-
Diese Offenbarung betrifft ein elektrifiziertes Fahrzeug und insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, elektrisch verbindende Sammelschienen für Anschlüsse einer Batteriebaugruppe des elektrifizierten Fahrzeugs.
-
Hybridelektrofahrzeuge (HEVs), extern aufladbare Hybridelektrofahrzeuge (PHEVs), Batterieelektrofahrzeuge (BEVs), Fahrzeuge mit Brennstoffzelle und andere bekannte elektrifizierte Fahrzeuge unterscheiden sich von herkömmlichen Kraftfahrzeugen insofern, als sie statt oder außer von einem Verbrennungsmotor von einer oder mehreren Elektromaschinen (d. h. Elektromotoren und/oder -generatoren) angetrieben werden. Hochspannungsstrom wird typischerweise von einer oder mehreren Batteriebaugruppen zugeführt, die elektrischen Strom zum Antreiben der Elektromaschine(n) speichern.
-
Batteriebaugruppen elektrifizierter Fahrzeuge enthalten eine oder mehrere Batteriezellen, die in einem Reihen- oder einem Reihen-Parallel-Strang konfiguriert sind, um die Spannungs- und Leistungspegel zu erhalten, die nötig sind, um das elektrifizierte Fahrzeug anzutreiben. Die Batteriezellen müssen zuverlässig miteinander verbunden sein, um diese Spannungs- und Leistungspegel zu erzielen. Es können Sammelschienen genutzt werden, um die Batteriezellen einer Batteriebaugruppe elektrisch zu verbinden. Die Sammelschienen werden gewöhnlich angeordnet und über eine Bolzenverbindung an den Anschlüssen der Batteriezellen befestigt.
-
Eine Batteriebaugruppe gemäß einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung enthält unter anderem einen Anschlusshalter, einen mindestens teilweise vom Anschlusshalter umgebenen Anschluss und ein mit dem Anschlusshalter verbindbares Sammelschienenmodul. Der Anschlusshalter oder das Sammelschienenmodul enthält mindestens ein Anordnungsmerkmal, um das Sammelschienenmodul in einer Schweißposition relativ zum Anschluss zu positionieren.
-
In einer weiteren nicht begrenzenden Ausführungsform der obigen Batteriebaugruppe enthält das mindestens eine Anordnungsmerkmal eine Stiftstruktur.
-
In einer weiteren nicht begrenzenden Ausführungsform einer der beiden obigen Batteriebaugruppen ist die Stiftstruktur innerhalb einer Öffnung des anderen der Elemente Anschlusshalter und Sammelschienenmodul aufgenommen.
-
In einer weiteren nicht begrenzenden Ausführungsform einer beliebigen der obigen Batteriebaugruppen erstreckt sich das mindestens eine Anordnungsmerkmal vom Anschlusshalter her.
-
In einer weiteren nicht begrenzenden Ausführungsform einer beliebigen der obigen Batteriebaugruppen erstreckt sich das mindestens eine Anordnungsmerkmal vom Sammelschienenmodul her.
-
In einer weiteren nicht begrenzenden Ausführungsform einer beliebigen der obigen Batteriebaugruppen enthält das mindestens eine Anordnungsmerkmal eine Vielzahl von Klammern, die zum Einrasten in Öffnungen des anderen der Elemente Anschlusshalter und Sammelschienenmodul konfiguriert sind.
-
In einer weiteren nicht begrenzenden Ausführungsform einer beliebigen der obigen Batteriebaugruppen enthält das Sammelschienenmodul ein Gehäuse und eine Sammelschiene.
-
In einer weiteren nicht begrenzenden Ausführungsform einer beliebigen der obigen Batteriebaugruppen ist mindestens eine Lasche zum Fixieren der Sammelschiene relativ zum Gehäuse konfiguriert.
-
In einer weiteren nicht begrenzenden Ausführungsform einer beliebigen der obigen Batteriebaugruppen enthält der Anschluss ein Aufsetzelement, welches das Sammelschienenmodul kontaktiert, und eine Basis in Kontakt mit dem Anschlusshalter.
-
In einer weiteren nicht begrenzenden Ausführungsform einer beliebigen der obigen Batteriebaugruppen erstreckt sich das Aufsetzelement entlang einer ersten Ebene und die Basis erstreckt sich entlang einer zweiten Ebene, die von der ersten Ebene beabstandet ist.
-
Eine Batteriebaugruppe gemäß einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung enthält unter anderem einen Anschlusshalter und ein Sammelschienenmodul, das zur Anfügung an den Anschlusshalter konfiguriert ist. Der Anschlusshalter oder das Sammelschienenmodul enthält ein Anordnungsmerkmal und das andere der Elemente Anschlusshalter und Sammelschienenmodul enthält eine Öffnung, die zum Aufnehmen des Anordnungsmerkmals konfiguriert ist.
-
In einer weiteren nicht begrenzenden Ausführungsform der obigen Batteriebaugruppe erstreckt sich ein Anschluss mindestens teilweise zwischen dem Anschlusshalter und dem Sammelschienenmodul.
-
In einer weiteren nicht begrenzenden Ausführungsform einer der beiden obigen Batteriebaugruppen enthält der Anschluss ein Aufsetzelement, das sich entlang einer ersten Ebene erstreckt, und eine Basis, die sich entlang einer zweiten Ebene, die von der ersten Ebene beabstandet ist, erstreckt.
-
In einer weiteren nicht begrenzenden Ausführungsform einer beliebigen der obigen Batteriebaugruppen enthält das Anordnungsmerkmal eine Stiftstruktur, die sich vom Anschlusshalter her erstreckt.
-
In einer weiteren nicht begrenzenden Ausführungsform einer beliebigen der obigen Batteriebaugruppen enthält das Anordnungsmerkmal eine Klammer, die sich vom Sammelschienenmodul her erstreckt.
-
Ein Verfahren gemäß einem anderen beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung enthält unter anderem Anordnen eines Sammelschienenmoduls relativ zu einem Anschluss einer Batteriebaugruppe, Verbinden des Sammelschienenmoduls mit einem Anschlusshalter und Schweißen des Sammelschienenmoduls an den Anschluss nach dem Verbindungsschritt.
-
In einer weiteren nicht begrenzenden Ausführungsform des obigen Verfahrens enthält der Schritt des Anordnens Einführen einer Stiftstruktur des Anschlusshalters oder des Sammelschienenmoduls in eine Öffnung im anderen der Elemente Anschlusshalter und Sammelschienenmodul.
-
In einer weiteren nicht begrenzenden Ausführungsform eines der beiden obigen Verfahren enthält der Schritt des Anordnens Einführen einer Klammer des Anschlusshalters oder des Sammelschienenmoduls in eine Öffnung im anderen der Elemente Anschlusshalter und Sammelschienenmodul.
-
In einer weiteren nicht begrenzenden Ausführungsform eines beliebigen der obigen Verfahren enthält der Schritt des Verbindens Aufrasten des Sammelschienenmoduls auf den Anschlusshalter.
-
In einer weiteren nicht begrenzenden Ausführungsform eines beliebigen der obigen Verfahren enthält der Schritt des Schweißens Positionieren eines Schweißwerkzeugs relativ zu einem Fenster des Sammelschienenmoduls und Nutzen des Schweißwerkzeugs, um eine Sammelschiene des Sammelschienenmoduls an den Anschluss zu schweißen.
-
Die Ausführungsformen, Beispiele und Alternativen der vorhergehenden Absätze, der Ansprüche oder der folgenden Beschreibung und Zeichnungen, einschließlich jeglicher ihrer verschiedenen Aspekte oder jeweiligen einzelnen Merkmale, können unabhängig oder in einer beliebigen Kombination verwendet werden. Merkmale, die in Verbindung mit einer Ausführungsform beschrieben werden, sind auf alle Ausführungsformen anwendbar, es sei denn, derartige Merkmale sind damit unvereinbar.
-
Die verschiedenen Merkmale und Vorteile dieser Offenbarung ergeben sich für den Fachmann aus der folgenden ausführlichen Beschreibung. Die Zeichnungen, die der ausführlichen Beschreibung beiliegen, lassen sich kurz wie folgt beschreiben.
-
1 veranschaulicht schematisch einen Antriebsstrang eines elektrifizierten Fahrzeugs.
-
2 veranschaulicht eine Batteriebaugruppe, die in ein elektrifiziertes Fahrzeug eingebaut sein kann.
-
3 veranschaulicht einen beispielhaften Anschluss einer Batteriezelle.
-
4 veranschaulicht ein beispielhaftes Sammelschienenmodul.
-
5 veranschaulicht ein Verfahren zum elektrischen Verbinden von Batteriezellen einer Batteriebaugruppe mit einem Sammelschienenmodul.
-
6 veranschaulicht ein Anordnungsmerkmal zum Anordnen eines Sammelschienenmoduls relativ zu einem Batterieanschluss.
-
7 veranschaulicht eine andere beispielhafte Batteriebaugruppe.
-
Diese Offenbarung betrifft ein Anordnungsmerkmal und ein Verfahren zum Anordnen eines Sammelschienenmoduls relativ zu einem Anschluss einer Batteriezelle einer Batteriebaugruppe eines elektrifizierten Fahrzeugs. Das Anordnungsmerkmal kann entweder in ein Sammelschienenmodul oder in einen Anschlusshalter eingebaut sein und ist konfiguriert, um das Sammelschienenmodul an einer passenden Position relativ zum Anschluss sowohl quer als auch vertikal anzuordnen. Eine Sammelschiene des Sammelschienenmoduls kann, sobald es angeordnet ist, an den Anschluss geschweißt werden, um die Batteriezellen der Batteriebaugruppe elektrisch zu verbinden. Diese und andere Merkmale werden hierin noch ausführlicher erörtert.
-
1 veranschaulicht schematisch einen Antriebsstrang 10 für ein elektrifiziertes Fahrzeug 12, etwa ein HEV. Auch wenn es als HEV abgebildet ist, versteht es sich, dass die hierin beschriebenen Konzepte nicht auf HEVs begrenzt sind und sich auch auf andere elektrifizierte Fahrzeuge wie unter anderem PHEVs, BEVs und Fahrzeuge mit Brennstoffzelle erstrecken könnten.
-
In einer Ausführungsform ist der Antriebsstrang 10 ein Leistungsverzweigungssystem, das ein erstes Antriebssystem, das eine Kombination aus einer Kraftmaschine 14 und einem Generator 16 (d. h. eine erste Elektromaschine) enthält, und ein zweites Antriebssystem, das mindestens einen Motor 36 (d. h. eine zweite Elektromaschine), den Generator 16 und eine Batteriebaugruppe 50 enthält, einsetzt. Der Motor 36, der Generator 16 und die Batteriebaugruppe 50 bilden zum Beispiel möglicherweise ein Elektroantriebssystem 25 des Antriebsstrangs 10. Das erste und das zweite Antriebssystem erzeugen eine Drehkraft, um einen oder mehrere Sätze Fahrzeugantriebsräder 30 des elektrifizierten Fahrzeugs 12 anzutreiben, wie unten ausführlicher erörtert.
-
Die Kraftmaschine 14, etwa ein Verbrennungsmotor, und der Generator 16 können durch eine Leistungsübertragungseinheit 18 verbunden sein. In einer nicht begrenzenden Ausführungsform ist die Leistungsübertragungseinheit 18 ein Planetenradsatz. Selbstverständlich können auch Leistungsübertragungseinheiten von anderen Typen, einschließlich anderer Radsätze und Getriebe, zum Verbinden der Kraftmaschine 14 mit dem Generator 16 genutzt werden. Die Leistungsübertragungseinheit 18 kann ein Hohlrad 20, ein Sonnenrad 22 und eine Trägerbaugruppe 24 enthalten. Der Generator 16 wird von der Leistungsübertragungseinheit 18 angetrieben, wenn er als Generator zum Umwandeln von kinetischer Energie in elektrische Energie arbeitet. Der Generator 16 kann alternativ als Motor zum Umwandeln von elektrischer Energie in kinetische Energie fungieren und gibt dadurch eine Drehkraft an eine Welle 26 ab, die mit der Trägerbaugruppe 24 der Leistungsübertragungseinheit 18 verbunden ist. Da der Generator 16 mit der Kraftmaschine 14 wirkverbunden ist, kann die Geschwindigkeit der Kraftmaschine 14 vom Generator 16 gesteuert werden.
-
Das Hohlrad 20 der Leistungsübertragungseinheit 18 kann mit einer Welle 28 verbunden sein, die durch eine zweite Leistungsübertragungseinheit 32 mit den Fahrzeugantriebsrädern 30 verbunden ist. Die zweite Leistungsübertragungseinheit 32 kann einen Radsatz enthalten, der eine Vielzahl von Rädern 34A, 34B, 34C, 34D, 34E und 34F aufweist. Andere Leistungsübertragungseinheiten können ebenfalls geeignet sein. Die Räder 34A–34F übertragen eine Drehkraft von der Kraftmaschine 14 an ein Differenzial 38, um für die Fahrzeugantriebsräder 30 Traktion bereitzustellen. Das Differenzial 38 kann eine Vielzahl von Rädern enthalten, welche die Übertragung einer Drehkraft an die Fahrzeugantriebsräder 30 ermöglichen. Die zweite Leistungsübertragungseinheit 32 ist durch das Differenzial 38 mechanisch an eine Achse 40 gekoppelt, um eine Drehkraft an die Fahrzeugantriebsräder 30 zu verteilen.
-
Der Motor 36 kann auch eingesetzt werden, um die Fahrzeugantriebsräder 30 anzutreiben, indem er eine Drehkraft an eine Welle 46 abgibt, die ebenfalls mit der zweiten Leistungsübertragungseinheit 32 verbunden ist. In einer Ausführungsform gehören der Motor 36 und der Generator 16 zu einem Nutzbremssystem, in dem sowohl der Motor 36 als auch der Generator 16 als Motoren zum Abgeben einer Drehkraft eingesetzt werden können. Der Motor 36 und der Generator 16 können zum Beispiel je elektrischen Strom an einen Hochspannungsbus 48 und die Batteriebaugruppe 50 abgeben. Die Batteriebaugruppe 50 ist möglicherweise eine Hochspannungsbatterie, die fähig ist, elektrischen Strom zum Betreiben des Motors 36 und des Generators 16 abzugeben. Es können auch Energiespeichereinrichtungen und/oder -abgabeeinrichtungen von anderen Typen zur Nutzung mit dem elektrifizierten Fahrzeug 12 eingebaut sein.
-
Der Motor 36, der Generator 16, die Leistungsübertragungseinheit 18 und die Leistungsübertragungseinheit 32 werden allgemein möglicherweise als Transaxle 42 oder Getriebe des elektrifizierten Fahrzeugs 12 bezeichnet. Wenn ein Fahrer eine bestimmte Schaltposition auswählt, wird die Transaxle 42 daher angemessen gesteuert, um den entsprechenden Gang zum Vorwärtsbewegen des elektrifizierten Fahrzeugs 12 bereitzustellen, indem für die Fahrzeugantriebsräder 30 Traktion bereitgestellt wird.
-
Der Antriebsstrang 10 kann zusätzlich ein Steuersystem 44 zum Überwachen und/oder Steuern verschiedener Aspekte des elektrifizierten Fahrzeugs 12 enthalten. Das Steuersystem 44 kommuniziert zum Beispiel möglicherweise mit dem Elektroantriebssystem 25, den Leistungsübertragungseinheiten 18, 32 oder anderen Komponenten, um das elektrifizierte Fahrzeug 12 zu überwachen und/oder zu steuern. Das Steuersystem 44 enthält Elektronik und/oder Software, um die nötigen Steuerfunktionen zum Betreiben des elektrifizierten Fahrzeugs 12 durchzuführen. In einer Ausführungsform ist das Steuersystem 44 eine Kombination aus einer Fahrzeugsystemsteuerung und einem Antriebsstrangsteuermodul (VSC/PCM). Wenngleich das Steuersystem 44 als Einzel-Hardwareeinrichtung gezeigt ist, kann es auch mehrere Steuerungen in Form von mehreren Hardwareeinrichtungen oder mehrere Softwaresteuerungen innerhalb einer oder mehrerer Hardwareeinrichtungen enthalten.
-
Ein Controller Area Network (CAN) 52 lässt zu, dass das Steuersystem 44 mit der Transaxle 42 kommuniziert. Das Steuersystem 44 empfängt zum Beispiel möglicherweise Signale von der Transaxle 42, um anzugeben, ob gerade ein Übergang zwischen Schaltpositionen erfolgt. Das Steuersystem 44 kann auch mit einem Batteriesteuermodul der Batteriebaugruppe 50 oder anderen Steuereinrichtungen kommunizieren.
-
Zusätzlich kann das Elektroantriebssystem 25 eine oder mehrere Steuerungen 54 wie eine Invertersystemsteuerung (ISC) enthalten. Die Steuerung 54 ist konfiguriert, um konkrete Komponenten innerhalb der Transaxle 42, etwa den Generator 16 und/oder den Motor 36, etwa zum Unterstützen eines bidirektionalen Stromflusses, zu steuern. In einer Ausführungsform ist die Steuerung 54 eine mit einem variablen Spannungswandler kombinierte Invertersystemsteuerung (ISC/VVC).
-
Die Batteriebaugruppe 50 ist eine beispielhafte Energiespeichereinrichtung zur Nutzung mit dem elektrifizierten Fahrzeug 12. Die Batteriebaugruppe 50 ist möglicherweise eine Hochspannungsbatterie, die fähig ist, elektrischen Strom zum Betreiben des Motors 36 und/oder des Generators 16 abzugeben. Es können auch Energiespeichereinrichtungen und/oder -abgabeeinrichtungen von anderen Typen mit dem elektrifizierten Fahrzeug 12 genutzt werden. Die Batteriebaugruppe 50 enthält möglicherweise eine oder mehrere Batteriezellen 60 (die in 1 schematisch gezeigt sind), etwa Lithium-Ionen-Batteriezellen. Die Batteriezellen 60 müssen elektrisch aneinander gekoppelt sein, um den Motor 36 und/oder den Generator 16 anzutreiben. Beispielhafte Sammelschienenmodule zum elektrischen Verbinden der Batteriezellen 60 werden unten ausführlicher beschrieben.
-
2 veranschaulicht eine beispielhafte Batteriebaugruppe 50, die zwei oder mehr Batteriezellen 60 enthalten kann, die Strom zum Antreiben der Elektromaschinen 16, 36 des elektrifizierten Fahrzeugs 12 speichern (siehe 1). In dieser Ausführungsform ist die Batteriebaugruppe 50 mit zwei Batteriezellen gezeigt. Die Batteriebaugruppe 50 könnte jedoch beliebig viele Batteriezellen 60 innerhalb des Schutzbereichs dieser Offenbarung enthalten. Die Zahl der Batteriezellen 60 könnte neben anderen Gestaltungskriterien vom Energiebedarf der Lasten abhängen, die von der Batteriebaugruppe 50 mit Strom versorgt werden.
-
Jede Batteriezelle 60 kann zwei Anschlüsse 64 enthalten, die sich von einer Oberfläche 69 der Batteriezelle 60 her erstrecken. Ein Anschlusshalter 65 umgibt allgemein jeden Anschluss 64. In einer nicht begrenzenden Ausführungsform erstreckt sich ein Anschlusshalter 65 um einen Umfang jedes Anschlusses 64 herum. Die Anschlusshalter 65 sind an der Oberfläche 69 angefügt und können die Anschlüsse 64 tragen, schützen und/oder isolieren.
-
Ein Sammelschienenmodul 62 kann eingesetzt werden, um die Batteriezellen 60 der Batteriebaugruppe 50 elektrisch zu verbinden. In einer Ausführungsform ist das Sammelschienenmodul 62 mit einem oder mehreren Anschlusshaltern 65 verbunden, um das Sammelschienenmodul 62 relativ zu den Anschlüssen 64 der Batteriezellen 60 anzuordnen und zu befestigen.
-
In einer nicht begrenzenden Ausführungsform bestehen die Anschlüsse 64 aus einem metallischen, leitfähigen Material und das Sammelschienenmodul 62 und die Anschlusshalter 65 enthalten ein Polymermaterial. Es können auch noch andere Materialien innerhalb des Schutzbereichs dieser Offenbarung genutzt werden.
-
3 veranschaulicht einen beispielhaften Anschluss 64, der in eine Batteriezelle 60 der Batteriebaugruppe 50 eingebaut sein kann. In dieser Ausführungsform enthält der Anschluss 64 eine „Sprungbrett“-Form. Der beispielhafte Anschluss 64 enthält zum Beispiel möglicherweise ein Aufsetzelement 66 und eine Basis 68. Ein Verbindungsstück 70 verbindet das Aufsetzelement 66 mit der Basis 68. In einer Ausführungsform ist das Verbindungsstück 70 leicht gekrümmt, um das Aufsetzelement 66 mit der Basis 68 zu verbinden. Das Aufsetzelement 66 des Anschlusses 64 kann am Sammelschienenmodul 62 befestigt sein und kann über dem Anschlusshalter 65 schweben, wohingegen die Basis 68 des Anschlusses 64 direkt am Anschlusshalter 65 befestigt sein kann (siehe linke Seite von 2).
-
In einer nicht begrenzenden Ausführungsform erstreckt sich das Aufsetzelement 66 entlang einer ersten Ebene P1 und die Basis 68 erstreckt sich entlang einer zweiten Ebene P2. Die erste Ebene P1 kann um eine Distanz D von der zweiten Ebene P2 beabstandet sein. Mit anderen Worten, das Aufsetzelement 66 kann relativ zur Basis 68 etwas erhöht sein.
-
4 veranschaulicht ein beispielhaftes Sammelschienenmodul 62, das eingesetzt werden kann, um benachbarte Batteriezellen 60 einer Batteriebaugruppe 50 elektrisch zu verbinden (siehe 2). Das Sammelschienenmodul 62 kann eine Sammelschiene 72 und ein Gehäuse 74 enthalten. Die Sammelschiene 72 kann aus einem metallischen, leitfähigen Material bestehen, das demjenigen der Anschlüsse 64 ähnlich (oder unähnlich) ist (siehe 3), wohingegen das Gehäuse 74 aus einem Polymermaterial gefertigt sein kann.
-
In einer Ausführungsform wird die Sammelschiene 72 von einer oder mehreren Laschen 78 gegen eine Innenoberfläche 76 des Gehäuses 74 gehalten. Die Laschen 78 können von Seitenwänden 79 des Gehäuses 74 vorstehen und sich in einer Richtung zu einer gegenüberliegenden Seitenwand 79 hin erstrecken. Es können beliebig viele und beliebig konfigurierte Laschen bereitgestellt sein, um die Sammelschiene 72 relativ zum Gehäuse 74 zu fixieren.
-
Das Sammelschienenmodul 62 kann zusätzlich ein oder mehrere Anordnungsmerkmale 80 zum Anordnen des Sammelschienenmoduls 62 in einer Schweißposition relativ zu einem Anschluss enthalten. Es ist zum Beispiel möglicherweise wünschenswert, das Sammelschienenmodul 62 in einer zum Schweißen der Sammelschiene 72 an die Anschlüsse 64 angemessenen Position anzuordnen, um Batteriezellen 60 einer Batteriebaugruppe 50 elektrisch zu verbinden (siehe 2).
-
In einer nicht begrenzenden Ausführungsform enthält das Sammelschienenmodul 62 eine Vielzahl von Anordnungsmerkmalen 80, die sich von einer unteren Oberfläche 81 der Seitenwände 79 des Gehäuses 74 nach innen erstrecken. Beliebig viele Anordnungsmerkmale 80 könnten als Teil des Gehäuses 74 gestaltet sein. Die Anordnungsmerkmale 80 sind möglicherweise Laschen, Klammern oder andere Merkmale, die konfiguriert sind, um in entsprechende, in den Anschlusshaltern 65 ausgebildete Öffnungen 82 einzurasten oder mit diesen Öffnungen verbunden zu werden (siehe 2). Selbstverständlich ist eine entgegengesetzte Konfiguration vorgesehen, in der die Anordnungsmerkmale als Teil der Anschlusshalter 65 ausgebildet sind und die Öffnungen im Sammelschienenmodul 62 ausgebildet sind (siehe zum Beispiel 7).
-
In einer nicht begrenzenden Ausführungsform enthalten die Anordnungsmerkmale 80 Vorsprünge 85. Die Vorsprünge 85 können durch die Öffnungen 82 des Anschlusshalters 65 aufgenommen werden und können dann an eine Oberfläche des Anschlusshalters 65 anstoßen (siehe 2 und 5), um eine Rastverbindung zwischen dem Sammelschienenmodul 62 und dem Anschlusshalter 65 bereitzustellen.
-
Mindestens eine Seitenwand (hier die Seitenwand 79-A) des Gehäuses 74 kann jegliche Anordnungsmerkmale 80 ausschließen. Die Seitenwand 79-A des Sammelschienenmoduls 62 wird, sobald es verbunden und in der Schweißposition ist, über dem Anschluss/den Anschlüssen 64 angeordnet und erfordert deswegen kein Merkmal zum Eingreifen in den Anschlusshalter 65 (siehe 2).
-
Das Gehäuse 74 des Sammelschienenmoduls 62 kann zusätzlich ein oder mehrere Fenster 84 enthalten. Wie unten ausführlicher erörtert wird, können die Fenster 84 Platz für ein Schweißwerkzeug zum Schweißen der Sammelschiene 72 an den Anschluss/die Anschlüsse 64 gewähren, sobald das Sammelschienenmodul 62 passend angeordnet und in einer Schweißposition positioniert ist.
-
5 veranschaulicht schematisch nach wie vor mit Bezug auf die 1–4 ein Verfahren zum elektrischen Verbinden von Batteriezellen 60 einer Batteriebaugruppe 50 mit einem Sammelschienenmodul 62. Ein Sammelschienenmodul 62 wird über die Anordnungsmerkmale 80 zuerst in einer Schweißposition relativ zu einem Anschluss 64 einer Batteriezelle 60 angeordnet. Die Anordnungsmerkmale 80 des Gehäuses 74 des Sammelschienenmoduls 62 werden zum Beispiel möglicherweise ausgerichtet und direkt über den Öffnungen 82 des Anschlusshalters 65 positioniert.
-
Als Nächstes kann das Sammelschienenmodul 62, sobald die Anordnungsmerkmale 80 relativ zu den Öffnungen 82 positioniert sind, relativ zum Anschlusshalter 65 befestigt werden. In einer nicht begrenzenden Ausführungsform sind die Anordnungsmerkmale 80 als Klammern konfiguriert und das Sammelschienenmodul 62 wird auf den Anschlusshalter 65 aufgerastet. Sobald es verbunden ist, können die Vorsprünge 85 der Anordnungsmerkmale 80 an eine Oberfläche 87 anstoßen, welche die Öffnungen 82 des Anschlusshalters 65 umgibt, um das Sammelschienenmodul 62 am Anschlusshalter 65 zu fixieren (siehe 6). Das Sammelschienenmodul 62 wird in einer Schweißposition befestigt, sobald es mit dem Anschlusshalter 65 verbunden ist, und wird durch die Anordnungsmerkmale 80 je in einer X-Richtung (einer ersten Querrichtung), einer Y-Richtung (einer zweiten Querrichtung) und einer Z-Richtung (einer vertikalen Richtung) passend angeordnet. Mit anderen Worten, die Anordnungsmerkmale 80 ordnen das Sammelschienenmodul 62 sowohl quer als auch vertikal an einer passenden Position relativ zu dem Anschluss/den Anschlüssen 64 an.
-
Die Sammelschiene 72 des Sammelschienenmoduls 62 kann, sobald es in der Schweißposition positioniert ist, an einen oder mehrere Anschlüsse 64 geschweißt werden. In einer Ausführungsform ist ein Schweißwerkzeug 86 relativ zu den Fenstern 84 des Gehäuses 74 des Sammelschienenmoduls 62 positioniert und kann genutzt werden, um die Sammelschiene 72 direkt an das Aufsetzelement 66 des Anschlusses 64 an den Schweißstellen W zu schweißen. Das Aufsetzelement 66 kann flach oder plan sein, um das Aufnehmen der Schweißstellen W zu erleichtern. Die beispielhaften Schweißstellen W sind möglicherweise lasergeschweißte Überlappstöße, Ultraschallschweißverbindungen, Widerstandsschweißverbindungen etc. Beim Schweißprozess wird die Sammelschiene 72 auf einen Abschnitt des Anschlusses 64 aufgeschmolzen, um benachbarte Batteriezellen 60 elektrisch zu verbinden. Es können einige separate Schweißstellen W genutzt werden, um die Sammelschiene 72 am Anschluss 64 zu befestigen.
-
Eine andere beispielhafte Batteriebaugruppe 150 ist in 7 veranschaulicht. In dieser Offenbarung kennzeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente, wo angemessen, und Bezugszeichen, zu denen 100 addiert ist, oder ein Vielfaches davon kennzeichnen abgewandelte Elemente, von denen angenommen wird, dass ihnen die gleichen Merkmale und Vorteile der entsprechenden ursprünglichen Elemente innewohnen.
-
In dieser alternativen Ausführungsform erstreckt sich ein Anordnungsmerkmal 180 von einem Anschlusshalter 165 statt von einem Sammelschienenmodul 162 der Batteriebaugruppe 150 her. Das Anordnungsmerkmal 180 kann von einer im Sammelschienenmodul 162 ausgebildeten Öffnung 182 aufgenommen werden, um das Sammelschienenmodul 162 am Anschlusshalter 165 zu befestigen. In einer nicht begrenzenden Ausführungsform enthält das Anordnungsmerkmal 180 eine Stiftstruktur 190. Die Stiftstruktur 190 kann einen runden Querschnitt, einen rechteckigen Querschnitt, einen konischen Querschnitt etc. aufweisen. Die Stiftstruktur 190 begrenzt Querbewegungen des Sammelschienenmoduls 162 relativ zu einem Anschluss 164 der Batteriezelle 160. Sobald die Stiftstruktur 190 von der Öffnung 182 aufgenommen ist, kann ein Aufsetzelement 166 des Anschlusses 164 in einer ähnlichen Weise wie in 5 gezeigt an die Sammelschiene 72 des Sammelschienenmoduls 162 geschweißt werden.
-
Auch wenn die unterschiedlichen nicht begrenzenden Ausführungsformen mit konkreten Komponenten oder Schritten veranschaulicht sind, sind die Ausführungsformen dieser Offenbarung nicht auf diese bestimmten Kombinationen begrenzt. Es ist möglich, manche der Komponenten oder Merkmale von beliebigen der nicht begrenzenden Ausführungsformen in Kombination mit Merkmalen oder Komponenten von beliebigen der anderen nicht begrenzenden Ausführungsformen zu nutzen.
-
Es versteht sich, dass gleiche Bezugszeichen in den diversen Zeichnungen je entsprechende oder ähnliche Elemente identifizieren. Es versteht sich, dass, wenngleich in diesen Ausführungsbeispielen eine bestimmte Komponentengruppierung offenbart und veranschaulicht ist, die Lehren dieser Offenbarung auch für andere Gruppierungen vorteilhaft sein könnten.
-
Die obige Beschreibung ist als beispielhaft und nicht in irgendeiner begrenzenden Hinsicht auszulegen. Der Durchschnittsfachmann verstünde, dass bestimmte Abwandlungen in den Schutzbereich dieser Offenbarung fallen könnten. Aus diesen Gründen sollten die folgenden Ansprüche eingesehen werden, um den zutreffenden Schutzbereich und Inhalt dieser Offenbarung zu ermitteln.
