DE102015113565B4

DE102015113565B4 - Traktionsbatterie-baugruppe in mehreren ebenen mit ausrichtungsmerkmal

Info

Publication number: DE102015113565B4
Application number: DE102015113565.5A
Authority: DE
Inventors: Rajaram Subramanian; Tom M. Gunther; Daniel Miller; Steve Droste; Andrew Elms
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2014-08-20
Filing date: 2015-08-17
Publication date: 2023-05-17
Anticipated expiration: 2035-08-18
Also published as: US9356270B2; CN105390632A; CN105390632B; US20160056426A1; DE102015113565A1

Abstract

Traktionsbatterie-Baugruppe (24), umfassend:ein Paar von Zellenanordnungen (120, 122), die aufeinander gestapelt sind, wobei jede Zellenanordnung (120, 122) gegenüberliegende Endplatten (124, 126, 136, 138) enthält, die angeordnet sind, dazwischen Zellen zu enthalten, wobei jede der Endplatten (124, 126, 136, 138) eine gleiche Anzahl von Positionierungsstift-Aufnahmebohrungen (148, 150) definiert und die Zellenanordnungen (120, 122) derart angeordnet sind, dass die Positionierungsstift-Aufnahmebohrungen (148, 150) einer der Zellenanordnungen (120, 122) mit den Positionierungsstift-Aufnahmebohrungen (148, 150) der anderen der Zellenanordnungen (120, 122) in Bohrungspaaren (152) ausgerichtet sind; undeinen Mittelboden (158), der zwischen den Zellenanordnungen (120, 122) angeordnet ist und eine Anzahl von Stiftdurchgängen (172) in Ausrichtung mit den Bohrungspaaren (152) definiert, wobei die Anzahl der Stiftdurchgänge (172) kleiner ist als die Anzahl der Bohrungspaare (152), um die Zellenanordnungen (120, 122) relativ zueinander auszurichten, und wobei mindestens eine der Endplatten (124, 126, 136, 138) einer der Zellenanordnungen (120, 122) einen Positionierungsstift (156, 190, 192, 194) enthält, der sich weg von der Endplatte (124, 126, 136, 138) durch einen der Stiftdurchgänge (172) und in eine der Positionierungsstift-Aufnahmebohrungen (148, 150) der anderen der Zellenanordnungen (120, 122) erstreckt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Traktionsbatteriesystem für ein Kraftfahrzeug.
HINTERGRUND
Fahrzeuge wie batterieelektrische Fahrzeuge (BEVs), hybridelektrische Plug-in-Fahrzeuge (PHEVs) und vollhybridelektrische Fahrzeuge (FHEVs) enthalten eine Traktionsbatterie-Baugruppe, die als Energiequelle für das Fahrzeug fungiert. Die Traktionsbatterie kann Komponenten und Systeme zur Unterstützung bei der Verwaltung von Fahrzeugperformance und -betrieb enthalten. Die Traktionsbatterie kann außerdem Hochspannungskomponenten enthalten.
Derartige Traktionsbatterie-Baugruppen sind aus der EP 2 330 657 A1 , der US 6 451 475 B1 und US 2012 / 0 115 013 A1 bekannt.
ZUSAMMENFASSUNG
In einer Ausführungsform enthält eine Traktionsbatterie-Baugruppe ein Paar von Zellenanordnungen, die aufeinander gestapelt sind. Jede Anordnung enthält gegenüberliegende Endplatten, die angeordnet sind, Zellen dazwischen zu enthalten.
Jede der Endplatten definiert eine gleiche Anzahl von Positionierungsstift-Aufnahmebohrungen. Die Anordnungen sind derart angeordnet, dass die Bohrungen einer der Anordnungen mit den Bohrungen der anderen der Anordnungen in Bohrungspaaren ausgerichtet sind. Ein Mittelboden ist zwischen den Anordnungen angeordnet und definiert eine Anzahl von Stiftdurchgängen in Ausrichtung mit den Bohrungspaaren. Die Anzahl der Stiftdurchgänge ist kleiner als die Anzahl von Bohrungspaaren zum Ausrichten der Anordnungen relativ zueinander. Mindestens eine der Endplatten einer der Anordnungen enthält einen Positionierungsstift, der sich weg von der Endplatte durch einen der Stiftdurchgänge und in eine der Bohrungen der anderen der Anordnungen erstreckt.
In einer anderen Ausführungsform enthält eine Traktionsbatterie-Baugruppe für ein Fahrzeug eine erste Zellenanordnung, enthaltend Endplatten, die erste Bohrungen definieren, und eine zweite Zellenanordnung, enthaltend Endplatten, die zweite Bohrungen definieren, die mit den ersten Bohrungen ausgerichtet werden und diesen gegenüberliegen, wodurch eine Anzahl von Bohrungspaaren gebildet wird. Mindestens eine der ersten Bohrungen enthält einen Stift, der sich daraus erstreckt. Ein Mittelboden ist zwischen den Anordnungen angeordnet und definiert eine Anzahl von Stiftdurchgängen, die derart angeordnet sind, dass der Stift nur durch einen der Durchgänge und in eine der zweiten Bohrungen aufgenommen werden kann, wenn die erste Anordnung auf der zweiten Anordnung richtig positioniert ist.
In noch einer anderen Ausführungsform enthält eine Batterie-Baugruppe eine untere Anordnung, enthaltend gegenüberliegende Endplatten, die nach oben hervorstehende Stifte aufweisen, und eine obere Anordnung, enthaltend gegenüberliegende Endplatten, die Stiftbohrungen aufweisen. Die obere Anordnung enthält einen Mittelboden, der Löcher definiert, die derart positioniert sind, dass die Stifte in den Löchern und den Bohrungen aufnehmbar sind, wenn die Anordnungen richtig ausgerichtet sind, und derart, dass der Mittelboden die Aufnahme der Stifte in den Bohrungen blockiert, wenn die Anordnungen in einer umgekehrten Ausrichtung positioniert sind.
Figurenliste

1 zeigt ein schematisches Diagramm eines typischen hybridelektrischen Plug-in-Fahrzeugs.
2 stellt eine Explosionsansicht einer Batterie-Baugruppe dar.
3 stellt eine Draufsicht eines Mittelbodens der Batterie-Baugruppe dar.
4 zeigt eine perspektivische Vorderansicht der in 2 dargestellten Batterie-Baugruppe.
5 zeigt eine perspektivische Rückansicht der in 2 dargestellten Batterie-Baugruppe.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden hierin beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen vielfältige und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu; einige Merkmale könnten überbetont oder minimiert sein, um Einzelheiten bestimmter Komponenten zu zeigen. Daher sind hierin offenbarte spezifische strukturelle und funktionale Einzelheiten nicht als einschränkend zu interpretieren, sondern lediglich als eine repräsentative Basis, um einem Fachmann zu lehren, die vorliegende Erfindung verschiedenartig anzuwenden. Wie Durchschnittsfachleute im Fachgebiet verstehen werden, können verschiedene Merkmale, die unter Bezugnahme auf eine beliebige der Figuren veranschaulicht und beschrieben werden, mit Merkmalen, die in einer oder mehreren anderen Figuren veranschaulicht werden, kombiniert werden, um Ausführungsformen zu produzieren, die nicht ausdrücklich veranschaulicht oder beschrieben werden. Die Kombinationen von veranschaulichten Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Abwandlungen der Merkmale in Übereinstimmung mit den Lehren der Offenbarung könnten jedoch für bestimmte Anwendungen oder Implementierungen erwünscht sein.
1 zeigt ein schematisches Diagramm eines typischen hybridelektrischen Plug-in-Fahrzeugs (PHEV). Das Fahrzeug 12 enthält eine oder mehrere elektrische Maschinen 14, die mit einem Hybridgetriebe 16 mechanisch verbunden sind. Die elektrischen Maschinen 14 können imstande sein, als ein Motor oder ein Generator betrieben zu werden. Außerdem kann das Hybridgetriebe 16 mit einem Verbrennungsmotor 18 mechanisch verbunden sein. Das Hybridgetriebe 16 kann außerdem mit einer Antriebswelle 20, die mit den Rädern 22 mechanisch verbunden ist, mechanisch verbunden sein. Die elektrischen Maschinen 14 können Antriebs- und Verlangsamungsfähigkeit bereitstellen, wenn der Verbrennungsmotor 18 ein- oder ausgeschaltet ist. Die elektrischen Maschinen 14 können auch als Generatoren fungieren und Vorteile beim Kraftstoffverbrauch durch Rückgewinnung von Energie durch Rekuperationsbremsung bereitstellen. Die elektrischen Maschinen 14 reduzieren die Abgabe von Schadstoffen und erhöhen die Kraftstoffwirtschaftlichkeit durch Reduzieren der Arbeitslast des Verbrennungsmotors 18.
Eine Traktionsbatterie oder ein Batteriesatz 24 speichert Energie, die von den elektrischen Maschinen 14 genutzt werden kann. Die Traktionsbatterie 24 stellt typischerweise einen Ausgang eines Hochspannungs-Gleichstroms (DC) aus einer oder mehreren Batteriezellenanordnungen, die manchmal als Batteriezellenstapel bezeichnet werden, in der Traktionsbatterie 24 bereit. Die Batteriezellenanordnungen können eine oder mehrere Batteriezellen enthalten.
Die Batteriezellen, wie eine prismatische oder Taschen-Zelle, können elektrochemische Zellen enthalten, die gespeicherte chemische Energie in elektrische Energie umwandeln. Die Zellen können ein Gehäuse, eine positive Elektrode (Katode) und eine negative Elektrode (Anode) enthalten. Ein Elektrolyt kann gestatten, dass Ionen sich zwischen der Anode und Katode während der Entladung bewegen und dann beim Aufladen zurückkehren. Anschlüsse können gestatten, dass Strom aus der Zelle zur Verwendung durch das Fahrzeug fließt. Bei Positionierung in einer Anordnung mit mehreren Batteriezellen können die Anschlüsse jeder Batteriezelle mit entgegengesetzten Anschlüssen (positiv und negativ) angrenzend aneinander angeordnet sein, und eine Sammelschiene kann dabei unterstützen, eine Reihenverbindung zwischen den mehreren Batteriezellen zu erleichtern. Die Batteriezellen können auch parallel angeordnet sein, so dass gleiche Anschlüsse (positiv und positiv oder negativ und negativ) aneinander angrenzend sind.
Verschiedene Batteriesatz-Konfigurationen können verfügbar sein, um individuelle Fahrzeugvariablen einschließlich von Einbau-Einschränkungen und Leistungsanforderungen anzusprechen. Die Batteriezellen können mit einem Wärmemanagementsystem thermisch geregelt werden. Beispiele von Wärmemanagementsystemen können Luftkühlungssysteme, Flüssigkeitskühlungssysteme und eine Kombination von Luft- und Flüssigkeitssystemen enthalten.
Die Traktionsbatterie 24 kann durch einen oder mehrere Schaltschütze (nicht dargestellt) mit einem oder mehreren Leistungselektronikmodulen 26 elektrisch verbunden sein. Der eine oder die mehreren Schaltschütze können die Traktionsbatterie 24 von anderen Komponenten isolieren, wenn sie geöffnet sind, und die Traktionsbatterie 24 mit anderen Komponenten verbinden, wenn sie geschlossen sind. Das Leistungselektronikmodul 26 kann mit den elektrischen Maschinen 14 elektrisch verbunden sein und kann die Fähigkeit bereitstellen, Energie zwischen der Traktionsbatterie 24 und den elektrischen Maschinen 14 in zwei Richtungen zu übertragen. Zum Beispiel kann eine typische Traktionsbatterie 24 eine Gleichspannung bereitstellen, während die elektrischen Maschinen 14 zum Arbeiten eine dreiphasige Wechselstromspannung (AC) benötigen können. Das Leistungselektronikmodul 26 kann die Gleichspannung in eine Dreiphasen-Wechselspannung, wie sie von den elektrischen Maschinen 14 benötigt wird, umwandeln. In einem Regenerationsmodus kann das Leistungselektronikmodul 26 die Dreiphasen-Wechselspannung von den elektrischen Maschinen 14, die als Generatoren fungieren, in die Gleichspannung, die von der Traktionsbatterie 24 benötigt wird, umwandeln. Die Beschreibung hierin ist gleichermaßen auf ein rein elektrisches Fahrzeug anwendbar. In einem rein elektrischen Fahrzeug kann das Hybridgetriebe 16 ein Getriebe sein, das mit einer elektrischen Maschine 14 verbunden ist, und ist der Verbrennungsmotor 18 nicht vorhanden.
Neben der Bereitstellung von Energie für den Antrieb kann die Traktionsbatterie 24 Energie für die anderen elektrischen Systeme des Fahrzeugs bereitstellen. Ein typisches System kann ein Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlermodul 28 enthalten, das den Gleichstromausgang hoher Spannung der Traktionsbatterie 24 in eine Gleichstromversorgung niedriger Spannung, die mit anderen Verbrauchern des Fahrzeugs kompatibel ist, umwandelt. Andere Lasten hoher Spannung, wie Kompressoren und elektrische Heizungen, können ohne die Verwendung eines Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlermoduls 28 direkt mit der hohen Spannung verbunden werden. In einem typischen Fahrzeug sind die Systeme niedriger Spannung mit einer Zusatzbatterie 30 (z. B. eine 12-V-Batterie) elektrisch verbunden.
Ein Batterieenergie-Steuermodul (BECM) 33 kann in Kommunikation mit der Traktionsbatterie 24 stehen. Das BECM 33 kann als eine Steuerung für die Traktionsbatterie 24 fungieren und kann außerdem ein elektronisches Überwachungssystem enthalten, das Temperatur und Ladezustand jeder der Batteriezellen verwaltet. Die Traktionsbatterie 24 kann einen Temperatursensor 31 wie einen Thermistor oder einen anderen Temperaturmesser aufweisen. Der Temperatursensor 31 kann mit dem BECM 33 in Kommunikation stehen, um Temperaturdaten hinsichtlich der Traktionsbatterie 24 bereitzustellen.
Das Fahrzeug 12 kann von einer externen Leistungsquelle 36 aufgeladen werden. Die externe Leistungsquelle 36 ist eine Verbindung mit einer Netzsteckdose. Die externe Leistungsquelle 36 kann mit einer elektrischen Fahrzeugversorgungsausrüstung (EVSE) 38 elektrisch verbunden sein. Die EVSE 38 kann Schaltungen und Steuerungen zum Regeln und Verwalten der Übertragung elektrischer Energie zwischen der Leistungsquelle 36 und dem Fahrzeug 12 bereitstellen. Die externe Leistungsquelle 36 kann der EVSE 38 elektrische Gleichstrom- oder Wechselstrom-Leistung bereitstellen. Die EVSE 38 kann einen Lade-Steckverbinder 40 zum Einstecken in einen Lade-Anschluss 34 des Fahrzeugs 12 aufweisen. Der Lade-Anschluss 34 kann jeder Typ von Anschluss sein, der konfiguriert ist, Leistung von der EVSE 38 zu dem Fahrzeug 12 zu übertragen. Der Lade-Anschluss 34 kann mit einem Ladegerät oder fahrzeugseitigem Leistungsumwandlungsmodul 32 elektrisch verbunden sein. Das Leistungsumwandlungsmodul 32 kann die von der EVSE 38 zugeführte Leistung konditionieren, um der Traktionsbatterie 24 die richtigen Spannungs- und Strompegel bereitzustellen. Das Leistungsumwandlungsmodul 32 kann mit der EVSE 38 verschaltet sein, um die Leistungszuführung zu dem Fahrzeug 12 zu koordinieren. Der EVSE-Steckverbinder 40 kann Stifte aufweisen, die mit korrespondierenden Vertiefungen des Lade-Anschlusses 34 übereinstimmen.
Die diskutierten verschiedenen Komponenten können eine oder mehrere assoziierte Steuerungen aufweisen, um den Betrieb der Komponenten zu steuern und zu überwachen. Die Steuerungen können über einen seriellen Bus (z. B. Controller Area Network (CAN)) oder über dedizierte elektrische Leitungen kommunizieren.
Die 2 bis 5 und die zugehörige Diskussion beschreiben Beispiele der Traktionsbatterie-Baugruppe 24. Eine Batteriebaugruppe 100 kann eine untere Batterieebene 112 enthalten, die eine miteinander verbundene linke Zellenanordnung 114 und rechte Zellenanordnung 116 aufweist. Die linke Anordnung 114 kann eine Vielzahl von Zellen enthalten, die zwischen einer vorderen Endplatte 124 und einer hinteren Endplatte 126 angeordnet sind und die durch Seitenschienen 128 aneinander befestigt sind. Die rechte Anordnung 116 kann eine Vielzahl von Zellen enthalten, die zwischen einer vorderen Endplatte 130 und einer hinteren Endplatte 132 angeordnet sind, die durch Seitenschienen 134 aneinander befestigt sind. Die vordere Endplatte 124 kann mit der vorderen Endplatte 130 verbunden sein und diese können zusammen ein vorderes Ende 133 der unteren Ebene 112 definieren. Die hintere Endplatte 126 kann mit der hinteren Endplatte 132 verbunden sein und diese können zusammen ein hinteres Ende 135 der unteren Ebene 112 definieren.
Die Batteriebaugruppe 100 enthält außerdem eine obere Batterieebene 118, die eine miteinander verbundene linke Zellenanordnung 120 und rechte Zellenanordnung 122 aufweist. Die linke Anordnung 120 kann eine Vielzahl von Zellen enthalten, die zwischen einer vorderen Endplatte 136 und einer hinteren Endplatte 138 angeordnet sind, die durch Seitenschienen 140 aneinander befestigt sind. Die rechte Anordnung 122 kann eine Vielzahl von Zellen enthalten, die zwischen einer vorderen Endplatte 142 und einer hinteren Endplatte 144 angeordnet sind, die durch Seitenschienen 146 aneinander befestigt sind. Die vordere Endplatte 136 kann mit der vorderen Endplatte 142 verbunden sein und diese können zusammen ein vorderes Ende 143 der oberen Ebene 118 definieren. Die hintere Endplatte 138 kann mit der hinteren Endplatte 144 verbunden sein und diese können zusammen ein hinteres Ende 145 der oberen Ebene 118 definieren.
Die Batteriebaugruppe 100 kann eine beliebige Anzahl von oberen Anordnungen enthalten, die auf einer beliebigen Anzahl von unteren Anordnungen gestapelt sind. Zum Beispiel kann die Batteriebaugruppe eine obere Anordnung enthalten, die auf einer unteren Anordnung gestapelt ist. Alternativ kann die Batteriebaugruppe drei obere Anordnungen enthalten, die auf drei unteren Anordnungen gestapelt sind.
Die Batteriebaugruppe 100 ist richtig zusammengebaut, wenn das vordere Ende 133 der unteren Ebene 112 an dem vorderen Ende 143 der oberen Ebene 118 angrenzend ist und wenn das hintere Ende 135 der unteren Ebene 112 an dem hinteren Ende 145 der oberen Ebene 118 angrenzend ist. Demgemäß ist die linke obere Anordnung 120 über der linken unteren Anordnung 114 angeordnet, wobei sich die Endplatte 136 oben auf der Endplatte 124 befindet und sich die Endplatte 138 oben auf der Endplatte 126 befindet. Die Endplatte 124 und die Endplatte 136 bilden ein vorderes linkes Endplattenpaar. Die Endplatte 126 und die Endplatte 138 bilden ein hinteres linkes Endplattenpaar. Die obere rechte Anordnung 122 ist über der unteren rechten Anordnung 116 angeordnet, wobei sich die Endplatte 142 oben auf der Endplatte 130 befindet und sich die Endplatte 144 oben auf der Endplatte 132 befindet. Die Endplatten 130 und 142 bilden ein vorderes rechtes Endplattenpaar. Die Endplatte 132 und die Endplatte 144 bilden ein hinteres rechtes Endplattenpaar.
Jede der Endplatten kann einen ersten Satz von Positionierungsstift-Aufnahmebohrungen 148 an einem oberen Abschnitt der Endplatten definieren. Jede der Endplatten kann außerdem einen zweiten Satz von Positionierungsstift-Aufnahmebohrungen 150 an einem unteren Abschnitt der Endplatten definieren. Für jede Endplatte kann der erste Satz von Bohrungen 148 mit dem zweiten Satz von Bohrungen 150 auf dieser Endplatte vertikal ausgerichtet sein, so dass eine gemeinsame Endplatte für jede Anordnung verwendet werden kann. Die Verwendung gemeinsamer Endplatten erleichtert die Herstellung und kann Kosten reduzieren und die Effizienz erhöhen. Die Bohrungen 148, 150 können ein in der Endplatte definiertes Blindloch sein, können ein auf einer oberen Oberfläche der Endplatte definierter offener Schlitz sein oder können ein/e beliebige/r Aussparung, Kanal oder Schlitz sein, die/der imstande ist, einen Stift, eine Muffe oder einen Zapfen darin aufzunehmen. Jede der Endplatten kann außerdem Montagebohrungen 159 enthalten, die an einem unteren Ende der Endplatte angeordnet sind. Die Montagebohrungen 159 können verwendet werden, ausgewählte Endplatten an eine Montageplatte oder eine andere Struktur anzubringen. Zum Beispiel nehmen die Montagebohrungen 159 der unteren Ebene 112 eine Befestigungsvorrichtung zum Montieren der unteren Ebene 112 an einen Batteriebaugruppen-Boden (nicht dargestellt) auf.
Für jedes Endplattenpaar kann der zweite Satz von Bohrungen 150 in einer Endplatte des Paars mit dem ersten Satz von Bohrungen 148 in der anderen Endplatte des Paars ausgerichtet werden, wodurch Bohrungspaare 152 gebildet werden. Ausgewählte Bohrungspaare 152 enthalten einen Positionierungsstift 156, der in den Bohrungen des Bohrungspaars aufgenommen wird. Die Stifte 156 können an einer der Bohrungen des Paars befestigt und gleitbar mit der anderen Bohrung des Paars verbunden sein. Zum Beispiel können die Stifte 156 an ausgewählten Bohrungen 148 der unteren Ebene 112 befestigt sein und mit ausgewählten Bohrungen 150 der oberen Ebene 118 gleitbar verbinden. Alternativ können die Stifte 156 an ausgewählten Bohrungen 150 der oberen Ebene 118 befestigt sein und mit ausgewählten Bohrungen 148 der unteren Ebene 112 gleitbar verbinden. Die Stifte 156 können durch eine Gewindeverbindung, Schweißen, Kleben oder andere Befestigungstechniken an den ausgewählten Bohrungen befestigt sein. Die Stifte 156 können einen Muffenabschnitt enthalten, der mit den ausgewählten Bohrungen gleitbar in Eingriff kommt. In der veranschaulichten Ausführungsform enthalten die ausgewählten Bohrungen 148 der unteren Ebene 112 die Positionierungsstifte 156, die sich aus den Bohrungen nach oben erstrecken. Ausgewählte Bohrungen 150 der oberen Ebene 118 nehmen die Positionierungsstifte auf, wenn die oberen und unteren Ebenen zusammengebaut werden. Die Stifte und Bohrungen kooperieren, um die oberen und unteren Ebenen miteinander auszurichten.
Da sie über Endplatten mit gemeinsamen Bohrungspositionen verfügen, können die Ebenen 112, 118 in mehr als einer Ausrichtung zusammengebaut werden. Die obere Ebene 118 wird mit der unteren Ebene 112 in sowohl einer richtigen als auch einer umgekehrten Ausrichtung sitzen, weil die Bohrungspaare für jedes Endplattenpaar gleich sind. Zum Beispiel könnte die obere Ebene 118 auf der unteren Ebene 112 in einer umgekehrten Ausrichtung zusammengebaut werden, wobei die Anordnung 122 auf der Anordnung 114 angeordnet ist, anstatt in der richtigen Position, in der die Anordnung 122 auf der Anordnung 116 angeordnet ist. Wenn die Ebenen 112, 118 in einer umgekehrten Ausrichtung zusammengebaut sind, sind die Anschlüsse an den Zellen in der oberen Ebene 118 nicht mit den Anschlüssen in der unteren Ebene 112 ausgerichtet. Wenn die Anschlüsse nicht miteinander ausgerichtet sind, können die Sammelschienen die Anschlüsse nicht richtig verbinden.
Ein Mittelboden 158 kann zwischen der unteren Ebene 112 und der oberen Ebene 118 eingefügt werden. Der Mittelboden 158 kann verschlüsselt sein, so dass die obere Ebene 118 und die untere Ebene 112 nur sitzen werden, wenn sie in richtiger Ausrichtung in Bezug aufeinander positioniert sind. Der Mittelboden 158 kann an der unteren Oberfläche der oberen Ebene 118 angebracht werden. Alternativ kann der Mittelboden 158 an einer oberen Oberfläche der unteren Ebene 112 angebracht werden. Der Mittelboden 158 kann Montagelöcher 168 zum Aufnehmen von Befestigungsvorrichtungen enthalten, um den Mittelboden 158 an die Seitenschienen der oberen Anordnungen 120, 122 zu montieren. Der Mittelboden 158 kann an die obere Ebene 118 montiert werden, wobei ein Vorderkantenabschnitt 164 an den unteren Oberflächen der vorderen oberen Endplatten 136, 142 angrenzend ist und wobei ein Hinterkantenabschnitt 166 an den unteren Oberflächen der hinteren oberen Endplatten 138, 144 angrenzend ist. Der Mittelboden 158 kann außerdem Zugangslöcher 170 enthalten, um Werkzeug-Freiräume zum Befestigen der unteren Ebene 112 an die obere Ebene 118 bereitzustellen.
Die Kantenabschnitte 164, 166 definieren eine Vielzahl von Stiftdurchgängen 172, die eine Öffnung vollständig durch den Mittelboden 158 bereitstellen. Die Stiftdurchgänge 172 können ein Loch, eine Apertur, ein Schlitz oder eine sonstige Öffnung durch den Mittelboden 158 sein, das/die/der imstande ist, einen Stift dadurch aufzunehmen. Die Stiftdurchgänge 172 sind positioniert, um mit den ausgewählten Bohrungspaaren 152 ausgerichtet zu sein. Die Anzahl der Stiftdurchgänge 172 kann kleiner sein als die Anzahl der Bohrungspaare 152. Folglich werden einige der Bohrungen 150 der oberen Ebene 118 von dem Mittelboden 158 abgedeckt. Durch Bereitstellen einer kleineren Anzahl von Stiftdurchgängen als Bohrungspaare 152 ist der Mittelboden verschlüsselt, um nur zu gestatten, dass die obere Ebene 118 mit der unteren Ebene 112 in einer Ausrichtung sitzt. Die Position und Anzahl der Stiftdurchgänge korrespondieren mit der Position und Anzahl der Positionierungsstifte 156.
In den veranschaulichten Ausführungsformen enthält die Batteriebaugruppe 100 acht Bohrungspaare 152, drei Stiftdurchgänge 172 und drei Positionierungsstifte 156. Das vordere Ende 133 der unteren Ebene 112 kann einen ersten Positionierungsstift 190 und einen zweiten Positionierungsstift 192 enthalten. Der Mittelboden 158 kann zwei Stiftdurchgänge 182, 184 enthalten, die in dem Vorderkantenabschnitt 164 definiert sind. Die Stiftdurchgänge 182, 184 können positioniert sein, um mit jeweiligen Bohrungen 174, 176 und jeweiligen Positionierungsstiften 190, 192 ausgerichtet zu sein.
Das hintere Ende 135 der unteren Ebene 112 kann einen Positionierungsstift 194 enthalten. Der Mittelboden 158 kann einen Stiftdurchgang 186 enthalten, die in dem Hinterkantenabschnitt 166 definiert ist. Die Stiftdurchgang 186 kann positioniert sein, um mit der Bohrung 178 und dem Positionierungsstift 194 ausgerichtet zu sein. Bei Zusammenbau in der richtigen Ausrichtung erstreckt sich der Positionierungsstift 190 durch den Stiftdurchgang 182 und wird in der Bohrung 174 aufgenommen. Der Positionierungsstift 192 erstreckt sich durch den Stiftdurchgang 184 und wird in der Bohrung 176 aufgenommen. Der Positionierungsstift 194 erstreckt sich durch den Stiftdurchgang 186 und wird in der Bohrung 178 aufgenommen. Der verschlüsselte Mittelboden 158 verhindert, dass die Batteriebaugruppe 100 in der umgekehrten Ausrichtung zusammengebaut wird. Das hintere Ende 145 der oberen Ebene 118 kann nicht mit dem vorderen Ende 133 der unteren Ebene 112 sitzen, weil die Bohrung 177 von dem Mittelboden abgedeckt wird und verhindert, dass der Positionierungsstift 192 in der Bohrung 177 aufgenommen wird. In alternativen Ausführungsformen kann die Anzahl der Stifte, Stiftdurchgänge und Bohrungspaare vergrößert oder verkleinert sein.
Nachdem die obere und die untere Ebene 112, 118 miteinander ausgerichtet sind, werden die Ebenen aneinander befestigt. Das Befestigungsschema enthält eine Befestigung der unteren Ebene mit einer oberen mittleren Halterung 200, die die beiden Anordnungen verbindet und an einer oberen Oberfläche der unteren Ebene 112 montiert ist. Das Befestigungsschema enthält ein Paar von Seitenhalterungen 202, die jeweils an jeweiligen Seitenschienen 134, 128 montiert sind. Wie dargestellt, enthält die Befestigung der unteren Ebene eine obere mittlere Halterung 200 und mindestens zwei Seitenhalterungen 202. Wenn die untere Batterieebene 112 jedoch eine andere Anzahl von unteren Batterieanordnungen enthält, können zusätzliche mittlere Halterungen 200 vorgesehen werden.
Der Mittelboden 158 enthält obere Befestigungsabschnitte 204. Die oberen Befestigungsabschnitte 204 werden an die Seitenhalterungen 202 montiert. Befestigungsvorrichtungen werden durch die oberen Befestigungsabschnitte und die Seitenhalterungen 202 aufgenommen, um die obere Ebene 118 an die untere Ebene 112 zu befestigen. Der Mittelboden 158 enthält außerdem obere mittlere Befestigungsabschnitte (nicht dargestellt), die an die mittlere Halterung 200 montiert werden.
Während vorstehend beispielhafte Ausführungsformen beschrieben sind, ist es nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen beschreiben, die die Patentansprüche umschließen. Die in der Patentschrift verwendeten Wörter sind Wörter der Beschreibung und nicht der Einschränkung und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne das Wesen und den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen. Wie vorher beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden, die möglicherweise nicht ausdrücklich beschrieben oder veranschaulicht sind. Während verschiedene Ausführungsformen so hätten beschrieben werden können, dass sie in Bezug auf ein oder mehrere gewünschte Kennzeichen Vorteile bereitstellen oder gegenüber anderen Ausführungsformen oder Implementierungen nach dem Stand der Technik bevorzugt werden, erkennen Durchschnittsfachleute im Fachgebiet an, dass ein oder mehrere Merkmale oder Kennzeichen kompromittiert werden können, um gewünschte Attribute des gesamten Systems zu erreichen, die von der spezifischen Anwendung und Implementierung abhängig sind. Diese Attribute können, Kosten, Festigkeit, Haltbarkeit, Lebenszykluskosten, Vermarktungsfähigkeit, Erscheinungsbild, Aufbau, Größe, Wartbarkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Einfachheit des Zusammenbaus usw. enthalten, sind aber nicht darauf beschränkt. Daher sind Ausführungsformen, die in Bezug auf ein oder mehrere Kennzeichen als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Implementierungen nach dem Stand der Technik beschrieben werden, nicht außerhalb des Rahmens der Offenbarung und können für besondere Anwendungen wünschenswert sein.

Claims

Traktionsbatterie-Baugruppe (24), umfassend: ein Paar von Zellenanordnungen (120, 122), die aufeinander gestapelt sind, wobei jede Zellenanordnung (120, 122) gegenüberliegende Endplatten (124, 126, 136, 138) enthält, die angeordnet sind, dazwischen Zellen zu enthalten, wobei jede der Endplatten (124, 126, 136, 138) eine gleiche Anzahl von Positionierungsstift-Aufnahmebohrungen (148, 150) definiert und die Zellenanordnungen (120, 122) derart angeordnet sind, dass die Positionierungsstift-Aufnahmebohrungen (148, 150) einer der Zellenanordnungen (120, 122) mit den Positionierungsstift-Aufnahmebohrungen (148, 150) der anderen der Zellenanordnungen (120, 122) in Bohrungspaaren (152) ausgerichtet sind; und einen Mittelboden (158), der zwischen den Zellenanordnungen (120, 122) angeordnet ist und eine Anzahl von Stiftdurchgängen (172) in Ausrichtung mit den Bohrungspaaren (152) definiert, wobei die Anzahl der Stiftdurchgänge (172) kleiner ist als die Anzahl der Bohrungspaare (152), um die Zellenanordnungen (120, 122) relativ zueinander auszurichten, und wobei mindestens eine der Endplatten (124, 126, 136, 138) einer der Zellenanordnungen (120, 122) einen Positionierungsstift (156, 190, 192, 194) enthält, der sich weg von der Endplatte (124, 126, 136, 138) durch einen der Stiftdurchgänge (172) und in eine der Positionierungsstift-Aufnahmebohrungen (148, 150) der anderen der Zellenanordnungen (120, 122) erstreckt.
Traktionsbatterie-Baugruppe (24) nach Anspruch 1, wobei der Mittelboden (158) ein erstes Ende und ein zweites Ende enthält und wobei das erste Ende eine größere Anzahl von Stiftdurchgängen als das zweite Ende enthält.
Traktionsbatterie-Baugruppe (24) nach Anspruch 1, wobei jeder Positionierungsstift (156, 190, 192, 194) schraubbar mit nur einer der Endplatten (124, 126, 136, 138) verbunden ist.
Traktionsbatterie-Baugruppe (24) nach Anspruch 1, wobei der Mittelboden (158) ferner Montagelöcher (168) definiert, die konfiguriert sind, Befestigungsteile zum Sichern des Mittelbodens (158) an einer der Zellenanordnungen (120, 122) aufzunehmen.
Traktionsbatterie-Baugruppe (24) nach Anspruch 1, wobei mindestens eine der Positionierungsstift-Aufnahmebohrungen (148, 150) ein Blindloch ist.
Traktionsbatterie-Baugruppe (24) nach Anspruch 1, wobei mindestens eine der Positionierungsstift-Aufnahmebohrungen (148, 150) ein offener Schlitz ist, der in einer äußeren Oberfläche einer korrespondierenden Endplatte (124, 126, 136, 138) definiert ist.
Traktionsbatterie-Baugruppe (24) für ein Fahrzeug (12), umfassend: eine erste Zellenanordnung, die Endplatten (124, 126, 136, 138) definierende erste Positionierungsstift-Aufnahmebohrungen (148, 150) enthält; eine zweite Zellenanordnung, die Endplatten (124, 126, 136, 138) definierende zweite Positionierungsstift-Aufnahmebohrungen (148, 150) enthält, die mit den ersten Positionierungsstift-Aufnahmebohrungen (148, 150) ausgerichtet werden und ihnen gegenüberliegen, wodurch eine Anzahl von Bohrungspaaren (152) gebildet wird, und wobei mindestens eine der ersten Positionierungsstift-Aufnahmebohrungen (148, 150) einen Stift (156) enthält, der sich daraus erstreckt; und einen Mittelboden (158) zwischen den Zellenanordnungen (120, 122) und der eine Anzahl von Stiftdurchgängen (172) definiert, die derart angeordnet sind, dass der Stift (156) nur durch einen der Durchgänge und in eine der zweiten Positionierungsstift-Aufnahmebohrungen (148, 150) aufgenommen werden kann, wenn die erste Zellenanordnung auf der zweiten Zellenanordnung richtig positioniert ist.
Traktionsbatterie-Baugruppe (24) nach Anspruch 7, wobei die Anzahl der Stiftdurchgänge (172) kleiner ist als die Anzahl von Bohrungspaaren (152), um falsches Zusammenbauen der Zellenanordnungen (120, 122) zu verhindern.
Traktionsbatterie-Baugruppe (24) nach Anspruch 7, wobei die erste Zellenanordnung ferner eine vordere Endplatte (124) und eine hintere Endplatte (126) enthält, wobei die zweite Zellenanordnung ferner eine vordere Endplatte (130) und eine hintere Endplatte (132) enthält, wobei die vordere Endplatte (130) der zweiten Zellenanordnung oben auf der vorderen Endplatte (124) der ersten Zellenanordnung angeordnet ist, wodurch ein vorderes Anordnungspaar gebildet wird, und wobei die hintere Endplatte (132) der zweiten Zellenanordnung oben auf der hinteren Endplatte (126) der ersten Zellenanordnung angeordnet ist, wodurch ein hinteres Anordnungspaar gebildet wird.
Traktionsbatterie-Baugruppe (24) nach Anspruch 9, wobei die Anzahl der Bohrungspaare (152) in dem vorderen Anordnungspaar gleich der Anzahl der Bohrungspaare (152) in dem hinteren Anordnungspaar ist.
Traktionsbatterie-Baugruppe (24) nach Anspruch 9, wobei zwei der Bohrungspaare (152) des vorderen Anordnungspaars einen Stift (156) enthalten und eines der Bohrungspaare (152) des hinteren Anordnungspaars einen Stift (156) enthält.
Traktionsbatterie-Baugruppe (24) nach Anspruch 11, wobei der Mittelboden (158) einen vorderen Kantenabschnitt enthält, der zwischen dem vorderen Anordnungspaar angeordnet ist, und wobei der vordere Kantenabschnitt zwei Stiftdurchgänge (172) enthält, die mit den beiden Bohrungspaaren (152), die einen Stift (156) enthalten, ausgerichtet sind.
Traktionsbatterie-Baugruppe (24) nach Anspruch 12, wobei der Mittelboden (158) einen hinteren Kantenabschnitt enthält, der zwischen dem hinteren Anordnungspaar angeordnet ist, und wobei der hintere Kantenabschnitt einen Stiftdurchgang (172) enthält, der mit dem einen Bohrungspaar (152), das einen Stift (156) enthält, ausgerichtet ist.
Traktionsbatterie-Baugruppe (24) nach Anspruch 7, wobei der Mittelboden (158) ferner Montagelöcher (168) definiert, die konfiguriert sind, Befestigungsteile zum Sichern des Mittelbodens (158) an einer der Zellenanordnungen (120, 122) aufzunehmen.
Traktionsbatterie-Baugruppe (24) nach Anspruch 14, wobei der Mittelboden (158) an der zweiten Anordnung angebracht ist.
Traktionsbatterie-Baugruppe (24) nach Anspruch 15, wobei der Stift (156) ein erstes Ende enthält, das an einer der ersten Positionierungsstift-Aufnahmebohrungen (148, 150) befestigt ist, und ein zweites Ende, das mit einer der zweiten Positionierungsstift-Aufnahmebohrungen (148, 150) gleitbar in Eingriff steht.
Traktionsbatterie-Baugruppe (24) nach Anspruch 7, wobei mindestens eine der zweiten Positionierungsstift-Aufnahmebohrungen (148, 150) ein Blindloch ist.
Traktionsbatterie-Baugruppe (24) nach Anspruch 7, wobei mindestens eine der zweiten Positionierungsstift-Aufnahmebohrungen (148, 150) ein offener Schlitz ist, der in einer äußeren Oberfläche einer korrespondierenden Endplatte definiert ist.
Batterie-Baugruppe (100), umfassend: eine untere Zellenanordnung, die gegenüberliegende Endplatten (124, 126, 136, 138) enthält, die nach oben hervorstehende Stifte (156) aufweisen; und eine obere Zellenanordnung, die gegenüberliegende Endplatten (124, 126, 136, 138) enthält, die Positionierungsstift-Aufnahmebohrungen (148, 150) aufweisen, wobei die obere Anordnung einen Mittelboden (158) enthält, der Löcher definiert, die derart positioniert sind, dass die Stifte (156) in den Löchern und den Positionierungsstift-Aufnahmebohrungen (148, 150) aufnehmbar sind, wenn die Zellenanordnungen (120, 122) richtig ausgerichtet sind, und derart, dass der Mittelboden (158) die Aufnahme der Stifte (156) in den Positionierungsstift-Aufnahmebohrungen (148, 150) blockiert, wenn die Zellenanordnungen (120, 122) in einer umgekehrten Ausrichtung positioniert sind.
Batterie-Baugruppe (100) nach Anspruch 19, wobei der Mittelboden (158) ferner gegenüberliegende Enden enthält, die angrenzend an den gegenüberliegenden Endplatten (124, 126, 136, 138) der oberen Zellenanordnung angeordnet sind, und wobei die Löcher an den gegenüberliegenden Enden des Mittelbodens (158) positioniert sind, wobei ein Ende des Mittelbodens (158) eine größere Anzahl von Löchern enthält als das andere Ende des Mittelbodens (158).