Überflutungserfassungssensor beziehungsweise Eintaucherfassungssensor, um den Eintritt von Wasser in die Batterieeinheit 10 zu erfassen, das heißt, ob die Batterieeinheit 10 in Wasser eingetaucht ist oder nicht. 10 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht des Wasserschadensensors 60.
Der Wasserschadensensor 60 besteht im Wesentlichen aus einer Erstreckungs- beziehungsweise Erweiterungsplatte 61 und einem Sensorsubstrat 62. Die Erstreckungsplatte 61 erstreckt sich von dem Rahmen 42 nach unten. Das Sensorsubstrat 62 ist an der Erstreckungsplatte 61 befestigt. Die Erstreckungsplatte 61 ist rechteckig und hat eine Mehrzahl von Verbindungsanschlüssen (das heißt elektrischen Leitern) 63, welche teilweise darin eingebettet sind. Die Verbindungsanschlüsse 63 sind jeweils aus einem Sammelleiter gefertigt. Jeder der Verbindungsanschlüsse 63 hat ein Ende, welches sich von einem oberen Ende der Erstreckungsplatte 62 nach oben erstreckt, und das andere Ende, welches sich von einer Seitenoberfläche 21a (das heißt einer Hauptoberfläche) der Erstreckungsplatte 62, an welcher das Sensorsubstrat 62 angebracht ist, horizontal erstreckt. Besonders ist jeder der Verbindungsanschlüsse 62 unter rechten Winkeln innerhalb der Erstreckungsplatte 61 gebogen. Die Seitenoberfläche 61a (auf welche unterhalb auch Bezug genommen werden wird als eine substratangebrachte Oberfläche) der Erstreckungsplatte 61 hat zwei zylindrische Vorsprünge 64 daran gebildet. Jeder der zylindrischen Vorsprünge ist aus zwei Sektionen aufgebaut: Einem Abschnitt kleinen Durchmessers und einer Sektion großen Durchmessers. Die zylindrischen Vorsprünge 64 sind an Ecken der substratangebrachten Oberfläche 61a der Erstreckungsplatte 61 platziert.
Das Sensorsubstrat 62 hat darin eine Anordnung von Löchern 65 gebildet, in welche Pins beziehungsweise Stifte 63a, welche die unteren Ende der Verbindungsanschlüsse 63 sind, eingepasst sind, und ein Paar von Löchern 66, in welche die zylindrischen Vorsprünge 64 der Erstreckungsplatte 61 eingeführt sind. Das Anbringen des Sensorsubstrats 62 an der substratangebrachten Oberfläche 61a der Erstreckungsplatte 61 wird durch ein Einführen der Pins 63a der Verbindungsanschlüsse 63 und der zylindrischen Vorsprünge 64 der Erstreckungsplatte 61 in die Löcher 65 und 66 und ein thermisches Befestigen beziehungsweise Verpfählen der Köpfe der zylindrischen Vorsprünge 64 erreicht. Nachdem es an der Erstreckungsplatte 61 befestigt ist, ist das Sensorsubstrat 62 orientiert, sodass es Hauptoberflächen hat, welche sich vertikal erstrecken. Das Sensorsubstrat 62 hat zwei Schlitze 67, welche in einem unteren Ende davon gebildet sind. Die Schlitze 67 erstrecken sich vertikal parallel zueinander. Das Sensorsubstrat 62 hat auch drei Wassererfassungselektroden 68, welche benachbart zu den Schlitzen 67 befestigt sind.
11 veranschaulicht die Platzierung des Wasserschadensensors 60, wenn das Zwischengehäuse 16 an der Basis 14 angebracht ist. 11 ist eine vertikale Schnittansicht des Wasserschadensensors 60, wenn das Zwischengehäuse 16 und die Basis 14 montiert sind.
Die Erstreckungsplatte 61 ist innerhalb der aufrechten Wand 22 der Basis 14 angeordnet, wenn das Zwischengehäuse 16 mit der Basis 14 zusammengefügt ist. Das Sensorsubstrat 62 ist innerhalb der Erstreckungsplatte 61 platziert. Die drei Wassererfassungselektroden 68 sind niedriger als das untere Ende der Erstreckungsplatte 61 (das heißt das obere Ende der aufrechten Wand 22 der Basis 14) und in der Nähe der Bodenplatte 21 angeordnet. Wenn Wasser in die Speicherkammer 13 eintritt, wird es die Wassererfassungselektroden 28 relativ schnell erreichen. Dies verursacht, dass die Wassererfassungselektroden 68 elektrisch miteinander verbunden werden, sodass sie ein Signal, welches dies anzeigt, zu der Steuerplatine 12 ausgeben.
Das Sensorsubstrat 62 ist, wie in 11 veranschaulicht ist, unterhalb der Steuerplatine 12 platziert und hat die Hauptoberfläche (das heißt eine Oberfläche, auf welcher elektronische Komponenten angebracht sind), die die Hauptoberfläche (das heißt die Oberfläche, auf welcher elektronische Komponenten angebracht sind) der Steuerplatine 12 quert (das heißt sich im Wesentlichen rechtwinklig dazu erstreckt). Die Wassererfassungselektroden 68 sind auf einem Niveau niedriger als eine offensichtliche Grenze, wie durch ”K” in 11 bezeichnet, zwischen der Basis 14 und dem Zwischengehäuse 16 angeordnet. Die offensichtliche Grenze ”K” liegt zwischen dem oberen Ende der aufrechten Wand 22 der Basis 14 und der unteren Oberfläche eines Dichtelements 75, welches in die Nut 43 des Zwischengehäuses 16 eingepasst ist. Die Steuerplatine 12 ist höher als die offensichtliche Grenze ”K” platziert. Die Richtung, in welcher das Sensorsubstrat 62 sich erstreckt, ist identisch mit der, in welche die elektrochemischen Zellen 83 des montierten Batteriemoduls 11, wie deutlich in 2 veranschaulicht ist, gelegt sind, um einander zu überlappen.
Das Zwischengehäuse 16 weist, wie in 7 veranschaulicht ist, Isolierwände 71 auf, welche sich von dem Rahmen 42 nach unten erstrecken. In der Anordnung des Zwischengehäuses 16 und der Basis 14 verlaufen oder erstrecken sich die Isolierwände 71, wie in 2 deutlich veranschaulicht ist, von dem Zwischengehäuse 16 in Richtung der Bodenplatte 21 der Basis 14 innerhalb der aufrechten Wand 22. In anderen Worten gesagt ist jede der Isolierwände 71 gelegt, sodass sie die aufrechte Wand 22 in der horizontalen Richtung (das heißt einer Richtung rechtwinklig zu der Dicke der Batterieeinheit 10) überlappt. Die Isolierwände 71 arbeiten, um Elektroden (das heißt Elektrodenlaschen 84 und 85, welche später im Detail beschrieben werden) des montierten Batteriemoduls 11 elektrisch von der aufrechten Wand 22 zu isolieren, und sie sind zwischen den Elektroden des montierten Batteriemoduls 11 und der aufrechten Wand 22 angeordnet. Die Basis 14 hat, wie obenstehend beschrieben ist, die Basisblöcke 25, welche innerhalb der aufrechten Wand 22 platziert sind. Jede der Isolierwände 71 ist, wie in den 8(a) und 8(b) deutlich veranschaulicht ist, von einer L-Form, in anderen Worten gesagt hat sie zwei Wandsektionen, welche sich rechtwinklig zueinander erstrecken, um die Elektroden des montierten Batteriemoduls 11 von den Basisblöcken 25 elektrisch zu isolieren.
2 veranschaulicht die Abdeckung 15 und das Zwischengehäuse 16, welche an der Basis 14 befestigt sind. Das obere Ende der aufrechten Wand 22 der Basis 14 ist in die Nut 43 des Rahmens 42 des Zwischengehäuses 16 eingepasst. Besonders ist die Basis 14 an dem Zwischengehäuse 16 befestigt, wobei die unteren Enden der Befestigungsabschnitte 44 des Zwischengehäuses 16 in Kontakt mit den Befestigungsabschnitten 24d der Basis 14 stehen. In diesem Zustand ist der Boden der Nut 43 des Zwischengehäuses 16 (das heißt eines von den gesetzten Enden in der Zwischenwand 41, welche der Basis 14 zugewandt ist) unter einem gegebenen Abstand von dem oberen Ende der aufrechten Wand 22 platziert. Das Dichtelement 75 (das heißt eine mechanische Dichtung) füllt solch einen Luftspalt zwischen der Nut 43 des Zwischengehäuses 16 und dem oberen Ende der aufrechten Wand 22. Das Dichtelement 75 hat eine Konfiguration, wie sie in 3 veranschaulicht ist. Das Dichtelement 75 ist elastisch durch das obere Ende der aufrechten Wand 22 komprimiert beziehungsweise zusammengedrückt, um eine flüssigkeits- und luftdichte Dichtung zwischen der Basis 14 und dem Zwischengehäuse 16 zu erzeugen.
Das obere Ende der Zwischenwand 41 des Zwischengehäuses 16 ist in der Nut 43, welche sich entlang des Umfangsrandes der Abdeckung 15 erstreckt, eingepasst. Besonders ist die Abdeckung 15 an der Basis 14 befestigt, wobei die unteren Enden der Befestigungsabschnitte 31 der Abdeckung 15 in Kontakt mit den Befestigungsabschnitten 24b der Basis 14 sind. In diesem Zustand ist der Boden der Nut 32 der Abdeckung 15 (das heißt eines von entgegengesetzten Enden der Abdeckung 15, welches der Basis 14 zugewandt ist) unter einem gegebenen Abstand von dem oberen Ende der Zwischenwand 41 entfernt platziert. Ein Dichtelement 76 (das heißt eine mechanische Dichtung) füllt solch einen Luftspalt zwischen der Nut 32 der Abdeckung 15 und dem oberen Ende der Zwischenwand 41. Das Dichtelement 76 hat eine Konfiguration, wie sie in 3 veranschaulicht ist. Das Dichtelement 76 wird elastisch durch das obere Ende der Zwischenwand 41 zusammengedrückt beziehungsweise komprimiert, um eine Flüssigkeits- und luftdichte Dichtung zwischen der Abdeckung 15 und dem Zwischengehäuse 16 zu bilden. Anstelle der Dichtelemente 75, 76 kann ein anderer Typ von Dichtung wie beispielsweise eine Flüssigdichtung beziehungsweise Flüssigkeitsdichtung verwendet werden. Beispielsweise wird die Flüssigkeitsdichtung auf die Nuten 43 und 32 aufgebracht beziehungsweise angewandt und dann gehärtet.
Wie aus der obigen Diskussion offensichtlich ist, ist das obere Ende der aufrechten Wand 22 der Basis in indirektem Kontakt mit dem Boden der Nut 43 des Zwischengehäuses 16 platziert. Ähnlich ist das obere Ende der Zwischenwand 41 des Zwischengehäuses 16 in indirektem Kontakt mit dem Boden der Nut 32 der Abdeckung 15 platziert. In anderen Worten gesagt sind Puffer zwischen der Basis 14 und dem Zwischengehäuse 16 angeordnet und zwischen dem Zwischengehäuse 16 und der Abdeckung 15, um eine Richtungsübertragung von externer Kraft, welche auf die Abdeckung 15 wirkt von oberhalb des Zwischengehäuses 16 und zu der Basis zu vermeiden.
MONTIERTES BATTERIEMODUL 11
Die Struktur des montierten Batteriemoduls wird untenstehend beschrieben werden. 12 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Gesamtstruktur des montierten Batteriemoduls 11 veranschaulicht. Die 13 und 14 sind perspektivische Explosionsdarstellungen des montierten Batteriemoduls 11.
Das montierte Batteriemodul 11 arbeitet als eine sogenannte Batterie und besteht im Wesentlichen aus einer Batterieanordnung 81, einer Mehrzahl von (in dieser Ausführungsform vier) Zellen 83 und einem Batteriehalter 82, welcher an der Batterieanordnung 81 befestigt ist. Die Batterieanordnung 81 weist die Zellen 83 auf, von welchen jede durch eine Zelle vom laminierten Typ implementiert ist, wie in dem einführenden Teil dieser Anmeldung beschrieben ist. Besonders ist jede der Zellen 83 aus einem flexiblen abgeflachten Gehäuse gefertigt, welches durch ein Paar von laminierten Filmen beziehungsweise Schichten und einem rechteckigen Zellkörper, welcher an dem Gehäuse angeordnet ist, gebildet ist. Die Zellen 83 sind so gelegt, dass sie einander in einer Dicken-Richtung davon überlappen. Jede der Zellen 83 ist von einer planaren Form und hat ein Paar von Elektrodenlaschen 84 und 85, welche sich von dem Zellkörper nach außen erstrecken. Die Elektrodenlaschen 84 und 85 sind an diametral entgegengesetzten zwei von vier Seiten jeder der Zellen 83 befestigt. Die Elektrodenlasche 84 dient als eine positive Elektrode. Die Elektrodenlasche 85 dient als eine negative Elektrode. Die positive Elektrodenlasche 84 ist aus Aluminium gefertigt. Die negative Elektrodenlasche 85 ist aus Kupfer gefertigt.
Die Zellen 83 sind, wie obenstehend beschrieben ist, vertikal gestapelt. Eine von vertikal benachbarten zweien der Zellen 83 hat, wie aus den 12 und 13 gesehen werden kann, die positive Elektrodenlasche 84 an derselben Seite angeordnet wie die negative Elektrodenlasche 85 der anderen Zelle 83. In anderen Worten gesagt ist die positive Elektrodenlasche 84 von einer von vertikal benachbarten zweien der Zellen 83 über die negative Elektrodenlasche 85 der anderen Zelle 83 in der Dicken-Richtung der Zelle 83 gelegt. Die positive Elektrodenlasche 84 jeder der Zellen 83 ist elektrisch mit der negativen Elektrodenlasche 85 einer benachbarten einen der Zellen 83 verbunden, sodass all die Zellen 83 elektrisch miteinander in Serie verbunden sind.
Die positive Elektrodenlasche 84 und die negative Elektrodenlasche 85 von benachbarten zweien der Zellen 83 sind physikalisch so gebogen, dass sie nahe zueinander gelangen, um Abschnitte haben, welche gelegt sind, sodass sie einander vertikal überlappen. Solche überlappenden Abschnitte werden aneinander befestigt, beispielsweise durch Ultraschallschweißen. In dieser Ausführungsform sind die positive Elektrodenlasche 84 und die negative Elektrodenlasche 85 der Batterieanordnung 81 auf dem Wege zusammengefügt beziehungsweise aneinander befestigt, wie in 15 veranschaulicht ist. Besonders erstrecken sich auf der rechten Seite der Batterieanordnung 81 die oberste positive Elektrodenlasche 84 und die unterste negative Elektrodenlasche 85 gerade in der horizontalen Richtung, während die oberste positive Elektrodenlasche 84 und die unterste negative Elektrodenlasche 85 von zwischenliegenden zweien der Zellen 83 beziehungsweise zwei Zwischenzellen 83 gebogen sind und aneinander geschweißt sind. Auf der linken Seite der Batterieanordnung 81 sind die positive Elektrodenlasche 84 und die negative Elektrodenlasche 85 von oberen zweien der Zellen 83 gebogen und miteinander verschweißt. Ähnlich sind die positive Elektrodenlasche 84 und die negative Elektrodenlasche 85 von unteren zwei der Zellen 83 gebogen und miteinander verschweißt.
Ein Klebeband 86 beziehungsweise Befestigungsband 86 ist, wie in 14 veranschaulicht ist, zwischen jeden zweien der Zellen 83 zwischenliegend angeordnet, um all die Zellen 83 zusammen zu verbinden beziehungsweise kleben. Die Batterieanordnung 81 hat auch eine steife Platte 87, welche an der Oberfläche der obersten einen der Zellen 83 durch das Klebeband 86 befestigt ist. Die steife Platte 87 ist beispielsweise aus einer Eisenplatte gefertigt, welche einen Oberflächenbereich hat, welcher wenigstens gleich zu demjenigen von jeder der Zellen 83 ist. In dieser Ausführungsform ist der Oberflächenbereich der steifen Platte 87 größer in der Größe als derjenige der Zellen 83. Die steife Platte 87 dient als eine Federabstützung für mechanische Lasten, wie sie durch die Schraubenfedern 101 erzeugt werden.
Der Batteriehalter 82 ist mit einer ersten Halterung 91, einer zweiten Halterung 92 und einem Verbinder 93, welcher die erste und die zweite Halterung 91 und 92 miteinander verbindet, ausgestattet. Die erste Halterung 91 ist an den Elektrodenlaschen 84 und 85 an einer der Seiten der Batterieanordnung 81 angebracht, während die zweite Halterung 92 an den Elektrodenlaschen 84 und 85 an der entgegengesetzten Seite der Batterieanordnung 81 angebracht ist. Die erste Halterung 91, die zweite Halterung 92 und der Verbinder 93 sind integral durch ein Kunstharz gebildet.
Besonders hat die erste Halterung 91 drei Sammelschienen 94a, 94b und 94c, welche allgemein durch das Bezugszeichen 94 untenstehend bezeichnet werden. Die Sammelschienen 94a, 94b und 94c sind durch die erste Halterung 91 ausgekragt und elektrisch mit den positiven und negativen Elektrodenlaschen 84 und 85, welche sich von einer der entgegengesetzten zweien der Seiten der Batterieanordnung 81 erstrecken, verbunden. Die Sammelschienen 94a, 94b und 94c haben Hauptoberflächen beziehungsweise größere Oberflächen, welche einander in der vertikalen Richtung zugewandt sind (das heißt der Dicken-Richtung der Batterieanordnung 81). Jede der Sammelschienen 94a, 94b und 94c hat eine der Hauptoberflächen, welche in Kontakt mit der Oberfläche einer entsprechenden einen der positiven und negativen Elektrodenlaschen 84 und 85 in Kontakt verbunden ist, wie auf der rechten Seite der 15 veranschaulicht ist. Die Sammelschiene 94a arbeitet als ein positiver Anschluss der Batterieanordnung 81 (das heißt ein positiver Anschluss einer Serienschaltung, welche aus den Zellen 83, welche in Serie verbunden sind, aufgebaut ist). Die Sammelschiene 94c arbeitet als ein negativer Anschluss der Batterieanordnung 81 (das heißt ein negativer Anschluss der Serienschaltung). Die Sammelschienen 94a und 94c sind jeweils mit den Leistungsanschlüssen 95 der Batterieanordnung 81 verbunden.
Die zweite Halterung 92 hat drei Sammelschienen 94d und 94e, welche allgemein durch das Bezugszeichen 94 untenstehend bezeichnet werden. Die Sammelschienen 94d und 94e sind durch die zweite Halterung 92 ausgekragt und elektrisch mit den positiven und negativen Elektrodenlaschen 84 und 85, welche sich von der anderen der entgegengesetzten zweien der Seiten der Batterieanordnung 81 erstrecken, verbunden. Die Sammelschienen 94d und 94e haben Hauptoberflächen, welche einander in der vertikalen Richtung zugewandt sind (das heißt der Dicken-Richtung der Batterieanordnung 81). Jede der Sammelschienen 94d und 94e hat eine der Hauptoberflächen, welche mit der Oberfläche einer entsprechenden einen der positiven und negativen Elektrodenlaschen 84 und 85 in Kontakt verbunden ist, wie auf der linken Seite von 15 veranschaulicht ist.
Die Batterieanordnung 81 ist ausgebildet, um eine Anschlussspannung, welche an jeder der Zellen 83 auftritt, zu messen. Besonders hat die erste Halterung 91 drei Spannungserfassungsanschlüsse 96, welche jeweils mit den Sammelschienen 94a, 94b und 94c verbunden sind. Die zweite Halterung 92 hat zwei Spannungserfassungsanschlüsse 96, welche mit den Sammelschienen 94d und 94e verbunden sind. Die Leistungsanschlüsse 95 und die Spannungserfassungsanschlüsse 96 erstrecken sich alle nach oben und haben obere Enden, welche an der Steuerplatine 12 befestigt sind.
Jeder der Spannungserfassungsanschlüsse 96 kann durch einen Abschnitt einer der Sammelschienen 94 gefertigt sein. In anderen Worten gesagt, kann jede der Sammelschienen 94 beim Erfassen der Anschlussspannung an den Zellen 83 verwendet werden. In dieser Ausführungsform ist jede der Sammelschienen 94 an einem Ende mit einer der positiven und negativen Elektrodenlaschen 84 und 85 der Batterieanordnung 81 verbunden und an dem anderen Ende mit der Steuerplatine 12 als den Spannungserfassungsanschlüssen 96. Jede der Sammelschienen 94 ist gebogen und teilweise in einer der ersten und zweiten Halterung 91 und 92 eingebettet.
Der Verbinder 93 ist aus einer oberen und einer unteren Verbindungsschiene 98 gefertigt. In anderen Worten gesagt hat der Verbinder 93 eine horizontal verlängerte Öffnung oder Schlitz, sodass er die oberen und unteren Verbindungsschienen 98 hat. Jede der Verbindungsschienen 98 hat eine Breite, welche wie aus 12 gesehen werden kann, klein genug ist, sodass sie in dem Raum zwischen den Umfangsrändern der laminierten Filme beziehungsweise Schichten von vertikal benachbarten zweien der Zellen 83 angeordnet ist. In dem Zustand, in dem der Batteriehalter 82 an der Batterieanordnung 81 angebracht ist, erstrecken sich die Verbindungsschienen 98 jeweils zwischen den laminierten Filmen der Zellen 83, ohne von dem Umfang der Batterieanordnung 81 hervorzustehen. Dies ist beim Verringern der Gesamtgröße der Batterieeinheit 10 hilfreich.
Jede der ersten und der zweiten Halterung 91 und 92 hat eine Höhe (das heißt eine vertikale Dimension des Harzkörpers jeder der ersten und der zweiten Halterungen 91 und 92), welche, wie in 2 gesehen werden kann, kleiner ist als eine Gesamtdicke der Batterieanordnung 81 (das heißt eine vertikale Dimension der Batterieanordnung 81 in einer Richtung, in welcher die Zellen 93 gestapelt sind). Dies ermöglicht es, dass das montierte Batteriemodul 11 an der Basis 14 ohne eine physikalische Interferenz der Halterungen 91 und 92 mit irgendwelchen Teilen der Batterieeinheit 10 angebracht ist.
16 ist eine Draufsicht, welche das montierte Batteriemodul 11, welches an der Basis 14 angebracht ist, an welcher das Zwischengehäuse 16 angebracht ist, veranschaulicht.
Betrachtet von dem Verbinder 18 des Zwischengehäuses 16 ist das montierte Batteriemodul 11 mit den Elektrodenlaschen 84 und 85 auf der rechten und linken Seite des Körpers des montierten Batteriemoduls 11 platziert. Das montierte Batteriemodul 11 ist auch benachbart zu der Wärmesenke 27 der Basis 14 angeordnet. Der Batteriehalter 28 ist in eine der Seiten des montierten Batteriemoduls 11 eingepasst, welche näher zu der Wärmesenke ist, das heißt dem Verbinder 18 und dem Verbindungsanschluss 47. Das montierte Batteriemodul 11 ist an der Basis 14 mit Anbringwänden beziehungsweise Montagewänden 97 des Batteriehalters 82 befestigt (das heißt der ersten und zweiten Halterung 91 und 92), welche an den Befestigungsabschnitten 24c der Basis 14 durch Schrauben N befestigt sind.
Das doppelseitige Band (auch doppelseitiges Klebeband genannt) 111 ist, wie in 3 veranschaulicht ist, zwischen dem Körper des montierten Batteriemoduls 11 angeordnet. Das doppelseitige Band 111 befestigt die Bodenoberfläche des montierten Batteriemoduls 11 an der Basis 14. Die Isolierfolien 112 sind unter den Elektrodenlaschen 84 und 85 der Batterieanordnung 81 platziert, um die Elektrodenlaschen 84 und 85 von der Bodenplatte 21 elektrisch zu isolieren.
STEUERPLATINE 12
Die Struktur der Steuerplatine 12 wird untenstehend beschrieben werden. 18 ist eine Draufsicht, welche die Steuerplatine 12, welche an der Basis 14 angebracht ist, veranschaulicht. In 18 zeigt eine unterbrochene Linie die Platzierung des montierten Batteriemoduls 11 zum Zwecke der Einfachheit an.
Die Steuerplatine 12 ist aus einer bedruckten Leiterplatte beziehungsweise gedruckten Leiterplatte gefertigt, welche eine Vielzahl von elektronischen Vorrichtungen auf einer Hauptoberfläche davon angebracht hat. Auf die Oberfläche der Steuerplatine 12, auf welcher die elektronischen Vorrichtungen hergestellt sind, wird unten auch Bezug genommen werden als eine Oberfläche mit angebrachten elektronischen Komponenten. Besonders ist die Steuerplatine 12 mit einer CPU (das heißt einer arithmetischen Vorrichtung) ausgestattet, welche als Controller beziehungsweise Steuerung arbeitet, um eine vorgegebene Steueraufgabe durchzuführen, um Lade- und Entladeoperation des montierten Batteriemoduls 11 und der obenstehend beschriebenen Leistungsvorrichtungen P zu steuern. Die Steuerplatine 12 ist gelegt, sodass sie mit dem montierten Batteriemodul 11 vertikal überlappt, das heißt gerade über dem montierten Batteriemodul 11 in der vertikalen Richtung davon angeordnet. In anderen Worten gesagt ist die Steuerplatine 12 weiter von der Bodenplatte 21 entfernt als es das montierte Batteriemodul 11 ist.
Die Steuerplatine 12 hat die untere Oberfläche, welche der Oberfläche entgegengesetzt ist, auf welcher die Leistungsvorrichtungen P etc. hergestellt sind. Die untere Oberfläche ist auf den Befestigungsabschnitten 24a der Basis 14 platziert und an der Basis 14 durch die Schrauben N befestigt. Besonders ist die Steuerplatine 12, wie aus den 3 und 18 gesehen werden kann, an einer Mehrzahl von Orten an der Basis 14 durch die Schrauben N befestigt.
Die Wassererfassungselektroden 68 des Wasserschadensensors 60 sind in der Nähe der Bodenplatte 21 der Basis 14 platziert, sodass die CPU (das heißt der Controller) auf der Steuerplatine 12 eine Ausgabe beziehungsweise einen Ausgang von dem Wasserschadensensor 60 analysieren kann, welcher das Eintauchen der Batterieeinheit 10 in Wasser anzeigt, um vorgegebene Aufgaben durchzuführen, um beispielsweise das Laden oder Entladen des montierten Batteriemoduls 11 zu stoppen, bevor die Batterieeinheit 10 aufgrund des Eintauchens davon in Wasser versagt beziehungsweise Schaden nimmt.
Die Steuerplatine 12 hat zwei Bereiche: Einen Überlappbereich, welcher gelegt ist, sodass er mit dem montierten Batteriemodul 11 vertikal überlappt, welcher gerade über dem montierten Batteriemodul 11 in der vertikalen Richtung davon angeordnet ist, und einen Nicht-Überlappbereich, welcher aus der Koinzidenz mit dem montierten Batteriemodul 11 in der vertikalen Richtung außerhalb platziert ist. Die Leistungsvorrichtungen P sind auf dem Nicht-Überlappbereich hergestellt. Der Nicht-Überlappbereich ist platziert gerade über, in anderen Worten gesagt der Wärmesenke 27 der Basis 14 zugewandt, wie in 5 veranschaulicht ist, wodurch die Wärmeableitung, welche durch die Leistungsvorrichtungen P erzeugt wird, außerhalb des montierten Batteriemoduls 11 durch die Wärmesenke 27 erleichtert wird.
Die Isolierfolie 113 ist, wie in den 3 und 4 veranschaulicht ist, zwischen der der Platine zugewandten Platte 27a der Wärmesenke 27 und der Steuerplatine 12 zwischenliegend angeordnet, um die Wärmesenke 27 von der Steuerplatine 12 elektrisch zu isolieren.
Das Zusammenfügen der Steuerplatine 12 mit der Basis 14 wird durch ein Einführen der Anschlusspins 53 und der Verbindungsanschlüsse 63 des Zwischengehäuses 16 und der Leistungsanschlüsse 95 und der Spannungserfassungsanschlüsse 96 des montierten Batteriemoduls 11 in Löcher, welche in der Steuerplatine 12 gebildet sind, und dann ein Verlöten derselben, erreicht.
Ein Temperatursensor 106, welcher aus einem Thermistor gefertigt ist, ist, wie in 18 veranschaulicht ist, mit der Steuerplatine 12 durch Drähte 105 verbunden. Der Temperatursensor 106 ist an dem montierten Batteriemodul 11 angebracht und arbeitet, um die Temperatur des montierten Batteriemoduls 11 zu messen. Besonders hat der Batteriehalter 82 des montierten Batteriemoduls 11, wie in 12 veranschaulicht ist, eine Sensoraufnahme 107, welche sich nach oben erstreckt. Der Temperatursensor 106 ist an der Sensoraufnahme 107 befestigt.
Die Batterieeinheit 10 ist, wie obenstehend beschrieben ist, mit dem Pressmechanismus ausgestattet, um das montierte Batteriemodul 11 von oben zu drücken beziehungsweise zu pressen und es innerhalb des Speichergehäuses 13 zu halten. Besonders ist der Pressmechanismus mit den Schraubenfedern 101 ausgestattet, wie in 2 veranschaulicht ist, welche zwischen der oberen Oberfläche des montierten Batteriemoduls 11 und der Abdeckung 15 angeordnet sind, um das montierte Batteriemodul 11 gegen die Basis 14 zu drücken beziehungsweise zu pressen. Die Installation der Schraubenfedern 101 zwischen dem montierten Batteriemodul 11 und der Abdeckung 15 führt zu Bedenken über physikalische Interferenzen zwischen der Steuerplatine 12 und den Schraubenfedern 101.
Um das obige Problem zu lösen, hat die Steuerplatine 12 ein Loch 102, welches durch die Dicke davon hindurchtritt, um eine Federkammer zu definieren beziehungsweise zu begrenzen, in welcher die Schraubenfedern 101 angeordnet sind. Jede der Schraubenfedern 101 hat eine Länge (das heißt eine Achse), welche sich ausdehnt oder zusammenzieht und ist, wie deutlich in 2 veranschaulicht ist, in dem Loch 102 angeordnet, wobei sich die Länge im Wesentlichen rechtwinklig zu der Hauptoberfläche der Steuerplatine 12 erstreckt. Das Loch 102 dient als ein Interferenzvermeider, um die physikalische Interferenz zwischen der Steuerplatine 12 und den Schraubenfedern 101 zu beseitigen. Die Steuerplatine 12 hat eine Doughnut-Form als ein Ganzes. Das Loch 101 ist, wie in 17 und 18 gezeigt ist, von einer polygonalen Form, kann aber kreisförmig sein.
Die Erklärung des obigen Pressmechanismus ergänzend, hat das montierte Batteriemodul 11 einen Zentralbereich von einer der entgegengesetzten Hauptoberflächen davon, auf welche Druck, wie er durch die Schraubenfedern 101 erzeugt wird, ausgeübt wird. In anderen Worten gesagt sind die Schraubenfedern 101 auf dem zentralen Bereich der oberen Oberfläche des montierten Batteriemoduls 11 angeordnet. Auf einen solchen zentralen Bereich wird untenstehend auch Bezug genommen werden als Druckanwendungsbereich. Der Druckanwendungsbereich besetzt den Schwerpunkt des montierten Batteriemoduls in einer Draufsicht davon. Der Pressmechanismus hat die vier Schraubenfedern 11, welche in einer 2×2-Matrix angeordnet sind. Die Steuerplatine 12 ist gelegt, sodass sie den Schwerpunkt des montierten Batteriemoduls 11 in der vertikalen Richtung überlappt (das heißt die Dicken-Richtung der Batterieeinheit 10). Besonders ist das Loch 101 in einem Bereich der Steuerschaltungsplatine 12 gebildet, welcher den Schwerpunkt des montierten Batteriemoduls 11 in der Dicken-Richtung der Batterieeinheit überlappt (das heißt einer Richtung, in welcher der Druck, wie er durch die Schraubenfedern 101 erzeugt wird, auf das montierte Batteriemodul 11 wirkt). In anderen Worten gesagt ist der Pressmechanismus (das heißt die Schraubenfedern 101) so platziert, sodass er mechanischen Druck auf den Schwerpunkt des montierten Batteriemoduls 11 durch die obere Oberfläche des montierten Batteriemoduls 11 ausübt.
Die steife Platte 87 ist, wie obenstehend beschrieben ist, an der oberen Oberfläche der Batterieanordnung 81 des montierten Batteriemoduls 11 befestigt. Die Schraubenfedern 101 sind an der steifen Platte 87 angeordnet. Die Abdeckung 15 hat, wie bereits beschrieben ist, an der oberen Oberfläche davon den Federhalter 35 gebildet, welcher die Enden der Schraubenfedern hält. Besonders hat der Federhalter 35 die Kammern 35a, in welche die Schraubenfedern 101 jeweils verbracht werden, sodass die Schraubenfedern 101 an einem Ort auf dem Druckanwendungsbereich des montierten Batteriemoduls 11 platziert sind.
Die Abdeckung 15 ist an der Basis 14 befestigt und drückt die Längen der Schraubenfedern 101 zusammen, um mechanischen Druck zu erzeugen. Der mechanische Druck wird auf das montierte Batteriemodul 11 ausgeübt. Die Verwendung der vier Schraubenfedern 104 führt zu einer Zunahme im Bereich des montierten Batteriemoduls 11 (das heißt dem Druckanwendungsbereich), auf welchen der mechanische Druck, wie er durch die Schraubenfedern 101 erzeugt wird, wirkt. Die Verwendung der steifen Platte 27 erreicht eine einheitliche Verteilung des mechanischen Drucks über die obere Oberfläche der Batterieanordnung 81 des montierten Batteriemoduls 11.
ELEKTRISCHE STRUKTUR DES FAHRZEUGLEISTUNGSVERSORGUNGSSYSTEMS
Die elektrische Struktur des im Fahrzeug befindlichen Leistungsversorgungssystems wird untenstehend unter Bezugnahme auf 19 beschrieben werden. Das montierte Batteriemodul 11 der Batterieeinheit 10 ist, wie obenstehend beschrieben ist, mit den vier Zellen 83, welche in Serie verbunden sind, ausgestattet. Jede der Zellen 83 ist an den positiven und negativen Anschlüssen davon mit einem Controller beziehungsweise einer Steuerung 122 durch elektrische Wege 121 verbunden. Die Steuerung 122 ist durch eine CPU (das heißt eine arithmetische Vorrichtung) implementiert, welche arbeitet, um eine gegebene Steueraufgabe durchzuführen, um die Lade- oder Entladeoperation des montierten Batteriemoduls 11 zu steuern. Die Steuerung 122 ist ein elektronisches Teil, welches auf der Steuerplatine 12 angebracht ist. Die Sammelschienen 94 (94a–94e), wie sie in 13 veranschaulicht sind, sind mit den positiven und negativen Anschlüssen der Zellen 83 verbunden. Die elektrischen Wege 121 sind durch die Sammelschienen 94 und die Spannungserfassungsanschlüsse 96 vorgesehen.
Die Batterieeinheit 10 ist mit Verbindungsanschlüssen 123 und 124 ausgestattet, welche miteinander beziehungsweise aneinander durch einen Draht 125 gekoppelt sind. Das montierte Batteriemodul 11 ist mit einem Draht 126 verbunden, welcher von dem Draht 125 abzweigt. Ein Schalter 127 ist in dem Draht 135 angeordnet. Ein Schalter 128 ist in dem Draht 126 angeordnet. Jeder der Schalter 127 und 128 fungiert als eine Leistungssteuerschaltvorrichtung, welche aus beispielsweise einem Leistungs-MOSFET gefertigt ist. Die Schalter 127 und 128 entsprechen den Leistungsvorrichtungen P, wie in 17 veranschaulicht ist. Das Sensorsubstrat 62 des Wasserschadensensors 60 ist mit der Steuerung 122 verbunden.
Das Leistungsversorgungssystem weist eine Bleibatterie 131 zusätzlich zu der Batterieeinheit 10 auf. Die Bleibatterie 131 ist mit den Verbindungsanschlüssen 123 der Batterieeinheit 10 gekoppelt. Die Batterieeinheit 10 und die Bleibatterie 131 werden durch einen elektrischen Generator (auch Wechselstromgenerator genannt) 132, welcher in dem Fahrzeug installiert ist, geladen. Das Fahrzeug ist auch mit einem Starter 133 als einer elektrischen Last ausgestattet, welche von der elektrischen Leistung von der Bleibatterie 131 versorgt wird, um eine interne Verbrennungsmaschine, welche in dem Fahrzeug angebracht ist, zu starten. An die Batterieeinheit 10 ist eine elektrische Last wie beispielsweise ein Audiosystem oder ein Navigationssystem, welches in dem Fahrzeug angebracht ist, durch den Verbindungsanschluss 134 gekoppelt. Die Batterieeinheit 10 stellt der elektrischen Last 134 elektrische Leistung zur Verfügung.
Die An-/Aus-Betätigung des Schalters 127, welcher durch die Steuerung 122 gesteuert wird, wird kurz beschrieben werden. Der Schalter 127 wird abhängig von einem Ladezustand (das heißt einer verfügbaren Menge von elektrischer Energie) in dem montierten Batteriemodul 11 und der Bleibatterie 131 geöffnet oder geschlossen. Besonders wenn der Ladezustand in dem montierten Batteriemodul 11 größer ist als oder gleich einem gegebenen Wert K1, schaltet die Steuerung 122 den Schalter 127 aus, um den Verbindungsanschluss 123 und das montierte Batteriemodul 11 zu trennen. Alternativ schaltet, wenn der Ladezustand in dem montierten Batteriemodul 11 unter den gegebenen Wert K1 gefallen ist, die Steuerung 122 den Schalter 127 an, um den Verbindungsanschluss 123 und das montierte Batteriemodul 11 zu verbinden, um das montierte Batteriemodul 11 durch den Generator 132 zu laden.
Wenn es benötigt wird, die Maschine unter Verwendung des Starters 133 zu starten, und der Ladezustand der Bleibatterie 131 größer ist als oder gleich einem gegebenen Wert K2, schaltet der Controller 122 den Schalter 127 aus, um die elektrische Leistung von der Bleibatterie 131 für den Starter 133 zur Verfügung zu stellen. Alternativ schaltet, wenn der Ladezustand in der Bleibatterie 131 geringer ist als der gegebene Wert K2 die Steuerung 122 den Schalter 127 an, um die elektrische Leistung von dem montierten Batteriemodul 11 dem Starter 133 zur Verfügung zu stellen.
Das Fahrzeug, an welchem das Leistungsversorgungssystem angebracht ist, ist mit einem automatischen Leerlaufstoppsystem (ein automatisches Maschinenstart/Wiederstartsystem genannt) ausgestattet, welches arbeitet, um die Maschine automatisch zu stoppen, wenn ein Zündschalter in dem An-Zustand ist. Wenn eine gegebene Bedingung für einen automatischen Maschinenstopp erfüllt ist, stoppt eine ECU (das heißt eine Leerlaufstopp-ECU), welche in den Fahrzeug angebracht ist, die Maschine automatisch. Wenn eine gegebene Bedingung für einen automatischen Maschinenwiederstart nach dem Stopp der Maschine erfüllt ist, startet die ECU die Maschine unter Verwendung des Starters 133 wieder. Die Bedingung für einen automatischen Maschinenstopp ist beispielsweise ein Zustand beziehungsweise ein Bedingung, in der ein Gaspedal des Fahrzeugs abgeschaltet oder entlastet ist, eine Bremse des Fahrzeugs angeschaltet oder angewandt wird und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs geringer ist als ein gegebener Wert. Die Bedingung für einen automatischen Maschinenwiederstart ist beispielsweise eine Bedingung beziehungsweise ein Zustand, in dem das Gaspedal angeschaltet ist und die Bremse abgeschaltet ist.
INSTALLATION DER BATTERIEEINHEIT 10
Die Batterieeinheit 10 ist an beziehungsweise auf einem Boden des Fahrzeuges angebracht, welcher eine Fahrgastkabine begrenzt. Genauer ist die Bodenplatte 21 der Basis 14 horizontal unter den Vordersitzen des Fahrzeugs angebracht. Die Batterieeinheit 10 ist in dem Fahrgastraum des Fahrzeugs, sodass es eine geringe Wahrscheinlichkeit gibt, dass die Batterieeinheit mit Wasser oder Schmutz bespritzt wird, verglichen mit dem Fall, in dem die Batterieeinheit 10 innerhalb eines Maschinenraums beziehungsweise Motorraums eines Fahrzeugs montiert ist. Die Batterieeinheit 10 kann alternativ anders als unter den Vordersitzen platziert sein, beispielsweise in einem Raum zwischen rückwärtigen Sitzen und einem Gepäckraum beziehungsweise Laderaum.
Die oben beschriebene Ausführungsform bietet die folgenden Vorteile.
Das montierte Batteriemodul 11 ist, wie oben stehend beschrieben in dem Speichergehäuse 13 angeordnet, wobei eine erste Oberfläche in Kontakt mit der Bodenwand der Basis 14 ist, und eine zweite Oberfläche dem Druck ausgesetzt ist, wie er durch die Schraubenfedern 101 erzeugt wird. Die erste Oberfläche ist eine der Hauptoberflächen des montierten Batteriemoduls 11, welche einander über eine gegebene Dicke des montierten Batteriemoduls gegenüber liegen. In anderen Worten gesagt ist die erste Oberfläche die untere Oberfläche des montierten Batteriemoduls 11. Die zweite Oberfläche ist die andere Hauptoberfläche des montierten Batteriemoduls 11. Solch eine Installation stellt die Stabilität beim Halten des montierten Batteriemoduls 11 auf der Basis 14 sicher. Die Steuerplatine 12 und die Schraubenfedern 101 sind zwischen der Abdeckung 15 und dem montierten Batteriemodul 11 ohne irgendeine physikalische Interferenz miteinander angeordnet. In anderen Worten gesagt wird der Raum, welcher zwischen der oberen Oberfläche des montierten Batteriemoduls 11 und der unteren Oberfläche der Abdeckung 15 gebildet ist, durch die Steuerplatine 12 und die Schraubenfedern 101 ohne irgendeine physikalische Interferenz miteinander gemeinsam verwendet. Dies ermöglich es, dass die Batterieeinheit 10, welche mit dem montierten Batteriemodul ausgestattet ist und die Steuerplatine 12, welche in dem Speichergehäuse 13 angeordnet ist, in ihrer Gesamtgröße verringert sind. Auf den Raum, welcher zwischen dem montierten Batteriemodul 11 und der unteren Oberfläche der Abdeckung 15 definiert beziehungsweise begrenzt ist, wird auch Bezug genommen als eine untere Platinenspeicherkammer.
Die Schraubenfedern 101 arbeiten als Druck- beziehungsweise Pressfedern, um den Schwerpunkt des montierten Batteriemoduls 11 zu drücken, wobei der Bereich des montierten Batteriemoduls 11, auf welches der Druck, wie er durch die Schraubenfedern 101 erzeugt wird, ausgeübt werden muss, um die Batterieanordnung 81 fest in dem Speichergehäuse 13 zu halten, minimiert wird. Dies ermöglicht es, dass das Loch 102 der Steuerplatine 12 in der Größe minimiert wird, wodurch ein kompakter und leichter Aufbau bzw. Struktur der Batterieeinheit 10 vorgesehen wird.
Die Steuerplatine 12 ist wie obenstehend beschrieben ist ausgebildet, sodass sie das Loch 102 hat, welches als ein Interferenzvermeider arbeitet, um die physikalische Interferenz zwischen der Steuerplatine 12 und den Schraubenfedern 101 zu beseitigen. Das Loch ist in einem Bereich der Steuerplatine 12 gebildet, welcher den Schwerpunkt des montierten Batteriemoduls überlappt. Dies ermöglicht es, dass überlappende Bereiche des montierten Batteriemoduls 11 und der Steuerplatine 12 vergrößert werden, um die Speichereffizienz des Speichergehäuses 13 zu erhöhen, ohne Ausrichtung der Schraubenfedern 101 mit dem Schwerpunkt des montierten Batteriemoduls 11 zu stören.
Der Interferenzvermeider, der arbeitet, um die um die physikalische Interferenz zwischen der Steuerplatine 12 und den Schraubenfedern 101 in dem Speichergehäuse 13 zu vermeiden ist, wie obenstehend beschrieben ist, durch das Loch 102, welches in der Steuerplatine 12 gebildet ist, implementiert. Das Loch 102 ist ausgebildet, sodass es vollständig durch einen Abschnitt der Steuerplatine 12 umgeben ist, wodurch ein erwünschter Grad von Steifheit der Steuerplatine 12 ohne ein Opfern der Größenverringerung der Batterieeinheit 10 sichergestellt ist.
Die Abdeckung 15 wird als eine obere Platte des Speichergehäuses 13 verwendet und hat die Befestigungsabschnitte 31 an den Umfangsrändern oder -ecken der oberen Platte, die der oberen Oberfläche des montierten Batteriemoduls 11 zugewandt sind. Die Befestigungsabschnitte 31 werden als die Befestigungsabstützungen verwendet, um die Abdeckung 15 mit der Basis 14 mechanisch zu verbinden. Die Abdeckung 15 hat den Federhalter 35 näher zu der Mitte davon gebildet als es die Befestigungsabschnitte 31 sind. Der Federhalter 35 wird als eine Federabstützung verwendet, um die Enden der Schraubenfedern 101 zu halten. Die Abdeckung 15 hat auch die Verstärkungsrippen 33 zwischen dem Federhalter 35 und den Befestigungsabschnitten 31 gebildet. Die Verstärkungsrippen 33 werden als ein Verformungsvermeider verwendet, um die Stärke der Abdeckung 15 zu verstärken, das heißt, die Verformung der Abdeckung 15 zu vermeiden, welche aus der Ausübung einer Reaktionskraft beziehungsweise einer reaktiven Kraft der Schraubenfedern 101 entsteht. Wenn sie an der Basis 14 befestigt wird, ist die Abdeckung 15 am Mittelabschnitt davon einem elastischen Druck unterworfen, welcher von der Ausübung des Drucks durch die Schraubenfeder 101 auf das montierte Batteriemodul 11 entsteht, wobei der Umfangsrand davon an der Basis 14 befestigt ist. Die Verstärkungsrippen 33 arbeiten, um solch einem elastischen Druck zu widerstehen, wodurch die Stabilität beim Halten des montierten Batteriemoduls 11 durch die Schraubenfedern 101 an der Basis 14 sichergestellt wird. Die Verstärkungsrippen 33 sind in einem Muster angeordnet, welches sich strahlenförmig von dem Federhalter 35 erstreckt, welcher wirksam ist, um die Verformung der Abdeckung 15 zu vermeiden.
Die Abdeckung 15 ist ausgebildet, sodass sie die Steifheit hat, welche genügt, um der Reaktionskraft beziehungsweise Zwangskraft, der Schraubenfedern 101 zu widerstehen und demnach in der Lage ist, die Schraubenfedern 101 fest selbst zu halten, wodurch es der Batterieeinheit 10 ermöglicht wird, in der Größe verringert zu werden.
Der Pressmechanismus wird, wie oben stehend beschrieben ist, durch die Anordnung von Schraubenfedern 101 erreicht, was zu einer Vergrößerung des Gebiets beziehungsweise der Fläche des montierten Batteriemoduls 11, auf welches der Druck, wie er durch die Schraubenfedern 101 erzeugt wird, ausgeübt wird, führt, um die Stabilität beim Halten des montierten Batteriemoduls 11 in dem Speichergehäuse 13 zu erhöhen.
Die Verwendung der Schraubenfedern 101 fungiert als ein elastisches Element, um das montierte Batteriemodul 11 fest in dem Speichergehäuse 13 zu drücken oder halten, wodurch die Absorption einer Toleranz der Höhe des montierten Batteriemoduls 11 oder eine Änderung in der Dicke der Zelle 83 aufgrund der Lade- oder Entladeoperation des montierten Batteriemoduls 11 erleichtert wird.
Die Zellen 83 des montierten Batteriemoduls 11 sind aneinander unter Verwendung des doppelseitigen Klebebandes 86 befestigt. Die Klebekraft von solchen Bändern minimiert das Rutschen der Zellen 83 in einer Richtung rechtwinklig zu der Dicke der Zellen 83.
Abwandlungen der obigen Ausführungsform werden untenstehend beschrieben werden.
Die Schraubenfedern 101 des Pressmechanismus sind, wie oben stehend beschrieben ist, platziert, sodass sie den Druck auf den Schwerpunkt des montierten Batteriemoduls 11 ausüben, sie können jedoch auch außerhalb des Schwerpunkts des montierten Batteriemoduls 11 angeordnet sein. Beispielsweise sind die Schraubenfedern 101 an der unteren Oberfläche der Abdeckung 15 in einem Muster, welche sich strahlenförmig von dem Schwerpunkt des montierten Batteriemoduls 11 erstreckt, angeordnet. An Stelle der Schraubenfedern 101 kann der Pressmechanismus durch eine Tellerfeder (Tellerfedern) oder ein elastisches Element (elastische Elemente) wie beispielsweise Gummi gefertigt sein.
Die Basis 14 und die Abdeckung 15 des Speichergehäuses 13 sind aus einem metallischen Material wie beispielsweise Aluminium gefertigt, sie können jedoch aus Kunstharz gefertigt sein. Wenn die Basis 14 aus Kunstharz gefertigt ist, welches ein isolierendes Material ist, beseitigt es die Notwendigkeit für eine elektrische Isolierung zwischen dem montierten Batteriemodul 11 und der Basis 14, wodurch es ermöglicht wird, dass die isolierenden Wände 71 des Zwischengehäuses 16 weggelassen werden.
Der Interferenzvermeider, welcher arbeitet, um die physikalische Interferenz zwischen der Steuerplatine 12 und dem Pressmechanismus zu beseitigen (das heißt die Schraubenfedern 101) können alternativ wie in den 20(a), 20(b) und 20(c) ausgebildet sein. Die 20(a) bis 20(c) zeigen jeweils eine Relation in der Platzierung zwischen der Steuerplatine 12 und dem montierten Batteriemodul 11. Durchgezogene Linien repräsentieren die Steuerplatine 12. Unterbrochene Linien repräsentieren das montierte Batteriemodul 11 und den Pressmechanismus (das heißt die Schraubenfedern 101). In den 20(a) und 20(b) kann die nur eine Feder 101 als der Pressmechanismus veranschaulicht sein.
In der Abwandlung von 20(a) ist der Interferenzvermeider durch eine U-förmige Aussparung oder Öffnung 141 implementiert, welche sich von einer der vier Seiten (das heißt einem äußeren Rand) der Steuerplatine 12 in Richtung der Mitte der Steuerplatine 12 nach innen erstreckt. Die Öffnung 141 begrenzt beziehungsweise definiert zwei Flächen beziehungsweise Bereiche R1 und R2 der Oberfläche der Steuerplatine 12, auf der elektronische Komponenten angebracht sind. Besonders haben die Bereiche R1 und R2 die elektronischen Komponenten darauf hergestellt beziehungsweise ausgebildet und sind voneinander durch die Öffnung 141 entfernt beziehungsweise wegplatziert, sodass sie insensitiv auf Wärme sein können, welche jeweils von dem anderen emittiert wird. Besonders sind die Leistungsvorrichtungen P auf dem Bereich R1 angebracht. Die elektronische Komponente (elektronischen Komponenten), wie beispielsweise eine CPU, welche thermisch von den Leistungsvorrichtungen P isoliert sein müssen, sind auf dem Bereich R2 angebracht.
In der Abwandlung der 20(b) ist der Interferenzvermeider durch einen rechtwinkligen Ausschnitt oder Aussparung 142, welcher/welche in einer der Ecken der Steuerplatine 12 gebildet, ist implementiert.
Die Steuerplatine in der Abwandlung der 20(c) ist ausgebildet, um den Fall vorauszusehen, in dem zwei montierte Batteriemodule 11A und 11B verwendet werden oder das einzelne montierte Batteriemodul 11 mit den zwei Batterieanordnungen 81 ausgestattet ist. Die Steuerplatine 12 ist platziert, um die montierten Batteriemodule 11A und 11B (oder die zwei Batterieanordnungen 81) zu bedecken oder zu überlappen. Die Steuerplatine 12 hat zwei Schraubenfedern 101, eine für jedes der montierten Batteriemodule 11A und 11B (oder die zwei Batterieanordnungen 81) und hat auch zwei Durchgangslöcher 143 als die Interferenzvermeider, um die physikalische Interferenz zwischen den Federn 101 und der Steuerplatine 12 zu beseitigen. Die Anzahl der Löcher 143 kann mit einer Zunahme in den montierten Batteriemodulen 11 (oder den Batterieanordnungen 81) erhöht sein.
Das Speichergehäuse 13 ist, wie obenstehend beschrieben ist, aus der Basis 14, der Abdeckung 15 und dem Zwischengehäuse 16 aufgebaut, kann jedoch durch nur die Basis 14 und die Abdeckung 15 gebildet sein. Beispielsweise ist die aufrechte Wand 22 der Basis 14 ausgebildet, um eine erhöhte Höhe zu haben, um einen benötigten Raum innerhalb des Speichergehäuses 13 in der Höhenrichtung davon vorzusehen. Alternativ kann die Abdeckung 15 ausgebildet sein, sodass sie eine vertikale Seitenwand hat, um eine benötigte Gesamthöhe des Speichergehäuses 13 vorzusehen.
Die Batterieeinheit 10 ist, wie oben stehend beschrieben ist, unter den Sitzen in dem Fahrgastraum des Fahrzeugs angebracht, kann jedoch innerhalb eines Armaturenbretts beziehungsweise einer Instrumententafel oder einem Maschinenraum des Fahrzeugs angeordnet sein.
Jede der Zellen 83 ist, wie obenstehend beschrieben ist, eine Lithium-Ionen-Speicherzelle, sie kann jedoch auch durch einen anderen Typ von sekundärer Zelle wie beispielsweise einer Nickel-Cadmium-Speicherzelle oder einer Nickel-Wasserstoff-Speicherzelle (Zellen) implementiert sein.
Die Batterieeinheit 10 kann mit Hybridfahrzeugen, welche mit einer internen Verbrennungsmaschine und einem Elektromotor für einen Antrieb von Rädern oder einem elektrischen Fahrzeug, welches nur mit dem Elektromotor als einer Antriebsquelle, ausgestattet ist, verwendet werden.
Während die vorliegende Erfindung hinsichtlich der bevorzugten Ausführungsform offenbart wurde, um ein besseres Verständnis davon zu erleichtern, sollte es anerkannt werden, dass die Erfindung in verschiedenen Wegen ausgeführt werden kann, ohne von dem Prinzip der Erfindung abzuweichen. Demnach sollte die Erfindung verstanden werden, als alle möglichen Ausführungsformen und Abwandlungen an den gezeigten Ausführungsformen aufweisend, welche ohne ein Abweichen von dem Prinzip der Erfindung wie sie in den beigefügten Ansprüchen erläutert ist, ausgeführt werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2013-36763 [0001]
JP 2006-339031 [0003]

Claims

Batterieeinheit (10) die Folgendes aufweist: ein Speichergehäuse (13), welches ein erstes Gehäuseelement und ein zweites Gehäuseelement aufweist, welche einander gegenüberliegend sind; eine Batterie, welche eine Zelle vom laminierten Typ aufweist, wobei die Batterie eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche, welche der ersten Oberfläche durch eine gegebene Dicke davon gegenüberliegt, hat, wobei die Batterie in dem Speichergehäuse (13) angeordnet ist, wobei die erste Oberfläche in Kontakt mit dem ersten Gehäuseelement platziert ist, und die zweite Oberfläche dem zweiten Gehäuseelement zugewandt ist; eine Steuerplatine (12), auf welcher eine elektronische Komponente angebracht ist, um Lade- und Entladeoperationen der Batterie zu steuern, wobei die Steuerplatine (12) in einer Platinenspeicherkammer angeordnet ist, welche zwischen der zweiten Oberfläche der Batterie und dem zweiten Gehäuseelement des Speichergehäuses (13) gebildet ist; und einen Pressmechanismus (101), welcher neben der Steuerplatine (12) in einer Richtung im Wesentlichen rechtwinklig zu der Dicke der Batterie innerhalb der Platinenspeicherkammer ohne eine physikalische Interferenz zwischen dem Pressmechanismus (101) und der Steuerplatine (12) angeordnet ist, wobei der Pressmechanismus (101) arbeitet, um die Batterie gegen das erste Gehäuseelement des Speichergehäuses (13) zu drücken.
Batterieeinheit (10) nach Anspruch 1, wobei der Pressmechanismus (101) so innerhalb der Platinenspeicherkammer platziert ist, dass er mechanischen Druck auf einen Schwerpunkt der Batterie durch die zweite Oberfläche der Batterie ausübt, und wobei die Steuerplatine (12) einen Interferenzvermeider an einem Platz hat, welcher den Schwerpunkt der Batterie überlappt und die physikalische Interferenz zwischen dem Pressmechanismus und der Steuerplatine (12) beseitigt.
Batterieeinheit (10) nach Anspruch 2, wobei der Interferenzvermeider durch ein Loch (102) implementiert ist, welches durch eine Dicke der Steuerplatine (12) hindurchtritt.
Batterieeinheit (10) nach Anspruch 2, wobei der Interferenzvermeider durch eine Aussparung implementiert ist, welche sich von einem äußeren Rand der Steuerplatine (12) nach innen erstreckt.
Batterieeinheit (10) nach Anspruch 1, wobei das erste Gehäuseelement eine Oberfläche hat, welche der zweiten Oberfläche der Batterie zugewandt ist, wobei die Oberfläche des ersten Gehäuseelements einen Befestigungsabschnitt (31), einen Pressmechanismushalter (35) und einen Verformungsvermeider hat, wobei der Befestigungsabschnitt (31) eine mechanische Verbindung mit dem ersten Gehäuseelement etabliert, wobei der Pressmechanismushalter (35) von dem Befestigungsabschnitt (31) nach innen platziert ist und arbeitet, um den Pressmechanismus (101) zu halten, wobei der Verformungsvermeider zwischen dem Befestigungsabschnitt und dem Pressmechanismushalter (35) angeordnet ist und arbeitet, um die Verformung des zweiten Gehäuseelements zu minimieren, welche aus dem Druck resultiert, welcher durch den Pressmechanismus (101) ausgeübt wird.