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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung betrifft Traktionsbatterie-Baugruppen für Kraftfahrzeuge.
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HINTERGRUND
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Fahrzeuge, wie z. B. batterieelektrische Fahrzeuge (battery-electric vehicles, BEVs), aufladbare Hybridelektrofahrzeuge (plug-in hybrid electric vehicles, PHEVs) und reine Hybridelektrofahrzeuge (full hybrid-electric vehicles, FHEVs) enthalten eine Traktionsbatterie-Baugruppe, die als eine Energiequelle für das Fahrzeug wirkt. Die Traktionsbatterie kann Komponenten und Systeme umfassen, um die Verwaltung von Fahrzeugleistung und Betriebsvorgängen zu unterstützen. Die Traktionsbatterie kann außerdem Hochvolt-Komponenten umfassen.
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KURZDARSTELLUNG
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In einer Ausführungsform umfasst eine Traktionsbatterie-Baugruppe eine Anordnung von Zellen, die auf einem Trog gestapelt sind, und ein Paar kongruente L-förmige Seitenkomponenten, die derart angeordnet sind, dass sie ein Gehäuse bilden, das einen Umfang der Anordnung umgibt. Das Paar von Komponenten ist lediglich an zwei Ecken des Gehäuses aneinander befestigt, um die Anordnung axial zusammenzudrücken.
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In einer anderen Ausführungsform umfasst eine Traktionsbatterie-Baugruppe für ein Fahrzeug eine Anordnung von Zellen, die auf einem Trog gestapelt sind. Die Anordnung von Zellen definiert einander gegenüberliegende Längsseiten und einander gegenüberliegende Querseiten. Eine erste und eine zweite L-förmige Komponente sind an dem Trog befestigt. Jede der Komponenten umfasst eine Stirnwand und eine Seitenwand, die derart einstückig ausgebildet sind, dass sie eine im Wesentlichen 90°-Ecke definieren. Die erste und die zweite Komponente sind derart aneinander befestigt, dass jede der Seitenwände zu einer der Längsseiten benachbart angeordnet ist und jede der Stirnwände zu einer der Querseiten benachbart angeordnet ist, um ein Gehäuse um die Anordnung zu bilden, das eine offene Oberseite und eine offene Unterseite aufweist.
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In einer noch anderen Ausführungsform umfasst eine Traktionsbatterie-Baugruppe eine Anordnung von Zellen, die auf einem Trog gestapelt sind, und ein Paar gleiche L-förmige Seitenkomponenten, die von dem Trog gestützt werden. Die L-förmigen Seitenkomponenten sind derart angeordnet, dass sie ein Gehäuse um die Anordnung bilden. Jede der Komponenten weist eine Seitenwand auf, die einen Wärmetauscher umfasst, um die Anordnung thermisch zu regulieren.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt eine Prinzipskizze eines typischen aufladbaren Hybridelektrofahrzeugs.
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2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Batterie-Baugruppe.
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3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Batteriegehäuses der in 2 dargestellten Batterie-Baugruppe.
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4 zeigt eine Draufsicht auf das in 3 dargestellte Batteriegehäuse.
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5 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Batteriezelle der in 2 dargestellten Batterie-Baugruppe.
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6 zeigt eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer anderen Batteriebaugruppe, die mindestens einen Wärmetauscher umfasst.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Es werden hier Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es versteht es sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu; einige Merkmale könnten vergrößert oder verkleinert sein, um Einzelheiten bestimmter Komponenten darzustellen. Die hier offenbarten konkreten strukturellen und funktionellen Einzelheiten sind daher nicht als Beschränkung auszulegen, sondern lediglich als eine repräsentative Grundlage, um einen Fachmann zu lehren, die vorliegende Erfindung auf verschiedene Weisen einzusetzen. Wie ein Durchschnittsfachmann verstehen wird, können verschiedene Merkmale, die unter Bezugnahme einer beliebigen der Figuren dargestellt und beschrieben sind, mit Merkmalen, die in einer oder mehreren anderen Figuren dargestellt sind, kombiniert werden, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht explizit dargestellt oder beschrieben sind. Die dargestellten Kombinationen von Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung übereinstimmen, könnten jedoch für bestimmte Anwendungen oder Implementierungen erwünscht sein.
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1 stellt eine Prinzipskizze eines typischen aufladbaren Hybridelektrofahrzeugs (PHEV) dar. Bestimmte Ausführungsformen können jedoch auch im Kontext von nicht aufladbaren Hybridelektrofahrzeugen und rein elektrischen Fahrzeugen implementiert werden. Das Fahrzeug 12 umfasst eine oder mehrere Elektromaschinen 14, die mechanisch mit einem Hybridgetriebe 16 verbunden sind. Die Elektromaschinen 14 können in der Lage sein, als ein Motor oder als ein Generator zu arbeiten. Außerdem kann das Hybridgetriebe 16 mechanisch mit einer Kraftmaschine 18 verbunden sein. Das Hybridgetriebe 16 kann außerdem mit einer Antriebswelle 20 mechanisch verbunden sein, die mechanisch mit den Rädern 22 verbunden ist. Die Elektromaschinen 14 können eine Antriebs- und Verlangsamungsfähigkeit liefern, wenn die Kraftmaschine 18 ein- oder ausgeschaltet ist. Die Elektromaschinen 14 wirken außerdem als Generatoren und können Kraftstoffeinsparungsvorteile bieten, indem Energie durch Nutzbremsung wiedergewonnen wird. Die Elektromaschinen 14 reduzieren Schadstoffemissionen und erhöhen die Kraftstoffeinsparung, indem die Arbeitslast der Kraftmaschine 18 reduziert wird.
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Eine Traktionsbatterie oder ein Batteriepack 24 speichert Energie, die durch die Elektromaschinen 14 verwendet werden kann. Die Traktionsbatterie 24 stellt typischerweise einen Hochspannungsgleichstrom bereit, der von einer oder mehreren Batteriezellenanordnungen, die zuweilen als Batteriezellenstapel bezeichnet werden, innerhalb der Traktionsbatterie 24 ausgegeben wird. Die Batteriezellenanordnungen können eine oder mehrere Batteriezellen umfassen.
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Die Batteriezellen, wie z. B. eine prismatische Zelle oder eine Pouchzelle, können elektrochemische Zellen umfassen, die gespeicherte chemische Energie in elektrische Energie umwandeln. Die Zellen können ein Gehäuse, eine positive Elektrode (Kathode) und eine negative Elektrode (Anode) umfassen. Ein Elektrolyt kann es ermöglichen, dass sich Ionen zwischen der Anode und Kathode während einer Entladung bewegen, und dann während einer Wiederaufladung zurückkehren. Anschlüsse können es ermöglichen, dass Strom zum Verwenden von dem Fahrzeug aus der Zelle hinausfließt. Bei einer Anordnung mit mehreren Batteriezellen können die Anschlüsse jeder Batteriezelle auf entgegengesetzte (positive und negative) Anschlüsse ausgerichtet werden, die zueinander benachbart sind, und eine Sammelschiene kann dabei helfen, eine Reihenverbindung zwischen den mehreren Batteriezellen zu ermöglichen. Die Batteriezellen können außerdem parallel angeordnet werden, so dass gleiche Anschlüsse (positive und positive oder negative und negative) zueinander benachbart sind.
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Verschiedene Batteriepackausgestaltungen können verfügbar sein, um individuellen Fahrzeugvariablen, die Packaging-Beschränkungen und Leistungsanforderungen umfassen, gerecht zu werden. Die Batteriezellen können mithilfe eines Wärmeverwaltungssystems thermisch reguliert werden. Zu Beispielen von Wärmeverwaltungssystemen können Luftkühlsysteme, Flüssigkeitskühlsysteme und eine Kombination aus Luft- und Flüssigkeitssystemen gehören.
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Die Traktionsbatterie 24 kann über einen oder mehrere Kontaktgeber (nicht dargestellt) mit einem oder mehreren Leistungselektronikmodulen 26 elektrisch verbunden sein. Der eine oder die mehreren Kontaktgeber 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 es kann die Möglichkeit bereitstellen, elektrische Energie zwischen der Traktionsbatterie 24 und den Elektromaschinen 14 bidirektional zu übertragen. Zum Beispiel kann eine typische Traktionsbatterie 24 eine Gleichspannung liefern, während die Elektromaschinen 14 eine Dreiphasenwechselspannung benötigen können, um zu funktionieren. Das Leistungselektronikmodul 26 kann die Gleichspannung in eine Dreiphasenwechselspannung umwandeln, wie von den Elektromaschinen 14 erfordert. In einer regenerativen Betriebsart kann das Leistungselektronikmodul 26 die Dreiphasenwechselspannung von den als Generatoren arbeitenden Elektromaschinen 14 in die von der Traktionsbatterie 24 benötigte Gleichspannung umwandeln. Die Beschreibung hier ist gleichermaßen auf ein rein elektrisches Fahrzeug anwendbar. In einem rein elektrischen Fahrzeug kann das Hybridgetriebe 16 ein mit einer Elektromaschine 14 verbundenes Getriebe sein und die Kraftmaschine 18 ist nicht vorhanden.
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Zusätzlich zum Liefern von Energie für den Antrieb kann die Traktionsbatterie 24 Energie für andere elektrische Systeme des Fahrzeugs liefern. Ein typisches System kann ein Gleichspannungs-Wandlermodul 28 umfassen, das die Hochvolt-Gleichspannungsausgabe der Traktionsbatterie 24 in eine Niedervolt-Gleichspannungsversorgung umwandelt, die für andere Fahrzeugverbraucher passend ist. Andere Hochvolt-Verbraucher, wie z. B. Verdichter und elektrische Heizvorrichtungen, können direkt mit der Hochvolt-Spannung verbunden sein, ohne dass ein Gleichspannungs-Wandlermodul 28 verwendet wird. In einem typischen Fahrzeug sind die Niedervolt-Systeme mit einer Zusatzbatterie 30 (z. B. einer 12-Volt-Batterie) elektrisch verbunden.
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Ein Batterieenergiesteuermodul (BECM) 33 kann mit der Traktionsbatterie 24 in Kommunikation stehen. Das BECM 33 kann als eine Steuerung für die Traktionsbatterie 24 wirken und kann außerdem ein elektronisches Überwachungssystem umfassen, das Temperatur und Ladezustand jeder der Batteriezellen verwaltet. Die Traktionsbatterie 24 kann einen Temperatursensor 31, wie z. B. einen Thermistor oder eine andere Temperaturanzeige, aufweisen. Der Temperatursensor 31 kann mit dem BECM 33 in Kommunikation stehen, um Temperaturdaten hinsichtlich der Traktionsbatterie 24 bereitzustellen.
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Das Fahrzeug 12 kann mithilfe einer externen Stromquelle 36 wiederaufgeladen werden. Die externe Stromquelle 36 stellt eine Verbindung mit einer Steckdose dar. Die externe Stromquelle 36 kann mit einer Elektrofahrzeug-Versorgungseinrichtung (EVSE) 38 elektrisch verbunden werden. Die EVSE 38 kann Schaltungen und Steuerungen vorsehen, um die Übertragung von elektrischer Energie zwischen der Stromquelle 36 und dem Fahrzeug 12 zu regulieren und zu verwalten. Die externe Stromquelle 36 kann der EVSE 38 elektrische Gleichstrom- oder Wechselstromenergie zuführen. Die EVSE 38 kann einen Ladesteckverbinder 40 zum Einstecken in einen Ladeanschluss 34 des Fahrzeugs 12 aufweisen. Der Ladeanschluss 34 kann eine beliebige Art von Anschluss sein, die zum Übertragen von Energie von der EVSE 38 an das Fahrzeug 12 ausgelegt ist. Der Ladeanschluss 34 kann mit einer Ladeeinrichtung oder einem fahrzeugeigenen Energieumwandlungsmodul 32 elektrisch verbunden sein. Das Energieumwandlungsmodul 32 kann die von der EVSE 38 zugeführte Energie aufbereiten, um der Traktionsbatterie 24 den geeigneten Spannungs- und Strompegel zuzuführen. Das Energieumwandlungsmodul 32 kann über eine Schnittstelle mit der EVSE 38 verbunden sein, um die Zufuhr von Energie an das Fahrzeug 12 zu koordinieren. Der EVSE-Steckverbinder 40 kann Stifte aufweisen, die mit entsprechenden Aussparungen in dem Ladeanschluss 34 zusammenpassen.
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Die besprochenen verschiedenen Komponenten können eine oder mehrere zugehörige 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.
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2 bis 6 und die dazugehörige Besprechung beschreiben Beispiele der Traktionsbatterie-Baugruppe 24. Unter Bezugnahme auf 2, 3, 4 und 5 ist eine Traktionsbatterie-Baugruppe 50 dargestellt. Die Traktionsbatterie-Baugruppe 50 umfasst einen Trog 52, der mindestens eine Batterieanordnung 54 stützt. Die mindestens eine Batterieanordnung 54 umfasst mehrere gestapelte Batteriezellen 56. Jede Batteriezelle 56 kann eine prismatische Zelle sein, die eine zum Trog 52 benachbart angeordnete Trogseite 58 aufweist. Jede Zelle 56 kann eine der Trogseite 58 gegenüber liegende Anschlussseite 60 umfassen. Jede Zelle 56 kann außerdem einander gegenüberliegende größere Seiten 62 und einander gegenüberliegende kleinere Seiten 64 umfassen. Die Zellen sind in der Anordnung derart gestapelt, dass die größeren Seiten 62 von benachbarten Zellen aneinander angeordnet sind. Die kleineren Seiten 64 jeder Zelle definieren zusammen einander gegenüberliegende Längsseiten 53 der Anordnung 54. Die äußere größere Seite jeder der zwei äußersten Zellen 89, 116 definiert einander gegenüberliegende Querseiten 55 der Anordnung 54. Jede Zelle kann Anschlüsse 66 umfassen, die sich von der Anschlussseite 60 der Zelle 56 nach oben erstrecken.
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Ein Gehäuse 68 umgibt die Anordnung 54. Das Gehäuse hält die Anordnung zusammen und legt eine axiale Kraft an, um die größeren Seiten 62 der Zellen 56 zusammenzudrücken. Das Gehäuse 68 kann eine erste und eine zweite L-förmige Komponente 70, 72 umfassen, die zusammenwirken und, wenn sie verbunden sind, ein viereckiges Gehäuse definieren, das eine offene Oberseite und eine offene Unterseite aufweist. Die Anordnung 54 ist innerhalb des Inneren des Gehäuses angeordnet. Die L-förmigen Komponenten 70, 72 können kongruent sein. Die offene Unterseite ermöglicht es, dass die Zellen direkt an dem Trog 52 angeordnet werden, und die offene Oberseite ermöglicht einen Zugang zur Anschlussseite 60 der Zellen 56. Alternativ kann ein Isolator oder ein thermisches Grenzflächenmaterial zwischen dem Trog 52 und der Anordnung 54 eingelegt werden.
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Die erste L-förmige Komponente 70 umfasst eine Seitenwand 74, die ein verbundenes Ende 80 und ein freies Ende 78 aufweist. Die Komponente 70 umfasst außerdem eine Stirnwand 76, die ein freies Ende 82 und ein verbundenes Ende 84 aufweist. Das verbundene Ende 80 der Seitenwand 74 kann mit dem verbundenen Ende 84 der Stirnwand 76 einstückig ausgebildet sein, um eine im Wesentlichen 90° Ecke 86 zu definieren. Die Komponente 70 ist auf dem Trog 52 derart angeordnet, dass die Stirnwand 76 und die Seitenwand 74 im Wesentlichen senkrecht zu einer oberen Fläche des Trogs 52 sind. Eine Innenfläche der Stirnwand 76 kann zu der größeren Seite 62 einer äußeren Zelle 89 benachbart angeordnet sein. Ein Endabstandhalter 87 kann zwischen der Stirnwand 76 und der äußeren Zelle 89 eingelegt sein. Eine Innenfläche der Seitenwand 74 kann zu einer der Längsseiten 53 der Anordnung 54 benachbart angeordnet sein.
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Die zweite L-förmige Komponente 72 umfasst eine Seitenwand 100, die ein verbundenes Ende 104 und ein freies Ende 102 aufweist. Die Komponente 72 umfasst außerdem eine Stirnwand 106, die ein freies Ende 108 und ein verbundenes Ende 110 aufweist. Das verbundene Ende 104 der Seitenwand 100 und das verbundene Ende 110 der Stirnwand 106 können einstückig ausgebildet sein, um eine im Wesentlichen 90°-Ecke 112 zu definieren. Die Komponente 72 kann auf dem Trog 52 derart angeordnet sein, dass die Seitenwand 100 und die Stirnwand 106 im Wesentlichen senkrecht zu einer oberen Fläche des Trogs 52 sind. Eine Innenfläche der Stirnwand 106 kann zu der größeren Seite 62 einer äußeren Zelle 116 benachbart angeordnet sein. Ein Endabstandhalter 114 kann zwischen der Stirnwand 106 und der äußeren Zelle 116 eingelegt sein. Eine Innenfläche der Seitenwand 100 kann zu einer der Längsseiten 53 der Anordnung 54 benachbart angeordnet sein.
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Die erste und die zweite L-förmige Komponente 70, 72 sind an einem Paar Ecken zusammen verbunden. Das freie Ende 78 der Seitenwand 74 kann mit dem freien Ende 108 der Stirnwand 106 verbunden sein, und das freie Ende 82 der Stirnwand 76 kann mit dem freien Ende 102 der Seitenwand 100 verbunden sein. Die Stirnwand 106 und die Seitenwand 74 können aneinander befestigt oder mit einem Haftmittel oder mithilfe von Schweißen miteinander verbunden werden. In einer Ausführungsform definiert das freie Ende 78 der Seitenwand 74 ein Paar Löcher 92. Die Stirnwand 106 definiert ein Paar Gewindelöcher 94, die auf die Löcher 92 ausgerichtet sind. Eine Schraube 96 kann durch die Löcher 92 und in dem Gewindeloch 94 aufgenommen werden, um die Stirnwand 106 und die Seitenwand 74 aneinander zu befestigen. Alternativ kann die Befestigungseinrichtung ein Niet oder ein Gewindebolzen und eine Gewindemutter sein. Die Stirnwand 76 und die Seitenwand 100 können auf eine ähnliche Weise wie die Stirnwand 106 und die Seitenwand 74 aneinander befestigt werden. Die Länge jeder der Seitenwände kann kleiner sein als die Länge der einander gegenüberliegenden Längsseiten 53 der Anordnung, so dass die Anordnung zwischen den Stirnwänden 76, 106 der Anordnung zusammengedrückt wird, wenn die Komponenten 70, 72 aneinander befestigt sind.
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Jede der Stirnwände 76, 106 kann einen Flansch 88 zum Befestigen des Gehäuses 68 an dem Trog 52 umfassen. Der Flansch 88 kann Befestigungslöcher 90 umfassen. Die Befestigungslöcher 90 können Schrauben 98 aufnehmen, die in entsprechenden, im Trog 52 definierten Gewindelöchern aufgenommen werden. Alternativ kann der Trog 52 Bolzen aufweisen, die von dem Trog nach oben verlaufen und in den Löchern 90 aufgenommen werden. Eine Gewindemutter kann auf die Bolzen aufgeschraubt werden, um den Flansch 88 an dem Trog 52 zu sichern. Alternativ können die Flansche 88 mit dem Trog 52 verschweißt oder verklebt werden. In einer anderen Ausführungsform sind die Flansche auf den Seitenwänden 74, 100 des Gehäuses 68 angeordnet.
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Unter Bezugnahme auf 6 umfasst eine andere Traktionsbatterie-Baugruppe ein Gehäuse 152, das dem in 2 bis 5 dargestellten Gehäuse 68 ähnlich sein kann und das die Anordnung von Zellen (nicht dargestellt) umgibt und hält. Das Gehäuse umfasst eine erste und eine zweite L-förmige Komponente 154, 160. Die erste L-förmige Komponente 154 umfasst eine Seitenwand 156 und eine Stirnwand 158. Die zweite L-förmige Komponente 160 umfasst eine Seitenwand 162 und eine Stirnwand 164. Die Seitenwand 156 der ersten Komponente 154 ist mit der Stirnwand 164 der zweiten Komponente 160 verbunden, und die Stirnwand 158 der ersten Komponente 154 ist mit der Seitenwand 162 der zweiten Komponente 160 verbunden.
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Die Batterie-Baugruppe kann mindestens einen Wärmetauscher umfassen, der entlang von mindestens einer der Längsseiten der Anordnung angeordnet ist. Der Wärmetauscher kann eine Wärmeplatte sein, die zwischen dem Gehäuse und der kleineren Seite 64 jeder Zelle angeordnet ist, oder er kann mit dem Gehäuse einstückig sein. 6 stellt Wärmetauscher mit einander gegenüberliegenden Seiten dar, die jeweils mit einer der L-förmigen Komponenten einstückig sind. Die Seitenwand 156 umfasst einen ersten Wärmetauscher 166. Der Wärmetauscher 166 kann Wärme zuführen, um die Zellen zu erwärmen, oder Wärme abführen, um die Zellen abzukühlen. Der Wärmetauscher 166 umfasst eine Einlassöffnung 168, die in der Stirnwand 158 definiert ist, und umfasst eine Auslassöffnung 170, die in der Seitenwand 156 definiert ist. Die Seitenwand 156 kann eine Innenverrohrung 172 definieren, die zwischen der Einlassöffnung 168 und der Auslassöffnung 170 verbunden ist. Die Innenverrohrung 172 kann ein einzelner durchgehender Strömungsweg sein, der sich zwischen der Einlass- und der Auslassöffnung schlängelt. Alternativ kann die Verrohrung 172 mehrere Strömungswege sein. Zum Beispiel kann die Verrohrung mehrere gerade Röhren sein, die in verschiedenen Höhen der Seitenwand 156 angeordnet sind. Rohrverzweigungen können verwendet werden, um die mehreren Röhren mit der Einlass- und der Auslassöffnung zu verbinden. Ein Wärmeverwaltungssystem (nicht dargestellt) lässt ein fluides Medium (wie z. B. Kühlmittel oder Kältemittel) durch den ersten Wärmetauscher 166 zirkulieren.
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Die Seitenwand 162 umfasst einen zweiten Wärmetauscher 174. Der Wärmetauscher 174 kann Wärme zuführen, um die Zellen zu erwärmen, oder er kann Wärme abführen, um die Zellen abzukühlen. Der Wärmetauscher 174 umfasst eine Einlassöffnung 176, die in der Stirnwand 164 definiert ist, und umfasst eine Auslassöffnung 178, die in der Seitenwand 162 definiert ist. Die Seitenwand 162 kann eine Innenverrohrung 180 definieren, die die Einlassöffnung 176 mit der Auslassöffnung 178 verbindet. Die Innenverrohrung 180 kann der Verrohrung 172 ähnlich sein. Das Wärmeverwaltungssystem lässt auch ein fluides Medium durch den zweiten Wärmetauscher 174 zirkulieren. Die Wärmetauscher können ein gemeinsames Wärmeverwaltungssystem verwenden oder sie können ein dediziertes Wärmeverwaltungssystem aufweisen.
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Obwohl die Verrohrung derart dargestellt ist, dass sie eine kreisförmige Form aufweist, wird in Betracht gezogen, dass andere Formen für die Verrohrung verfügbar sein können. Die Länge, die Größe und die Ausgestaltung der Verrohrung können gemäß Packaging-Beschränkungen und einer gewünschten Wärmeverwaltungsleistung variieren Die Einlassöffnungen 168, 176 können sich an einander gegenüberliegenden Enden der Anordnung befinden, so dass das fluide Medium jedes Wärmetauschers in eine entgegengesetzte Richtung strömt. Dies kann dabei helfen, eine gleichförmigere Anordnungstemperatur bereitzustellen und eine Gesamteffizienz der Wärmeübertragung zu erhöhen. Indem sich Wärmeplatten an jeder Seite der Anordnung befinden, kann ein größerer Flächenkontaktbereich mit den Zellen und eine erhöhte Leistung des Wärmeverwaltungssystems bereitgestellt werden. Beim Verwenden von zwei Wärmeplatten kann ein gemeinsamer Entwurf für beide verwendet werden, um eine Minimierung von Entwicklungs- und Werkzeugkosten zu unterstützen.
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In einer anderen Ausführungsform kann der Wärmetauscher eine Wärmeplatte sein, die an der Trogseite der Zellen angeordnet ist. Der Wärmetauscher kann mit dem Trog einstückig sein oder er kann zwischen dem Trog und der Anschlussseite der Zellen eingelegt sein.
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Obwohl vorstehend Ausführungsbeispiele beschrieben sind, ist es nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen beschreiben, die durch die Ansprüche umfasst sind. Die in der Beschreibung verwendeten Worte sind beschreibende und nicht beschränkende Worte, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Erfindungsgedanken und Umfang der Offenbarung abzuweichen. Wie vorstehend beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden, die möglicherweise nicht explizit beschrieben oder dargestellt sind. Obwohl verschiedene Ausführungsformen derart beschrieben werden konnten, dass sie gegenüber anderen Ausführungsformen oder Implementierungen des Stands der Technik in Bezug auf eine oder mehrere erwünschte Charakteristiken Vorteile bieten oder bevorzugt sind, erkennt ein Durchschnittsfachmann, dass ein oder mehrere Merkmale oder Charakteristiken beeinträchtigt werden können, um gewünschte Eigenschaften des Gesamtsystems zu erzielen, die von der konkreten Anwendung und Implementierungen abhängen. Diese Eigenschaften können Kosten, Beanspruchbarkeit, Dauerhaftigkeit, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Erscheinung, Packaging, Größe, Wartungsfreundlichkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Einfachheit des Zusammenbaus usw. umfassen, sie sind jedoch nicht darauf beschränkt. Daher liegen Ausführungsformen, die in Bezug auf eine oder mehrere Charakteristiken als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Implementierungen des Stands der Technik beschrieben sind, nicht außerhalb des Umfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.
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Es wird ferner beschrieben:
- A. Traktionsbatterie-Baugruppe, umfassend:
einen Trog,
eine Anordnung von auf dem Trog gestapelten Zellen, und
ein Paar kongruente L-förmige Seitenkomponenten, die derart angeordnet sind, dass sie ein Gehäuse bilden, das einen Umfang der Anordnung umgibt, wobei das Paar von Komponenten lediglich an zwei Ecken des Gehäuses aneinander befestigt ist, um die Anordnung axial zusammendrücken.
- B. Batterie-Baugruppe nach A, die ferner mindestens eine Wärmeplatte umfasst, die zu mindestens einer Seite der Anordnung benachbart angeordnet ist, um die Anordnung thermisch zu regulieren.
- C. Batterie-Baugruppe nach A, wobei mindestens eine der L-förmigen Seitenkomponenten einen Wärmetauscher umfasst, um die Anordnung thermisch zu regulieren.
- D. Batterie-Baugruppe nach A, wobei jede der L-förmigen Seitenkomponenten ferner eine Stirnwand und eine Seitenwand umfasst, und wobei jede der Seitenwände ferner einen Wärmetauscher umfasst, um die Anordnung thermisch zu regulieren.
- E. Batterie-Baugruppe nach A, wobei die Anordnung von Zellen direkt auf dem Trog angeordnet ist.
- F. Batterie-Baugruppe nach A, wobei das Gehäuse lediglich vier Ecken aufweist.
- G. Batterie-Baugruppe nach A, wobei das Gehäuse eine offene Oberseite umfasst.
- H. Traktionsbatterie-Baugruppe für ein Fahrzeug, umfassend:
einen Trog,
eine Anordnung von Zellen, die auf dem Trog gestapelt sind und einander gegenüberliegende Längsseiten und einander gegenüberliegende Querseiten definieren, und
eine erste und eine zweite L-förmige Komponente, die an dem Trog befestigt sind, wobei jede der Komponenten eine Stirnwand und eine Seitenwand umfasst, die einstückig derart ausgebildet sind, dass sie eine im Wesentlichen 90-Grad-Ecke definieren, wobei die erste und die zweite Komponente derart aneinander befestigt sind, dass jede der Seitenwände zu einer der Längsseiten benachbart angeordnet ist und jede der Stirnwände zu einer der Querseiten benachbart angeordnet ist, um ein Gehäuse um die Anordnung zu bilden, und wobei das Gehäuse eine offene Oberseite und eine offene Unterseite aufweist.
- I. Batterie-Baugruppe nach H, wobei die erste und die zweite L-förmige Komponente kongruent sind.
- J. Batterie-Baugruppe nach I, wobei eine Länge jeder der Seitenwände kleiner ist als eine Länge der einander gegenüberliegenden Längsseiten der Anordnung, so dass die Anordnung zwischen den Stirnwänden axial zusammengedrückt wird, wenn die erste und die zweite L-förmige Komponente aneinander befestigt sind.
- K. Batterie-Baugruppe nach H, wobei die Anordnung von Zellen direkt auf dem Trog gestapelt ist.
- L. Batterie-Baugruppe nach H, wobei die Stirnwand jeder der Komponenten über einer größeren Seite von lediglich einer Zelle angeordnet ist.
- M. Batterie-Baugruppe nach H, wobei die Stirnwand jeder der Komponenten ferner einen Flansch umfasst, der derart ausgelegt ist, dass er an dem Trog befestigt wird.
- N. Batterie-Baugruppe nach H, die ferner mindestens eine Wärmeplatte umfasst, die zu mindestens einer Seite der Anordnung benachbart angeordnet ist, um die Anordnung thermisch zu regulieren.
- O. Batterie-Baugruppe nach H, wobei mindestens eine von der ersten und der zweiten L-förmigen Komponente einen Wärmetauscher umfasst, um die Anordnung thermisch zu regulieren.
- P. Batterie-Baugruppe nach H, wobei die Seitenwand jeder der Komponenten ferner einen Wärmetauscher umfasst, um die Anordnung thermisch zu regulieren.
- Q. Batterie-Baugruppe nach H, wobei die Seitenwand der ersten L-förmigen Komponente eine Innenverrohrung definiert, die derart ausgelegt ist, dass sie ein fluides Medium zirkulieren lässt, um die Anordnung thermisch zu regulieren.
- R. Traktionsbatterie-Baugruppe, umfassend:
einen Trog,
eine Anordnung von auf dem Trog gestapelten Zellen, und
ein Paar gleiche L-förmige Seitenkomponenten, die durch den Trog gestützt sind und derart angeordnet sind, dass sie ein Gehäuse um die Anordnung bilden, wobei jede der Komponenten eine Seitenwand aufweist, die einen Wärmetauscher umfasst, um die Anordnung thermisch zu regulieren.
- S. Traktionsbatterie-Baugruppe nach R, wobei jede der L-förmigen Seitenkomponenten ferner eine Stirnwand umfasst, die mit der Seitenwand einer der Komponenten einstückig ausgebildet ist, um eine im Wesentlichen 90-Grad-Ecke zu definieren.
- T. Traktionsbatterie-Baugruppe nach R, wobei das Gehäuse vier Ecken umfasst und wobei die L-förmigen Seitenkomponenten lediglich an zwei der Ecken aneinander befestigt sind, um die Anordnung axial zusammenzudrücken.
