DE102015114530A1

DE102015114530A1 - Batteriebaugruppe mit Einschnappreihenanordnung

Info

Publication number: DE102015114530A1
Application number: DE102015114530.8A
Authority: DE
Inventors: Eid Farha
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2014-09-05
Filing date: 2015-08-31
Publication date: 2016-03-10
Also published as: CN105405996A; US10497909B2; CN105405996B; US20160072107A1

Abstract

Eine Traktionsbatteriebaugruppe enthält ein Tragelement und ein Paar anliegender Zellenreihen, die auf dem Tragelement angeordnet sind. Jede Reihe enthält mehrere gestapelte Zellen und mehrere Zellendistanzstücke, die mit den Zellen verschachtelt sind. Ein Teil von jedem der Distanzstücke von einer der Reihen ist in eines der Distanzstücke der anderen Reihe eingesetzt, um mehrere durchgängig verbundene Distanzstückpaare zu bilden, die dafür ausgelegt sind, die Reihen aneinander zu befestigen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Traktionsbatteriebaugruppen für Kraftfahrzeuge.
HINTERGRUND
Fahrzeuge, wie zum Beispiel Batterie-Elektrofahrzeuge (BEVs, Battery-Electric Vehicles), Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge (PHEVs, Plug-in Hybrid-Electric Vehicles) oder Vollhybrid-Elektrofahrzeuge (FHEVs, Full Hybrid-Electric Vehicles), enthalten eine Traktionsbatteriebaugruppe, die als eine Energiequelle für das Fahrzeug fungiert. Die Traktionsbatterie kann Komponenten und Systeme zur Unterstützung des Managens von Fahrzeugleistungsfähigkeit und -betrieb enthalten. Die Traktionsbatterie kann auch Hochspannungskomponenten enthalten.
KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Eine Traktionsbatteriebaugruppe enthält ein Tragelement und ein Paar anliegender Zellenreihen, die auf dem Tragelement angeordnet sind. Jede Reihe enthält mehrere gestapelte Zellen und mehrere Zellendistanzstücke, die mit den Zellen verschachtelt sind. Ein Teil von jedem der Distanzstücke von einer der Reihen ist in eines der Distanzstücke der anderen Reihe eingesetzt, um mehrere durchgängig verbundene Distanzstückpaare zu bilden, die dafür ausgelegt sind, die Reihen aneinander zu befestigen.
Eine Batteriebaugruppe enthält eine erste Reihe von Zellen mit ersten Zellendistanzstücken, die mit den Zellen verschachtelt sind. Jedes der ersten Distanzstücke enthält ein männliches Verbindungsmerkmal. Die Batteriebaugruppe enthält ferner eine zweite Reihe von Zellen, die an der ersten Reihe anliegt und zweite Zellendistanzstücke aufweist, die mit den Zellen verschachtelt sind. Jedes der zweiten Distanzstücke enthält ein weibliches Verbindungsmerkmal, das das männliche Merkmal eines entsprechenden der ersten Distanzstücke aufnimmt, um die Reihen aneinander zu befestigen.
Ein Fahrzeug enthält mindestens eine Elektromaschine, die dafür ausgelegt ist, das Fahrzeug anzutreiben, und eine Traktionsbatteriebaugruppe, die dafür ausgelegt ist, die mindestens eine Elektromaschine mit Strom zu versorgen. Die Batteriebaugruppe enthält ein Tragelement und ein Paar anliegender Zellenreihen, die auf dem Tragelement angeordnet sind. Jede Reihe weist mehrere gestapelte Zellen und mehrere Zellendistanzstücke, die mit den Zellen verschachtelt sind, auf. Ein Teil von jedem der Distanzstücke von einer der Reihen ist in eines der Distanzstücke der anderen Reihe eingesetzt, um mehrere durchgängig verbundene Distanzstückpaare zu bilden, die dafür ausgelegt sind, die Reihen aneinander zu befestigen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine schematische Darstellung eines typischen Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeugs (PHEV).
2 veranschaulicht eine perspektivische Ansicht einer Batteriebaugruppe.
3 veranschaulicht eine Explosions-Seitenansicht eines Teils der in 2 gezeigten Batteriebaugruppe.
4 veranschaulicht eine Vorderansicht der in 1 gezeigten Batteriebaugruppe.
5 ist eine Detailansicht, die eine beispielhafte Verbindung zwischen einem Paar von Zellendistanzstücken zeigt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Es werden hier Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es versteht sich allerdings, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und dass andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu; einige Merkmale können übertrieben oder minimiert sein, um Details besonderer Komponenten zu zeigen. Die speziellen strukturellen und funktionalen Details, die hier offenbart werden, sollen daher nicht als einschränkend interpretiert werden, sondern lediglich als eine repräsentative Basis, um einen Fachmann zu lehren, wie die vorliegende Erfindung auf verschiedene Weisen auszuüben ist. Wie für Durchschnittsfachleute auf der Hand liegt, können verschiedene Merkmale, die unter Bezugnahme auf irgendeine der Figuren veranschaulicht und beschrieben werden, mit Merkmalen kombiniert werden, die in einer oder mehreren anderen Figuren veranschaulicht werden, um Ausführungsformen zu schaffen, die nicht explizit veranschaulicht oder beschrieben werden. Die Kombinationen von veranschaulichten Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung übereinstimmen, könnten allerdings für bestimmte Anwendungen oder Umsetzungsformen erwünscht sein.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines typischen Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeugs (PHEV). Bestimmte Ausführungsformen können allerdings auch innerhalb des Zusammenhangs mit Nicht-Plug-in-Hybriden und Voll-Elektrofahrzeugen implementiert werden. Das Fahrzeug 12 kann eine oder mehrere Elektromaschinen 14 umfassen, die mechanisch mit einem Hybridgetriebe 16 verbunden sind. Die Elektromaschinen 14 können in der Lage sein, als ein Motor oder als ein Generator betrieben zu werden. Zusätzlich kann das Hybridgetriebe 16 mechanisch mit einem Verbrennungsmotor 18 verbunden sein. Das Hybridgetriebe 16 kann ebenfalls mechanisch mit einer Antriebswelle 20 verbunden sein, die mechanisch mit den Rädern 22 verbunden ist. Die Elektromaschinen 14 können Antriebs- und Verzögerungsfähigkeit bereitstellen, wenn der Verbrennungsmotor 18 ein- oder ausgeschaltet ist. Die Elektromaschinen 14 fungieren auch als Generatoren und können Vorteile hinsichtlich der Kraftstoffwirtschaftlichkeit bereitstellen, indem sie Energie durch regeneratives Bremsen zurückgewinnen. Die Elektromaschinen 14 reduzieren verschmutzende Emissionen und Erhöhen die Kraftstoffwirtschaftlichkeit durch Reduzieren der Arbeitsbelastung des Verbrennungsmotors 18.
Eine Traktionsbatterie oder ein Batteriesatz 24 speichert Energie, die von den Elektromaschinen 14 verwendet werden kann. Die Traktionsbatterie 24 stellt typischerweise eine Hochspannungs-Gleichstrom-Ausgabe aus einer oder mehreren Batteriezellenreihen in der Traktionsbatterie 24 bereit, die manchmal auch als Batteriezellen-Stapel bezeichnet werden. Die Batteriezellenreihen können eine oder mehrere Batteriezellen enthalten.
Die Batteriezellen, wie zum Beispiel eine prismatische oder eine Beutelzelle, können elektrochemische Zellen enthalten, die gespeicherte chemische Energie in elektrische Energie umwandeln. Die Zellen können ein Gehäuse, eine positive Elektrode (Kathode) und eine negative Elektrode (Anode) enthalten. Ein Elektrolyt kann es Ionen gestatten, sich während des Entladens zwischen der Anode und der Kathode zu bewegen und dann während des Wiederaufladens zurückzukehren. Anschlüsse können gestatten, dass Strom zur Verwendung durch das Fahrzeug aus der Zelle heraus fließt. Wenn sie in einem Array mit mehreren Batteriezellen positioniert sind, können die Anschlüsse jeder Batteriezelle zu gegenüberliegenden Anschlüssen (Plus und Minus), die einander benachbart sind, ausgerichtet sein, und eine Sammelschiene kann dabei helfen, eine Reihenschaltung zwischen den mehreren Batteriezellen zu ermöglichen. Die Batteriezellen können auch parallel angeordnet sein, so dass gleichartige Anschlüsse (Plus und Plus oder Minus und Minus) einander benachbart liegen.
Unterschiedliche Batteriesatzkonfigurationen können verfügbar sein, um auf einzelne Fahrzeugvariablen einzugehen, einschließlich Packaging-Einschränkungen und Leistungsanforderungen. Die Batteriezellen können mit einem Thermomanagementsystem thermisch geregelt werden. Beispiele für Thermomanagementsysteme können luftgekühlte Systeme, flüssigkeitsgekühlte Systeme und eine Kombination von Luft- und Flüssigkeitssystemen beinhalten.
Die Traktionsbatterie 24 kann mit einem oder mehreren Leistungselektronikmodulen 26 durch eines oder mehrere Schütze (nicht dargestellt) elektrisch verbunden sein. Das eine oder die mehreren Schütze trennen die Traktionsbatterie 24 von anderen Komponenten, wenn sie geöffnet sind, und verbinden die Traktionsbatterie 24 mit anderen Komponenten, wenn sie geschlossen sind. Das Leistungselektronikmodul 26 kann mit den Elektromaschinen 14 elektrisch verbunden sein und stellt die Fähigkeit zur bidirektionalen Übertragung von elektrischer Energie zwischen der Traktionsbatterie 24 und den Elektromaschinen 14 bereit. Zum Beispiel kann eine typische Traktionsbatterie 24 eine Gleichspannung bereitstellen, während die Elektromaschinen 14 zum Funktionieren möglicherweise eine dreiphasige Wechselspannung benötigen. Das Leistungselektronikmodul 26 kann die Gleichspannung in eine dreiphasige Wechselspannung umwandeln, wie sie von den Elektromaschinen 14 benötigt wird. In einem regenerativen Modus kann das Leistungselektronikmodul 26 die dreiphasige Wechselspannung von den Elektromaschinen 14, die als Generatoren fungieren, in die von der Traktionsbatterie 24 benötigte Gleichspannung umwandeln. Die Beschreibung hierin ist gleichermaßen auf ein reines Elektrofahrzeug anwendbar. Bei einem reinen Elektrofahrzeug kann das Hybridgetriebe 16 ein Getriebe sein, das mit einer Elektromaschine 14 verbunden ist, und der Verbrennungsmotor 18 ist möglicherweise nicht vorhanden.
Zusätzlich dazu, dass die Traktionsbatterie 24 Energie zum Antrieb bereitstellt, kann sie Energie für andere elektrische Fahrzeugsysteme bereitstellen. Ein typisches System kann ein Gleichspannungswandlermodul 28 enthalten, das die Hochspannungs-Gleichstrom-Ausgabe der Traktionsbatterie 24 in eine Niederspannungs-Gleichstrom-Versorgung umwandelt, die kompatibel mit anderen Fahrzeugverbrauchern ist. Andere Hochspannungsverbraucher, wie zum Beispiel Verdichter und elektrische Heizungen, können direkt mit der Hochspannung verbunden sein, ohne dass ein Gleichspannungswandlermodul 28 verwendet wird. In einem typischen Fahrzeug sind die Niederspannungssysteme mit einer Hilfsbatterie 30 (z. B. einer 12-Volt-Batterie) elektrisch verbunden.
Ein Batterieenergie-Steuermodul (BECM, Battery Electrical Control Module) 33 kann mit der Traktionsbatterie 24 in Verbindung stehen. Das BECM 33 kann als eine Steuerung für die Traktionsbatterie 24 fungieren und kann auch ein elektronisches Überwachungssystem enthalten, das für jede der Batteriezellen Temperatur und Ladezustand managt. Die Traktionsbatterie 24 kann einen Temperatursensor 31 aufweisen, wie zum Beispiel einen Thermistor oder ein anderes Temperaturmessinstrument. Der Temperatursensor 31 kann in Verbindung mit dem BECM 33 stehen, um Temperaturdaten bezüglich der Traktionsbatterie 24 bereitzustellen.
Das Fahrzeug 12 kann von einer externen Leistungsquelle 36 wieder aufgeladen werden. Die externe Leistungsquelle 36 ist eine Verbindung mit einer elektrischen Steckdose. Die externe Leistungsquelle 36 kann mit einer Elektrofahrzeug-Versorgungseinrichtung (EVSE) 38 elektrisch verbunden sein. Die EVSE 38 kann Schaltungsanordnungen und Steuerungen zum Regeln und Managen der Übertragung von elektrischer Energie zwischen der Leistungsquelle 36 und dem Fahrzeug 12 bereitstellen. Die externe Leistungsquelle 36 kann der EVSE 38 elektrische Gleichspannungs- oder Wechselspannungsleistung bereitstellen. Die EVSE 38 kann einen Ladeverbinder 40 zum Einstecken in einen Ladeport 34 des Fahrzeugs 12 aufweisen. Der Ladeport 34 kann irgendeine Port-Art sein, die dazu ausgelegt ist, Leistung aus der EVSE 38 zum Fahrzeug 12 zu übertragen. Der Ladeport 34 kann mit einem Ladegerät oder einem Bord-Leistungswandlungsmodul 32 elektrisch verbunden sein. Das Leistungswandlungsmodul 32 kann die aus der EVSE 38 zugeführte Leistung konditionieren, um der Traktionsbatterie 24 die richtigen Spannungs- und Strompegel bereitzustellen. Das Leistungswandlungsmodul 32 kann an die EVSE 38 angekoppelt sein, um die Zufuhr von Leistung an das Fahrzeug 12 zu koordinieren. Der EVSE-Verbinder 40 kann Pins aufweisen, die mit zugehörigen Ausnehmungen des Ladeports 34 ineinandergreifen.
Die verschiedenen erörterten Komponenten können eine oder mehrere verknüpfte 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 in Verbindung stehen.
Die 2 bis 5 und die darauf bezogene Erörterung beschreiben Beispiele der Traktionsbatteriebaugruppe 24. Die Traktionsbatteriebaugruppe 50 beinhaltet ein Tragelement 52, das mindestens eine Batteriereihe 54 unterstützt. Zum Beispiel kann das Tragelement 52 ein Paar von anliegenden Batteriereihen 54 unterstützen. Die mindestens eine Batteriereihe 54 beinhaltet mehrere gestapelte Batteriezellen 56. Jede Zelle 56 kann eine Beutelzelle sein, die mindestens einen Anschluss 58 aufweist, der sich von mindestens einer Seite der Zelle 56 erstreckt. Alternativ kann jede Zelle eine prismatische Zelle oder eine zylindrische Zelle sein. Jede Zelle 56 kann entgegengesetzte Hauptseiten 60 und entgegengesetzte Enden 64, die sich zwischen den Hauptseiten 60 erstrecken, aufweisen. Die Zellen 56 sind derart gestapelt, dass mindestens eine der Hauptseiten 60 einer Zelle einer Hauptseite mindestens einer anderen Zelle gegenüberliegt. Die entgegengesetzten Enden 64 definieren kollektiv entgegengesetzte Längsseiten der Reihe 54. Falls es mehr als eine Reihe gibt, können die Reihen 54 auf dem Tragelement 52 mit einer der Längsseiten einer Reihe an einer der Längsseiten einer anderen Reihe anliegend positioniert sein.
Jede der Reihen 54 kann mehrere Zellendistanzstücke 66, die mit den Zellen 56 verschachtelt sind, beinhalten. Jede Reihe 54 kann so angeordnet sein, dass jede Zelle 56 ein Zellendistanzstück 66 aufweist oder so angeordnet sein, dass es ein Zellendistanzstück 66 für jeweils zwei Zellen 56 gibt. Jedes Zellendistanzstück 66 kann entgegengesetzte Hauptseiten 68 und entgegengesetzte Enden 70, die sich zwischen den entgegengesetzten Hauptseiten erstrecken, aufweisen. Jedes Zellendistanzstück 66 kann auch ein oberes Teil 72 mit einer Dachfläche 74, einem auskragenden Vorderteil 76 und einem auskragenden Rückteil 80 beinhalten. Die auskragenden Teile 76, 94 erstrecken sich jenseits der Hauptseiten 68, allgemein eine T-Form ausbildend, wenn von einem der Enden her angesehen. Der auskragende Vorderteil 76 kann eine vordere Kontaktoberfläche 78 und der auskragende Rückteil 80 kann eine rückwärtige Kontaktoberfläche 82 beinhalten. Die vordere Kontaktoberfläche 78 eines der Distanzstücke rastet mit der rückwärtigen Kontaktoberfläche 82 eines anliegenden Distanzstücks 66 ein, wenn die Reihe 54 zusammengesetzt wird. Jede der vorderen Kontaktoberflächen 78 kann mindestens einen Vorsprung 98 beinhalten. Jede der rückwärtigen Kontaktoberflächen 82 kann mindestens eine Aufnahme 100 beinhalten, die dafür ausgelegt ist, einen entsprechenden Vorsprung 98 aufzunehmen. Der Vorsprung 98 und die Aufnahme 100 arbeiten zusammen, um anliegende Distanzstücke 66 zusammenzuschnappen. Der Vorsprung 98 kann widerhakenähnliche Merkmale beinhalten, die mit den entsprechenden Geometrien in der Aufnahme 100 zusammenarbeiten, um den Vorsprung 98 am Herausziehen aus der Aufnahme 100 zu hindern. Die Vorsprünge können zwecks Wartung unter Anwendung hinreichender Kraft von den Aufnahmen entfernbar sein.
Jedes Distanzstück 66 kann auch einen unteren Teil 86 mit einer Bodenfläche 88, einem auskragenden Vorderteil 90 und einem auskragenden Rückteil 94 beinhalten. Der auskragende Vorderteil 90 kann eine vordere Kontaktoberfläche 92 und der auskragende Rückteil 94 kann eine rückwärtige Kontaktoberfläche 96 beinhalten. Die vordere Kontaktoberfläche 92 eines der Distanzstücke 66 kann mit der rückwärtigen Kontaktoberfläche 96 eines anliegenden Distanzstücks 66 einrasten, wenn die Reihe 54 zusammengesetzt wird. Jede der vorderen Kontaktoberflächen 92 kann mindestens einen Vorsprung 102 beinhalten. Jede der rückwärtigen Kontaktoberflächen 96 kann mindestens eine Aufnahme 104 beinhalten, die dafür ausgelegt ist, einen entsprechenden Vorsprung 102 aufzunehmen. Der Vorsprung 102 und die Aufnahme 104 arbeiten zusammen, um anliegende Distanzstücke 66 zusammenzuschnappen. Der Vorsprung 102 kann widerhakenähnliche Merkmale beinhalten, die mit den entsprechenden Geometrien in der Aufnahme 104 zusammenarbeiten, um den Vorsprung 102 am Herausziehen aus der Aufnahme 104 zu hindern.
Jedes Distanzstück 66 kann eine Vordertasche 106, die in eine der Hauptseiten 68 eingerückt ist, beinhalten und kann eine Rücktasche 114, die in die andere Hauptseite 68 eingerückt ist, beinhalten. Jede Tasche kann eine innere Oberfläche 108 und eine untere und eine obere Oberfläche 110, 112 beinhalten. Die Vordertasche und die Rücktasche 106 können jeweils mindestens einen Teil einer der Zellen 56 darin aufnehmen. Die Zellen können derart aufgenommen werden, dass eine der Hauptseiten 60 der Zelle gegen die innere Oberfläche 108 angeordnet ist, und derart, dass das Dach der Zelle 122 gegen die obere Oberfläche 110 angeordnet ist, und der Boden der Zelle 124 gegen die untere Oberfläche 112 angeordnet ist. Das Distanzstück 66 kann auch Anschlussschlitze 84 beinhalten, durch die die Anschlüsse 58 hindurchgehen. Die Anschlussschlitze 84 ermöglichen es dem Anschluss 58, sich nach außerhalb des Zellendistanzstücks 66 zu erstrecken, so dass die Anschlüsse 58 miteinander elektrisch verbunden sein können. Jedes Distanzstück 66 kann auch mindestens ein männliches Verbindungsmerkmal 126 beinhalten, das sich senkrecht von einem der entgegengesetzten Enden 70 erstreckt. Das andere entgegengesetzte Ende 70 kann mindestens ein weibliches Verbindungsmerkmal 128 definieren. Das männliche Verbindungsmerkmal 126 kann auch als ein Vorsprung bezeichnet werden. Das weibliche Verbindungsmerkmal 128 kann auch als eine Aufnahme bezeichnet werden. Der spezifische Typ von Anbringmerkmal kann sich in Abhängigkeit vom Zellentyp, Zellenmaterial und anderen Konstruktionserwägungen ändern.
Die Traktionsbatteriebaugruppe 50 kann zunächst durch Zusammenbauen der Zellen 56 und der Distanzstücke 66 zu einzelnen modularen Reihen 54 zusammengesetzt werden. Jede Reihe 54 kann dann an anderen Reihen angebracht werden. Die Reihen 54 können mittels Verbindung der weiblichen und männlichen Verbindungsmerkmale an jedem der Distanzstücke 66 aneinander angebracht werden. Zum Beispiel kann die Traktionsbatteriebaugruppe 50 eine erste Reihe 150 und eine zweite Reihe 152 beinhalten. Jedes der männlichen Verbindungsmerkmale 126 der ersten Reihe 150 können in die weiblichen Verbindungsmerkmale 128 der zweiten Reihe 152 einschnappen, wobei mehrere durchgängig verbundene Distanzstückpaare gebildet werden, die dafür ausgelegt sind, die Reihen zusammen zu befestigen. Die Zellen und die Distanzstücke von jeder der Reihen 150, 152 können derart angeordnet sein, dass beide Reihen identisch sind.
Für jedes Distanzstückpaar kann das mindestens eine männliche Verbindungsmerkmal 126 einen Hals 154 und einen Kopf 156, der an einem distalen Ende des Halses angeordnet ist, beinhalten. Ein proximales Ende des Halses 154 ist mit einem der entgegengesetzten Enden 70 des Distanzstücks 66 verbunden und steht in einer im Wesentlichen senkrechten Richtung von dem Ende 70 nach außen hervor. Der Kopf 156 hat eine größere Grundfläche als der Hals 154 und beinhaltet einen Widerhaken 158. Der Hals 154 und der Kopf 156 können aus einem Stück bestehen. Das männliche Verbindungsmerkmal 126 kann mit dem Distanzstück 66 aus einem Stück bestehen.
Für jedes Distanzstückpaar kann mindestens ein weibliches Verbindungsmerkmal 128 eine Aufnahme 160 beinhalten, die in eines der entgegengesetzten Enden 70 des Distanzstücks 66 eingerückt ist. Die Aufnahme 160 kann einen Hauptteil 162 und einen Eingangsteil 164, der sich in das Ende 70 hinein öffnet und einen Pfad für innerhalb des Hauptteils 162 aufzunehmende Objekte bereitstellt, beinhalten. Wenn sie verbunden sind, ist das männliche Verbindungsmerkmal 126 in dem weiblichen Verbindungsmerkmal 128 mit dem Hals 154 weitestgehend innerhalb des Eingangsteils 164 angeordnet und mit dem Kopf 156 in dem Hauptteil 162 angeordnet. Der Kopf 154 beinhaltet eine angeschrägte Oberfläche 166, die dem Kopf beim Eindringen in den Eingangsteil 164 hilft. Der Hals 154 kann auch einen gewissen Grad an Flexibilität aufweisen, um es dem Kopf 156 zu ermöglichen, sich beim Eindringen in den Eingangsteil 164 zu verschieben. Sobal der Kopf 156 in dem Hauptteil 162 aufgenommen ist, wirkt der Widerhaken 158 mit einer Klinkenwand 168 zusammen, um das männliche Verbindugnsmerkmal 126 am Ausrasten aus dem weiblichen Verbindungsmerkmal 128 zu hindern. Beide Verbindungsmerkmale können mit einem gewissen Grad an Flexibilität entworfen sein, um es den Verbindungsmerkmalen zu ermöglichen, voneinander auszurasten, wenn ausreichend Kraft angewendet wird.
Nachdem die erste und die zweite Reihe miteinander verbunden sind, können die Reihen 150, 152 mit dem Tragelement 52 verbunden sein. Die Reihen können mit dem Tragelement unter Verwendung ähnlicher wie oben beschriebener männlicher und weiblicher Verbindungsmerkmale verbunden sein. Zum Beispiel kann das Tragelement 52 ein Paar von entgegengesetzten Längsseitenwänden 180, 182 beinhalten, die sich von einer Tragelementbasis 184 aufwärts erstrecken. Das Tragelement 52 kann auch entgegengesetzte Vorder- und Rückwände 186 beinhalten, die sich zwischen den Längsseitenwänden erstrecken, um einen offenen Hohlraum 188 zu definieren, der die Reihen umgibt. Die Längsseitenwände 180 können mehrere männliche Verbindungsmerkmale 190, die sich von einer Innenoberfläche der Seitenwand 180 auswärts erstrecken, beinhalten. Die männlichen Verbindungsmerkmale 190 sind mit den weiblichen Verbindungsmerkmalen 128 der Distanzstücke 66 der ersten Reihe 150 registriert. Jedes männliche Verbindungsmerkmal 190 rastet an einem entsprechenden weiblichen Verbindungsmerkmal 128 ein, um die Reihen an dem Tragelement 52 zu befestigen. Das männliche Verbindungsmerkmal 190 kann dem männlichen Verbindungsmerkmal 126 ähnlich sein und kann an dem weiblichen Verbindungsmerkmal 128 in ähnlicher Weise, wie das männliche Verbindungsmerkmal 126 an dem weiblichen Verbindungsmerkmal 128 einrastet, angebracht sein.
Die Längsseitenwand 182 kann mehrere weibliche Verbindungsmerkmale 192, die in die Längsseitenwand 182 eingerückt sind, beinhalten. Die weiblichen Verbindungsmerkmale 192 sind mit den männlichen Verbindungsmerkmalen 126 der Distanzstücke der zweiten Reihe 152 registriert. Jedes männliche Verbindungsmerkmal 126 rastet an einem entsprechenden weiblichen Verbindungsmerkmal 192 ein, um die Reihen an dem Tragelement 52 zu befestigen. Das weibliche Verbindungsmerkmal 192 kann dem weiblichen Verbindungsmerkmal 128 ähnlich sein und kann an dem männlichen Verbindungsmerkmal 126 in ähnlicher Weise, wie das weibliche Verbindungsmerkmal 128 an dem männlichen Verbindungsmerkmal 126 einrastet, einrasten. Zusätzliche Bügel 194 können verwendet werden, um die Reihen weiter an dem Tragelement 52 zu befestigen. Jeder Bügel 194 kann zwischen der Vorder- und der Rückwand 186 verbunden sein. Eine untere Oberfläche jedes Bügels ist gegen ein Dach der Reihe angeordnet, um die Reihen gegen die Tragelementbasis 184 zu befestigen.
Obgleich oben beispielhafte Ausführungsformen beschrieben werden, ist nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen, die von den Ansprüchen umfasst werden, beschreiben. Die in der Patentbeschreibung verwendeten Ausdrücke dienen eher der Beschreibung als der Einschränkung, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Gedanken und Schutzbereich der Offenbarung abzuweichen. Wie vorher beschrieben worden ist, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden, die möglicherweise nicht explizit beschrieben oder dargestellt sind. Verschiedene Ausführungsformen könnten zwar als Vorteile bietend oder bevorzugt gegenüber anderen Ausführungsformen oder Umsetzungsformen nach dem Stand der Technik in Hinsicht auf eine oder mehrere gewünschte Eigenschaften beschrieben worden sein, doch wie Durchschnittsfachleute erkennen, können Kompromisse hinsichtlich eines oder mehrerer Merkmale oder Eigenschaften eingegangen werden, um gewünschte Eigenschaften des Gesamtsystems zu erreichen, die von der spezifischen Anwendung und Umsetzungsform abhängig sind. Diese Eigenschaften können Kosten, Festigkeit, Langlebigkeit, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Erscheinungsbild, Packaging, Größe, Wartungsfreundlichkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Leichtigkeit der Montage usw. umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt. Ausführungsformen, die bezüglich einer oder mehrerer Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Umsetzungsformen nach dem Stand der Technik beschrieben werden, liegen somit nicht außerhalb des Schutzumfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.

Claims

Traktionsbatteriebaugruppe, die Folgendes umfasst: ein Tragelement; und ein Paar von anliegenden Zellenreihen, die auf dem Tragelement angeordnet sind, wobei jede Reihe mehrere gestapelte Zellen und mehrere Zellendistanzstücke beinhaltet, die mit den Zellen verschachtelt sind, und wobei ein Teil von jedem der Distanzstücke von einer der Reihen in eines der Distanzstücke der anderen Reihe eingesetzt wird, um mehrere durchgängig verbundene Distanzstückpaare zu bilden, die dafür ausgelegt sind, die Reihen aneinander zu befestigen.
Traktionsbatteriebaugruppe nach Anspruch 1, wobei jedes der Distanzstücke einen Vorsprung oder eine Aufnahme beinhaltet und wobei der Vorsprung eines der Distanzstücke innerhalb der Aufnahme eines anliegenden Exemplars der Distanzstücke aufgenommen wird.
Traktionsbatterie nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Tragelement ferner mindestens eine stehende Wand mit mehreren mit den Distanzstückpaaren registrierten Aufnahmen beinhaltet und wobei jedes der Distanzstückpaare ferner mindestens einen Vorsprung beinhaltet, der dafür ausgelegt ist, innerhalb einer der mehreren Aufnahmen aufgenommen zu werden, um die Reihen an dem Tragelement zu befestigen.
Traktionsbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Tragelement ferner mindestens eine stehende Wand mit mehreren mit den Distanzstückpaaren registrierten Vorsprüngen beinhaltet und wobei jedes der Distanzstückpaare ferner eine Aufnahme beinhaltet, die dafür ausgelegt ist, einen der mehreren Vorsprünge aufzunehmen, um die Reihen an dem Tragelement zu befestigen.
Traktionsbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei jedes der Zellendistanzstücke entgegengesetzte Taschen definiert, die jeweils dafür ausgelegt sind, mindestens einen Teil von einer der Zellen aufzunehmen.
Traktionsbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ferner jedes der mehreren Distanzstückpaare ein erstes Zellendistanzstück mit einem männlichen Verbindungsmerkmal und ein zweites Zellendistanzstück mit einem weiblichen Verbindungsmerkmal beinhaltet, das dafür ausgelegt ist, das männliche Verbindungsmerkmal darin aufzunehmen.
Batteriebaugruppe, die Folgendes umfasst: eine erste Reihe von Zellen, die erste mit den Zellen verschachtelte Zellendistanzstücke beinhaltet, wobei jedes der ersten Distanzstücke ein männliches Verbindungsmerkmal beinhaltet; und eine zweite Reihe von Zellen, die an der ersten Reihe anliegt und zweite Zellendistanzstücke beinhaltet, die mit den Zellen verschachtelt sind, wobei jedes der zweiten Distanzstücke ein weibliches Verbindungsmerkmal beinhaltet, das das männliche Verbindungsmerkmal eines entsprechenden Exemplars des ersten Distanzstücks aufnimmt, um die Reihen aneinander zu befestigen.
Batteriebaugruppe nach Anspruch 7, wobei jedes der ersten Zellendistanzstücke entgegengesetzte Hauptseiten beinhaltet, die den Zellen gegenüberliegen, und entgegengesetzte Enden, die sich zwischen den Hauptseiten erstrecken, und wobei jedes der zweiten Zellendistanzstücke entgegengesetzte Hauptseiten beinhaltet, die den Zellen gegenüberliegen, und entgegengesetzte Enden, die sich zwischen den Hauptseiten erstrecken.
Batteriebaugruppe nach Anspruch 8, wobei jedes der ersten Zellendistanzstücke ferner einen Vorsprung, der sich von einer der Hauptseiten aus erstreckt, und eine in der anderen der Hauptseiten definierte Aufnahme beinhaltet, wobei der Vorsprung von einer der ersten Zellendistanzstücke in der Aufnahme eines anliegenden Exemplars der ersten Zellendistanzstücke aufgenommen ist, um die Distanzstücke miteinander zu verbinden.
Batteriebaugruppe nach Anspruch 8 oder 9, wobei das männliche Verbindungsmerkmal in einem der entgegengesetzten Enden des ersten Distanzstücks angeordnet ist.
Batteriebaugruppe nach Anspruch 10, wobei das weibliche Verbindungsmerkmal in einem der entgegengesetzten Enden des zweiten Distanzstücks definiert ist.
Batteriebaugruppe nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei eines der entgegengesetzten Enden für eines der ersten Zellendistanzstücke das männliche Verbindungsmerkmal beinhaltet und das andere der entgegengesetzten Enden eine erste Aufnahme definiert und wobei die Batteriebaugruppe ferner ein Tragelement umfasst, das eine erste stehende Wand mit einem ersten Vorsprung umfasst, der dafür ausgelegt ist, innerhalb der ersten Aufnahme aufgenommen zu werden, um die erste Reihe mit dem Tragelement zu verbinden.
Batteriebaugruppe nach Anspruch 12, wobei eines der entgegengesetzten Enden für eines der zweiten Zellendistanzstücke das weibliche Verbindungsmerkmal beinhaltet und das andere der entgegengesetzten Enden einen zweiten Vorsprung beinhaltet und wobei das Tragelement ferner eine zweite stehende Wand, die der ersten stehenden Wand entgegengesetzt ist, beinhaltet und eine zweite Aufnahme definiert, die dafür ausgelegt ist, den zweiten Vorsprung aufzunehmen, um die zweite Reihe mit dem Tragelement zu verbinden.
Batteriebaugruppe nach einem der Ansprüche 7 bis 13, wobei jedes der ersten Zellendistanzstücke entgegengesetzte erste Taschen definiert, wobei jede der ersten Taschen mindestens einen Teil von einer der Zellen in der ersten Reihe aufnimmt, und wobei jedes der zweiten Zellendistanzstücke entgegengesetzte zweite Taschen definiert, wobei jede der zweiten Taschen mindestens einen Teil von einer der Zellen in der zweiten Reihe aufnimmt.
Batteriebaugruppe nach einem der Ansprüche 7 bis 14, wobei anliegende Distanzstücke des ersten Zellendistanzstücks benachbarte Distanzstückpaare definieren und wobei zwei Zellen zwischen den benachbarten Paaren angeordnet sind.
Batteriebaugruppe nach einem der Ansprüche 7 bis 15, wobei jedes der männlichen Verbindungsmerkmale ferner einen Widerhaken beinhaltet, der mit einem entsprechenden weiblichen Verbindungsmerkmal zusammenwirkt, um die Verbindungsmerkmale zusammen zu halten.
Fahrzeug, umfassend: mindestens eine Elektromaschine, die dafür ausgelegt ist, das Fahrzeug anzutreiben; und eine Traktionsbatteriebaugruppe, die dafür ausgelegt ist, die mindestens eine Elektromaschine mit Strom zu versorgen, wobei die Batteriebaugruppe ein Tragelement und ein Paar von anliegenden Zellenreihen, die auf dem Tragelement angeordnet sind, beinhaltet, wobei jede Reihe mehrere gestapelte Zellen und mehrere Zelldistanzstücke aufweist, die mit den Zellen verschachtelt sind, und wobei ein Teil von jedem der Distanzstücke von einer der Reihen in eines der Distanzstücke der anderen Reihe eingesetzt wird, um mehrere durchgängig verbundene Distanzstückpaare zu bilden, die dafür ausgelegt sind, die Reihen aneinander zu befestigen.
Traktionsbatteriebaugruppe nach Anspruch 17, wobei jedes der Distanzstücke einen Vorsprung oder eine Aufnahme beinhaltet und wobei der Vorsprung eines der Distanzstücke innerhalb der Aufnahme eines anliegenden Exemplars der Distanzstücke aufgenommen wird.
Traktionsbatterie nach Anspruch 17 oder 18, wobei ferner jedes der mehreren Distanzstückpaare ein erstes Zellendistanzstück mit einem männlichen Verbindungsmerkmal und ein zweites Zellendistanzstück mit einem weiblichen Verbindungsmerkmal beinhaltet, das dafür ausgelegt ist, das männliche Verbindungsmerkmal darin aufzunehmen.
Traktionsbatterie nach einem der Ansprüche 17 bis 19, wobei das Tragelement ferner mindestens eine stehende Wand mit mehreren mit den Distanzstückpaaren registrierten Aufnahmen beinhaltet und wobei jedes der Distanzstückpaare ferner mindestens einen Vorsprung beinhaltet, der dafür ausgelegt ist, innerhalb einer der mehreren Aufnahmen aufgenommen zu werden, um die Reihen an dem Tragelement zu befestigen.