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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stromschienenhaltestruktur.
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2. Beschreibung des Stands der Technik
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In Fahrzeugbatteriepacks bzw. Batterieverbunden, die mit einer Leistungsumwandlungseinrichtung zum Antreiben eines Motors in Fahrzeugen, etwa Hybridfahrzeugen oder Elektrofahrzeugen, verbunden sind, ist ein Batteriemodul so aufgebaut, dass eine Anzahl an Batteriezellen abwechselnd in entgegengesetzter Richtung zueinander orientiert und nebeneinander angeordnet und so positioniert sind, dass jeder positive Anschluss benachbart zu zwei negativen Anschlüssen liegt. Es werden mehrere Batteriezellen in Reihe oder parallel geschaltet, indem die angrenzenden Elektrodenanschlüsse mit entgegengesetzter Polarität benachbarter Batteriezellen durch ein Verbindungselement, etwa eine Stromschiene, verbunden werden.
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Um ein Batteriemodul mit dem zuvor genannten Aufbau zusammenzustellen, ist es erforderlich, benachbarte Elektrodenanschlüsse mittels einer Stromschiene an mehreren Stellen zu verbinden. Dazu wird ein Stromschienenmodul verwendet, in welchem Stromschienen in Stromschienengehäuseeinheiten (deren Anzahl entsprechend der Anzahl der Elektrodenanschlüsse, die miteinander zu verbinden sind, festgelegt ist) eines Kabelführungskörpers untergebracht sind, der aus isolierendem Harz hergestellt ist.
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Es wird ein Stromschienenmodul vorgeschlagen, das mehrere Stromschienenbefestigungseinheiten (Stromschienenaufnahmeeinheiten) aufweist, die in der Lage sind, mehrere entsprechende Stromschienen in befestigter Weise aufzunehmen, wobei sie die Position und desgleichen der Stromschienen sicherstellen (siehe beispielsweise
JP 2004-31049 A ). Wie in
5A gezeigt ist, weist das konventionelle Stromschienenmodul mehrere Stromschienenbefestigungseinheiten 502 auf, die mehrere entsprechende Stromschienen 501 in befestigter Weise aufnehmen.
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Wie in 5B gezeigt ist, ist jede Stromschiene 501 so ausgebildet, dass sie in der Lage ist, zwei benachbarte Batterien in Reihe miteinander zu verbinden, wenn diese in befestigter Weise in einer Stromschienenbefestigungseinheit 502 untergebracht sind. Die Stromschiene 501 hat ein Paar aus Batterieverbindungsbohrungen bzw. Öffnungen 503, die runde Durchgangslöcher sind. Das Paar aus Batterieverbindungsbohrungen 503 sind Bereiche, durch die eine schraubbolzenförmige Elektrode einzuführen ist. Bereiche um die Batterieverbindungsbohrungen 503 herum sind zwischen den Muttern und der Batterieelektrodenoberseite eingeschlossen.
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Wie in 5C gezeigt ist, hat die Stromschienenbefestigungseinheit 502 eine Bodenwand 507 mit einem rechteckigen Umriss und eine rahmenförmige Seitenwand 508, die mit dem Umfangsrand der Bodenwand 507 verbunden ist. Die Bodenwand 507 ist mit einem Paar aus Öffnungen 509 und einem zentralen Aufnahmebereich 510 versehen. Das Paar aus Öffnungen 509 sind Bereiche, die den jeweiligen Batterieelektrodenoberseiten entsprechen. Der zentrale Aufnahmebereich 510 ist zwischen den zwei Öffnungen 501 angeordnet und als Brücke geformt, um damit einen zentralen Bereich der Stromschiene 501 aufnehmen zu können.
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Die Seitenwand 508 ist aus einem Paar aus längeren Seitenwänden 513, die parallel zu der Längsrichtung der Stromschiene sind, und einem Paar aus kürzeren Seitenwänden 514 aufgebaut, die senkrecht zu der Längsrichtung der Stromschiene liegen, und sie ist so ausgebildet, dass sie an den Umriss der Stromschiene 501 anpasst ist. Jede Seitenwand der zwei längeren Seitenwände 513 ist mit einem Paar aus nagelförmigen Stromschienenverriegelungsvorsprüngen 515 versehen, die in einem geringen Maße nach innen hervorstehen. Die zwei Stromschienenverriegelungsvorsprünge 515 sind an der gleichen Stelle wie der zentrale Aufnahmebereich 510 in der Längsrichtung der Stromschiene so ausgebildet, dass sie von dem zentralen Aufnahmebereich 510 in der Höhenrichtung der Wand mit einem Abstand angeordnet sind, der der Dicke der Stromschiene 501 entspricht.
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Um die Stromschiene 501 in der Stromschienenbefestigungseinheit 502 in befestigter Weise aufzunehmen, wird die Stromschiene 501 in den Raum innerhalb der Seitenwand 508 der Stromschienenbefestigungseinheit 502 geschoben und so befestigt, dass sie zwischen dem zentralen Aufnahmebereich 510 und den beiden Stromschienenverriegelungsvorsprüngen 515 eingeschlossen ist. Randbereiche der Stromschiene 501 werden von der Bodenwand 507 aufgenommen und die Stromschiene 501 ist von der Seitenwand 508 umgeben, wodurch die Stromschiene 501 ohne Spiel festgehalten wird.
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Im Übrigen führt die Stromschiene 501 Strom in einem Zustand, in welchem ihre Bereiche um die zwei Batterieverbindungsbohrungen 503 herum zwischen Muttern und den entsprechenden Batterieelektrodenoberseiten eingeschlossen sind. Daher ist die Stromschienenbefestigungseinheit 502 so aufgebaut, dass die Batterieelektrodenoberseiten in die jeweiligen Öffnungen 509 der Bodenwand 507 eingeführt werden. Ferner nimmt in der Stromschienenbefestigungseinheit 502 die Bodenwand 507 die Randbereiche der Stromschiene 501 auf und die Seitenwand 508 umgibt die Stromschiene 501, wodurch die Stromschiene 501 ohne Spiel festgehalten wird.
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Als Folge davon haben die Stromschiene 501 und die Stromschienenbefestigungseinheit 502 eine große Größe und daher besteht für das vorhergehende konventionelle Stromschienenmodul die Tendenz, hohe Fertigungskosten und ein hohes Gewicht zu verursachen.
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Wenn ferner die Stromschiene 501 in der Stromschienenbefestigungseinheit 502 in befestigter Weise untergebracht wird, muss die Stromschiene 501 in den durch die Seitenwand 508 gebildeten Innenraum eingeschoben werden, während die zwei Stromschienenverriegelungsvorsprünge 515, die in den zwei längeren Seitenwänden 513 vorgesehen sind, elastisch nach außen verformt werden. Dies erfordert eine hohe Kraft zum Einführen der Stromschiene 501, wodurch sich eine geringe Effizienz bei der Bearbeitung ergibt.
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Die
WO 2014/034 106 A1 zeigt eine Stromschienenhaltestruktur, bei der eine Stromschiene seitlich mittels Haken an einer Bodenwand befestigt sind. Die Haken stehen von der Bodenwand senkrecht hervor. Weiterhin ist ein Vorsprung vorgesehen, der in ein Durchgangsloch in der Stromschiene eingeführt ist.
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ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die zuvor genannten Umstände erdacht und es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Stromschienenhaltestruktur bereitzustellen, in der unzweckmäßige Bereiche weggelassen werden können, wobei die Positionierung und dergleichen der Stromschiene gewährleistet ist und wodurch die Größe, das Gewicht und die Fertigungskosten für ein Stromschienenmodul verringert werden können.
- (1) Die vorhergehende Aufgabe der Erfindung wird durch die Stromschienenhaltestruktur mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
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In der Stromschienenhaltestruktur gemäß diesem Aufbau kann die Stromschiene zuverlässig von dem Kabelführungskörper gehalten werden, indem lediglich in geeigneter Weise der Befestigungsspalt zwischen dem ersten Vorsprung, der senkrecht aus der Bodenwand hervorsteht, und dem Durchgangsloch, das durch die Stromschiene hindurch ausgebildet ist, und die Höhe des Verriegelungsbereichs in Bezug zu der Bodenwand festgelegt werden.
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Folglich erfordert der Kabelführungskörper keine Umfangswand, die jede Stromschiene umgibt und er kann somit miniaturisiert werden, wodurch eine Verringerung der Kosten und des Gewichts möglich ist. Da es ferner nur einen einzigen Verriegelungsbereich gibt, der zu einem Widerstand beim Einführen beiträgt, wenn die Stromschiene solange eingeführt wird, bis sie mit der Bodenwand in Kontakt tritt, kann die Kraft, die zum Einführen jeder Stromschiene erforderlich ist, verringert werden.
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Gemäß der Stromschienenhaltestruktur mit diesem Aufbau wird weiterhin eine Drehung der Stromschiene um den ersten Vorsprung herum durch den ersten Vorsprung und den zweiten Vorsprung, die senkrecht aus der Bodenwand hervorstehen, begrenzt, wodurch die Stromschiene zuverlässig positioniert wird.
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Wenn folglich jede Stromschiene mit den Elektrodenanschlüssen der zugehörigen Batteriezelle verschweißt wird, tritt der Fall nicht auf, dass eine unerwünschte Drehung der Stromschiene zu einer Behinderung der Arbeit bei der Verbindung führt. Wenn beispielsweise jede Stromschiene mit den Elektrodenanschlüssen der zugehörigen Batteriezelle durch Ultraschall-Schweißung verschweißt wird, kann der Fall verhindert werden, dass die Stromschiene aufgrund der Schwingung eines Schallgebers gedreht wird und dass keine ausreichende Menge an Ultraschall-Schwingungsenergie die Schweißbereiche erreicht. In einem weiteren Falle, in welchem jede Stromschiene Strom in einem Zustand führt, in welchem sie zwischen Muttern und Batterieelektrodenoberseiten eingeschlossen ist, kann ebenfalls der Fall verhindert werden, dass die Stromschiene sich zusammen mit der jeweiligen Mutter aufgrund des Drehmoments verdreht, das erzeugt wird, wenn die Mutter an der Elektrode verschraubt wird, und es kann verhindert werden, dass keine ausreichende Befestigungskraft erhalten wird.
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(2) In der Stromschienenhaltestruktur nach Punkt (1) ist das Durchgangsloch in einem zentralen Bereich der mindestens einen Stromschiene ausgebildet, der Eingriffsbereich und ein weiterer Eingriffsbereich sind an Randbereichen der mindestens einen Stromschiene vorgesehen und der Eingriffsbereich und der weitere Eingriffsbereich sind so angeordnet, dass sie in Bezug zu dem Durchgangsloch symmetrisch liegen.
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In der Stromschienenhaltestruktur mit dem Aufbau nach Punkt (2) kann einer der Eingriffsbereiche mit dem zweiten Vorsprung in Eingriff treten, wenn der erste Vorsprung in das Durchgangsloch der Stromschiene eingeführt wird. Folglich ist die Befestigungsrichtung der Stromschiene nicht beschränkt und die Effizienz beim Befestigen wird dadurch erhöht, wenn jede Stromschiene von dem Kabelführungskörper gehalten wird.
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In der Stromschienenhaltestruktur gemäß der Erfindung können unzweckmäßige Bereiche weggelassen werden, während dennoch die Positionierung und dergleichen der Stromschiene gewährleistet sind, wobei Größe, Gewicht und Fertigungskosten eines Stromschienenmoduls reduziert sind.
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Weitere bevorzugte Ausführungen sind in den abhängigen Patentansprüchen 3 und 4 beschrieben.
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Die Erfindung ist zuvor in knapper Weise beschrieben. Die Details der Erfindung ergeben sich, wenn die Arten zur Ausführung der Erfindung (die im Weiteren als eine Ausführungsform bezeichnet sind), die nachfolgend beschrieben sind, mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen studiert werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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- 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Teils eines Stromschienenmoduls mit Stromschienenhaltestrukturen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem Zustand unmittelbar vor der Befestigung des Stromschienenmoduls an einer Batterieanordnung.
- 2 ist eine vergrößerte perspektivische Aufrissansicht eines wesentlichen Teils des in 1 gezeigten Stromschienenmoduls.
- 3A und 3B sind Schnittansichten eines wesentlichen Teils einer einzelnen Stromschienenhaltestruktur des in 1 gezeigten Stromschienenmoduls.
- 4 ist eine Schnittansicht, die einen Zustand einer in 3B gezeigten Stromschiene darstellt.
- 5A ist eine Draufsicht einer konventionellen Stromschiene und einer Stromschienenbefestigungseinheit, 5B ist eine Draufsicht der in 5A gezeigten Stromschiene, und 5C ist eine Draufsicht der in 5A gezeigten Stromschienenbefestigungseinheit.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ANSCHAULICHEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im Folgenden wird mit Bezug zu den Zeichnungen eine Stromschienenhaltestruktur gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Wie in 1 gezeigt ist, ist ein Stromschienenmodul 1 mit den Stromschienenhaltestrukturen gemäß der Ausführungsform an einer Batterieanordnung 2, die aus mehreren Batteriezellen 3 aufgebaut ist, angebracht und dient dazu, Leistung von der Batterieanordnung 2 zu einem Elektromotor eines Elektrofahrzeugs, das unter Verwendung des Motors angetrieben wird, oder zu einem Hybridfahrzeug zu liefern, das unter Anwendung eines Verbrennungsmotors und des Elektromotors angetrieben wird.
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Wie in 1 und 2 gezeigt ist, weist das Stromschienenmodul 1 gemäß der Ausführungsform der Erfindung mehrere Stromschienen 6, die die Batteriezellen 3 der Batterieanordnung 2 elektrisch miteinander verbinden, Spannungserfassungskabel (Elektrokabel) W, die mit den Spannungserfassungsanschlüssen 9 verbunden sind, die mit den Oberflächen der Stromschienen 6 entsprechend verschweißt sind, und einen Kabelführungskörper 20 auf, der aus isolierendem Harz hergestellt ist.
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Die Batterieanordnung 2 weist die mehreren Batteriezellen 3 und ein Element (nicht gezeigt) zur Befestigung derselben auf, wobei diese übereinander angeordnet werden. Jede Batteriezelle 3 hat einen rechteckigen parallelepipedförmigen bzw. quaderförmigen Batteriehauptkörper und einen positiven Anschluss 4 und einen negativen Anschluss 5, die Elektrodenanschlüsse sind, die aus der Oberseite des Batteriehauptkörpers an Positionen in der Nähe der jeweiligen Enden hervorstehen. Der positive Anschluss 4 und der negative Anschluss 5 sind jeweils aus einem leitenden Metall hergestellt und so ausgebildet, dass sie eine rechteckige Oberseite haben. Die Batterieanordnung 2 ist so aufgebaut, dass die Batteriezellen 3 in abwechselnd entgegengesetzt zueinander ausgerichtet und so aneinander angeordnet sind, dass jeder positive Anschluss 4 benachbart zu zwei negativen Anschlüssen 5 liegt. In der Batterieanordnung 2 ist jede benachbarte Gruppe aus einem positiven Anschluss 4 und einem negativen Anschluss 5 mittels einer Stromschiene 6 verbunden, um eine Reihenschaltung der zugehörigen Batteriezellen 3 zu bilden. Auf diese Weise wird eine hohe DC-Spannung bzw. Gleichspannung erhalten.
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Wie in 2 gezeigt ist, sind in jeder Stromschiene 6, die in der Ausführungsform verwendet wird und die beispielsweise durch Stanzung aus einer leitenden Metallplatte hergestellt ist, gegenüberliegende längere Kanten mit einem Paar aus Eingriffsbereichen 63 versehen, die achsensymmetrisch bzw. liniensymmetrisch zueinander in Bezug zu einer geraden Linie sind, die durch ein Durchgangsloch 61 verläuft, das in der Mitte einer rechteckigen Platte ausgebildet ist. Das Durchgangsloch 61 ist rund und die Eingriffsbereiche 63 sind halbkreisförmige Einschnitte. Das Durchgangsloch 61 der Stromschiene 6 ist mit einem ersten Vorsprung 21 einer Stromschienenhalteeinheit 10 (später beschrieben) in Eingriff zu bringen und die Eingriffsbereiche 63 der Stromschiene 6 sind mit einem zweiten Vorsprung 23 und einem dritten Vorsprung 25 der Stromschienenhalteeinheit 10 entsprechend in Eingriff zu bringen.
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Jede Stromschiene 6 ist mit den zugehörigen Batteriezellen 3 durch Schweißung ihrer jeweiligen Endbereiche in der Längsrichtung an den positiven Anschluss 3 und den negativen Anschluss 5 der Batteriezellen 3 befestigt. Selbstverständlich ist dort, wo jede Stromschiene, die in der Erfindung verwendet ist, an den zugehörigen Batteriezellen 3 durch Schraubmuttern mit dem positiven und dem negativen Anschluss der Batteriezellen befestigt ist, ein Paar aus Anschlussbohrungen durch die Stromschiene hindurch ausgebildet.
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Der Kabelführungskörper 20, der in der Ausführungsform verwendet wird, weist mehrere Stromschienenhalteeinheiten 10, die in der Anordnungsrichtung der Batteriezellen angeordnet sind und entsprechende Stromschienen 6 halten, einen Kabelführungsbereich 7, der die mehreren Stromerfassungskabel W derart aufnimmt, dass diese sich in der Anordnungsrichtung der Batteriezellen erstrecken, und mehrere Verbindungsbereiche 8 auf, die die Stromschienenhalteeinheiten 10 mit dem Kabelführungsbereich 7 verbinden. Der Kabelführungskörper 20 ist als eine integrale Komponente unter Anwendung eines isolierenden Harzes derart durch Verguß hergestellt, dass die Stromschienenhalteeinheiten 10 an den vorderen Enden der Verbindungsbereiche 8 vorgesehen sind, die mit regelmäßigem Abstand wie die Zähne eines Kammes in der Längsrichtung des Kabelführungsbereichs 7 angeordnet sind.
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Die Stromschienen 6 werden von den jeweiligen Stromschienenhalteeinheiten 10 des Kabelführungskörpers 20 gehalten. Jede Stromschienenhalteeinheit 10 ist aus einer Bodenwand in Form einer rechteckigen Platte 11, die einen zentralen Bereich der zugehörigen Stromschiene 6 in der Längsrichtung trägt, einer Trennwand 13, die sich aus einem Bereich (einer Kante) der Umfangskante der Bodenwand 11 aufrecht erstreckt ist, einem Verriegelungsbereich bzw. Arretierungsbereich 15, der in der Trennwand 13 vorgesehen ist, einem zylindrischen ersten Vorsprung 21, der senkrecht aus der Bodenwand 11 hervorsteht, und einem zweiten Vorsprung 23 und einem dritten Vorsprung 25 aufgebaut, die senkrecht aus der Bodenwand 11 so hervorstehen, dass sie liniensymmetrisch bzw. achsensymmetrisch zueinander in Bezug zu einer geraden Linie liegen, die durch den ersten Vorsprung 21 verläuft. Auf diese Weise bildet jede Stromschienenhalteeinheit 10 eine Stromschienenhaltestruktur.
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Das bodenseitige Ende der Trennwand 13 hängt mit der einen Kante der Bodenwand 11 zusammen, wohingegen ihr oberer Bereich mit dem vorderen Ende des zugehörigen Verbindungsbereichs 8 zusammenhängt. Ein Positionierstift 85, der in eine Positionieröffnung 100 des zugehörigen Spannungserfassungsanschlusses 9 (später beschrieben) einzupassen ist, steht aus der Oberseite der Trennwand 13 hervor.
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Der Verriegelungsbereich 15, der in der Trennwand 13 zur Verriegelung bzw. Arretierung eines Seitenendbereichs der zugehörigen Stromschiene 6 an dem Kabelführungskörper 20 vorgesehen ist, ist ein Verriegelungsstift, der an dem vorderen Ende mit einem nagelförmigen Stromschienenverriegelungsvorsprung 15a versehen ist, der in geringem Maße zur Seite der Bodenwand 11 hin hervorsteht. Der Verriegelungsbereich 15 ist so angeordnet, dass er für die Position der Bodenwand 11 geeignet ist, und ist ferner mit dem Stromschienenverriegelungsvorsprung 15a an einer Position versehen, die von der Bodenwand 11 in ihrer Höhenrichtung mit einem Abstand angeordnet ist, der der Dicke der Stromschiene 6 entspricht. Das heißt, wie in 3B gezeigt ist, eine Höhenabmessung h für den Stromschienenverriegelungsvorsprung 15a ist in Abhängigkeit von der Bodenwand 11 festgelegt.
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Wie in 3A gezeigt ist, ist der erste Vorsprung 21, der senkrecht aus der Bodenwand 11 hervorsteht, ein Zylinder mit einem Außendurchmesser d und ist in das Durchgangsloch 61 der zugehörigen Stromschiene 6 eingepasst. Das Durchgangsloch 61 der Stromschiene 6 ist eine kreisförmige Öffnung mit einem Innendurchmesser D.
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Wie in 3B gezeigt ist, ist der Befestigungsspalt zwischen dem ersten Vorsprung 21 und dem Durchgangsloch 61 so festgelegt, dass sich der Seitenendbereich der Stromschiene 6 von dem Stromschienenverriegelungsvorsprung 15a nicht löst bzw. entriegelt, indem der Neigungswinkel der Stromschiene 6 in Bezug zu dem ersten Vorsprung 21 begrenzt wird.
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Genauer gesagt, durch geeignetes Festlegen des Außendurchmessers d des ersten Vorsprungs 21 und des Innendurchmessers D des Durchgangslochs 61 wird der Befestigungsspalt zwischen dem ersten Vorsprung 21 und dem Durchgangsloch 61 geeignet festgelegt und der Neigungswinkel der Stromschiene 6 in Bezug zu dem ersten Vorsprung 21 wird entsprechend festgelegt. Ferner wird durch geeignetes Festlegen der Höhe d des Stromschienenverriegelungsvorsprungs 15a in Bezug zu der Bodenwand 11 eine notwendige Überlappung zwischen dem Stromschienenverriegelungsvorsprung 15a und dem Seitenendbereich der Stromschiene 6 gewährleistet, wenn die Stromschiene 6 geneigt wird. Somit löst sich die Stromschiene 6 nicht von der Stromschienenhalteeinheit 10.
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Ferner sind, wie in 2 gezeigt ist, der zweite Vorsprung 23 und der dritte Vorsprung 25, die aus der Bodenwand 11 derart senkrecht hervorstehen, dass sie zueinander in Bezug zu einer durch den ersten Vorsprung 21 verlaufenden geraden Linie liniensymmetrisch sind, mit dem Paar aus Eingriffsbereichen 63 entsprechend in Eingriff, die Ausschnitte benachbart zu den gegenüberliegenden längeren Kanten der zugehörigen Stromschiene 6 sind. Der zweite Vorsprung 23 steht senkrecht aus der Bodenwand 11 an ihrer vorderseitigen Kante hervor, und der dritte Vorsprung 25 steht aus der Bodenwand 11 an ihrer basisseitigen Kante senkrecht so hervor, dass er mit der Trennwand 13 eine Einheit bildet. Da die zwei Eingriffsbereiche 63 der Stromschiene 6 entsprechend mit dem zweiten Vorsprung 23 und dem dritten Vorsprung 25 in Eingriff sind, wird eine Drehung der Stromschiene 6 um den zylindrischen ersten Vorsprung 21 herum begrenzt und somit wird die Stromschiene 6 zuverlässig positioniert.
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Ein Spannungserfassungsanschluss 9, der mit einem Ende eines Spannungserfassungskabels W verbunden ist, ist in dem zugehörigen Verbindungsbereich 8 vorgesehen, der mit dem oberen Bereich der Trennwand 13 verbunden ist. Ein dem Verbindungsbereich 8 gegenüberliegendes Paar aus Seitenwänden 81A und 81 B bildet einen Aufnahmeraum zur Aufnahme eines Kabelverbindungsbereichs 93 des Spannungserfassungsanschlusses 9. Ein temporärer Haltebereich 99 des Spannungserfassungsanschlusses 9, der zwischen den Seitenwänden 81A und 81 B gehalten wird und der in dem Verbindungsbereich 8 vorgesehen ist, wird temporär von der zugehörigen Stromschienenhalteeinheit 10 gehalten.
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Jeder Spannungserfassungsanschluss 9 ist im Querschnitt kurbelförmig bzw. hebelförmig und hat einen elektrischen Verbindungsbereich 91, der mit der zugehörigen Stromschiene 6 zu verschweißen ist, hat ferner den Kabelverbindungsbereich 93, der mit dem zugehörigen Spannungserfassungskabel W verbunden ist und hat den temporären Haltebereich 99, der den elektrischen Verbindungsbereich 91 und den Kabelverbindungsbereich 93 verbindet und zeitweilig an der zugehörigen Stromschienenhalteeinheit 10 zu befestigen ist.
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Der elektrische Verbindungsbereich 91 ist wie eine rechteckige flache Platte geformt und ist mit der Oberseite der Stromschiene 6 durch beispielsweise Laser-Schweißung zu verschweißen. Der Kabelverbindungsbereich 93 hat einen Leiterverpressbereich 94, der mit einem Kernkabelbereich, der durch Ablösen einer isolierenden Abdeckung eines Anschlussbereichs des Spannungserfassungskabels W freigelegt ist, zu verpressen ist, und einen Mantelverpressbereich 92, der mit dem Spannungserfassungskabel W über den isolierenden Mantel zu verpressen ist. Der temporäre Haltebereich 99 ist so positioniert, dass er zwischen den Seitenwänden 81A und 81 B des zugehörigen Verbindungsbereichs 8 gehalten wird, und eine Positionieröffnung 100 ist im Eingriff mit dem Positionierstift 85.
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Der Kabelführungsbereich 7 ist aus einer Bodenwand in der Art einer rechteckigen Platte 73 und einem Paar aus Seitenwänden 75A und 75B, die senkrecht aus den jeweiligen Kanten der Bodenwand 73 gebildet sind, die in der Breitenrichtung einander gegenüberliegen, aufgebaut, und dieser ist somit im Querschnitt wie eine U-förmige Rinne ausgebildet.
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Der Kabelführungsbereich 7 ist auf einer Seite der Stromschienenhalteeinheiten 10 so angeordnet, dass er sich in ihrer Anordnungsrichtung erstreckt und ist mit den Stromschienenhalteeinheiten 10 über die jeweiligen Verbindungsbereiche 8 verbunden. Der Kabelführungsbereich 7 bildet einen Verlegeraumbereich zum Führen der Spannungserfassungskabel W in der Batteriezellenanordnungsrichtung, die aus den jeweiligen Verbindungsbereichen 8 herausgeführt sind.
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Die Seitenwände 75A und 75B des Kabelführungsbereichs 7 können mit Kabelverpressbereichen, die als Einheit an ihren oberen Rändern entsprechend ausgebildet sind, versehen sein. Als eine weitere Alternative kann der Kabelführungsbereich 7 mit einem Deckel in der Art einer rechteckigen Platte abgedeckt sein, so dass seine Oberseitenöffnung verschlossen ist. Der Deckel ist schwenkbar vorgesehen, so dass ein Teil einer seiner zwei Endbereiche auf der längeren Seite mit der einen Seitenwand 75A durch ein Scharnier verbunden ist.
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Jedes Spannungserfassungskabel W, das in dem Verlegeraumbereich des Kabelführungsbereichs 7 zu führen ist, ist ein ummanteltes Kabel, in welchem eine Kernleitung (Leiter) von einer isolierenden Abdeckung ummantelt ist. Der Kabelführungsbereich 93 jedes Spannungserfassungsanschlusses 9 wird mit einem Endbereich des zugehörigen Spannungserfassungskabels W verpresst. Der andere Endbereich des Spannungserfassungskabels W wird mit einer Spannungserfassungsschaltung (nicht gezeigt) verbunden.
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Die in der Ausführungsform verwendeten Spannungserfassungskabel sind nicht auf ummantelte Kabel beschränkt, wie sie in der Ausführungsform verwendet sind. Jedes Spannungserfassungskabel kann eine beliebige andere Art von elektrischem Kabel sein, etwa eines, in welchem ein einziger Draht (Leiter) mit einer isolierenden Abdeckung ummantelt ist, oder ein Flachkabel.
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Wie zuvor beschrieben ist, ist in jeder Stromschienenhaltestruktur des Stromschienenmoduls 1 gemäß der Ausführungsform, wie in 3A gezeigt ist, der Befestigungsspalt zwischen dem ersten Vorsprung 21 und dem Durchgangsloch 61 durch geeignete Einstellung des Außendurchmessers d des ersten Vorsprungs 21, der senkrecht aus der Bodenwand 11 der Stromschienenhalteeinheit 10 hervorsteht, und des Innendurchmessers D des Durchgangslochs 61 der Stromschiene 6 festgelegt. Und die Höhe h des Stromschienenverriegelungsvorsprungs 15a des Verriegelungsbereichs 15 in Bezug zu der Bodenwand 11 ist in geeigneter Weise festgelegt. Die Stromschiene 6 kann bereits ausschließlich mittels dieser Maßnahmen zuverlässig von dem Kabelführungskörper 20 festgehalten werden.
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Folglich erfordert der Kabelführungskörper 20, der in der Ausführungsform verwendet wird, keine Umfangswand, die jede Stromschiene 6 umgibt, und somit kann der Körper in seiner Größe miniaturisiert werden, wodurch eine Verringerung der Kosten und des Gewichts möglich ist. Da ferner nur ein einziger Verriegelungsbereich 15 vorhanden ist, der beim Einführen einen Widerstand hervorruft, wenn die Stromschiene 6 eingeführt wird, bis sie mit der Bodenwand 11 in Kontakt tritt, kann die Kraft, die zum Einführen der Stromschiene erforderlich ist, kleiner sein als in konventionellen Fällen.
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In jeder Stromschienenhaltestruktur des Stromschienenmoduls 1 gemäß der Ausführungsform seht, wie in 2 gezeigt ist, der zweite Vorsprung 23, der mit den Eingriffsbereichen 63 der zugehörigen Stromschiene 6 in Eingriff treten soll, senkrecht aus der Bodenwand 11 der Stromschienenhalteeinheit 10 hervor. Daher wird eine Drehung der Stromschiene 6 um den ersten Vorsprung 21 herum durch den ersten Vorsprung 21 und den zweiten Vorsprung 23 begrenzt, die senkrecht aus der Bodenwand 11 hervorstehen, wodurch die Stromschiene 6 zuverlässig in Position gehalten wird.
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Wenn folglich beispielsweise die Stromschiene 6 mit einem positiven Anschluss 4 und einem negativen Anschluss 5 durch Ultraschall-Schweißung verschweißt wird, kann das Ereignis verhindert werden, dass die Stromschiene 6 aufgrund der Schwingung eines Schallgebers gedreht wird, und es kann verhindert werden, dass keine ausreichende Menge an Ultraschall-Schwingungsenergie die zu schweißenden Bereiche erreicht. In einem weiteren Falle, in welchem jede Stromschiene Strom in einem Zustand führt, in welchem sie zwischen Muttern und Batterieelektrodenoberseiten eingeschlossen ist, kann der Fall in ähnlicher Weise verhindert werden, dass die Stromschiene zusammen mit jeder Mutter aufgrund des Drehmoments verdreht wird, das erzeugt wird, wenn die Mutter mit der Elektrode verschraubt wird, und es kann verhindert werden, dass keine ausreichende Befestigungskraft erreicht wird.
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Ferner ist in jeder Stromschienenhaltestruktur des Stromschienenmoduls 1 gemäß der Ausführungsform das Durchgangsloch 61 durch die Stromschiene 6 in der Mitte ausgebildet und die längeren Kanten der Stromschiene 6 sind mit dem Paar aus Eingriffsbereichen 63 versehen, die zueinander in Bezug zu einer durch das Durchgangsloch 61 verlaufenden geraden Linie liniensymmetrisch sind. Und der zweite Vorsprung 23 und der dritte Vorsprung 25 stehen senkrecht aus der Bodenwand 11 hervor derart, dass sie zueinander in Bezug zu der durch den ersten Vorsprung 21 verlaufenden geraden Linie liniensymmetrisch sind.
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Wenn daher der erste Vorsprung 21 in das Durchgangsloch 61 der Stromschiene 6 eingeführt wird, treten die beiden Eingriffsbereiche 63 entsprechend mit dem zweiten Vorsprung 23 und dem dritten Vorsprung 25 in Eingriff. Wenn folglich jede Stromschiene 6 von dem Kabelführungskörper 20 gehalten wird, ist die Befestigungsrichtung der Stromschiene 6 nicht beschränkt und die Effizienz beim Montagevorgang wird dadurch erhöht.
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Somit können in der Stromschienenhaltestruktur gemäß der Ausführungsform unzweckmäßige Bereiche weggelassen werden, wobei dennoch die Positionierung und dergleichen der Stromschiene 4 gewährleistet ist, und dadurch können die Größe, das Gewicht und die Herstellungskosten des Stromschienenmoduls 1 reduziert werden.
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Obwohl beispielsweise in der Ausführungsform der erste Vorsprung 21 im Querschnitt kreisförmig ist und das Durchgangsloch 61 kreisförmig ist, ist die Erfindung nicht auf diesen Fall beschränkt; diese Elemente können diverse andere Formen, etwa die Form eines Polygons oder einer Ellipse, haben. Durch Verwendung eines ersten Vorsprungs, der im Querschnitt nicht kreisförmig ist und eines Durchgangslochs, das eine nicht kreisförmige Form hat, die der Querschnittsform des ersten Vorsprungs entspricht, kann eine Drehung jeder Stromschiene verhindert werden.
