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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Technik
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für ein Batterieverkabelungsmodul.
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Stand der Technik
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In einem fahrzeuginternen Batteriepaket, welches zum Antrieb eines Fahrzeuges wie eines Hybridautos oder Elektroautos an einen Leistungswandler angeschlossen wird, ist ein Batteriemodul so konfiguriert, dass viele Batteriezellen derart alternierend entgegengesetzt geschichtet sind, dass zwischen angrenzenden Batteriezellen der positive Elektrodenanschluss und der negative Elektrodenanschluss nebeneinander angeordnet sind. Dann werden die Elektrodenanschlüsse nebeneinanderliegender Batteriezellen mit einem Verbindungselement wie einer Stromschiene oder Ähnlichem verbunden und somit eine Vielzahl von Batteriezellen seriell oder parallel miteinander verbunden. Im Falle des Zusammenbaus des Batteriemoduls vorgenannter Konfiguration ist es notwendig, die Elektrodenanschlüsse mit dem entsprechenden Verbindungselementen an mehreren Teilabschnitten zu verbinden. In Anbetracht dessen wird ein Stromschienenmodul verwendet. Das Stromschienenmodul ist derart ausgebildet, dass eine Vielzahl von innerhalb einer, der Anzahl der Abstände zwischen den zu verbindenden Elektrodenanschlüssen entsprechenden Matrize angeordneten Verbindungselementen in einem isolierenden Harz unter Verwendung von Umspritzgießtechnik oder Ähnlichem aufgepresst werden.
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Im Falle der seriellen oder parallelen Verbindung einer Vielzahl von Batteriezellen kann eine Degradation oder Defekt der Batterie verursacht werden, wenn die Batterieeigenschaften wie zum Beispiel die Batteriespannung unter den Batteriezellen nicht einheitlich sind. Deswegen wird im fahrzeuginternen Batteriepaket jede Stromschiene mit einem Spannungsmesskabel zur Messung einer Spannung der entsprechenden Batteriezelle versehen, um das Laden oder Entladen anzuhalten, bevor eine Unregelmäßigkeit in der Spannung zwischen den entsprechenden Batteriezellen auftritt.
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In einem Stromschienenmodul des Standes der Technik wird für das Spannungsmesskabel eine Konfiguration angewandt, in welcher die Spitze eines beschichteten Kabels abisoliert wird, um den Kerndraht freizulegen, dann wird ein runder Anschluss an den Kerndraht gecrimpt, danach wird der runde Anschluss an einen Elektrodenanschluss einer Batteriezelle angepasst und der runde Anschluss wird gemeinsam mit dem Verbindungselement durch eine Schraube am Elektrodenanschluss befestigt.
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Allerdings weist solch ein Stromschienenmodul das Problem auf, dass bei großer Anzahl von Spannungsmesskabeln die Gesamtdicke dieser Kabel groß wird und diese Kabel sich somit mit geringerer Wahrscheinlichkeit biegen lassen. Da diese Kabel in ihrer Gesamtheit auch schwer sind, wird eine Verkabelung dieser Kabel schwierig. Des Weiteren wird die als Verbindungselement dienende Stromschiene an die von der Batteriezelle hervorstehenden positiven und negativen Elektrodenanschlüsse angepasst. Auch der an das Spannungsmesskabel gecrimpte runde Anschluss ist an die Elektrodenanschlüsse angepasst und wird gemeinsam mit dem Verbindungselement durch eine Schraube am Elektrodenanschluss befestigt. Somit ergibt sich ein Problem, dass sich der Widerstandswert einer Kontaktfläche zwischen der Stromschiene und dem runden Anschluss vergrößert und dadurch dazwischen einen Spannungsabfall hervorruft.
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In Anbetracht dessen ist ein Hochspannungs-Messmodul Gerät (Stromschienenmodul) für ein Batteriepaket vorgeschlagen wurden, welches einfach mit den entsprechenden Batteriezellen mit schlichter Struktur verkabelt werden kann und welches keinen Spannungsabfall hervorruft (siehe zum Beispiel Patentliteratur 1).
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In diesem Hochspannungs-Messmodul Gerät für das Batteriepaket wird eine Vielzahl von Stromschienen an einem isolierenden Rahmengehäuse kombiniert mit einem Batteriepaketgehäuse in einem Zustand des Verbindens vorgeschriebener positiver und negativer Elektrodenanschlüsse der Batteriezelle angeordnet, dann wird ein Flachkabel in einem Bereich des isolierenden Rahmengehäuses außer dieser Anordnungsbereich angeordnet, und leitende Kabel, die durch das Erzeugen von Kerben einer bestimmten Form zwischen des entsprechenden leitenden Kabeln des Flachkabels separiert sind, während Gräben hinterlassen werden, werden entsprechend an die vorbestimmten Stromschienen angeschweißt.
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Da des derart konfigurierte Hochspannungs-Messmodul Gerät für das Batteriepaket aus dem isolierenden Rahmengehäuse, der Vielzahl von Stromschienen und dem Flachkabel besteht, kann dieses Gerät durch eine einfach Struktur konfiguriert werden. Ferner kann das Hochspannungs-Messmodul Gerät durch einfache Arbeitsgänge des Anordnens der Stromschienen am isolierenden Rahmengehäuse, das Separieren der entsprechenden leitenden Kabel vom Flachkabel und das Anschweißen der leitenden Kabel an die entsprechenden Stromschienen konfiguriert werden.
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[Literatur des Standes der Technik]
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[Patentliteratur]
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- [Patentliteratur 1] JP-A-2010-114025
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Wie dem auch sei, das isolierende Rahmengehäuse des Hochspannungs-Messmodul Gerät der Patentliteratur 1 hat im Grundriss die Form einer rechteckigen Platte und ist konfiguriert eine Vielzahl von an einer unteren Oberfläche mit vorbestimmtem Abstand davon angeordneten Erhebungen und eine Vielzahl von Durchgangslöchern, die in einem vorbestimmten Intervall im plattenformigen Teil geöffnet sind, aufzuweisen. Das heißt, dass es notwendig ist, den vorbestimmte Abstand und die Anzahl der Vielzahl der in die Lücken zwischen den entsprechenden Batteriezellen einzupassenden Erhebungen abhängig von der Größe der Batteriezelle geändert werden muss. Ferner ist es notwendig, das vorbestimmte Intervall und die Anzahl der Vielzahl der Durchgangslöcher, die im selben Intervall geöffnet sind wie jenes zwischen den positiven und negativen Elektrodenanschlüssen der Batteriezelle, abhängig von der Größe der Batteriezelle geändert werden muss. Somit ist das isolierende Rahmengehäuse eine zweckbestimmte Komponente für alle Arten des Batteriepaketes. Als Resultat hat dieses Hochspannungs-Messmodul Gerät eine geringe Einsatzflexibilität und folglich ist eine Verringerung der Herstellungskosten davon schwierig.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Eine oder mehrere Ausgestaltungen der Erfindung stellen ein Herstellungsverfahren eines Batterieverkabelungsmoduls zur Verfügung, welches Verkabelung mit entsprechenden Batteriezellen schlichter Konfiguration einfach ausführen kann, und auch die Einsatzflexibilität verbessern und die Herstellungskosten senken kann.
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In einem Aspekt (1) stellen eine oder mehrere Ausgestaltungen ein Herstellungsverfahren eines Batterieverkabelungsmoduls zur Verfügung, welches mit einem Batteriemodul kombiniert ist, welches eine Vielzahl von Batteriezellen enthält, die in einem Zustand gestapelt sind, in dem sie alternierend entgegengesetzt sind, so dass zwischen angrenzenden Batteriezellen der positive Elektrodenanschluss und der negative Elektrodenanschluss nebeneinander angeordnet sind. Gemäß dem Herstellungsverfahren wird das Batterieverkabelungsmodul hergestellt durch:
Einen Anordnungsprozess des parallelen Anordnens einer langen Stromschienenkette, die durch das Kontaktieren einer Vielzahl von Stromschienen an Kettenabschnitten konfiguriert ist, entlang mindestens einer Seite einer Vielzahl von geraden Leitern, die parallel in einem vorbestimmten Abstand angeordnet sind;
Einen Bedeckungsprozess des Bedeckens beider, einer Außenkontur der Vielzahl von geraden Leitern und einer Seitenkante der Stromschienenkette, die an die Vielzahl der geraden Leiter angrenzt, mit einem vollständig mittels Strang pressen ausgebildeten isolierenden Harzabschnitt;
Einen Aufbruchprozess des Aufbrechens der Kettenabschnitte der Stromschienenkette nach dem Bedeckungsprozess, um die Vielzahl von Stromschienen, in welcher jede der Stromschienen den positiven Elektrodenanschluss und dem negativen Elektrodenanschluss, die zueinander benachbart sind, elektrisch kontaktiert; und
Einen Kontaktierungsprozess des elektrischen Kontaktierens jedes der Vielzahl von gerade Leitern mit einer Vorbestimmten der Stromschienen.
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Gemäß dem Aspekt (1) werden im Bedeckungsprozess beide, die Außenkontur der Vielzahl der geraden Leiter und die Seitenkante der langen Stromschienenkette durch den mittels Strangpressen vollständig ausgebildeten isolierenden Harzabschnitt beschichtet, Somit wird ein langer kettenförmiger Schaltkreiskörper ausgebildet, in welchem die Vielzahl der gerade Leiter und die Stromschienenkette vollständig parallel angeordnet sind. Da die Stromschienen des kettenförmigen Schaltkreisaufbaus in fortlaufender Art und Weise durch das Strangpressen angeordnet sind, können Herstellungskosten einfach verringert werden.
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Dann werden im Aufbruchprozess die Vielzahl von Kettenabschnitten gebrochen, die im vorbestimmten Intervall entlang der Längsrichtung des kettenförmigen Schaltkreiskörpers angeordnet sind. Somit wird die Vielzahl von Stromschienen, die mit den isolierenden Harzabschnitt verbunden ist, vollständig entlang der Vielzahl gerader Leiter angeordnet. Dadurch können die Stromschienen, deren Intervall auf einen vorbestimmten, von der Batteriezelle abhängigen Wert eingestellt ist, einfach ausgebildet werden.
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Verschiedene Arten der Stromschienenkette können präpariert werden, in welcher die Stromschienen mittels der Kettenabschnitte an unterschiedlichen, den entsprechenden Abständen zwischen den positiven und negativen Elektrodenanschlüssen betreffenden Intervallen gekoppelt sind. Im Bedeckungsprozess kann eine dieser möglichen Arten der Stromschienenkette selektiv genutzt werden. Dadurch können die Stromschienen, deren Intervall passenderweise in Abhängigkeit der Größe oder Ähnlichem der Batteriezelle geändert wird, einfach ausgebildet werden. Als Ergebnis kann das Batterieverkabelungsmodul recht hoher Einsatzflexibilität erhalten werden.
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Ferner, da die Vielzahl von Stromschienen gänzlich entlang der geraden Leiter mittels des isolierenden Harzabschnittes angeordnet ist, kann verhindert werden, dass sich die Montage-Bearbeitbarkeit beim Zusammenbau des Batterieverkabelungsmoduls mit dem Batteriemodul verschlechtert. Selbstverständlich ist es nicht notwendig, ein Element zum Anordnen der Vielzahl von Stromschienen auf dem Batteriemodul separat vorzubereiten.
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Zusätzlich besteht die Stromschienenkette aus den im vorbestimmten Intervall angeordneten Kettenabschnitten und jeder der Kettenabschnitte ist derart ausgebildet, dass eine Breite in der Längsrichtung der Stromschienenkette ausreichend kleiner ist als eine Breite in einer Richtung senkrecht zu dieser Längsrichtung. Somit verformt sich der Kettenabschnitt mit kleiner Querschnittsfläche der Stromschienenkette auf einfache Art und Weise, wenn der kettenförmige Schaltkreiskörper nach dem Bedeckungsprozess in der Richtung senkrecht zur Längsrichtung um ein Aufrollzentrum herum aufgerollt wird. Somit kann der kettenförmige Schaltkreiskörper auf einer Spulenrolle oder Ähnlichem als aufgerolltes Element mit kleinem Durchmesser aufgerollt werden. Als Ergebnis kann der kettenförmige Schaltkreiskörper nach dem Bedeckungsprozess mit geringem Durchmesser aufgerollt werden. Entsprechend kann der Transport und die Bearbeitung des durch das Aufrollen des kettenförmigen Schaltkreiskörpers erhaltenen aufgerollten kettenförmigen Schaltkreiskörpers vereinfacht und seine Produktivität verbessert werden.
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Im Übrigen wird der aufgerollte kettenförmige Schaltkreiskörper spiralförmig innerhalb eines Bereiches, der keine dauerhaften Biegungen in den Stromschienen hinterlässt, um die Spulenrolle gewickelt. Dennoch können permanente Biegungen in den Kettenabschnitten hervorgerufen werden. Selbst wenn eine Biegung in den Kettenabschnitten hervorgerufen wird, beeinflusst eine solche Biegung die Verlässlichkeit des Kontaktes mit den positiven und negativen Elektrodenanschlüssen nicht, da die Kettenabschnitte im Aufbruchprozess entfernt werden.
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In einem Aspekt (2) können Anschlussbohrungen zum Einführen der positiven Elektrodenanschlüsse oder der negativen Elektrodenanschlüsse vor dem Bedeckungsprozess in der Stromschienenkette ausgebildet werden.
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Gemäß dem Aspekt (2) werden die Anschlussbohrungen im Voraus in den Stromschienen der Stromschienenkette ausgebildet. Die Stromschiene hat eine verringerte Querschnittsfläche in einem mit einer Anschlussbohrung ausgestatteten Teilabschnitt. Die Stromschiene mit der Anschlussbohrung hat eine geringere Steifigkeit im Vergleich zur Stromschiene ohne Anschlussbohrung. Zusätzlich zur Flexibilität durch den Kettenabschnitt wird sich die Stromschienenkette wahrscheinlich elastisch aufgrund der Verringerung der Steifigkeit im Teilabschnitt der Anschlussbohrung deformieren. Somit kann der kettenförmige Schaltkreiskörper, der mit der mit Anschlussbohrungen versehenen Stromschiene ausgestattet ist, nach dem Bedeckungsprozess mit einem kleineren Durchmesser aufgerollt werden.
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Ferner kann der Durchbruchprozess im Falle der Nutzung der Stromschienenkette mit im Voraus ausgebildeten Anschlussbohrungen lediglich durch Schneiden der Kettenabschnitte abgeschlossen werden. Entsprechend kann ein Preis einer Nachbearbeitung reduziert werden, da eine Bearbeitung des Ausbildens der Anschlussbohrung im Durchbruchprozess ausgelassen werden kann.
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In einem Aspekt (3) können die Kettenabschnitte an der Seitenkante der Stromschienenkette ausgebildet sein.
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Gemäß dem Aspekt (3) sind die Kettenabschnitte an der Seitenkante der Stromschienenkette ausgebildet. Die an der Seitenkante angeordneten Kettenabschnitte werden im Bedeckungsprozess mit dem isolierenden Harzabschnitt bedeckt. Die Kettenabschnitte werden im Durchbruchprozess zusammen mit dem isolierenden Harzabschnitt gebrochen. Somit hat die Stromschiene keine merklichen Schnittspuren (Grat oder dergleichen) der Kettenabschnitte an einer Kontur davon in Draufsicht. Als Ergebnis kann das Erscheinungsbild der Stromschiene verbessert werden.
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In einem Aspekt (4) kann jeder der Kettenabschnitte in einer Richtung senkrecht zu einer Längsrichtung der Stromschienenkette an einer mittigen Position der Stromschienenkette ausgebildet werden.
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Gemäß dem Aspekt (4) werden die Kettenabschnitte im Bedeckungsprozess nicht mit dem isolierenden Harzabschnitt beschichtet. Im Durchbruchprozess werden nur die Kettenabschnitte gebrochen aber der isolierende Harzabschnitt wird nicht gebrochen. Somit tritt im isolierenden Harzabschnitt kein Verlust durch Kerben auf, Haltbarkeit des isolierenden Harzabschnittes kann verbessert werden. Ferner kann in der Stromschienenkette, welche die Kettenabschnitte in einer mittigen Position davon anordnet, das Vorhandensein/Nicht-Vorhandensein von Kettenabschnitten nach dem Durchbruchprozess einfach visuell erkannt werden, da die Kettenabschnitte nicht mit dem isolierenden Harzabschnitt bedeckt sind.
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Entsprechend des Herstellungsverfahrens für das Batterieverkabelungsmodul einer oder mehrerer Ausgestaltungen kann die Verkabelung der entsprechenden Batteriezellen einfach mit schlichter Konfiguration durchgeführt werden und auch die Einsatzflexibilität verbessert und die Herstellungskosten reduziert werden.
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Wie oben beschrieben ist die Erfindung kurz erläutert. Ferner werden Details der Erfindung durch sorgfältiges Lesen der nachfolgend beschriebenen Verfahren zur Durchführung (hiernach „Ausführungsform” genannt) der Erfindung mit Bezug zu den beigefügten Zeichnungen weiter geklärt.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine komplette perspektivische Ansicht eines Batteriepaketes kombiniert mit Batterieverkabelungsmodulen gemäß einer ersten Ausgestaltung.
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2 ist eine Draufsicht des in 1 gezeigten Batteriepaketes.
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3A ist eine Schnittdarstellung eines Hauptteils des Batteriepaketes entlang der Linie A-A in 2.
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3B ist eine Schnittdarstellung des Batterieverkabelungsmoduls entlang der Linie B-B in 2.
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4 ist eine partielle Draufsicht des in 1 gezeigten Batterieverkabelungsmoduls.
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5A bis 5D sind Draufsichten und Schnittdarstellungen eines Hauptteils des in 1 gezeigten Batterieverkabelungsmoduls zur Erklärung eines Herstellungsprozesses des Batterieverkabelungsmoduls.
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6 ist eine partielle Draufsicht des Batterieverkabelungsmoduls.
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7 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung eines in 1 gezeigten Hauptteils des Batteriepaketes.
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8A bis 8C sind Draufsichten eines Hauptteils eines Batterieverkabelungsmoduls, das einen langen plattenförmigen Leiter nutzt, zur Erklärung eines Herstellungsprozesses des Batterieverkabelungsmoduls gemäß einem vergleichenden Beispiel.
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9A ist eine schematische Seitenansicht des aufgerollten Aufbaus, der durch Aufwickeln eines in 8B gezeigten flachen Stromkreisaufbaus, der einen plattenförmigen Leiter nutzt, erhalten wird, betrachtet aus einer Richtung entlang einer axialen Linie eines aufgerollten Aufbaus.
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9B ist eine schematische Seitenansicht des aufgerollten Aufbaus, der durch Aufwickeln eines in 5B gezeigten kettenförmigen Schaltkreisaufbaus, der eine Stromschienenkette nutzt, erhalten wird, betrachtet aus einer Richtung entlang einer axialen Linie eines aufgerollten Aufbaus.
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10A bis 10C sind Draufsichten eines Hauptteils eines Batterieverkabelungsmoduls, zur Erklärung eines Herstellungsprozesses des Batterieverkabelungsmoduls gemäß einer zweiten Ausgestaltung.
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11A und 11B sind Draufsichten eines Batterieverkabelungsmoduls gemäß einer dritten Ausgestaltung.
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Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen
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Beispielhafte Ausgestaltungen werden mit Bezug zu Zeichnungen erklärt. Wie in 1 bis 3B gezeigt, wird ein Batteriepaket 10, konfiguriert durch Kombinieren von Batterieverkabelungsmodulen 30A, 30B gemäß der ersten Ausgestaltung, als Antriebsquelle für, zum Beispiel, ein Elektroauto oder Hybridauto oder dergleichen genutzt. Das Batteriepaket beinhaltet ein Batteriemodul 20 mit einer Vielzahl von nebeneinander angeordneter Batteriezellen 12. Das Batteriemodul 20 ist derart konfiguriert, dass die Vielzahl von Batteriezellen 12 innerhalb eines nicht gezeigten kastenförmigen Gehäuses angeordnet und mittels Abstandshaltern zwischen diesen befestigt sind.
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Die Batterieverkabelungsmodule 30A, 30B gemäß der ersten Ausgestaltung sind gebildet aus einer Vielzahl von Stromschienen 32A, 32B, welche die Vielzahl von Batteriezellen in Reihe verbinden, aus Spannungsmesskabeln 40 zum Messen von Spannungen der entsprechenden Batteriezellen 12 und aus Verbindern 50, die mit jeweils einem Ende der entsprechenden Spannungsmesskabel 40 verbunden sind.
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Jede der Batteriezellen ist eine Akkumulatorbatterie und hat einen positiven Elektrodenanschluss 13A und einen negativen Elektrodenanschluss 13B, die wie in 7 gezeigt jeweils von einer oberen Fläche davon hervorstehen. Im Falle der Unterbringung der Batteriezellen innerhalb eines Gehäuses, wie in 2 gezeigt, sind die Batteriezellen 12 alternierend entgegengesetzt geschichtet, so dass zwischen angrenzenden Batteriezellen der positive Elektrodenanschluss 13A und der negative Elektrodenanschluss 13B nebeneinander angeordnet sind. Dieser positive Elektrodenanschluss 13A und negative Elektrodenanschluss 13B der Batteriezelle werden jeweils mittels der Stromschienen 32A, 32B durch Schraubenmuttern 15 befestigt.
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In 7 gezeigte Abstandshalter 22 aus isolierendem Harz werden jeweils an beiden Seiten jeder der Batteriezellen 12 angeordnet. Ein Trennelement 24, welches nach oben von einer oberen Fläche der Batteriezelle hervorsteht, ist an einem oberen Ende des Abstandshalters 22 ausgebildet. Das Trennelement 24 ist in einem Schlitz (Raum) 45 angeordnet, der zwischen den benachbarten Stromschienen 32A, 32B ausgebildet ist, und verhindert somit einen Kurzschluss zwischen den Elektroden durch ein Werkzeug.
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Wie in 2 gezeigt sind die gürtelförmigen Batterieverkabelungsmodule 30A, 30B auf einer Vielzahl von Batteriezellen 12 entlang einer Anordnungsrichtung der Batteriezellen 12 angeordnet.
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Die Batterieverkabelungsmodule 30A, 30B sind in zwei Reihen entlang der Anordnungsrichtung der Batteriezellen angeordnet. In den Batterieverkabelungsmodulen 30A, 30B ist eine Vielzahl von Stromschienen 32A, 32B in zwei Reihen auf den alternierend entlang der Anordnungsrichtung der Batteriezellen 12 angeordneten positiven Elektrodenanschlüssen 13A und negativen Elektrodenanschlüssen 13B angeordnet. Ferner sind die Spannungsmesskabel 40 parallel auf den Innenseiten der entsprechenden Stromschienenreihen angeordnet, die durch die Stromschienen 32A, 32B gebildet sind.
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Die Stromschienen 32A, 32B, die jedes der Batterieverkabelungsmodule 30A und 30B ausbilden, sind konfiguriert, dass Anschlussbohrungen 34 zum Durchführen und Verbinden der positiven Elektrodenanschlüsse 13A und der negativen Elektrodenanschlüsse 13B in einer Reihe angeordnet sind. In der rückseitigen Stromschienenreihe der in 2 gezeigten zwei Stromschienenreihen wird die Stromschiene 32B, die ein einzelnes aus der Anschlussbohrung 34 bestehendes Loch besitzt, an jedem der beiden Enden dieser Stromschienenreihe zur Verfügung gestellt, und die Stromschiene 32A, die zwei aus den zwei Anschlussbohrung 34 bestehende Löcher besitzt, wird fünf mal zwischen den zwei Stromschienen 32B zur Verfügung gestellt. Im Gegensatz dazu wird die Stromschiene 32A, die zwei Löcher aufweist, in der vorderseitigen Stromschienenreihe der in 2 gezeigten zwei Stromschienenreihen sechs mal zur Verfügung gestellt.
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Wie in 5C gezeigt hat jede der Stromschienen 32A, 32B eine nahezu rechteckig Form. In jeder der Stromschienen 32A und in einem Paar der Stromschienen 32B sind die Anschlussbohrung 34 zum Durchführen der positiven Elektrodenanschlüsse 13A und der negativen Elektrodenanschlüsse 13B dahindurch ausgebildet. Ferner sind in einem Paar der Stromschienen 32B die Anschlussbohrung 34 zum Durchführen der positiven und negativen Elektrodenanschlüsse 13A, 13B dahindurch entsprechend ausgebildet. Die Stromschienen 32A, 32B werden in einem später beschriebenen Durchbruchprozess durch das Ausstanzen von Kettenabschnitten 46 aus einer langen Stromschienenkette 33 ausgebildet, die aus einem Metallblech aus Kupfer, Kupferlegierung, Aluminium, Aluminiumlegierung, Gold, rostfreiem Stahl (SUS) oder Ähnlichem besteht. Jede der Stromschienen 32A, 32B kann einem Galvanisierungsprozess mit Sn, Ni, Ag, Au oder Ähnlichem unterworfen werden, um die Schweißeigenschaften zu verbessern.
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Im Übrigen wird jede der Stromschienen 32A, 32B gemäß der Ausgestaltung elektrisch mit den entsprechenden Anschlüssen durch an- und festschrauben der Schraubenmuttern 15 an die positiven Elektrodenanschlüsse 13A und die negativen Elektrodenanschlüsse 13B, welche durch die entsprechenden Anschlussbohrungen 34 hindurchgeführt sind, verbunden. Selbstverständlich kann jede der Stromschienen gemäß der Erfindung elektrisch mit den positiven und negativen Elektrodenanschlüssen durch ein Schweißen an die entsprechenden Anschlüsse verbunden werden, ohne die Anschlussbohrungen 34 herauszubilden.
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Die jedes der Batterieverkabelungsmodule 30A und 30B darstellenden Spannungsmesskabel 40 sind derart ausgebildet, dass in einem später beschriebenen Bedeckungsprozess eine Außenkontur einer Vielzahl von geraden Leitern 21, die parallel mit einem vorgegebenen Abstand angeordnet sind, mit einem isolierenden Harzabschnitt 23 (zum Beispiel isolierendes Harz wie Polypropylen (PP), Polyvinylchlorid (PVC), Polybutylenterephtalat (PBT), Polyethylenterephtalat (PET)) bedeckt werden, der ganzheitlich durch Strangpressen geformt ist und somit in Form eines Flachkabels ausgebildet ist. Als gerade Leiter können gemäß der Erfindung verschiedene Arten von Leitern, wie Einzelleiter eines Flachkabels, runde Leiter oder verdrillte Leiter verwendet werden.
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Im Übrigen, wird in den Batterieverkabelungsmodulen 30A, 30B gemäß der ersten Ausgestaltung eine, in jeder der Stromschienen 32A, 32B zu den geraden Leitern 21 benachbarte, Seitenkante 32a durch den isolierenden Harzabschnitt 23 beschichtet, der ganzheitlich durch Strangpressen ausgebildet ist. Somit wird die Vielzahl der Stromschienen 32A, 32B, deren zu den geraden Leitern 21 benachbarte Seitenkanten 32a mittels des isolierenden Harzabschnittes 23 mit dem Spannungsmesskabel 40 verbunden sind, ganzheitlich in einem vorbestimmten Intervall entlang einer Seite der Spannungsmesskabel 40 angeordnet.
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Jede der Stromschienen 32A der Batterieverkabelungsmodule 30A, 30B verbindet den positiven Elektrodenanschluss 13A und den negativen Elektrodenanschluss 13B, die zueinander benachbart sind, elektrisch und ist elektrisch mit einem entsprechenden der geraden Leiter 21 des Spannungsmesskabels 40 verbunden, um die Spannung der entsprechenden Batteriezelle 12 zu messen.
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Jede der Stromschienen 32A gemäß der Ausgestaltung ist mittels eines Anschlusselementes 35 mit einem entsprechenden der geraden Leiter 21 des Spannungsmesskabels 40 verbunden. Das Anschlusselement 35 ist durch Ausstanzen eines Metallbleches ausgebildet, um ein Druck-Schweiß-Klinge 37 an einem Ende eines Körpers und einen Schweißabschnitt 39 am anderen Ende des Körpers aufzuweisen. Dann wird, wie in 3B gezeigt, die Druck-Schweiß-Klinge 37 des Anschlusselementes 35 mittels Druckschweißen mit dem vorbestimmten geraden Leiter 21 verbunden und der Schweißabschnitt 39 wird mittels Schweißen mit der vorbestimmten Stromschiene 32A (siehe 4) verbunden. Im Übrigen beinhaltet die „Verbindung durch Schweißen” in dieser Ausgestaltung verschiedene Arten bekannter Schweißverbindungen wie Punktschweißen, Ultraschallschweißen und Laserschweißen. Ferner ist das Anschlusselement gemäß der Erfindung nicht auf das Anschlusselement 35 dieser Ausgestaltung begrenzt, welches die Druck-Schweiß-Klinge 37 am einen Ende aufweist, sondern kann unterschiedliche Arten von Elementen, wie ein Kabel oder eine Stromschiene sein, die auf der Quintessenz der Erfindung basieren.
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Ferner ist die Stromschiene 32B des Batterieverkabelungsmoduls 30A an einem entsprechenden der beiden Enden mit dem positiven Elektrodenanschluss 13A oder dem negativen Elektrodenanschluss 13B elektrisch verbunden, und ist auch zum Messen der Spannung der entsprechenden Batteriezelle 12 elektrisch mit dem entsprechenden der geraden Leiter 21 des Spannungsmesskabels 40 elektrisch verbunden.
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Die Stromschiene 32B dieser Ausgestaltung ist mit dem entsprechenden der geraden Leiter 21 des Spannungsmesskabels 40 mittels eines Schnitt-Umfalt-Teils 36 verbunden, welches an einer Seite der Stromschiene 32B ausgebildet ist. Das Schnitt-Umfalt-Teil ist durch das Umbiegen entlang der Seitenkante der Stromschiene 32B ausgebildet, und eine Spitze dieses Teils ist durch Schweißen mit dem vorbestimmten geraden Leiter 21 verbunden (siehe 7). Der vorbestimmte gerade Leiter 21, an welchen die Spitze angeschweißt ist, kann durch geeignetes Ändern der Biegeposition des Schnitt-Umfalt-Teils 36 ausgewählt werden, um damit die Hervorstehposition der Spitze zu ändern. Alternativ, im Falle des Anschweißens eines Zwischenabschnittes dieses Teils an den vorbestimmten geraden Leiter, kann der gerade Leiter 21 durch geeignetes Ändern der Schweißstelle dieses Teiles ohne Ändern der Biegeposition ausgewählt werden.
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Als nächstes wird ein Herstellungsverfahren für die Batterieverkabelungsmodule 30A, 30B mit der vorgenannten Konfiguration erklärt. Im Übrigen, da jedes der Batterieverkabelungsmodule 30A, 30B im Wesentlichen durch den gleichen Herstellungsprozess hergestellt wird, wird das Herstellungsverfahren beispielhaft anhand des Batterieverkabelungsmoduls 30B erklärt.
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Das Herstellungsverfahren des Batterieverkabelungsmoduls 30B beinhaltet gemäß der ersten Ausgestaltung einen Anordnungsprozess (siehe 5A) des Anordnens der langen Stromlinienkette 33 entlang und parallel zu der einen Seite der Vielzahl gerader Leiter 21, die parallel zum vorbestimmten Abstand angeordnet sind; einen Bedeckungsprozess (siehe 5B) des Beschichtens beider, einer Außenkontur der Vielzahl von geraden Leitern 21 und einer Seitenkante 33a der Stromschienenkette 33, die an die Vielzahl der geraden Leiter 21 angrenzt, mit einem isolierenden Harzabschnitt, welcher ganzheitlich durch das Strangpressen gebildet ist; den Aufbruchprozess (siehe 5C) des Aufbrechens der Kettenabschnitte 46, die im vorbestimmten Intervall entlang der Längsrichtung der Stromschienenkette 33 ausgebildet sind, um dadurch die Vielzahl der Stromschienen 32 auszubilden, die jeweils zum elektrischen Kontaktieren des positiven Elektrodenanschlusses 13A und des negativen Elektrodenanschlusses 13B, die zueinander benachbart angeordnet sind, vorgesehen sind; und einen Kontaktierungsprozess (siehe 5D) des elektrischen Kontaktierens jedes der Vielzahl von gerade Leitern 21 mit der vorbestimmten Stromschienen durch das Anschlusselement 35.
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Zuerst wird im in den 5A und 5B gezeigten Anordnungsprozess und Bedeckungsprozess der isolierende Harzabschnitt 23 durch Strangpressen ausgebildet, um beide, die Außenkontur der Vielzahl von geraden Leitern 21 und die Seitenkante 33a der zu den geraden Leitern 21 benachbarten Stromschienenkette 33 unter Nutzung einer bekannten Strangpresse, der eine Strangpress-Matrize mit einer Matrizenöffnung verwendet, die die Vielzahl von geraden Leitern 21 und die lange Stromlinienkette 33 parallel mit einem vorbestimmten Abstand dazwischen anordnen kann, zu beschichten.
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Das heißt, dass beide, die Außenkontur der Vielzahl von geraden Leitern 21 und die Seitenkante 33a der langen Stromlinienkette 33 mit dem isolierenden Harzabschnitt 23, der ganzheitlich durch Strangpressen ausgebildet ist, beschichtet werden. Dadurch wird der kettenförmige Schaltkreiskörper 60 ausgebildet, in welchem die Vielzahl von geraden Leitern 21, die das flachkabelformige Spannungsmesskabel 40 ausmachen und die Stromlinienkette 33 ganzheitlich parallel angeordnet sind (siehe 5B).
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Die Stromlinienkette 33, die den kettenförmigen Schaltkreiskörper 60 ausmacht ist durch das Verbinden der Vielzahl der Stromschienen 32A mittels der entsprechenden Kettenabschnitte 46 lang ausgebildet. Der Kettenabschnitt 46 ist in einer Art und Weise ausgebildet, dass eine Breite in der Längsrichtung der Stromlinienkette 33 ausreichend kleiner ist als eine Breite senkrecht zu dieser Längsrichtung. In der Stromlinienkette 33 werden die Anschlussbohrungen 34 zum Durchführen des positiven Elektrodenanschlusses 13A und des negativen Elektrodenanschlusses 13B im Voraus in Abschnitten, die jeder der Stromschienen 32A entsprechen, ausgebildet. Ferner werden die Kettenabschnitte 46 in der Stromschienenkette 33 an der, zu den geraden Leitern 21 benachbarten Seitenkante 33a ausgebildet.
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Als nächstes werden im in 5C gezeigten Aufbruchprozess, nachdem der kettenförmige Schaltkreiskörper 60 in einer gewünschten Länge entlang der Längsrichtung zugeschnitten ist, die Kettenabschnitte 46, die im vorbestimmten Intervall P entlang der Längsrichtung der Stromlinienkette 33 im kettenförmigen Schaltkreiskörper 60 ausgebildet sind, ausgestanzt und die Stromlinienkette somit in eine Vielzahl von Stromschienen 32A geteilt. Jeder der Kettenabschnitte 46 wird zusammen mit einem entsprechenden Teil des, die Seitenkante 33a bedeckenden isolierenden Harzabschnittes 23 gebrochen.
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In diesem Fall wird der Schlitz 45 in seiner Länge in Längsrichtung verlängert, da der Kettenabschnitt 46 ausgestanzt wird.
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Als nächstes werden im in 5D gezeigten Kontaktierungsprozess die Vielzahl von geraden Leitern 21 jeweils mittels der Verbindungselemente 35 elektrisch mit den vorbestimmten Stromschienen 32A verbunden. In jedem der Verbindungselemente 35 wird die am einen Ende des Körpers ausgebildete Druck-Schweiß-Klinge 37 durch Druckschweißen mit dem entsprechenden geraden Leiter 21 verbunden, und der am anderen Ende des Körpers ausgebildete Schweißabschnitt 39 wird mittels Schweißens mit der vorbestimmten Stromschiene 32A verbunden.
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Dann wird das Batterieverkabelungsmodul 30B durch das Verbinden des Steckers 50 mit dem einen Ende des Spannungsmesskabels 40 fertiggestellt.
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Die auf diese Art konfigurierten Batterieverkabelungsmodule 30A, 30B werden auf eine obere Oberfläche des Batteriemoduls 20 montiert, in welchem die zwölf Batteriezellen 12 derart Seite-an-Seite angeordnet sind, dass der positive Elektrodenanschluss 13A und der negative Elektrodenanschluss 13B, welche unterschiedliche Polarität haben, zwischen den benachbarten Batteriezellen 12, 12 nebeneinandergelegt sind.
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Als nächstes werden, wie in 7 gezeigt, alle, die positiven Elektrodenanschlüsse 13A und die negativen Elektrodenanschlüsse 13B der Vielzahl der Seite-an-Seite angeordneten Batteriezellen 12 durch alle Anschlussbohrungen 34 der Stromschienen 32A, 32B hindurchgeführt. Ferner werden die Trennelemente 24 der Distanzstücke 22 in die entsprechenden Spalte 45 eingeführt.
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Dann werden die entsprechenden Schraubenmuttern 15 auf die positiven Elektrodenanschlüsse 13A und die negativen Elektrodenanschlüsse 13B, die von den Anschlussbohrungen 34 hervorstehen, geschraubt und an diesen befestigt. Wenn alle, die positiven Elektrodenanschlüsse 13A und die negativen Elektrodenanschlüsse 13B mittels der entsprechenden Schraubenmuttern 15 befestigt sind, ist das Batteriepacket 10, in welchem die Batterieverkabelungsmodule 30A und 30B auf dem Batteriemodul 20 montiert sind, fertiggestellt.
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In Bezug auf das Herstellungsverfahren der Batterieverkabelungsmodule 30A, 30B gemäß der ersten Ausgestaltung werden im Bedeckungsprozess beide, die Außenkontur der Vielzahl gerader Leiter 21 und die Seitenkante 33a der langen Stromschienenkette 33 durch den isolierenden Harzabschnitt 23 bedeckt, der ganzheitlich durch Strangpressen ausgebildet ist. Somit wird der lange kettenförmige Schaltkreiskörper 60 ausgebildet, in welchem die Vielzahl von geraden Leitern 21 und die Stromschienenkette 33 ganzheitlich parallel angeordnet sind. Da dieser kettenförmige Schaltkreiskörper 60 durch das Strangpressen unter Nutzung der nicht gezeigten, bekannten Strangpresse kontinuierlich ausgebildet wird, können die Herstellungskosten einfach reduziert werden.
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Des weiteren werden die Kettenabschnitte 46 der Stromschienenkette 33 im kettenförmigen Schaltkreiskörper 60 im Aufbruchprozess gebrochen. Dadurch wird die Vielzahl von mittels des isolierenden Harzabschnittes 23 verbundener Stromschienen 32A, 32B ganzheitlich entlang der Vielzahl von geraden Leitern 21 angeordnet.
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Da die Vielzahl von Stromschienen 32A, 32B ganzheitlich mittels des isolierenden Harzabschnittes 23 entlang der geraden Leiter 21 angeordnet sind, kann verhindert werden, dass die Montage-Bearbeitbarkeit zur Zeit des Zusammenbaus der Batterieverkabelungsmodule 30A und 30B mit dem Batteriemodul 20 herabgesetzt wird. Selbstverständlich ist es nicht notwendig, separat ein Element zum Anordnen der Vielzahl der Stromschienen 32A, 32B auf dem Batteriemodul 20 vorzubereiten.
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Ferner wird, mit Bezug auf das Herstellungsverfahren der Batterieverkabelungsmodule 30B gemäß der ersten Ausgestaltung, im Verbindungsprozess die Spitze des Schnitt-Umfalt-Teils 36, dadurch ausgebildet, dass es an der Seitenkante der Stromschiene 32B gebogen wird, durch Schweißen mit dem vorbestimmten geraden Leiter 21 des Spannungsmesskabels 40 verbunden.
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Auf diese Art und Weise kann die Stromschiene 32B durch den simplen Arbeitsschritt des Anschweißens der Spitze des an der Stromschiene 32B ausgebildeten Schnitt-Umfalt-Teils 36 an den vorbestimmten gerade Leiter 21 elektrisch mit dem vorbestimmten gerade Leiter 21 verbunden werden.
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Ferner wird, mit Bezug auf das Herstellungsverfahren der Batterieverkabelungsmodule 30B gemäß der ersten Ausgestaltung im Verbindungsprozess die Druck-Schweiß-Klinge 37, die am einen Ende des Verbindungselementes 35 ausgebildet ist, durch das Druckschweißen mit dem vorbestimmten Einen der Vielzahl von geraden Leitern 21, die durch den isolierenden Harzabschnitt 23 abgedeckt sind, verbunden. Ferner wird der am anderen Ende des Verbindungselementes ausgebildete Schweißabschnitt 39 durch Schweißen mit der vorbestimmten Stromschiene 32A verbunden.
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Auf diese Art und Weise können der vorbestimmte gerade Leiter 21 und die Stromschiene 32A mittels der einfachen Arbeitsschritte des Verbindens der an dem einen Ende des Verbindungselementes 35 ausgebildeten Druck-schweiß-Klinge 37 mittels Druckschweißen mit dem vorbestimmten geraden Leiter 21 und auch des Verbindens des am anderen Ende des Verbindungselementes 35 ausgebildeten Schweißabschnittes 39 mittels Schweißens mit der Stromschiene 32A elektrisch verbunden werden.
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Im Herstellungsverfahren des Batterieverkabelungsmoduls 30B gemäß der ersten Ausgestaltung können verschiedene Arten der Stromschienenketten 33, in welchen die Stromschienen mittels der Kettenabschnitte 46 in verschiedenen Intervallen verbunden sind, die von den entsprechenden Intervallen zwischen dem positiven Elektrodenanschluss 13A und dem negativen Elektrodenanschluss 13B abhängig sind, präpariert werden. Im Bedeckungsprozess kann die gewünschte Stromschienenkette 33 selektiv aus diesen verschiedenen Arten von Stromschienenketten verwendet werden. Dadurch, dass die Stromschienen 32A, deren Intervall passenderweise in Abhängigkeit der Größe, etc. der Batteriezelle 12 geändert wird, einfach ausgebildet werden können, kann ein Batterieverkabelungsmodul 30B mit einer recht hohen Einsatzflexibilität erhalten werden.
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8A bis 8C sind Draufsichten eines Hauptabschnittes eines Batterieverkabelungsmoduls, welches einen langen plattenförmigen Leiter zum Erklären eines Herstellungsverfahrens dieses Batterieverkabelungsmoduls gemäß einem vergleichenden Beispiel verwendet.
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Das Herstellungsverfahren eines Batterieverkabelungsmoduls gemäß des vergleichenden Beispiels beinhaltet einen Anordnungsprozess (siehe 8A) des Anordnens eines langen flach geformten Leiters 33A entlang und parallel zu einer Seite einer Vielzahl gerader Leiter 21, die parallel mit einem vorbestimmten Abstand angeordnet sind; einen Bedeckungsprozess (siehe 8B) des Beschichtens beider, einer Außenkontur der Vielzahl von geraden Leitern 21 und einer Seitenkante 33a des flach geformten Leiters 33A, die an die geraden Leiter 21 angrenzt, mit einem isolierenden Harzabschnitt, welcher ganzheitlich durch das Strangpressen gebildet ist; und einen Stanzprozess (siehe 8C) des Ausstanzens einer Vielzahl von Schlitzen 45 in einem vorbestimmten Intervall und auch des Ausstanzens von Anschlussbohrungen 34 entlang der Längsrichtung des flach ausgeformten Leiters 33A, um dadurch eine Vielzahl von Stromschienen 32A auszubilden, die jeweils zum elektrischen Verbinden eines positiven Elektrodenanschlusses 13A und eines negativen Elektrodenanschlusses 13B, die zueinander benachbart angeordnet sind, vorgesehen sind.
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Gemäß dem Herstellungsverfahren eines Batterieverkabelungsmoduls gemäß dem vergleichenden Beispiel wird sich der in 8B gezeigte flach ausgeformte Leiter 33A eines flachen Stromkreisaufbaus 60A, welcher durch Aufpressen der geraden Leiter 21 und des flach ausgeformten Leiters 33A ausgebildet ist, mit geringer Wahrscheinlichkeit in einem folgenden Aufrollprozess biegen lassen. Folglich wird, wie in 9A gezeigt, der Aufrolldurchmesser eines aufgerollten flachen Stromkreisaufbaus 61A, der durch Aufrollen des flachen Stromkreisaufbaus 60A erhalten wird, größer und folglich ist eine Herabsetzung der Produktivität betroffen.
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Im Gegensatz dazu werden in der langen Stromlinienkette 33 gemäß der ersten Ausgestaltung die Kettenabschnitte 46, die jeweils die Breite in der Längsrichtung der Stromlinienkette 33 aufweisen, die ausreichend kleiner ist als die Breite in der Richtung senkrecht zu dieser Längsrichtung, im vorbestimmten Intervall P ausgebildet. Dadurch verformt sich der Kettenabschnitt 46, der eine kleine Querschnittsfläche der Stromschienenkette 33 aufweist, einfach, wenn der kettenförmige Stromkreisaufbau 60 nach dem Bedeckungsprozess in der Richtung senkrecht zur Längsrichtung um ein Aufrollzentrum herumgewickelt wird. Somit kann der kettenförmige Stromkreisaufbau als aufgerolltes Element mit kleinem Durchmesser, wie in 9B gezeigt, um eine nicht gezeigte Spulenrolle oder Ähnliches herumgewickelt werden. Als Ergebnis kann der kettenförmige Stromkreisaufbau 60 nach dem Bedeckungsprozess mit einem Durchmesser aufgerollt werden, der kleiner als derjenige des aufgerollten flachen Stromkreisaufbaus 61A (siehe 9A) ist. Entsprechend kann ein in 9B gezeigter aufgerollter Stromkreisaufbau 61, der durch das Aufrollen des kettenförmigen Stromkreisaufbaus 60 erhalten wird, hinsichtlich Transport und Bearbeitung vereinfacht und in seiner Ergiebigkeit verbessert werden.
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Im Übrigen wird der aufgerollte Stromkreisaufbau 61 spiralförmig in einem Bereich um die Wickelspule herumgewickelt, der keine bleibende Verformung in den Stromschienen 32A hinterlässt. Dennoch kann eine bleibende Verformung in den Kettenabschnitten 46 hervorgerufen werden. Da die Kettenabschnitte 46 im Aufbruchprozess entfernt werden, beeinflussen solche Verformungen die Verlässlichkeit des Kontaktes mit dem positiven Elektrodenanschluss 13A oder dem negativen Elektrodenanschluss 13B nicht, selbst wenn Verformungen in den Kettenabschnitten hervorgerufen wurde.
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Ferner werden im Herstellungsverfahren des Batterieverkabelungsmoduls 30B gemäß der ersten Ausgestaltung die Anschlussbohrungen 34 im Bedeckungsprozess im Voraus an der Stromschienenkette 33 ausgebildet. Die Stromschiene 32A hat in einem mit der Anschlussbohrung 34 versehenen Abschnitt eine verringerte Querschnittsfläche. Die die Anschlussbohrung 34 aufweisende Stromschiene 32A weist im Vergleich mit der Stromschiene ohne Anschlussbohrung 34 eine geringere Festigkeit auf. Zusätzlich zur Flexibilität aufgrund des Kettenabschnittes 46 verformt sich die Stromschienenkette 33 wahrscheinlich elastisch aufgrund der Verringerung der Festigkeit im Abschnitt der Anschlussbohrung. Somit kann der kettenförmige Stromkreisaufbau 60 nach dem Bedeckungsprozess, ausgestattet mit der die Anschlussbohrungen 33 aufweisenden Stromschienenkette 33, mit einem geringeren Durchmesser aufgewickelt werden.
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Ferner kann im Falle der Nutzung der Stromschienenkette 33, in welcher die Anschlussbohrungen im Vorfeld ausgebildet sind, der Aufbruchprozess alleinig durch Schneiden der Kettenabschnitte 46 abgeschlossen werden. Entsprechend kann ein Kostenpunkt einer Nachbearbeitung reduziert werden, da eine Verarbeitung des Ausbildens der Anschlussbohrung 34 im Durchbruchprozess beseitigt werden kann.
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Ferner werden im Herstellungsverfahren des Batterieverkabelungsmoduls 30B gemäß der ersten Ausgestaltung die Kettenabschnitte 46 an der Seitenkante 33a der Stromschienenkette 33 ausgebildet. Die an der Seitenkante 33a angeordneten Kettenabschnitte 46 werden im Bedeckungsprozess mit dem isolierenden Harzabschnitt 23 bedeckt. Die Kettenabschnitte 46 werden zusammen mit dem isolierenden Harzabschnitt 23 im Aufbruchprozess gebrochen. Somit hat die Stromschiene 32A in einer Draufsicht keine bemerkenswerte Schnittspur (Grat oder dergleichen) der Kettenabschnitte 46 an einer Kontur derselben. Als Ergebnis kann das Erscheinungsbild der Stromschiene 32A verbessert werden.
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Als nächstes wird ein Herstellungsverfahren für ein Batterieverkabelungsmodul 80 gemäß einer zweiten Ausgestaltung erklärt.
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Im Übrigen werden in der Beschreibung der zweiten Ausgestaltung Abschnitte, die im Wesentlichen identisch zu jenen des Batterieverkabelungsmoduls 30B gemäß der ersten Ausgestaltung sind, mit den bekannten Bezugszeichen bezeichnet und sich überlappende Beschreibungen davon werden ausgelassen.
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In einem Anordnungsprozess und einem Bedeckungsprozess im Herstellungsverfahren des Batterieverkabelungsmoduls 80 gemäß der zweiten Ausgestaltung, wie in 10A und 10B gezeigt, wird ein isolierender Harzabschnitt 23 durch Strangpressen ausgebildet, um beide, eine Außenkontur einer Vielzahl gerader Leiter 21 und eine Seitenkante 33a einer zu den geraden Leitern 21 benachbarten langen Stromschienenkette 33B unter Nutzung einer bekannten Strangpresse, die eine Strangpress-Matrize aufweist, welche eine Matrizenöffnung hat, die die Vielzahl von geraden Leitern 21 und eine lange Stromschienenkette 33B parallel mit einem vorbestimmten Abstand dazwischen anordnen kann, zu bedecken.
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Das heißt beide, die Außenkontur der Vielzahl gerader Leiter 21 und die Seitenkante 33a der langen Stromschienenkette 33B werden durch den isolierenden Harzabschnitt 23 bedeckt, welcher ganzheitlich durch das Strangpressen ausbildet ist. Dadurch wird ein langer kettenförmiger Schaltkreisaufbau 60B ausgebildet, in welchem die Vielzahl gerader Leiter 21, welche das flachkabelförmige Spannungsmesskabel 40 bilden, und die Stromschienenkette 33B ganzheitlich parallel angeordnet sind.
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Die Stromschienenkette 33B, die den kettenförmigen Stromkreisaufbau 60B bildet, wird lang ausgebildet, indem die Vielzahl von Stromschienen 32A mittels der entsprechenden Kettenabschnitte 46B verbunden werden. Der Kettenabschnitt 46B ist derart ausgebildet, dass eine Breite in der Längsrichtung der Stromschienenkette 33B hinlänglich kleiner als die Breite in einer Richtung senkrecht zu dieser Längsrichtung ist. Ferner wird der Kettenabschnitt 46B in der Richtung senkrecht zu der Längsrichtung an einer mittigen Position der Stromschienenkette 33B ausgebildet.
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Das heißt, dass im Herstellungsverfahren des Batterieverkabelungsmoduls 80 gemäß der zweiten Ausgestaltung die Kettenabschnitte 46B im Bedeckungsprozess nicht durch den isolierenden Harzabschnitt 23 bedeckt werden. Im Aufbruchprozess werden lediglich die Kettenabschnitte 46B des kettenförmigen Stromkreisaufbaus 60 gebrochen, aber der isolierende Harzabschnitt 23 wird nicht gebrochen. Da somit Einschnittverlust im isolierenden Harzabschnitt 23 nicht auftritt, kann die Haltbarkeit des isolierenden Harzabschnittes 23 verbessert werden. Ferner kann in der Stromschienenkette 33B, welche die Kettenabschnitte 46B in einer mittigen Position davon anordnet, das Vorhandensein/Nicht-Vorhandensein der Kettenabschnitte 46B nach dem Durchbruchprozess einfach visuell erkannt werden, da die Kettenabschnitte 46B nicht mit dem isolierenden Harzabschnitt 23 bedeckt sind.
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Als nächstes wird ein Herstellungsverfahren für ein Batterieverkabelungsmodul 90 gemäß einer dritten Ausgestaltung erklärt.
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Im Übrigen werden in der Beschreibung der dritten Ausgestaltung Abschnitte, die im Wesentlichen identisch zu jenen des Batterieverkabelungsmoduls 30B gemäß der ersten Ausgestaltung sind, mit den bekannten Bezugszeichen bezeichnet und sich überlappende Beschreibungen davon werden ausgelassen.
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Im Batterieverkabelungsmodul 90 gemäß der dritten Ausgestaltung wird wie im Batterieverkabelungsmodul 30B gemäß der ersten Ausgestaltung ein langer kettenförmiger Stromkreisaufbau 60 in einem Anordnungsprozess und einem Bedeckungsprozess ausgebildet (siehe 5B).
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Dann wird der kettenförmige Stromkreisaufbau 60 entlang der Längsrichtung in einer gewünschten Länge geschnitten. Danach, beim Brechen der Kettenabschnitte 46 der Stromschienenkette 33 im kettenförmigen Stromkreisaufbau 60, wird, wie in 11A gezeigt, ein Teil eines Spannungsmesskabels 40 ausgestanzt und auch die Stromschienenkette 33 wird ausgestanzt, während vier Stromschienen 32A verbleiben.
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Entsprechende Endabschnitte 21a, 21b, 21c und 21d werden als Enden der Vielzahl gerader Leiter 21 des Spannungsmesskabels 40, welches parallel zu den vier Stromschienen 32A angeordnet ist, in einem Treppenmuster ausgebildet, welches von der rechten Seite zur linken Seite hin ansteigt. Das heißt, dass der Endabschnitt 21a des geraden Leiters 21 auf der nächstgelegenen Seite die größte Länge aufweist, während der Endabschnitt 21d des geraden Leiters 21 auf der abgelegensten Seite die kürzeste Länge aufweist.
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Als nächstes werden, wie in 11B gezeigt, die Endabschnitte 21a, 21b, 21c und 21d der Vielzahl mit einem isolierenden Harzabschnitt 23 bedeckter gerader Leiter 21 in einem Verbindungsprozess einzeln voneinander in einer Art und Weise getrennt, in welcher die geraden Leiter einzeln voneinander getrennt werden, während die anderen Enden davon verbleiben. Dann wird jeder der Endabschnitte 21a, 21b, 21c und 21d im Wesentlichen senkrecht auf die entsprechende der vier Stromschienen 32A zu gebogen und mittels Schweißens mit der entsprechenden Stromschiene 32A verbunden.
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Hiernach wird das Batterieverkabelungsmodul 90 durch Verbindung eines Verbinders 50 mit einem Ende des Spannungsmesskabels 40 fertiggestellt.
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Auf diese Art und Weise kann gemäß des Herstellungsverfahrens des Batterieverkabelungsmoduls 90 gemäß der dritten Ausgestaltung die Stromschiene 32A durch den einfachen Arbeitsschritt des Trennens des isolierenden Harzabschnittes 23 zwischen den entsprechenden geraden Leitern 21 und dann des Verschweißens der Endabschnitte 21a, 21b, 21c und 21d der geraden Leiter 21 mit den entsprechenden Stromschienen 32A elektrisch mit dem vorbestimmten geraden Leiter 21 verbunden werden.
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Somit kann gemäß des Herstellungsverfahrens der Batterieverkabelungsmodule 30A, 30B, 80 und 90 gemäß der entsprechenden Ausgestaltungen die Verkabelung mit den entsprechenden Batteriezellen 12 einfach mit der simplen Konfiguration durchgeführt werden und ebenso kann die Einsatzflexibilität verbessert und die Herstellungskosten verringert werden.
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Hierin werden die Merkmale des Herstellungsverfahrens für das Batterieverkabelungsmodul gemäß der Ausführungsformen kurz zusammengefasst und untenstehend aufgelistet.
- [1] Das Herstellungsverfahren für das Batterieverkabelungsmodul (30A, 30B), welches mit dem Batteriemodul (20) zu kombinieren ist, welches eine Vielzahl von Batteriezellen (12) beinhaltet, welche in einem Zustand sind, in dem sie alternierend entgegengesetzt geschichtet sind, so dass zwischen angrenzenden Batteriezellen der positive Elektrodenanschluss (13A) und der negative Elektrodenanschluss (13B) nebeneinander angeordnet sind, das Herstellungsverfahren umfasst:
Anordnen einer langen Stromschienenkette (33) parallel zu einer Vielzahl von geraden Leitern, wobei die lange Stromschienenkette durch das Verbinden einer Vielzahl von Stromschienen (32A, 32B) an Kettenabschnitten (46) konfiguriert ist, und wobei die Vielzahl der geraden Leiter (21) parallel in einem vorbestimmten Intervall angeordnet sind;
Bedecken von beiden, einer Außenkontur der Vielzahl gerader Leiter (21) und einer Seitenkante (33a) der zur Vielzahl der geraden Leiter (21) benachbarten Stromschienenkette mit einem isolierenden Harzabschnitt (23), der ganzheitlich durch Strangpressen ausgebildet ist;
Brechen der Kettenabschnitte (46) der Stromschienenkette (33) nach dem Bedeckungsprozess, um die Vielzahl von Stromschienen zu trennen, in welcher jede der Stromschienen zur elektrischen Kontaktierung des positiven Elektrodenanschlusses (13A) und des negativen Elektrodenanschlusses (13B), die zueinander benachbart sind, vorgesehen ist; und
elektrisches Verbinden jeder der Vielzahl von geraden Leitern (21) mit einer Vorbestimmten der Stromschienen (32A, 32B).
- [2] Das Herstellungsverfahren für das Batterieverkabelungsmodul (30A, 30B) gemäß [1], wobei die Stromschienenkette (33), deren Seitenkante im Bedeckungsprozess mit dem isolierenden Harzabschnitt bedeckt ist, Anschlussbohrungen (34) zum Einführen der positiven Elektrodenanschlüsse (13A) oder der negativen Elektrodenanschlüsse (13B) aufweist.
- [3] Das Herstellungsverfahren für das Batterieverkabelungsmodul (30A, 30B) gemäß [1] oder [2], wobei die Kettenabschnitte (46) an der Seitenkante (33a) der Stromschienenkette (33) ausgebildet sind.
- [4] Das Herstellungsverfahren für das Batterieverkabelungsmodul (80) gemäß [1] oder [2], wobei jeder der Kettenabschnitte (46B) in einer Richtung senkrecht zu einer Längsrichtung der Stromschienenkette an einer mittigen Position der Stromschienenkette (33B) ausgebildet ist.
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Im Übrigen ist die Erfindung nicht auf die vorgenannten Ausführungsformen beschränkt, und passende Änderungen, Verbesserungen und so weiter können durchgeführt werden. Das Material, Formen, Größen, Anzahl, Lageanordnung, etc. der entsprechenden beteiligten einen Teil bildenden Elemente in den vorgenannten Ausführungsformen können Optional und nicht auf Bestimmte beschränkt sein, so lange die Erfindung erreicht wird.
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Bezugszeichenliste
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- 12
- Batteriezelle
- 13A
- positiver Elektrodenanschluss
- 13B
- negativer Elektrodenanschluss
- 20
- Batteriemodul
- 21
- gerader Leiter
- 23
- isolierender Harzabschnitt
- 30A, 30B
- Batterieverkabelungsmodul
- 32A, 32B
- Stromschiene
- 33
- Stromschienenkette
- 33a
- Seitenkante
- 34
- Anschlussbohrung
- 46
- Kettenabschnitt
