DE102016109512A1

DE102016109512A1 - Batteriezellenhalteanordnung und -verfahren

Info

Publication number: DE102016109512A1
Application number: DE102016109512.5A
Authority: DE
Inventors: Patrick Daniel Maguire; Brian Utley
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2015-06-12
Filing date: 2016-05-24
Publication date: 2016-12-15
Also published as: US20160365551A1; CN106252783A; US10910613B2; CN106252783B

Abstract

Eine beispielhafte Halteanordnung umfasst mehrere Batteriezellen, eine Wärmetauschstruktur und ein Band, das die Wärmetauschstruktur und die mehreren Batteriezellen zusammenzieht.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Batteriegruppenhalterung und insbesondere auf das Halten von Traktionsbatteriezellen und anderen Komponenten mit einem Band.
HINTERGRUND
Allgemein unterscheiden sich elektrifizierte Fahrzeuge dahingehend von herkömmlichen Kraftfahrzeugen, dass elektrifizierte Fahrzeuge unter Verwendung einer oder mehrerer batteriebetriebener elektrischer Maschinen selektiv angetrieben werden. Herkömmliche Kraftfahrzeuge werden im Gegensatz zu elektrifizierten Fahrzeugen ausschließlich unter Verwendung eines Verbrennungsmotors (Kraftmaschine) angetrieben. Die elektrischen Maschinen können die elektrifizierten Fahrzeuge anstatt eines Verbrennungsmotors oder zusätzlich dazu antreiben. Beispielhafte elektrifizierte Fahrzeuge umfassen Hybridelektrofahrzeuge (HEV), Plug-In-Hybridelektrofahrzeuge (PHEV), Brennstoffzellenfahrzeuge (FCV) und batterieelektrische Fahrzeuge (BEV).
Batterien, die den elektrischen Maschinen Leistung zuführen, können als Traktionsbatterien bezeichnet werden. Die Traktionsbatterien umfassen eine oder mehrere Batteriegruppen, die in einem Batteriesatz gesichert sind. Die Traktionsbatterien können selektiv erwärmt oder selektiv gekühlt werden.
KURZDARSTELLUNG
Eine Halteanordnung gemäß einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst unter anderem mehrere Batteriezellen, eine Wärmetauschstruktur und ein Band, das die Wärmetauschstruktur und die mehreren Batteriezellen zusammenzieht.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform der vorstehenden Anordnung erstreckt sich das Band von einer ersten Position neben einer ersten lateralen Seite der mehreren Batteriezellen zu einer zweiten Position neben einer zweiten lateralen Seite der mehreren Batteriezellen.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer der vorstehenden Anordnungen umfasst die Anordnung eine Verankerung zum Halten des Bands.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer der vorstehenden Anordnungen umfasst die Wärmetauschstruktur die Verankerung.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer der vorstehenden Anordnungen handelt es sich bei der Verankerung um eine fixierte Verankerung, so dass das Band direkt gesichert ist.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer der vorstehenden Anordnungen wirken die mehreren ersten Batteriezellen mit einer ersten Fläche der Wärmetauschstruktur zusammen und das Band erstreckt sich an der ersten Fläche vorbei zur Verankerung.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer der vorstehenden Anordnungen sind die mehreren Batteriezellen mehrere erste Batteriezellen entlang einer ersten Achse und umfassen mehrere zweite Batteriezellen entlang einer zweiten Achse, wobei das Band einen ersten Abschnitt, der die mehreren ersten Batteriezellen und die Wärmetauschstruktur zusammenzieht, und einen zweiten Abschnitt, der die mehreren zweiten Batteriezellen und die Wärmetauschstruktur zusammenzieht, umfasst.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer der vorstehenden Anordnungen ist die Verankerung zwischen den mehreren ersten Batteriezellen und den mehreren zweiten Batteriezellen positioniert.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer der vorstehenden Anordnungen bilden die mehreren Batteriezellen einen Abschnitt einer Traktionsbatterie eines elektrifizierten Fahrzeugs.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer der vorstehenden Anordnungen umfasst die Anordnung eine erste Seitenwand neben einer ersten Seite der mehreren Batteriezellen und eine zweite Seitenwand neben einer zweiten Seite der Batteriezellen. Die erste Seite liegt der zweiten Seite gegenüber. Das Band berührt direkt die Seitenwände.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer der vorstehenden Anordnungen ist das Band zu den mehreren Batteriezellen beabstandet, so dass kein Abschnitt des Bands die mehreren Batteriezellen berührt.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer der vorstehenden Anordnungen umfasst die Anordnung mindestens eine Strebe. Das Band drückt die Strebe gegen eine Seite der Wärmetauschstruktur, die den mehreren Batteriezellen gegenüberliegt.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer der vorstehenden Anordnungen umfasst die Anordnung eine Spannvorrichtung. Das Band weist eine Spannung auf und die Spannvorrichtung ist zum Einstellen der Spannung konfiguriert.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer der vorstehenden Anordnungen stellt die Wärmetauschstruktur einen Flüssigkühlmittelpfad bereit.
Ein Halteverfahren gemäß einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst unter anderem Zusammenziehen mehrerer Batteriezellen und einer Wärmetauschstruktur unter Verwendung eines Bandes.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform des vorstehenden Verfahrens umfasst das Verfahren während des Zusammenziehens umfangsmäßiges Umgeben der mehreren Batteriezellen und der Wärmetauschstruktur mit dem Band.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Verfahren umfasst das Verfahren Spannen des Bands während des Zusammenziehens.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Verfahren umfasst das Verfahren Verankern des Bands an einer Verankerung ohne Befestigen des Bands an der Verankerung.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Verfahren umfasst das Verfahren während des Zusammenziehens ein Anordnen aller Abschnitte des Bandes in einem Abstand zu der Wärmetauschstruktur.
Bei einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Verfahren handelt es sich bei den mehreren Batteriezellen um mehrere erste Batteriezellen, und das Band zieht ferner mehrere zweite Batteriezellen zusammen, die von den mehreren ersten Batteriezellen getrennt und beabstandet sind.
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Aus der detaillierten Beschreibung werden die verschiedenen Merkmale und Vorteile der offenbarten Beispiele für einen Fachmann offensichtlich. Die der detaillierten Beschreibung beiliegenden Zeichnungen können kurz gefasst wie folgt beschrieben werden:
1 stellt eine schematische Ansicht eines Antriebsstrangs für ein elektrifiziertes Fahrzeug dar.
2 stellt eine perspektivische Ansicht einer Batteriegruppe aus dem Batteriesatz des Antriebsstrangs von 1 dar.
3 stellt eine perspektivische Ansicht der Batteriegruppe von 2 dar, wobei ausgewählte Abschnitte entfernt wurden.
4 stellt eine Schnittansicht bei der Linie 4-4 in 2 dar.
5 stellt eine Schnittansicht einer weiteren beispielhaften Batteriegruppe zur Verwendung bei dem Batteriesatz von 2 dar.
6 stellt eine Schnittansicht einer weiteren beispielhaften Batteriegruppe zur Verwendung bei dem Batteriesatz von 2 dar.
7 stellt eine Schnittansicht anderer beispielhafter Batteriegruppen zur Verwendung bei dem Batteriesatz von 2 dar.
8 stellt eine Nahansicht eines Abschnitts von 7 dar.
9 stellt eine Schnittansicht noch weiterer beispielhafter Batteriegruppen zur Verwendung bei dem Batteriesatz von 2 dar.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf Haltekomponenten einer Batteriegruppe. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf das Halten der Komponenten, so dass die Batteriezellen der Gruppe und eine Wärmetauschstruktur unter Verwendung eines Bands zusammengezogen werden.
Mit Bezug auf 1 umfasst ein Antriebsstrang 10 eines Hybridelektrofahrzeugs (HEV) einen Batteriesatz 14 mit mehreren Gruppen 18, einen Verbrennungsmotor 20, einen Motor 22 und einen Generator 24. Der Motor 22 und der Generator 24 sind Arten von elektrischen Maschinen. Der Motor 22 und der Generator 24 können getrennt vorliegen oder die Form eines Motor/Generator-Kombination haben.
Bei dieser Ausführungsform handelt es sich bei dem Antriebsstrang 10 um einen leistungsverzweigten Antriebsstrang, der ein erstes Antriebssystem und ein zweites Antriebssystem einsetzt. Das erste und das zweite Antriebssystem erzeugen Drehmoment zum Antreiben eines oder mehrerer Sätze von Antriebsrädern 28 des Fahrzeugs. Das erste Antriebssystem umfasst eine Kombination aus dem Verbrennungsmotor 20 und dem Generator 24. Das zweite Antriebssystem umfasst mindestens den Motor 22, den Generator 24 und den Batteriesatz 14. Der Motor 22 und der Generator 24 sind Teile eines Elektroantriebssystems des Antriebsstrangs 10.
Der Verbrennungsmotor 20 und der Generator 24 können durch eine Kraftübertragungseinheit 30, wie z. B. einen Planetenradsatz, verbunden sein. Natürlich können auch andere Arten von Kraftübertragungseinheiten, darunter andere Zahnradsätze und Getriebe, zur Verbindung des Verbrennungsmotors 20 mit dem Generator 24 verwendet werden. Bei einer nicht einschränkenden Ausführungsform handelt es sich bei der Kraftübertragungseinheit 30 um einen Planetenradsatz, der ein Hohlrad 32, ein Sonnenrad 34 und eine Trägeranordnung 36 umfasst.
Der Generator 24 kann von dem Verbrennungsmotor 20 durch die Kraftübertragungseinheit 30 zur Umwandlung von kinetischer Energie in elektrische Energie angetrieben werden. Der Generator 24 kann alternativ dazu zur Umwandlung von elektrischer Energie in kinetische Energie als ein Motor wirken, wobei Drehmoment an eine mit der Kraftübertragungseinheit 30 verbundene Welle 38 ausgegeben wird.
Das Hohlrad 32 der Kraftübertragungseinheit 30 ist mit einer Welle 40 verbunden, die durch eine zweite Kraftübertragungseinheit 44 mit den Fahrzeugantriebsrädern 28 verbunden ist. Die zweite Kraftübertragungseinheit 44 kann einen Zahnradsatz mit mehreren Zahnrädern 46 umfassen. Andere Kraftübertragungseinheiten könnten in anderen Beispielen verwendet werden.
Die Zahnräder 46 übertragen Drehmoment von dem Verbrennungsmotor 14 zu einem Differenzial 48, um letztlich Traktion für die Fahrzeugantriebsräder 28 bereitzustellen. Das Differenzial 48 kann mehrere Zahnräder umfassen, die die Übertragung von Drehmoment zu den Fahrzeugantriebsrädern 28 ermöglichen. Bei dieser Ausführungsform ist die zweite Kraftübertragungseinheit 44 über das Differenzial 48 zur Verteilung von Drehmoment zu den Fahrzeugantriebsrädern 28 mit einer Achse 50 mechanisch gekoppelt.
Der Motor 22 kann selektiv zum Antreiben der Fahrzeugantriebsräder 28 eingesetzt werden, und zwar durch Abgeben von Drehmoment an eine Welle 54, die auch mit der zweiten Kraftübertragungseinheit 44 verbunden ist. Bei dieser Ausführungsform können der Motor 22 und der Generator 24 als Teil eines regenerativen Bremssystems zusammenwirken, bei dem sowohl der Motor 22 als auch der Generator 24 zur Abgabe von Drehmoment als Motoren eingesetzt werden können. Beispielsweise können der Motor 22 und der Generator 24 jeweils elektrische Leistung zum Aufladen von Zellen des Batteriesatzes 14 abgeben.
Der Batteriesatz 14 ist eine Traktionsbatterie, wobei der Batteriesatz 14 Antriebskraft bereitstellt, die zum Antreiben der Räder 28 verwendet wird.
Mit Bezug auf 2 bis 4 umfasst jede Gruppe 18 mehrere Batteriezellen 60, eine Wärmetauschstruktur 64, Gruppenplatten 68, eine Stromschienenanordnung 72 und mindestens ein Band 76.
Die Batteriezellen 60 sind auf der Wärmetauscherstruktur 64 angeordnet, bei der es sich in diesem Beispiel um eine Wärmetauscherplatte handelt. Die mehreren Batteriezellen 60 sind entlang einer Achse A angeordnet. Die Batteriezellen 60 sind prismatische oder Pouchzellen. Andere Batteriezellarten, wie z. B. zylindrische Zellen, könnten in anderen Beispielen verwendet werden.
Die beispielhafte Gruppe 18 wird mit Flüssigkühlmittel gekühlt, das durch die Wärmetauschstruktur 64 geleitet wird. Die beispielhafte Wärmetauschstruktur 64 kann als eine Kälteplatte angesehen werden.
In diesem Beispiel bewegt sich Flüssigkühlmittel durch einen Einlass 78, der in einen Pfad 80 mündet, der mit der Wärmetauschstruktur 64 versehen ist. Das Flüssigkühlmittel bewegt sich durch den Pfad 80 zum Austausch von Wärmeenergie mit den Zellen 60, den Gruppenplatten 68 und anderen Abschnitten der Gruppe 18. Das Flüssigkühlmittel verlässt den Kühlmittelpfad bei einem Auslass 82, der in den Pfad 80 in der Wärmetauschstruktur 64 mündet.
Obgleich in diesem Beispiel Flüssigkühlmittel zum Kühlen der Gruppe 18 verwendet wird, kann ein weiteres Beispiel Erwärmen der Gruppe 18 mit einer Flüssigkeit, die durch den Pfad 80 bewegt wird, umfassen.
Die Gruppenplatten 68 sind an oder neben den Seiten und Enden der mehreren Batteriezellen 60 positioniert. Die Gruppenplatten 68 umfassen Seitenwände 84 und Endwände 86. Die Seitenwände 84 sind auf gegenüberliegenden lateralen Seiten der Zellen 60 angeordnet. Das bedeutet, dass eine der Seitenwände 84a neben einer ersten lateralen Seite der Zellen 60 positioniert ist und eine andere der Seitenwände 84b neben einer gegenüberliegenden zweiten Seite der Zellen 60 positioniert ist.
Die Zellen 60 sind axial zwischen den Endwänden 86 positioniert. Die Zellen 60 können axial zwischen die Endwände 86 gedrückt sein.
In diesem Beispiel erstrecken sich die Bänder 76 umfangsmäßig um die Zellen 60, die Seitenwände 84a und 84b, die Stromschienenanordnung 72 und die Wärmetauschstruktur 64. Da die Bänder 76 die Batteriezellen 60 umfangsmäßig komplett umgeben, erstrecken sich die Bänder 76 jeweils von einer ersten lateralen Seite der Batteriezellen 60 zu einer zweiten lateralen Seite der Batteriezellen.
Die Bänder 76 stehen unter Spannung. Die Bänder 76 können jeweils eine Spannvorrichtung 88 zum Ermöglichen einer Einstellung der Spannung durch einen Benutzer umfassen. Ein Fachmann, für den die vorliegende Offenbarung vorteilhaft ist, könnte eine belibige Spannvorrichtung auswählen, die zum Spannen eines Bandes geeignet ist.
Die Bänder 76 weisen in diesem Beispiel einen rechteckigen Querschnitt auf. Das Band 76 könnte ein Metallband, ein Gewebe, wie z. B. ein Sitzgurtband, ein verstärktes Polymer mit Glas- oder Kohlefaserband/-stoff oder ein anderes relativ flexibles Glied mit relativ hoher Festigkeit sein. Andere beispielhafte Bänder 76 könnten einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen, wie z. B. ein Seil. Das Band 76 könnte ferner mehrere einzelne Bänder umfassen.
Das Spannen der Bänder 76 zieht die Wärmetauschstruktur 64 und die mehreren Batteriezellen 60 zusammen. Insbesondere ziehen die beispielhaften Bänder 76, wenn sie gespannt sind, eine Fläche 92 der Wärmetauschstruktur 64 nach oben gegen eine nach unten weisenden Fläche 94 der Zellen 60.
Das Zusammenziehen der Wärmetauschstruktur 64 und der mehreren Batteriezellen 60 ermöglicht eine robuste Wärmeleitverbindung zwischen der Wärmetauschstruktur 64 und den Zellen 60.
Die Wärmetauschstruktur 64 muss die nach unten weisenden Fläche 94 nicht direkt berühren. Beispielsweise kann eine Lage aus wärmeleitendem Material zwischen der nach unten weisenden Fläche 94 der Zellen 60 und der nach oben weisenden Fläche 92 der Wärmetauschstruktur 64 positioniert sein.
Die beispielhafte Wärmetauschstruktur 64 ist an einem vertikalen Boden der Gruppe 18 angeordnet. In anderen Beispielen könnte die Wärmetauschstruktur in einem anderen Bereich positioniert sein, wie z. B. an einer vertikalen Oberseite der Gruppe 18 oder einer lateralen Seite der Gruppe 18.
Die Wärmetauschstruktur 64 wird als eine einzige Platte gezeigt, könnte jedoch mehrere einzelne Platten oder Strukturen umfassen. Beispielsweise könnte eine erste Wärmetauschstruktur an der vertikalen Oberseite der Gruppe 18 positioniert sein, und eine zweite Wärmetauschstruktur könnte an einer der lateralen Seiten der Gruppe 18 positioniert sein.
Die beispielhaften Bänder 76 berühren direkt eine nach oben weisenden Fläche 90a der Seitenwand 84a und eine nach oben weisenden Fläche 90b der Seitenwand 84b.
Die Seitenwände 84 können in einigen Beispielen Schlitze 96 umfassen. Jeder Schlitz 96 ist einem der Bänder 76 zugeordnet. Die Schlitze 96 der Seitenwand 84a sind axial auf entsprechende Schlitze 96 der Seitenwand 84b ausgerichtet. Die Schlitze 96 nehmen ein Band 76 auf und unterstützen das Halten der axialen Position des Bands 76 bezüglich des verbleibenden Abschnitts der Gruppe 18.
Die Seitenwände 84 umfassen Flansche 98, die sich zur Achse A von einem vertikalen Boden der Schlitze 96 erstrecken. Die Flansche 98 können die Bänder 76 stützen und Lasten aufgrund einer Spannung des Bands 76 verteilen.
Ein Abschnitt des Bands 76 spannt sich von der Seitenwand 84a zur Seitenwand 84b. Dieser Abschnitt des Bands 76 ist von der Stromschienenanordnung 72 beabstandet.
In einem weiteren Beispiel kann dieser Abschnitt des Bands 76 die Stromschienenanordnung 72 berühren, um die Stromschienenanordnung 72 zu einer nach oben weisenden Fläche 100 der Zellen 60 zu ziehen. Die Bänder 76 könnten beispielsweise einen Träger 102 der Stromschienenanordnung 72 berühren, um die Stromschienenanordnung 72 nach unten gegen die nach oben weisenden Fläche 100 der Zelle 60 zu ziehen. Der Träger 102 kann darüber hinaus an gegenüberliegenden axialen Enden an den Endwänden 86 gesichert sein.
In diesem Beispiel sind Streben 104 zwischen dem Band 76 und der Wärmetauschstruktur 64 positioniert. Die Streben 104 können eine Verteilung einer Last, die aus der Spannung der Bänder 76 resultiert, in eine gewünschte Richtung und einen gewünschten Bereich der Zellen 60 unterstützen. Die Streben 104 könnten in die Wärmetauschstruktur 64 integriert sein oder könnten von der Wärmetauschstruktur 64 separate und verschiedene Komponenten sein.
Eine flache biegsame Wärmetauschstruktur mit einer relativ geringen Steifigkeit kann in einigen Beispielen von der Einbindung von Streben 104 profitieren. Wenn keine Streben bei solch einer Wärmetauschstruktur verwendet werden, könnte die Wärmetauschstruktur einer hohen Biegelast an ihren lateralen Seiten ausgesetzt sein, wodurch es zu einem Biegen kommen könnte, das den Kontakt zwischen den Zellen und der Wärmetauschstruktur unterbricht.
Die Streben 104 können zwischen dem Band 76 und einer weiteren Komponente der Gruppe 18, wie z. B. den Seitenwänden 84 oder der Stromschienenanordnung 72, positioniert sein.
Mit Bezug auf 5 zieht ein weiteres beispielhaftes Band 76a eine Wärmetauschstruktur 64a und mehrere Batteriezellen 60a einer Gruppe 18a zusammen. Eine fixierte Verankerung 110 hält einen ersten Abschnitt des Bands 76a. Eine weitere fixierte Verankerung 112 hält einen zweiten Abschnitt des Bands 76a. Im Gegensatz zum Band 76 von 2 bis 4 erstreckt sich das Band 76a nicht umfangsmäßig um die Gruppe 18a.
Die fixierte Verankerung 110 befindet sich an einer ersten lateralen Seite der Batteriezellen 60a, und die fixierte Verankerung 112 befindet sich auf einer zweiten lateralen Seite der Batteriezellen 60a. Das Band 76 erstreckt sich somit von einer ersten lateralen Seite der Batteriezellen 60a zu einer zweiten lateralen Seite der Batteriezelle 60a.
Eine Befestigung des Bandes 76a an der Wärmetauschstruktur 64a stellt die fixierte Verankerung 110 bereit. Eine Befestigung des Bands 76a an der Wärmetauschstruktur 64a stellt die fixierte Verankerung 112 bereit.
Eine Spannvorrichtung 88a kann zum Spannen des Bandes 76a verwendet werden. Das Spannen des Bands 76a übt Kräfte auf die Gruppe 18a aus, die die Wärmetauschstruktur 64a und die Batteriezellen 60a zusammenziehen.
Zur Befestigung des Bandes 76a an der Wärmetauschstruktur 64a könnten verschiedene Methoden verwendet werden, darunter unter anderem Schrauben, Klemmen, Anbinden des Bands 76a, Klebstoffe usw.
Mit Bezug auf 6 zieht ein weiteres beispielhaftes Band 76b eine Wärmetauschstruktur 64b und mehrere Batteriezellen 60b einer Gruppe 18b zusammen. Eine fixierte Verankerung 114 hält einen ersten Abschnitt des Bands 76b. Eine weitere fixierte Verankerung 116 hält einen zweiten Abschnitt des Bands 76b. Wie das Band 76a von 5 erstreckt sich auch das Band 76b nicht umfangsmäßig um die Gruppe 18a.
Die fixierte Verankerung 114 befindet sich auf einer ersten lateralen Seite der Batteriezellen 60b, und die fixierte Verankerung 116 befindet sich auf einer zweiten lateralen Seite der Batteriezellen 60b. Das Band 76b erstreckt sich somit von einer ersten lateralen Seite der Batteriezellen 60b zu einer zweiten lateralen Seite der Batteriezelle 60b.
Eine Befestigung des Bands 76a an einer Schalenstruktur 120 stellt die fixierte Verankerung 114 bereit. Eine weitere Befestigung des Bands 76a an der Schalenstruktur 120 stellt die fixierte Verankerung 116 bereit.
Eine Spannvorrichtung 88b kann zum Spannen des Bands 76b verwendet werden. Das Spannen des Bands 76b übt Kräfte auf die Gruppierung 18b aus, die die Wärmetauschstruktur 64b und die Batteriezellen 60b zusammenziehen. Der beispielhafte Wärmetauscher 64b berührt die Schalenstruktur 120. Der Wärmetauscher 64b und die Schalenstruktur 120 stellen zusammen die nötige nach oben gerichtete Reaktionskraft bereit, wenn das Band 76b gespannt wird. Das bedeutet, dass der Wärmetauscher 64b und die Schalenstruktur beide dahingehend zusammenarbeiten, einem Biegemoment, das durch das Spannen des Bands 76b oder der Bänder hervorgerufen wird, zu widerstehen. In anderen Beispielen könnten andere Komponenten die Reaktionskraft bereitstellen, wenn das Band gespannt wird.
Die Schalenstruktur 120 ist von der Gruppe 18b getrennt. Die Schalenstruktur 120 kann in den Batteriesatz 14 integriert sein und zum Stützen der Gruppen 18b verwendet werden.
In einem weiteren Beispiel könnten die fixierte Verankerung 114, die fixierte Verankerung 116 oder beide an etwas anderem als der Schalenstruktur 114, wie z. B. einer anderen Komponente der Gruppe 18b, gesichert sein.
Zur Befestigung des Bands 76b an der Schalenstruktur 120 könnten verschiedene Methoden, darunter unter anderem Schrauben, Klemmen, Anbinden des Bands 76b, Klebstoffe usw., verwendet werden.
Mit Bezug auf 7 und 8 wird ein Band 76c in einem anderen Beispiel zum Sichern einer ersten Gruppe 18c und einer zweiten Gruppe 18c‘ verwendet. Das Band 76c zieht sowohl mehrere erste Batteriezellen 60c als auch mehrere zweite Batteriezellen 60c‘ mit der Wärmetauschstruktur 64c zusammen.
Das Band 76c kann unter Verwendung der fixierten Verankerung 110c und der fixierten Verankerung 112c gesicherte Abschnitte umfassen. In diesem Beispiel stellt die Wärmetauschstruktur 64c sowohl die fixierte Verankerung 110c als auch 112c bereit.
Eine Stange 124 stellt eine nicht fixierte Verankerung 126 für ein Band 76c bereit. Das Band 76c ist um die Stange 124 geschlungen. Die beispielhafte Stange 124 ist zwischen der Gruppe 18c und der Gruppe 18c‘ positioniert.
Die beispielhafte Stange 124 ist Teil der Wärmetauschstruktur 64c. Das Band 76c erstreckt sich durch Durchlässe in der Wärmetauschstruktur 64c, wodurch gestattet wird, dass das Band 76c die Stange 124 umschlingt. In einem weiteren Beispiel ist die Stange 124 von der Wärmetauschstruktur 64c getrennt.
Eine Spannvorrichtung 88c kann zum Spannen des Bands 76c verwendet werden. Das Spannen des Bands 76c zieht das Band 76c gegen die Stange 124, um die nicht fixierte Verankerung 126 bereitzustellen. Die nicht fixierte Verankerung 126 ist nicht fixiert, da das Band 76c nicht direkt mit der Stange 124 verbunden ist.
Da das Band 76c nicht an der nicht fixierten Verankerung 126 fixiert ist, kann das Spannen des Bands 76c sowohl die Batteriezellen 60c als auch 60c‘ zur Wärmetauschstruktur 64c zusammenziehen.
In einem weiteren Beispiel ist die Verankerung 126 eine fixierte Verankerung und das Band 76c umfasst eine zweite Spannvorrichtung. Die Spannvorrichtung 88c kann dazu verwendet werden, die Batteriezellen 60c und die Wärmetauschstruktur 64c zusammenzuziehen, so dass die Gruppe 18c getrennt von der Gruppe 18c‘ gespannt werden kann.
Mit Bezug auf 9 stellt eine Stange 130 in einem weiteren Beispiel eine nicht fixierte Verankerung 134 für das Band 76d bereit. Das Band 76c ist um die Stange 130 geschlungen.
Eine Spannvorrichtung 88d kann zum Spannen des Bandes 76d verwendet werden. Das Spannen des Bandes 76d zieht das Band 76d gegen die Stange 130, um eine nicht fixierte Verankerung 132 bereitzustellen. Die nicht fixierte Verankerung 132 ist nicht fixiert, da das Band 76d nicht direkt mit der Stange 130 verbunden ist.
In diesem Beispiel umfasst die Wärmetauschstruktur 64d einen ersten Abschnitt, der der Gruppe 18d zugeordnet ist, und einen zweiten Abschnitt, der der Gruppe 18d‘ zugeordnet ist. Der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt können zwei oder mehr separate und verschiedene Wärmetauscher sein oder könnten Abschnitte eines einzigen durchgängigen Wärmetauschers sein. Die Stange 130 ist nicht Teil eines der Abschnitte der Wärmetauschstruktur 64d.
Das Band 76d erstreckt sich durch eine Öffnung zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt der Wärmetauschstruktur 64d, um die Stange 130 zu umschlingen. Die Stange 130 kann sich an einer Seite der Wärmetauschstruktur 64d, die den Zellen 64d gegenüberliegt, befinden oder kann sich an der Schalenstruktur befinden. Die Stange 130 kann sich vollständig oder teilweise unter der Wärmetauschstruktur 64d befinden.
In diesem Beispiel wirken die Batteriezellen 60d mit der Wärmetauschstruktur 64d an einer Fläche 128 zusammen, und die Stange 130 befindet sich bezüglich der Batteriezellen 60d an der Fläche 128 vorbei.
Eine fixierte Verankerung 138 hält einen Abschnitt des Bands 76d. Eine Befestigung des Bands 76d an einer Strebe 140 getrennt von der Wärmetauschstruktur 64d stellt die fixierte Verankerung 138 bereit. Eine Schalenstruktur kann beispielsweise die Strebe 140 umfassen.
Eine fixierte Verankerung 142 hält einen anderen Abschnitt des Bands 76d. Eine Befestigung des Bands 76d an einer Strebe 144 getrennt von der Wärmetauschstruktur 64d stellt die fixierte Verankerung 142 bereit.
Das Band 76d ist um eine Strebe 146 geschlungen, um eine nicht fixierte Verankerung 148 bereitzustellen, die das Band 76d vor der Verbindung mit der festen Verankerung 142 umleitet. Eine Schalenstruktur könnte die Strebe 140, die Strebe 144, die Strebe 146 oder eine beliebige Kombination daraus bereitstellen.
In diesem Beispiel sind alle Abschnitte des Bands 76d von der Wärmetauschstruktur 64d beabstandet, so dass kein Abschnitt des Bands 76d die Wärmetauschstruktur 64d berührt.
Ein Band könnte in einer beliebigen Kombination aus den fixierten Verankerungen und den nicht fixierten Verankerungen zum Zusammenziehen einer Wärmetauschstruktur und mehrerer Batteriezellen verwendet werden. Das Band könnte die Zellen umfangsmäßig komplett umgeben, wie in dem Beispiel von 2 und 3 gezeigt wird. Das Band könnte die Zellen umfangsmäßig teilweise umgeben, wie in den Beispielen von 4 bis 8 gezeigt wird.
Ein Merkmal einiger der oben beschriebenen Beispiele ist die Auslassung oder Reduzierung von mit Gewinde versehenen Befestigungsmitteln, Fußklammern usw. zur Sicherung von Batteriegruppen. In einigen Beispielen kann dadurch ein erforderlicher Packaging-Platzbedarf reduziert werden.
Beispielsweise kann die Gruppe 18c unter erneuter Bezugnahme auf 7 aufgrund der Verankerungsstange 124 näher an der Gruppe 18c‘ positioniert sein. Wenn ein mechanisches Befestigungsmittel anstatt der Verankerungsstange 124 verwendet wird, ist Zugang für ein Drehmomentwerkzeug erforderlich.
Ein weiteres Merkmal besteht darin, dass das Band eine laterale Bewegung der Batteriegruppe oder Batteriegruppen sowie eine Bewegung nach oben und unten begrenzt. Die Gruppe kann sich während einer Trägheitslast zusammen als eine einzige Einheit bewegen, die unter anderem einer Verformung widerstehen kann.
In einem weiteren Beispiel kann die Verankerung zwischen den Gruppen ausgelassen werden und das Band könnte nicht nur zum Ziehen der mehreren Zellen zu einem Wärmetauscher dienen, sondern auch zum Ziehen einer Gruppe zur benachbarten Gruppe. Dadurch könnte durch das Reduzieren des Raums zwischen Gruppen und das Hinzufügen von Systemsteifigkeit mit Gruppe-zu-Gruppe-Kontakt eine laterale Bewegung weiter begrenzt und ein Packaging-Platzbedarf weiter reduziert werden.
Bei der vorliegenden Offenbarung bezeichnen gleiche Bezugszahlen gleiche Elemente, wo dies angemessen ist. Bezugszahlen mit hinzugefügten Buchstaben bezeichnen modifizierte Elemente. Die modifizierten Elemente weisen dieselben Merkmale und Vorteile der entsprechenden modifizierten Elemente auf, es sei denn, es wird Gegenteiliges angeführt.
Die vorstehende Beschreibung ist eher beispielhafter als einschränkender Natur. Variationen und Modifikationen an den offenbarten Beispielen, die nicht notwendigerweise vom Wesen der vorliegenden Offenbarung abweichen, liegen möglicherweise für den Fachmann auf der Hand. Somit kann der legale Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung nur durch Betrachtung der folgenden Ansprüche bestimmt werden.
Es ist ferner beschrieben:

A. Halteanordnung, die Folgendes umfasst: mehrere Batteriezellen; eine Wärmetauschstruktur; und ein Band, das die Wärmetauschstruktur und die mehreren Batteriezellen zusammenzieht.
B. Halteanordnung nach A, wobei sich das Band von einer ersten Position neben einer ersten lateralen Seite der mehreren Batteriezellen zu einer zweiten Position neben einer zweiten lateralen Seite der mehreren Batteriezellen erstreckt.
C. Halteanordnung nach A, die ferner eine Verankerung zum Halten des Bands umfasst.
D. Halteanordnung nach C, wobei die Wärmetauschstruktur die Verankerung umfasst.
E. Halteanordnung nach C, wobei es sich bei der Verankerung um eine fixierte Verankerung handelt, so dass das Band direkt gesichert ist.
F. Halteanordnung nach C, wobei die mehreren ersten Batteriezellen mit einer ersten Fläche der Wärmetauschstruktur zusammenwirken und sich das Band an der ersten Fläche vorbei zur Verankerung erstreckt.
G. Halteanordnung nach C, wobei die mehreren Batteriezellen mehrere erste Batteriezellen entlang einer ersten Achse sind und ferner mehrere zweite Batteriezellen entlang einer zweiten Achse umfassen, wobei das Band einen ersten Abschnitt, der die mehreren ersten Batteriezellen und die Wärmetauschstruktur zusammenzieht, und einen zweiten Abschnitt, der die mehreren zweiten Batteriezellen und die Wärmetauschstruktur zusammenzieht, umfasst.
H. Halteanordnung nach G, wobei die Verankerung zwischen den mehreren ersten Batteriezellen und den mehreren zweiten Batteriezellen positioniert ist.
I. Halteanordnung nach A, wobei die mehreren Batteriezellen einen Abschnitt einer Traktionsbatterie eines elektrifizierten Fahrzeugs bilden.
J. Halteanordnung nach A, die ferner eine erste Seitenwand neben einer ersten Seite der mehreren Batteriezellen und eine zweite Seitenwand neben einer zweiten Seite der Batteriezellen umfasst, wobei die erste Seite der zweiten Seite gegenüberliegt, wobei das Band die Seitenwände direkt berührt.
K. Halteanordnung nach J, wobei das Band zu den mehreren Batteriezellen beabstandet ist, so dass kein Abschnitt des Bands die mehreren Batteriezellen berührt.
L. Halteanordnung nach A, die mindestens eine Strebe umfasst, wobei das Band die Strebe gegen eine Seite der Wärmetauschstruktur, die den mehreren Batteriezellen gegenüberliegt, drückt.
M. Halteanordnung nach A, die ferner eine Spannvorrichtung umfasst, wobei das Band eine Spannung aufweist und die Spannvorrichtung zum Einstellen der Spannung konfiguriert ist.
N. Halteanordnung nach A, wobei die Wärmetauschstruktur einen Flüssigkühlmittelpfad bereitstellt.
O. Halteverfahren, das Folgendes umfasst: Zusammenziehen mehrerer Batteriezellen und einer Wärmetauschstruktur unter Verwendung eines Bands.
P. Halteverfahren nach O, das ferner während des Zusammenziehens umfangsmäßiges Umgeben der mehreren Batteriezellen und der Wärmetauschstruktur mit dem Band umfasst.
Q. Halteverfahren nach O, das ferner Spannen des Bands während des Zusammenziehens umfasst.
R. Halteverfahren nach O, das ferner Verankern des Bands an einer Verankerung ohne Befestigen des Bands an der Verankerung umfasst.
S. Halteverfahren nach O, das ferner während des Zusammenziehens Anordnen aller Abschnitte des Bands in einem Abstand von der Wärmetauschstruktur umfasst.
T. Halteverfahren nach O, wobei es sich bei den mehreren Batteriezellen um mehrere erste Batteriezellen handelt und das Band ferner mehrere zweite Batteriezellen zusammenzieht, die von den mehreren ersten Batteriezellen getrennt und beabstandet sind.

Claims

Halteanordnung, die Folgendes umfasst: mehrere Batteriezellen; eine Wärmetauschstruktur; und ein Band, das die Wärmetauschstruktur und die mehreren Batteriezellen zusammenzieht.
Halteanordnung nach Anspruch 1, wobei sich das Band von einer ersten Position neben einer ersten lateralen Seite der mehreren Batteriezellen zu einer zweiten Position neben einer zweiten lateralen Seite der mehreren Batteriezellen erstreckt.
Halteanordnung nach Anspruch 1, die ferner eine Verankerung zum Halten des Bands umfasst.
Halteanordnung nach Anspruch 3, wobei die Wärmetauschstruktur die Verankerung umfasst.
Halteanordnung nach Anspruch 3, wobei es sich bei der Verankerung um eine fixierte Verankerung handelt, so dass das Band direkt gesichert ist.
Halteanordnung nach Anspruch 3, wobei die mehreren ersten Batteriezellen mit einer ersten Fläche der Wärmetauschstruktur zusammenwirken und sich das Band an der ersten Fläche vorbei zur Verankerung erstreckt.
Halteanordnung nach Anspruch 3, wobei die mehreren Batteriezellen mehrere erste Batteriezellen entlang einer ersten Achse sind und ferner mehrere zweite Batteriezellen entlang einer zweiten Achse umfassen, wobei das Band einen ersten Abschnitt, der die mehreren ersten Batteriezellen und die Wärmetauschstruktur zusammenzieht, und einen zweiten Abschnitt, der die mehreren zweiten Batteriezellen und die Wärmetauschstruktur zusammenzieht, umfasst.
Halteanordnung nach Anspruch 7, wobei die Verankerung zwischen den mehreren ersten Batteriezellen und den mehreren zweiten Batteriezellen positioniert ist.
Halteanordnung nach Anspruch 1, wobei die mehreren Batteriezellen einen Abschnitt einer Traktionsbatterie eines elektrifizierten Fahrzeugs bilden.
Halteanordnung nach Anspruch 1, die ferner eine erste Seitenwand neben einer ersten Seite der mehreren Batteriezellen und eine zweite Seitenwand neben einer zweiten Seite der Batteriezellen umfasst, wobei die erste Seite der zweiten Seite gegenüberliegt, wobei das Band die Seitenwände direkt berührt.
Halteanordnung nach Anspruch 10, wobei das Band zu den mehreren Batteriezellen beabstandet ist, so dass kein Abschnitt des Bands die mehreren Batteriezellen berührt.
Halteanordnung nach Anspruch 1, die mindestens eine Strebe umfasst, wobei das Band die Strebe gegen eine Seite der Wärmetauschstruktur, die den mehreren Batteriezellen gegenüberliegt, drückt.
Halteanordnung nach Anspruch 1, die ferner eine Spannvorrichtung umfasst, wobei das Band eine Spannung aufweist und die Spannvorrichtung zum Einstellen der Spannung konfiguriert ist.
Halteanordnung nach Anspruch 1, wobei die Wärmetauschstruktur einen Flüssigkühlmittelpfad bereitstellt.