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TECHNISCHES GEBIET
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Diese Offenbarung betrifft eine Vorrichtung zum Schützen von Batteriezellen, wie Batteriezellenplatten. Beispielsweise betrifft bei einigen Ausführungsformen diese Offenbarung Batteriezellen-Kühlplatten, die derart konfiguriert sind, unter gewissen Umständen auszufallen, um zu verhindern, dass übermäßige Kräfte auf eine oder mehrere Batteriezellen übertragen werden.
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HINTERGRUND
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Batterien werden oftmals mit einer Reihe von Batteriezellen hergestellt, die eine prismatische Form besitzen können, um ein Stapeln der Batteriezellen zu unterstützen. Derartige Konfigurationen sind insbesondere zum Gebrauch in Elektrofahrzeugen üblich. Typische prismatische Batteriezellen, wie Lithiumionenbatteriezellen, erzeugen oftmals signifikante Wärme während des Betriebs und während des Ladens. Bei Überhitzung oder anderweitigem Kontakt zu hohen Temperaturen können unerwünschte Wirkungen den Betrieb derartiger Batterien beeinflussen.
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Somit können Batterien, die eine Reihe von Batteriezellen umfassen, eine oder mehrere Batteriekühlplatten umfassen, die dazu verwendet werden können, Wärme von den Zellen zu dissipieren, um das Auftreten eines Hitzeschadens zu verhindern oder zumindest zu reduzieren.
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Zusätzlich können derartige Batterien sensitiv für gewisse Kräfte sein, wie sie beispielsweise während eines Fahrzeugunfalls oder anderen Aufpralls auftreten.
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Tatsächlich können einige derartige Batterien infolge eines derartigen Aufpralls zerstört werden oder ihre Funktionalität auf unerwünschte Weise anderweitig ändern.
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Die vorliegenden Erfinder haben daher bestimmt, dass es erwünscht wäre, Schutzplatten bereitzustellen, die zum Absorbieren von Kräften konfiguriert sind, um zu verhindern, dass übermäßige Kräfte zwischen den Zellen übertragen werden. Derartige Platten können bei einigen Ausführungsformen ferner derart konfiguriert sein, Wärme von den Batteriezellen zu dissipieren oder diese anderweitig zu kühlen. Die vorliegenden Erfinder haben verschiedene Ausführungsformen vorgeschlagen, um eine oder mehrere der vorher erwähnten Beschränkungen und/oder andere Beschränkungen des Standes der Technik zu überwinden, wie nachfolgend detailliert beschrieben ist.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Es sind hier Vorrichtungen zum Schützen von Batteriezellen, wie Batteriezellenplatten, offenbart. Einige Ausführungsformen können insbesondere in Verbindung mit Fahrzeugbatterien, die eine Reihe von Batteriezellen umfassen, nützlich sein. Einige Ausführungsformen können dazu verwendet werden, derartige Batteriezellen sowohl zu kühlen als auch einen Schutz bereitzustellen, indem sie beispielsweise so konfiguriert sind, dass sie unter gewissen Bedingungen ausfallen, um zu verhindern, dass übermäßige Kräfte auf eine oder mehrere Batteriezellen in der Batterie übertragen werden.
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Bei einigen Ausführungsformen können eine oder mehrere Platten vorgesehen sein, um eine oder mehrere Zellen einer Batterie zu schützen. Jede derartige Platte kann einen ersten Abschnitt, der derart konfiguriert ist, mit einer ersten Batteriezelle in Kontakt zu stehen, und einen zweiten Abschnitt umfassen, der mit dem ersten Abschnitt gekoppelt ist. Die Platte kann derart konfiguriert sein, unter vorbestimmten Bedingungen – wie ein Auftreten einer Schwellenkraft – auszufallen, so dass bei Auftreten der vorbestimmten Bedingungen zumindest ein Teil des zweiten Abschnitts derart konfiguriert ist, sich von zumindest einem Teil des ersten Abschnitts zu trennen.
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Bei einigen Ausführungsformen kann zumindest ein Teil des ersten Abschnitts von zumindest einem Teil des zweiten Abschnitts versetzt sein, so dass bei Auftreten der vorbestimmten Bedingungen der zumindest eine Teil des ersten Abschnitts derart konfiguriert ist, relativ zu dem zumindest einen Teil des zweiten Abschnitts zu scheren. Der zweite Abschnitt kann mit dem ersten Abschnitt an einem überlappenden Abschnitt gekoppelt sein. Ein Querschnitt des überlappenden Abschnitts kann einen ersten Teil des ersten Abschnitts und einen ersten Teil des zweiten Abschnitts umfassen. Der überlappende Abschnitt kann ferner eine Dicke bei Betrachtung im Querschnitt umfassen, wobei die Dicke kleiner als eine Dicke des zumindest einen Teils des ersten Abschnitts bei Betrachtung im Querschnitt ist, und wobei die Dicke kleiner als eine Dicke des zumindest einen Teils des zweiten Abschnitts bei Betrachtung im Querschnitt ist.
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Bei einigen Ausführungsformen kann die Dicke des überlappenden Abschnitts kleiner als eine Hälfte der Dicke des zumindest einen Teils des ersten Abschnitts bei Betrachtung im Querschnitt sein. Gleichermaßen kann die Dicke des überlappenden Abschnitts kleiner als eine Hälfte der Dicke des zumindest einen Teils des zweiten Abschnitts bei Betrachtung in demselben Querschnitt sein. Bei einigen Ausführungsformen kann der zweite Abschnitt derart konfiguriert sein, mit einer zweiten Batteriezelle benachbart der ersten Batteriezelle in Kontakt zu stehen. Gleichermaßen können nach Bedarf bei einigen Ausführungsformen zusätzliche Abschnitte vorgesehen sein, um eine Schutzplatte mit einer erwünschten Kombination aus Schutz- und/oder Kühlmerkmalen bereitzustellen.
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Es können eine oder mehrere derartige Platten konfiguriert sein, um eine Kraft, die sich zwischen benachbarten Batteriezellen während der vorbestimmten Bedingungen erstreckt, wie eine Schwellenkraft, zumindest zu reduzieren.
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Bei einigen Ausführungsformen kann eine Batterie vorgesehen sein, die eine Mehrzahl von Batteriezellen und eine oder mehrere Kühlplatten umfasst, die zwischen benachbarten Batteriezellen über die Mehrzahl von Batteriezellen positioniert sind. Die Kühlplatte(n) kann/können derart konfiguriert sein, Wärme von den benachbarten Batteriezellen zu dissipieren, und kann/können ferner derart konfiguriert sein, bei Auftreten einer Schwellenkraft auszufallen, um so zu verhindern, dass zumindest ein Teil der Schwellenkraft zwischen benachbarten Batteriezellen übertragen wird. Die Kühlplatte(n) kann/können einen ersten Abschnitt in Kontakt mit einer ersten Batteriezelle und einen zweiten Abschnitt in Kontakt mit einer zweiten Batteriezelle umfassen.
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Bei einigen Ausführungsformen kann zumindest ein Teil des ersten Abschnitts von zumindest einem Teil des zweiten Abschnitts versetzt sein, so dass bei Auftreten einer Schwellenkraft oder anderen vorbestimmten Bedingungen der zumindest eine Teil des ersten Abschnitts so konfiguriert ist, dass er von dem zumindest einen Teil des zweiten Abschnitts wegschert. Dies kann so konfiguriert sein, dass die Platte dauerhaft oder temporär kollabiert oder anderweitig in der Breite reduziert wird, um Kräfte zu absorbieren, die aus den vorbestimmten Bedingungen resultieren.
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Selbstverständlich sind verschiedene andere Ausführungsformen denkbar, die zusätzliche Plattenabschnitte umfassen. Derartige Abschnitte können bei einigen Ausführungsformen entlang einer Länge der Batterie und/oder der Zellen einer Batterie abwechseln, so dass jeder zweite Plattenabschnitt in Kontakt mit einer von zwei benachbarten Batteriezellen steht und der entsprechende Satz von Plattenabschnitten jeweils in Kontakt mit der anderen der zwei benachbarten Batteriezellen steht. Eine beliebige Anzahl von Plattenabschnitten kann nach Bedarf verwendet werden, und wie es dem Fachmann nach Erlangen der Vorteile dieser Offenbarung offensichtlich ist.
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Ein oder mehrere der Plattenabschnitte können mit einer oder mehreren Wänden oder anderen Teilen konfiguriert sein, die von zumindest einem Teil eines benachbarten Abschnitts versetzt sein können, so dass bei Auftreten der Schwellenkraft das Teil und/oder die Wand so konfiguriert ist, von dem Teil und/oder der Wand des entsprechend benachbarten Abschnitts wegzuscheren. Beispielsweise kann sich bei einigen Ausführungsformen ein erster Abschnitt einer Platte zu einer ersten Batteriezelle entlang einer ersten Wand erstrecken, und ein zweiter Abschnitt der Platte kann sich zu einer zweiten Batteriezelle entlang einer zweiten Wand des zweiten Abschnitts erstrecken. Die erste Wand kann von der zweiten Wand versetzt sein, so dass bei Ausfall der Platte der erste Abschnitt zu der ersten Batteriezelle gleiten kann und der zweite Abschnitt zu der zweiten Batteriezelle gleiten kann.
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Die erste Wand kann mit der zweiten Wand entlang eines überlappenden Abschnitts gekoppelt sein. Dieser überlappende Abschnitt kann so konfiguriert sein, dass er bei Ausfall eines oder mehrerer Teile der Platte schert. Der überlappende Abschnitt kann so konfiguriert sein, dass bei Ausfall der Platte ein Kontakt der ersten Wand mit der ersten Batteriezelle zugelassen wird, und so dass bei Ausfall der Platte ein Kontakt der zweiten Wand mit der zweiten Batteriezelle zugelassen wird. Einer oder mehrere der überlappenden Abschnitte können eine Dicke umfassen, die kleiner als eine Hälfte der Dicke eines oder beider der Wände/Teile der zwei benachbarten Plattenabschnitte ist.
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Bei einigen Ausführungsformen können eine oder mehrere der Batterieplatten Kühlplatten umfassen. Beispielsweise können bei einigen Ausführungsformen eine oder mehrere der Batterieplatten eine Mehrzahl von Fenstern umfassen, um eine Strömung von Luft oder einem anderen Fluid zu einer oder mehreren der benachbarten Batteriezellen zu unterstützen. Selbstverständlich können einige Ausführungsformen eine Mehrzahl von Kühlplatten umfassen, wobei eine Kühlplatte zwischen jeder der benachbarten Batteriezellen der Batterie positioniert ist. Jede der Kühlplatten kann so konfiguriert sein, Wärme von ihren benachbarten Batteriezellen zu dissipieren, und jede der Kühlplatten kann so konfiguriert sein, dass sie bei Auftreten einer Schwellenkraft ausfällt, um zu verhindern, dass zumindest ein Teil der Schwellenkraft zwischen ihren benachbarten Batteriezellen übertragen wird.
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Bei einigen Ausführungsformen kann eine Fahrzeugbatterie eine Mehrzahl von Batteriezellen und eine Mehrzahl von Kühlplatten umfassen. Eine Kühlplatte kann zwischen jeder der benachbarten Batteriezellen der Mehrzahl von Batteriezellen positioniert sein. Jede der Mehrzahl von Kühlplatten kann eine Mehrzahl von Öffnungen zum Dissipieren von Wärme von benachbarten Batteriezellen umfassen. Jede der Mehrzahl von Kühlplatten kann ferner einen erste Plattenabschnitt, der benachbart einer ersten Batteriezelle positioniert ist, und einen zweiten Plattenabschnitt umfassen, der benachbart der zweiten Batteriezelle gegenüberliegend der ersten Batteriezelle positioniert ist. Der erste Plattenabschnitt kann eine erste Wand umfassen, die sich zu der zweiten Batteriezelle erstreckt, und der zweite Plattenabschnitt kann eine zweite Wand umfassen, die sich zu der ersten Batteriezelle erstreckt. Die erste Wand kann sich in einer nicht überlappenden Ebene relativ zu der zweiten Wand erstrecken und kann mit der zweiten Wand verbunden sein, so dass bei Auftreten einer Schwellenkraft zumindest im Wesentlichen in einer Richtung zu der zweiten Batteriezelle die erste Wand so konfiguriert ist, dass sie sich von der zweiten Wand trennt.
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Bei einigen Ausführungsformen kann der erste Plattenabschnitt von jeder der Mehrzahl von Kühlplatten ferner eine dritte Wand umfassen, die sich zu der zweiten Batteriezelle erstreckt. Der zweite Plattenabschnitt von jeder der Mehrzahl von Kühlplatten kann ferner eine vierte Wand umfassen, die sich zu der ersten Batteriezelle erstreckt. Die dritte Wand bzw. die dritten Wände können sich in einer nicht überlappenden Ebene relativ zu der vierten Wand/den vierten Wänden erstrecken und können mit der vierten Wand/den vierten Wänden verbunden sein, so dass bei Auftreten einer Schwellenkraft zumindest im Wesentlichen in einer Richtung zu der zweiten Batteriezelle die dritte Wand/die dritten Wände so konfiguriert sind, dass sie sich von der vierten Wand/den vierten Wänden trennen. Die erste Wand/die ersten Wände können mit der zweiten Wand/den zweiten Wänden entlang eines überlappenden Abschnitts verbunden sein, so dass sich die erste Wand/die ersten Wände entlang und benachbart zu der zweiten Wand/den zweiten Wänden entlang des überlappenden Abschnitts erstrecken.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Nicht beschränkende und nicht erschöpfende Ausführungsformen der Offenbarung sind beschrieben, die verschiedene Ausführungsformen der Offenbarung mit Bezug auf die Figuren enthalten, in welchen:
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1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Batterie ist, die eine Schutz-Kühlplatte umfasst;
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2 eine Schnittansicht ist, die die Verbindung zwischen benachbarten Plattenabschnitten einer Ausführungsform einer Schutzplatte, die zwischen zwei benachbarten Batteriezellen positioniert ist, zeigt; und
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3 eine Schnittansicht ist, die gewisse Abmessungsparameter von Verbindungswänden und einen überlappenden Abschnitt einer Ausführungsform einer Schutzplatte zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Es ist eine detaillierte Beschreibung von Vorrichtungen in Übereinstimmung mit verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung nachfolgend vorgesehen. Während verschiedene Ausführungsformen beschrieben sind, sei zu verstehen, dass die Offenbarung nicht auf irgendeine der spezifischen Ausführungsformen, die offenbart sind, beschränkt ist, sondern stattdessen zahlreiche Alternativen, Modifikationen und Äquivalente enthält. Zusätzlich können, während zahlreiche spezifische Details in der folgenden Beschreibung dargestellt sind, um ein vollständiges Verständnis der hier offenbarten Ausführungsformen bereitzustellen, einige Ausführungsformen ohne einige oder alle dieser Details ausgeführt werden. Überdies ist zu Zwecken der Klarheit bestimmtes technisches Material, das in der Technik bekannt ist, nicht detailliert beschrieben worden, um ein unnötiges Verschleiern der Offenbarung zu vermeiden.
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Die Ausführungsformen der Offenbarung werden am besten unter Bezugnahme auf die Zeichnungen verständlich, in denen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Es ist leicht zu verstehen, dass die Komponenten der offenbarten Ausführungsformen, wie allgemein in den Figuren hier beschrieben und veranschaulicht ist, in einer breiten Vielzahl verschiedener Konfigurationen angeordnet und ausgelegt sein können. Somit ist die folgende detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen der Systeme und Verfahren der Offenbarung nicht dazu bestimmt, den Schutzumfang der Offenbarung, wie beansprucht ist, zu beschränken, sondern ist lediglich repräsentativ für mögliche Ausführungsformen der Offenbarung. Zusätzlich müssen die Schritte eines Verfahrens nicht unbedingt in einer spezifischen Reihenfolge oder sogar sequentiell ausgeführt werden, noch müssen die Schritte nur einmal ausgeführt werden, sofern es nicht anderweitig festgelegt ist.
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Ausführungsformen der hier offenbarten Vorrichtung können verwendet werden, um Batteriezellen zu schützen und/oder zu kühlen. Einige Ausführungsformen können in Verbindung mit Fahrzeugbatterien, die eine Reihe von Batteriezellen umfassen, besonders nützlich sein. Einige Ausführungsformen können verwendet werden, um einen Schutz beispielsweise dadurch vorzusehen, dass sie so konfiguriert sind, dass sie unter bestimmten Bedingungen ausfallen, um zu verhindern, dass übermäßige Kräfte auf eine oder mehrere Batteriezellen innerhalb der Batterie übertragen werden. Weitere spezielle Ausführungsformen werden nun detaillierter unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
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1 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Batterie 100, die eine Schutz-Kühlplatte 110 umfasst. Die Batterie 100 umfasst eine Batteriezelle 102. Wie dem Fachmann angemerkt sei, kann, obwohl nur eine einzelne Batteriezelle 102 in 1 gezeigt ist, die Batterie 100 eine Mehrzahl von Batteriezellen umfassen. Jede der verschiedenen benachbarten Batteriezellen 102 kann eine Schutz-Kühlplatte 110 umfassen, die dazwischen positioniert ist. Wie an anderer Stelle hier diskutiert ist, kann bei einigen Ausführungsformen die Platte 110 eine Schutzplatte umfassen, die nicht auch als Kühlfunktion dient.
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Wie in 1 gezeigt ist, kann die Platte 110 eine Mehrzahl von Plattenabschnitten umfassen. Bei der gezeigten Ausführungsform umfasst die Platte 110 Plattenabschnitte 112, 114, 116, 122, 124, 126, 132, 134, 136, 142 und 144. Die Plattenabschnitte 112, 124, 126, 132 und 144 sind jeweils benachbart der Batteriezelle 102 positioniert. Bei der gezeigten Ausführungsform sind die Plattenabschnitte 112, 124, 126, 132 und 144 jeweils zum Kontakt mit der Batteriezelle 102 konfiguriert, obwohl alternative Ausführungsformen denkbar sind, bei denen dies nicht der Fall sein braucht. Die Plattenabschnitte 114, 116, 122, 134, 136 und 142 sind jeweils zur Positionierung benachbart einer Batteriezelle (in 1 nicht gezeigt) gegenüberliegend von der Batteriezelle 102 konfiguriert.
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Die Platte 110 umfasst auch eine Reihe von Halterungen, die derart konfiguriert sind, eine benachbarte Batteriezelle gegenüberliegend von der Batteriezelle 102 aufzunehmen. Insbesondere umfasst die Batterieplatte 110 Halterungsstücke 160 und 162, die entlang gegenüberliegender Ecken des oberen Teiles der Platte 110 positioniert sind. Gleichermaßen umfasst die Batterieplatte 110 Halterungsstücke 164 und 166, die entlang gegenüberliegender Ecken des oberen Teiles der Platte 110 positioniert sind. Schließlich umfasst die Batterieplatte 110 ferner ein zentrales Halterungsstück 168, das sich von einem Zentralteil des Bodens der Platte 110 erstreckt. Wie es dem Fachmann angemerkt sei, sind bei Ausführungsformen, die derartige Halterungen umfassen, eine breite Vielzahl von Alternativen möglich. Beispielsweise können sich bei einigen Ausführungsformen eine oder mehrere Halterungen auch in der entgegengesetzten Richtung erstrecken, um die Batteriezelle 102 aufzunehmen. Zusätzlich kann eine breite Vielzahl von Formen, Größen, Anzahlen, Orten und Konfigurationen verwendet werden. Die Halterungen können einteilig mit der Platte 110 geformt sein oder können alternativ an der Platte 110 durch irgendeine geeignete Befestigungseinrichtung, Klebstoff oder dergleichen befestigt sein.
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Die Abschnitte 112, 114, 122, 124, 132, 134, 142 und 144 umfassen jeweils Wände, die sich zu einer Batteriezelle gegenüberliegend von der Zelle, zu der sie benachbart ist und/oder mit der sie in Kontakt steht, erstrecken. Jede der Wände 112, 114, 122, 124, 132, 134, 142 und 144 ist auch so positioniert, sich in einer nicht überlappenden Ebene relativ zu einem benachbarten Teil zu erstrecken, so dass bei Auftreten einer Schwellenkraft zumindest im Wesentlichen in einer Richtung zu der einen oder den beiden benachbarten Batteriezellen sich die benachbarten Abschnitte/Wände voneinander trennen, wie nachfolgend detaillierter erläutert ist.
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Zusätzlich ist jede der Wände 112, 114, 122, 124, 132, 134, 142 und 144 mit einer benachbarten Wand verbunden, die sich von einer gegenüberliegenden Batteriezelle entlang eines überlappenden Abschnitts erstreckt, so dass jede der Wände 112, 114, 122, 124, 132, 134, 142 und 144 sich entlang und benachbart zu anderen der Wände 112, 114, 122, 124, 132, 134, 142 und 144 entlang des Überlappungsabschnitts erstreckt.
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Zusätzlich umfassen drei der Abschnitte der Platte 110 Fenster, um einen Durchgang von Luft oder einem anderen Kühlfluid zu einer oder beiden der benachbarten Batteriezellen zu unterstützen. Insbesondere umfasst der Abschnitt 116 eine Mehrzahl von Fenstern 120, die durch eine Mehrzahl von Wänden 118 definiert sind, die sich zwischen Abschnitten 114 und 122 erstrecken. Gleichermaßen umfasst der Abschnitt 126 eine Mehrzahl von Fenstern 130, die durch eine Mehrzahl von Wänden 128 definiert sind, die sich zwischen Abschnitten 124 und 132 erstrecken. und der Abschnitt 136 umfasst eine Mehrzahl von Fenstern 140, die durch eine Mehrzahl von Wänden 138 definiert sind, die sich zwischen Abschnitten 134 und 142 erstrecken.
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Die verschiedenen Abschnitte der Platte 110 definieren auch eine Reihe von Durchgängen, die sich entlang der Seiten der benachbarten Batteriezellen erstrecken, um einen gewünschten Durchgang eines Kühlfluides hindurch weiter zu erleichtern. Beispielsweise ist ein erster Durchgang 150 zwischen Abschnitten 114 und 122 definiert, und ein benachbarter zweiter Durchgang 155 ist zwischen Abschnitten 112 und 124 definiert. Die Durchgänge 150 und 155 sind miteinander verbunden. Jedoch sind alternative Ausführungsformen denkbar, bei den derartige benachbarte Durchgänge entweder teilweise oder vollständig voneinander getrennt sind.
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2 ist eine Schnittansicht einer Ausführungsform einer Batterie 200, die zumindest zwei benachbarte Batteriezellen umfasst, nämlich Batteriezelle 202 und Batteriezelle 204. Obwohl es nicht gezeigt ist, sei zu verstehen, dass die Batterie 200 ferner andere Batteriezellen umfassen kann. Die Batterie 200 umfasst auch eine Platte 210, die eine Mehrzahl von Plattenabschnitten umfasst, nämlich Plattenabschnitte 212, 214, 216, 218, 220 und 222. Obwohl es nicht gezeigt ist, sei zu verstehen, dass die Batterie 200 ferner nach Bedarf andere Platten und/oder Plattenabschnitte umfassen kann.
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Die Plattenabschnitte 212, 216 und 220 erstrecken sich jeweils von benachbart zu der Batteriezelle 202 zu der Batteriezelle 204. Gleichermaßen erstrecken sich die Plattenabschnitte 214, 218 und 222 jeweils von benachbart der Batteriezelle 204 zu der Batteriezelle 202. 2 zeigt die Verbindung zwischen benachbarten Plattenabschnitten der Platte 210. Wie in der Figur gesehen werden kann, erstreckt sich jeder der benachbarten Plattenabschnitte der Platte 210 in einer nicht überlappenden Ebene relativ zu einem benachbarten Abschnitt, so dass bei Auftreten einer Schwellenkraft zumindest im Wesentlichen in einer Richtung zu einer oder beiden der benachbarten Batteriezellen 202 und 204 die benachbarten Abschnitte so konfiguriert sind, sich voneinander zu trennen, indem die Platte 210 kollabiert, und ermöglicht wird, dass sich die benachbarten Plattenabschnitte trennen und zu der Batteriezelle gelangen, zu der sie sich ursprünglich erstreckt habe.
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Insbesondere sind die Plattenabschnitte 212 und 214 durch einen überlappenden Abschnitt 213 miteinander verbunden. Gleichermaßen sind die Plattenabschnitte 216 und 218 durch den überlappenden Abschnitt 217 miteinander verbunden, und die Plattenabschnitte 220 und 222 sind durch den überlappenden Abschnitt 221 miteinander verbunden. Jedoch wird, obwohl die verschiedenen benachbarten Plattenabschnitte vertikal überlappen, um diese zu verbinden, wie auch in 2 zu sehen ist, jeder der verschiedenen benachbarten Plattenabschnitte nicht horizontal überlappen. Mit anderen Worten erstreckt sich jeder Abschnitt von einer Zelle der Batterie 200 zu einer entgegengesetzten Zelle der Batterie 200 in einer nicht überlappenden Ebene relativ zu einem benachbarten Abschnitt, mit dem er verbunden ist. Auf diese Weise können, sobald der überlappende Abschnitt durch eine ausreichende Kraft gebrochen ist (wie durch Pfeile ”F” in 2 gezeigt ist), die beiden benachbarten Plattenabschnitte in Bezug zueinander gleiten, damit die Platte 210 kollabiert und dadurch einen Teil der Kraft absorbieren, die ansonsten an Zellen 202 und/oder 204 übertragen würde und in einem Schaden an derartigen Zellen resultieren könnte.
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3 ist eine Schnittansicht von zwei benachbarten Plattenabschnitten 302 und 304, die durch einen überlappenden Abschnitt 303 miteinander verbunden sind, gemäß einer Ausführungsform einer Schutz-Batterieplatte. 3 zeigt gewisse Abmessungsparameter dieser Komponenten der gezeigten Ausführungsform einer Batterieplatte.
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Insbesondere umfasst der Plattenabschnitt 302 eine Länge ”a”, der Plattenabschnitt 304 umfasst eine Länge ”b” und der überlappende Abschnitt 303 umfasst eine Länge oder Dicke ”t”. Die kombinierte Länge der Abschnitte a und b abzüglich der Dicke t des überlappenden Abschnittes ist gleich der Länge ”c”.
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Bei einigen Ausführungsformen können die Abmessungen a und b gleich oder zumindest im Wesentlichen identisch sein. Bei derartigen Ausführungsformen wäre die Abmessung c gleich 2a – t Jede dieser Abmessungen kann gemäß den gewünschten Charakteristiken der Batterieplatte gewählt sein, die von den Materialien abhängen können, die dazu verwendet werden, die Platte zu formen. Jede dieser Abmessungen kann gemäß den gewünschten Charakteristiken der Batterie und Batterieplatte gewählt sein und ist dem Fachmann, der den Vorteil dieser Offenbarung erkannt hat, offensichtlich. Diese Abmessungen können beispielsweise von den Materialien abhängen, die gewählt sind, um die Platte zu bilden. Diese Abmessungen können auch beispielsweise von anderen konstruktionsauswahlen abhängen, wie der Größe der Batterie und/oder der Menge an Luft, die zwischen die Batteriezellen (oder für kühlplattenausführungsformen) gelangen soll.
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Wie durch die Pfeile in 3 gezeigt ist, kann eine ausreichende Kraft, die zumindest im Wesentlichen rechtwinklig zu einer Fläche einer oder beider der benachbarten Batteriezellen gerichtet ist, bewirken, dass der überlappende Abschnitt 303 ausfällt und/oder schert. Bei einigen Ausführungsformen kann die Abmessung ”c” die Distanz zwischen benachbarten Batteriezellen definieren oder zumindest im Wesentlichen definieren. Bei derartigen Ausführungsformen kann der Betrag an möglicher Verformung oder Kollabieren der Platte durch c – der größeren der beiden Abmessungen a und b definiert sein. Bei Ausführungsformen, bei denen a = b, ist der Betrag an möglicher Verformung oder Kollabiren der Platte c – a (oder c – b).
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Jede dieser verschiedenen Abmessungen kann basierend auf den Materialien gewählt sein, die dazu verwendet werden, die Platte und die gewünschten Charakteristiken der Platte zu bilden, wie einen gewünschten Betrag an Kraftabsorption. Bei einigen Ausführungsformen kann das Material, das verwendet wird, beispielsweise Polypropylen, Noryl oder irgendein anderes geeignetes Material sein, das bevorzugt nicht leitend oder zumindest im Wesentlichen nicht leitend und starr ist, um ein Scheren/eine Ausfall, wie oben diskutiert ist, zu ermöglichen, wie Kunststoff, Faserverbundstoffe und dergleichen.
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Um einige spezifische Beispiele zu geben, kann die Kolabierungsabmessung, die oben bei Ausführungsformen in Übereinstimmung mit 3 beschrieben ist, c – der größeren der beiden Abmessungen a und b sein. Die Dicke ”t” des überlappenden Abschnitts 303 kann innerhalb eines Bereiches von 1 mm bis etwa 3 mm für Polypropylen liegen und kann innerhalb eines Bereiches von etwa 0,25 mm bis etwa 0,75 mm für Noryl liegen.
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Selbstverständlich hängt die gewünschte Dicke t des überlappenden Abschnittes 303 von der gewünschten Schwelle für Überlastungsbedingungen ab, die zu einem Ausfall/Scheren der Batterieplatte führen. Beispielsweise kann bei einigen Ausführungsformen, die in Verbindung mit Fahrzeugbatterien besonders nützlich sein können, die Schwellenkraft zum Auslösen eines Kollabierens der Batterieplatte(n) innerhalb eines Bereiches von etwa 10 kN bis etwa 20 kN liegen.
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Die vorhergehende Beschreibung ist mit Bezug auf verschiedene Ausführungsformen beschrieben worden. Jedoch erkennt der Fachmann, dass verschiedene Modifikationen und Änderungen ohne Abweichung von dem Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung durchgeführt werden können. Beispielsweise können verschiedene Betriebsschritte wie auch Komponenten zur Ausführung von Betriebsschritten in alternativen Wegen abhängig von der bestimmten Anwendung oder in Betrachtung einer beliebigen Anzahl von Kostenfunktionen, die dem Betrieb des Systems zugeordnet sind, implementiert sein. Demgemäß können einer oder mehrere der Schritte weggelassen, modifiziert oder mit anderen Schritten kombiniert werden. Ferner ist diese Offenbarung in einem illustrativen anstatt einem restriktiven Sinne zu betrachten, und alle derartigen Modifikationen sind dazu bestimmt, innerhalb des Schutzumfangs derselben enthalten zu sein. Gleichermaßen sind ein Nutzen, andere Vorteile und Lösungen für Probleme oben mit Bezug auf verschiedene Ausführungsformen beschrieben worden. Jedoch sind der Nutzen, die Vorteile, die Lösungen für Probleme und jegliche(s) Element(e), die bewirken können, dass ein Nutzen, Vorteil oder eine Lösung auftritt oder ausgeprägter wird, nicht als ein kritisches, ein erforderliches oder ein wesentliches Merkmal oder Element auszulegen.
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Der Fachmann erkennt, dass viele Änderungen an den Details der oben beschriebenen Ausführungsformen ohne Abweichung von den zugrundeliegenden Grundsätzen der Erfindung ausgeführt werden können. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung sei daher nur durch die folgenden Ansprüche bestimmt.
