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Querverweis auf verwandte Anmeldung(en)
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Die vorliegende Erfindung beansprucht die Priorität der am 18. Dezember 2015 in Japan eingereichten japanischen Patentanmeldungs-Nr.
2015-248, 012 (publiziert als
JP 2017- 112 067 A ) deren gesamter Inhalt hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.
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Hintergrund der Erfindung
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1. Gegenstand der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Stromschienenmodulen und ein Verfahren zur Herstellung eine Batterie-Packs.
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2. Beschreibung des Stands der Technik
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Herkömmliche Elektro- und Hybridfahrzeuge umfassen ein Batteriemodul, das aus vielen Batteriezellen, die nebeneinander angeordnet sind und beispielsweise in Hinblick auf die Ausgangsleistung und den Ansteuerbereich in Reihe oder parallel geschaltet sind, gebildet ist. Die Batteriezellen des Batteriemoduls sind derart nebeneinander angeordnet, dass die jeweils einen der zwei Elektrodenanschlüsse einer jeder Zelle linear miteinander ausgerichtet sind, und die jeweils anderen der zwei Elektrodenanschlüsse einer jeder Zelle linear miteinander ausgerichtet sind. Das Batteriemodul ist in einem Gehäuse untergebracht, wobei die Zellen in Kammern in dem Gehäuse angeordnet sind. Das Batteriemodul bildet zusammen mit anderen Komponenten, wie beispielsweise ein Stromschienenmodul, ein Batterie-Pack. Das Stromschienenmodul ist beispielsweise für jeden Satz von linear angeordneten Elektrodenanschlüssen vorgesehen. Das Stromschienenmodul umfasst wenigstens eine Vielzahl von Stromschienen, die jeweils elektrisch mit den Elektrodenanschlüssen der benachbarten Batteriezellen verbunden sind, und eine Vielzahl von linearen Leitern, die nacheinander für die Stromschienen vorgesehen sind und mit den Stromschienen elektrisch verbunden sind (siehe beispielsweise
WO 2015/099 070 A1 ). Ein solches Stromschienenmodul wird durch Extrusion eines isolierenden Abdeckmaterials zusammen mit einer Vielzahl von linearen Leitern und einem ebenen Leiter, aus dem die Stromschienen gebildet werden, hergestellt. Das isolierende Abdeckmaterial bedeckt die linearen Leiter und verbindet die linearen Leiter mit den Stromschienen.
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Jedoch erzeugen der herkömmliche Prozess zur Herstellung von Stromschienenmodulen und der herkömmliche Prozess zur Herstellung eines Batterie-Packs, das ein Batteriemodul umfasst, das mit den Stromschienenmodulen verwendet wird, einen Schneidabfall, der von dem ebenen Leiter und den linearen Leitern stammt.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung wurde angesichts des obigen Problems konzipiert, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von Stromschienenmodulen sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Batterie-Packs bereitzustellen, die den Schneidabfall eines ebenen Leiters und eines linearen Leiters bei der Herstellung der Stromschienenmodule und des Batterie-Pack verringern können.
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Zur Erzielung der zuvor erwähnten Aufgabe umfasst ein Verfahren zur Herstellung von Stromschienenmodulen gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung einen Abdeckschritt, um eine Vielzahl von ersten linearen Leitern auf einer Seite und eine Vielzahl von zweiten linearen Leitern auf der anderen Seite über einen langen ebenen Leiter hinweg anzuordnen und ein isolierendes Abdeckmaterial zu extrudieren, um die ersten linearen Leiter zu bedecken und die ersten linearen Leiter mithilfe des isolierenden Abdeckmaterials mit dem ebenen Leiter zu verbinden und um die zweiten linearen Leiter zu bedecken und die zweiten linearen Leiter mithilfe des isolierenden Abdeckungsmaterials mit dem ebenen Leiter zu verbinden; und einen Schneideschritt, um den ebenen Leiter entlang erster Schneidelinien, zweiter Schneidelinien und dritter Schneidelinien, die im Voraus festgelegt worden sind, zu schneiden, um eine Vielzahl von Stromschienen zu bilden, und um ein erstes Stromschienenmodul, das die ersten linearen Leiter und die mit den ersten linearen Leitern verbundenen Stromschienen umfasst, und ein zweites Stromschienenmodul, das die zweiten linearen Leiter und die mit den zweiten linearen Leitern verbundenen Stromschienen umfasst, zu bilden, wobei die ersten Schneidelinien Schneidelinien sind, die sich in einer Richtung orthogonal zu einer Längsrichtung des ebenen Leiters erstrecken und entlang derer der ebene Leiter geschnitten wird, um die Stromschienen zu bilden, die zweiten Schneidelinien Schneidelinien sind, die sich in Längsrichtung des ebenen Leiters erstrecken und entlang derer jeder zweite einer Vielzahl von Verbindungsabschnitten ausgeschnitten ist, wobei die Verbindungsabschnitte Abschnitte sind, an denen die Stromschienen mithilfe des isolierenden Abdeckungsmaterials mit den ersten linearen Leitern verbunden sind, und die dritten Schneidelinien Schneidelinien sind, die sich in Längsrichtung des ebenen Leiters erstrecken und entlang derer eine Vielzahl von Verbindungsabschnitten ausgeschnitten sind, wobei die Verbindungsabschnitte Abschnitte sind, an denen andere Stromschienen als die an den zweiten Schneidelinien angeordneten Stromschienen mithilfe des isolierenden Abdeckungsmaterials mit den zweiten linearen Leitern verbunden sind.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung werden in dem Verfahren zur Herstellung von Stromschienenmodulen vorzugsweise die ersten Schneidelinien so festgelegt, dass ein Abstand zwischen den Stromschienen in einer Ausrichtungsrichtung der Stromschienen länger als ein Abstand zwischen Elektrodenanschlüssen, die mit den Stromschienen verbunden sind, ist.
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Gemäß einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird in dem Verfahren zur Herstellung von Stromschienenmodulen vorzugsweise das Schneiden entlang der ersten Schneidelinien, der zweiten Schneidelinien, der dritten Schneidelinien und vierter Schneidelinien durchgeführt wird, die im Voraus festgelegt worden sind, wobei die vierten Schneidelinien Schneidelinien sind, die zumindest an einem Bereich jeder Stromschiene angeordnet sind, wobei der Bereich ein anderer als ein Verbindungsabschnitt ist, an dem die Stromschiene mit den ersten linearen Leitern oder den zweiten linearen Leitern verbunden ist und entlang dessen Teile aus den Stromschienen ausgeschnitten werden, wobei einer der Abschnitte von einem Ende der Stromschiene in einer Ausrichtungsrichtung der Stromschienen ausgeschnitten wird und ein anderer Abschnitt von einem anderen Ende der Stromschiene in der Ausrichtungsrichtung der Stromschienen ausgeschnitten wird.
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Gemäß einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zur Herstellung eines Batterie-Packs einen Abdeckschritt, um eine Vielzahl von ersten linearen Leitern auf einer Seite und eine Vielzahl von zweiten linearen Leitern auf der anderen Seite über einen langen ebenen Leiter hinweg anzuordnen und ein isolierendes Abdeckmaterial zu extrudieren, um die ersten linearen Leiter zu bedecken und die ersten linearen Leiter mithilfe des isolierenden Abdeckmaterials mit dem ebenen Leiter zu verbinden und um die zweiten linearen Leiter zu bedecken und die zweiten linearen Leiter mithilfe des isolierenden Abdeckungsmaterials mit dem ebenen Leiter zu verbinden; einen Schneideschritt, um den ebenen Leiter entlang erster Schneidelinien, zweiter Schneidelinien und dritter Schneidelinien, die im Voraus festgelegt worden sind, zu schneiden, um eine Vielzahl von Stromschienen zu bilden, und um ein erstes Stromschienenmodul, das die ersten linearen Leiter und die mit den ersten linearen Leitern verbundenen Stromschienen umfasst, und ein zweites Stromschienenmodul, das die zweiten linearen Leiter und die mit den zweiten linearen Leitern verbundenen Stromschienen umfasst, zu bilden, einen Verbindungsschritt zum elektrischen Verbinden der ersten linearen Leiter mit den entsprechenden Stromschienen des ersten Stromschienenmoduls und zum elektrischen Verbinden der zweiten linearen Leiter mit den entsprechenden Stromschienen des zweiten Stromschienenmoduls; und einen Kopplungsschritt zum Verbinden der Verbindungsabschnitte der Stromschienen des ersten Stromschienenmoduls und/oder des zweiten Stromschienenmoduls mit Elektrodenanschlüssen eines Batteriemoduls, das aus einer Vielzahl von Batteriezellen gebildet ist, wobei die ersten Schneidelinien Schneidelinien sind, die sich in einer Richtung orthogonal zu einer Längsrichtung des ebenen Leiters erstrecken und entlang derer der ebene Leiter geschnitten wird, um die Stromschienen zu bilden, die zweiten Schneidelinien Schneidelinien sind, die sich in Längsrichtung des ebenen Leiters erstrecken und entlang derer jeder zweite einer Vielzahl von Verbindungsabschnitten ausgeschnitten ist, wobei die Verbindungsabschnitte Abschnitte sind, an denen die Stromschienen mithilfe des isolierenden Abdeckungsmaterials mit den ersten linearen Leitern verbunden sind, und die dritten Schneidelinien Schneidelinien sind, die sich in Längsrichtung des ebenen Leiters erstrecken und entlang derer eine Vielzahl von Verbindungsabschnitten ausgeschnitten sind, wobei die Verbindungsabschnitte Abschnitte sind, an denen andere Stromschienen als die an den zweiten Schneidelinien angeordneten Stromschienen mithilfe des isolierenden Abdeckungsmaterials mit den zweiten linearen Leitern verbunden sind.
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Das Vorstehende sowie weitere Aufgaben, Merkmale, Vorteile und die technische sowie industrielle Bedeutung dieser Erfindung werden durch Lesen der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wenn diese in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gelesen wird, deutlicher.
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Figurenliste
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- 1 zeigt eine Vorderansicht eines Beispiels einer Konfiguration der Hauptkomponenten eines Batterie-Packs, das durch ein Verfahren zur Herstellung eines Batterie-Packs gemäß einer Ausführungsform hergestellt wird;
- 2 zeigt eine Draufsicht eines Anordnungsschritts zur Bildung von Stromschienenmodulen gemäß der Ausführungsform;
- 3 zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A in 2;
- 4 zeigt eine Draufsicht eines Abdeckschritts zur Bildung der Stromschienenmodule gemäß der Ausführungsform;
- 5 zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B in 4;
- 6 zeigt eine Draufsicht eines Beispiels eines Schneideliniensatzes für die Stromschienenmodule gemäß der Ausführungsform;
- 7 zeigt eine Draufsicht eines ersten Schneideschritts für die Stromschienenmodule gemäß der Ausführungsform;
- 8 zeigt eine Draufsicht eines zweiten Schneideschritts für die Stromschienenmodule gemäß der Ausführungsform;
- 9 zeigt eine Draufsicht eines Verbindungsschritts für die Stromschienenmodule gemäß der Ausführungsform;
- 10 zeigt ein Flussdiagramm, das das Verfahren zur Herstellung der Stromschienenmodule gemäß der Ausführungsform darstellt;
- 11 zeigt eine Vorderansicht eines Beispiels einer Konfiguration der Hauptkomponenten eines Batterie-Packs, das durch ein Verfahren zur Herstellung eines Batterie-Packs gemäß einer Modifikation der Ausführungsform hergestellt wird;
- 12 zeigt eine Draufsicht eines Beispiels eines Schneideliniensatzes für die Stromschienenmodule gemäß der Modifikation;
- 13 zeigt eine Draufsicht eines ersten Schneideschritts für die Stromschienenmodule gemäß der Modifikation;
- 14 zeigt eine Draufsicht eines zweiten Schneideschritts und eines Krümmungsschritts für die Stromschienenmodule gemäß der Modifikation; und
- 15 zeigt eine Draufsicht eines Verbindungsschritts für die Stromschienenmodule gemäß der Modifikation;
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Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
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Im Nachfolgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen detailliert beschrieben. Der Inhalt, der in der nachfolgenden Ausführungsform beschrieben wird, soll den Umfang der vorliegenden Erfindung nicht einschränken. Die im Nachfolgenden beschriebenen Komponenten umfassen Komponenten, die leicht von einem Fachmann erdacht werden können, oder Komponenten, die im Wesentlichen gleich sind.
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Die im Nachfolgenden beschriebenen Konfigurationen können je nach Bedarf miteinander kombiniert werden. Darüberhinaus können Auslassungen, Ersetzungen oder Änderungen der Konfigurationen durchgeführt werden, ohne vom Kern der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Ausführungsform
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Zunächst wird ein Verfahren zur Herstellung von Stromschienenmodulen und ein Verfahren zur Herstellung eines Batterie-Packs gemäß einer Ausführungsform beschrieben. Ein Batterie-Pack 1 wird gemäß dem Verfahren zur Herstellung eines Batterie-Packs gemäß der Ausführungsform hergestellt. Das Batterie-Pack 1 ist eine fahrzeugseitige Batterie für ein Fahrzeug, wie beispielsweise ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug, und umfasst ein Batteriemodul 10 und ein Stromschienenmodul 20, wie in 1 dargestellt. Das Batteriemodul 10 ist eine Anordnung, die aus einer Vielzahl von Batteriezellen 11 gebildet ist. Das Stromschienenmodul 20 ist eine Anordnung, die aus einer Vielzahl von Stromschienen 40 und einem Flachkabel 30 gebildet ist. Das Stromschienenmodul 20 verbindet die Batteriezellen 11 des Batteriemoduls 10 elektrisch in Reihe oder parallel. Der Batterie-Pack 1 umfasst ein Gehäuse (nicht dargestellt), und das Batteriemodul 10 ist in dem Gehäuse untergebracht, wobei die Batteriezellen 11 in Kammern in dem Gehäuse angeordnet sind.
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Jede Batteriezelle 11 weist zwei Elektrodenanschlüsse 13 an einem Ende eines Zellenkörpers 12 auf. Der Zellenkörper 12 der Batteriezelle 11 umfasst beispielsweise eine rechteckige Parallelepipedform, und die Elektrodenanschlüsse 13 sind auf einer Oberfläche des Zellenkörpers 12 angeordnet. In diesem Beispiel liegt die Oberfläche, auf der Elektrodenanschlüsse 13 angeordnet sind, der oberen Seite des Fahrzeugs gegenüber. Die Batteriezelle 11 weist zwei ebene Elektrodenanschlüsse 13, die an beiden Enden der Oberfläche in der Längsrichtung davon angeordnet sind, auf. Einer der Elektrodenanschlüsse 13 ist ein positiver Elektrodenanschluss und der andere ist ein negativer Elektrodenanschluss.
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Die Batteriezellen 11 des Batteriemoduls 10 sind nebeneinander derart angeordnet, dass die jeweils einen der zwei Elektrodenanschlüsse 13 einer jeder Zelle 11 linear miteinander ausgerichtet sind und die jeweils anderen der zwei Elektrodenanschlüsse 13 einer jeder Zelle 11 linear miteinander ausgerichtet sind. Mit anderen Worten bilden die Batteriezellen 11 das Batteriemodul 10 und weisen eine imaginäre rechteckige Parallelepipedform auf, und das Batteriemodul 10 weist zwei Elektrodenanschlusssätze 14 auf, die jeweils aus den Elektrodenanschlüssen 13 gebildet sind, die linear auf einer Fläche der rechteckigen Parallelepipedform ausgerichtet sind. Ein Elektrodenanschlusssatz 14 des Batteriemoduls 10 kann aus positiven Elektrodenanschlüssen 13 und negativen Elektrodenanschlüssen 13, die abwechselnd in einer Reihe angeordnet sind, gebildet sein oder aus nur positiven Elektrodenanschlüssen 13 oder nur negativen Elektrodenanschlüssen 13, die in einer Reihe angeordnet sind, gebildet sein. Das Batterie-Pack 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst das Stromschienenmodul 20, das für jeden Elektrodenanschlusssatz 14 vorgesehen ist.
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Das Stromschienenmodul 20 wird durch das Verfahren zur Herstellung eines Stromschienenmoduls gemäß der vorliegenden Ausführungsform hergestellt und umfasst ein Flachkabel 30 und die Stromschienen 40, wie zuvor beschrieben. Die Stromschienen 40 sind in einer Richtung, in der die Elektrodenanschlüsse 13 ausgerichtet sind, ausgerichtet und werden durch einen Stromschienenhalter 33 des Flachkabels 30, der später beschrieben wird, gehalten. Die Richtung, in der die Stromschienen 40 ausgerichtet sind, wird als eine Ausrichtungsrichtung der Stromschienen 40 bezeichnet. Eine Richtung orthogonal zu der Ausrichtungsrichtung der Stromschienen 40 auf einer imaginären Ebene, die aus einer Vielzahl von linearen Leitern 31 des Flachkabels 30, das später beschrieben wird, gebildet ist, wird als eine orthogonale Ausrichtungsrichtung der Stromschienen 40 bezeichnet. Die Elektrodenanschlüsse 13 eines jeden Elektrodenanschlusssatzes 14 der Batteriezellen 11 sind in der gleichen Richtung wie die Ausrichtungsrichtung der Stromschienen 40 ausgerichtet.
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Das Flachkabel 30 hält die Stromschienen 40 und verbindet die Stromschienen 40 elektrisch mit einem Verbinder 50 (siehe 9) des Flachkabels 30. Das Flachkabel 30 umfasst eine Vielzahl von linearen Leitern 31, eine Abdeckung 32, die die linearen Leiter 31 bedeckt, und den Stromschienenhalter 33, der die Stromschienen 40 hält. Die Abdeckung 32 und der Stromschienenhalter 33 des Flachkabels 30 sind aus einem isolierenden Abdeckmaterial 4, das später beschrieben wird, gebildet. Der Verbinder 50 des Flachkabels 30 ist an einem Gegenverbinder (nicht dargestellt) befestigt, und somit sind alle linearen Leiter 31 mit den Leitern des Gegenverbinders verbunden. Das Flachkabel 30 kann mit den Gegenleitern durch Schweißen verbunden werden, ohne den Verbinder 50 zu verwenden. Das Flachkabel 30 wird im Nachfolgenden detailliert beschrieben.
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Die linearen Leiter 31 werden beispielsweise zur Erfassung der Spannung der Batteriezellen 11 als Spannungserfassungsleitungen verwendet. Die linearen Leiter 31 sind beispielsweise aus einer Kupferlegierung oder einer Aluminiumlegierung gebildet und flexibel genug, um durch Biegen bearbeitet zu werden. Die linearen Leiter 31 können einzelne Drähte sein, wie beispielsweise flache Leiter oder runde Leiter, Litzendrähte, oder andere Arten von Leitern umfassen. Die linearen Leiter 31 sind vorzugsweise nacheinander für die Stromschienen 40 vorgesehen. Die linearen Leiter 31 sind auf der gleichen Ebene angeordnet, wobei deren Achsen sich in die gleiche Richtung und mit einem gewissen Zwischenraum in der Richtung orthogonal zur Axialrichtung erstrecken. Die Axialrichtung der linearen Leiter 31 stimmt mit der Ausrichtungsrichtung der Stromschienen 40 überein. Die linearen Leiter 31 sind derart angeordnet, dass die imaginäre Ebene, die durch die linearen Leiter 31 gebildet wird, im Wesentlichen parallel zur oberen Fläche einer jeden Stromschiene 40 verläuft. Kann lediglich eine begrenzte Anzahl der linearen Leiter 31 auf der gleichen Ebene angeordnet werden, können die linearen Leiter 31 in Form eines Stapels derart angeordnet werden, dass eine bestimmte Anzahl der linearen Leiter 31, die in Form eines Satzes auf der gleichen Ebene angeordnet sind, in der Richtung orthogonal zu der Ebene gestapelt werden.
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Die Abdeckung 32 bedeckt die linearen Leiter 31 und ist aus einem isolierenden Abdeckmaterial 4 gebildet. Das isolierende Abdeckmaterial 4 ist beispielsweise aus einem synthetischen Harz mit isolierender Eigenschaft und Flexibilität gebildet. Das isolierende Abdeckmaterial 4 besteht zum Beispiel aus einem Kunstharz (isolierendes Abdeckmaterial) wie Polypropylen (PP), Polyvinylchlorid (PVC), Polybutylenterephthalat (PBT) oder Polyethylenterephthalat (PET). Die Abdeckung 32 bedeckt die linearen Leiter 31, ohne deren zuvor beschriebene Anordnung zu ändern. Die Abdeckung 32 bedeckt die linearen Leiter 31 mit einem bestimmten Zwischenraum dazwischen und integriert diese. Beispielsweise umfasst die Abdeckung 32 einen kreisförmigen Rohrabschnitt, der die einzelnen linearen Leiter 31 bedeckt, und einen rechteckigen flachen Abschnitt, der benachbarte kreisförmige Rohrabschnitte miteinander verbindet.
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Der Stromschienenhalter 33 wiest eine ebene Rechtecksform auf und ist aus dem isolierenden Abdeckmaterial 4 gebildet. Der Stromschienenhalter 33 erstreckt sich auf der zuvor erwähnten imaginären Ebene von einem Ende der Abdeckung 32 in der Nähe der Stromschienen 40 zu der Richtung orthogonal zur Axialrichtung der linearen Leiter 31. Der Stromschienenhalter 33 hält die Stromschienen 40 an einem von der Abdeckung 32 entfernten Ende. Die Abschnitte des Stromschienenhalters 33, an denen die Stromschienen 40 mit dem Stromschienenhalter 33 verbunden sind, dienen als Verbindungsabschnitte 330 (siehe 6). Einige der Verbindungsabschnitte 330 des Stromschienenhalters 33 sind abgeschnitten, wie später beschrieben wird.
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Jede Stromschiene 40 verbindet zwei benachbarte Elektrodenanschlüsse 13 in einem Elektrodenanschlusssatz 14 elektrisch miteinander. Die Stromschienen 40 sind in der Ausrichtungsrichtung der Elektrodenanschlüsse 13 des Elektrodenanschlusssatzes 14 ausgerichtet, und an dem Stromschienenhalter 33 des Flachkabels 30 befestigt. Die Stromschienen 40 werden durch Pressformen, wie beispielsweise Stanzen, gebildet, das auf einem ebenen Leiter durchgeführt wird, der ein Trägermaterial der Stromschienen 40 bildet, wie später beschrieben. Der ebene Leiter ist eine rechteckige, lange Metallplatte, die aus beispielsweise Kupfer, einer Kupferlegierung, Aluminium, einer Aluminiumlegierung, Gold oder Edelstahl (SUS) gebildet ist. Jede Stromschiene 40 weist eine ebene Rechtecksform auf und umfasst einen Basisabschnitt 41 und zwei Verbindungsabschnitte 42. Der Basisabschnitt 41 umfasst einen Basiskörper 411 und einen Halteabschnitt 43 (siehe 7). Die zwei Verbindungsabschnitte 42 einer jeden Stromschiene 40 sind in der Ausrichtungsrichtung der Stromschienen 40 angeordnet, wobei der Basiskörper 411 dazwischen angeordnet ist. Die zwei Verbindungsabschnitte 42 sind elektrisch mit den benachbarten Elektrodenanschlüssen 13 in einem Elektrodenanschlusssatz 14 verbunden. Der Halteabschnitt 43 ist an einem Ende einer jeder Stromschiene 40 in der Nähe des Flachkabels 30 in der orthogonalen Ausrichtungsrichtung der Stromschienen 40 angeordnet und wird durch den Stromschienenhalter 33 gehalten.
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Das Verfahren zur Herstellung von Stromschienenmodulen gemäß der Ausführungsform umfasst einen Abdeckschritt und einen Schneideschritt, wie in 10 dargestellt. Das Verfahren zur Herstellung eines Batterie-Packs umfasst zusätzlich zu den Schritten in dem Verfahren zur Herstellung von Stromschienenmodulen einen Verbindungsschritt und einen Kopplungsschritt.
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In dem Abdeckschritt werden die linearen Leiter 31 bedeckt, und die linearen Leiter 31 werden mit einem langen planaren Leiter 2, aus dem die Stromschienen 40 gebildet werden, integriert ausgebildet (Schritt S1). Im Anordnungsschritt werden beispielsweise, wie in den 2 und 3 gezeigt, mehrere erste lineare Leiter 31A auf einer Seite und mehrere zweite lineare Leiter 31B auf der anderen Seite über den ebenen Leiter 2 angeordnet. Die ersten und die zweiten linearen Leiter 31A und 31 B werden auf der gleichen Ebene angeordnet, wobei sich deren Achsen in die gleiche Richtung und mit einem bestimmten Zwischenraum dazwischen in der Richtung orthogonal zur Axialrichtung erstrecken. In dem Abdeckschritt, wie in den 4 und 5 gezeigt, wird das isolierende Abdeckmaterial extrudiert und die ersten linearen Leiter 31A mit dem isolierenden Abdeckmaterial 4 zur Bildung von bandähnlichen ersten linearen Leitern 31A bedeckt, und ein Ende der ersten linearen Leiter 31A, die sich in der Nähe des ebenen Leiters 2 befinden, wird mit dem isolierenden Abdeckmaterial 4 an den ebenen Leiter 2 gekoppelt. In dem Abdeckschritt werden die zweiten linearen Leiter 31B mit dem isolierenden Abdeckmaterial 4 zur Bildung bandähnlicher zweiter linearer Leiter 31B bedeckt, und ein Ende der zweiten linearen Leiter 31B, die sich in der Nähe des ebenen Leiters 2 befinden, wird mit dem isolierenden Abdeckmaterial 4 an den ebenen Leiter 2 gekoppelt. Insbesondere ist eine Vielzahl von Rollen, auf denen die Basismaterialien der ersten und der zweite linearen Leiter 31A und 31B gewickelt sind, und eine Rolle, auf der das Basismaterial des planaren Leiters 2 gewickelt ist, in einer bekannten Extrudiervorrichtung koaxial angeordnet. Beispielsweise ist das Basismaterial des ebenen Leiters 2 in der Extrudiervorrichtung zwischen dem Basismaterial der ersten linearen Leiter 31A und dem Basismaterial der zweiten linearen Leiter 31B angeordnet. Die Extrudiervorrichtung zieht die Basismaterialien der ersten und der zweiten linearen Leiter 31A und 31B und das Basismaterial des ebenen Leiters 2 von den entsprechenden Rollen und platziert diese Basismaterialien auf der gleichen Ebene. Die Basismaterialien werden parallel zueinander mit einem bestimmten Zwischenraum dazwischen in der Richtung orthogonal zur Axialrichtung der ersten und der zweiten linearen Leiter 31A und 31B angeordnet. Das isolierende Abdeckmaterial 4 wird zu den ersten und den zweiten linearen Leitern 31A und 31B und zu den Verbindungsabschnitten 330 zwischen dem ebenen Leiter 2 und den ersten linearen Leitern 31A und zwischen dem ebenen Leiter 2 und den zweiten linearen Leitern 31B extrudiert. In dem Abdeckschritt werden die ersten und die zweiten linearen Leiter 31A und 31B bedeckt, wobei ein Ende der ersten linearen Leiter 31A in der Nähe des ebenen Leiters 2 mit einem Ende des ebenen Leiters 2 in der Nähe der ersten linearen Leiter 31A verbunden wird, und ein Ende der zweiten linearen Leiter 31B in der Nähe des ebenen Leiters 2 mit einem Ende des ebenen Leiters 2 in der Nähe der zweiten linearen Leiter 31B verbunden wird, um dadurch einen flachen Schaltungskörper 3 zu bilden.
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Wie in den 6 und 7 gezeigt, wird in dem Schneideschritt der flache Schaltungskörper 3 entlang erster Schneidelinien L1, zweiter Schneidelinien L2 und dritter Schneidelinien L3 geschnitten, die im Voraus festgelegt worden sind, um ein erstes Stromschienenmodul 20A mit den ersten linearen Leitern 31A und den Stromschienen 40, die mit den ersten linearen Leitern 31A verbunden sind, und ein Stromschienenmodul 20B mit den zweiten linearen Leitern 31B und den Stromschienen 40, die mit den zweiten linearen Leitern 31B verbunden sind, zu bilden (Schritt S2). Die ersten Schneidelinien L1 sind Schneidelinien, die sich in einer Richtung orthogonal zur Längsrichtung des ebenen Leiters 2 erstrecken und entlang derer der ebene Leiter 2 geschnitten wird, um eine Vielzahl von Stromschienen 40 zu bilden. Beispielsweise sind die ersten Schneidelinien L1 derart festgelegt, dass sie in Abständen entsprechend der Länge einer Stromschiene 40 in der Ausrichtungsrichtung der Stromschienen 40 beabstandet angeordnet sind und sich jeweils in der Richtung orthogonal zur Längsrichtung des ebenen Leiters 2 erstrecken. Beispielsweise wird der ebene Leiter 2 durch eine Pressmaschine, die später beschrieben wird, entlang der ersten Schneidelinien L1 ausgestanzt. In diesem Fall wird jede erste Schneidelinie L1 auf der Grundlage der Form des Schneidmessers der Pressmaschine, die den ebenen Leiter 2 stanzt, eingestellt. Beispielsweise ist jede erste Schneidelinie L1 aus zwei Schneidelinien, die in einem Abstand entsprechend der Dicke des Schneidmessers der Stanzmaschine zueinander angeordnet sind und sich in der Richtung orthogonal zur Längsrichtung des ebenen Leiters 2 erstrecken, und aus zwei Schneidelinien, die sich in der Längsrichtung des ebenen Leiters 2 von der oberen und der unteren Seite der zuvor erwähnten zwei Linien erstrecken, gebildet. Wird ein Laserstrahl zum Schneiden verwendet, können die ersten Schneidelinien L1 eine lineare Form ohne Dicke in der Längsrichtung des ebenen Leiters 2 aufweisen. Die zweiten Schneidelinien L2 sind Schneidelinien, die sich in der Längsrichtung des ebenen Leiters 2 erstrecken und entlang derer jeder zweite Verbindungsabschnitt einer Vielzahl von Verbindungsabschnitten 330 ausgeschnitten wird, wobei die Verbindungsabschnitte 330 Abschnitte sind, an denen die Stromschienen 40 mit Hilfe des isolierenden Abdeckmaterials 4 mit den ersten linearen Leitern 31A verbunden sind. Beispielsweise werden die zweiten Schneidelinien L2 derart festgelegt, dass jede zweite Schneidelinie L2 die Länge der Stromschiene 40 in der Ausrichtungsrichtung der Stromschienen 40 aufweist und sich in der Ausrichtungsrichtung der Stromschienen 40 erstreckt. Jede zweite Schneidelinie L2 kreuzt die Enden die ersten Schneidelinien L1 in der Nähe der ersten linearen Leiter 31A. Die dritten Schneidelinien L3 sind Schneidelinien, die sich in der Längsrichtung des ebenen Leiters 2 erstrecken und entlang derer eine Vielzahl von Verbindungsabschnitten 330 ausgeschnitten sind, wobei die Verbindungsabschnitte 330 Abschnitte sind, an denen die Stromschienen 40, die sich von den Stromschienen 40 unterscheiden, an denen die zweiten Schneidelinien L2 angeordnet sind, mit Hilfe des isolierenden Abdeckmaterials 4 mit den zweiten linearen Leitern 31B verbunden werden. Die dritten Schneidelinien L3 werden derart festgelegt, dass jede dritte Schneidelinie L3 die Länge einer Stromschiene 40 in die Ausrichtungsrichtung der Stromschienen 40 aufweist und sich in der Ausrichtungsrichtung der Stromschiene 40 erstreckt. Jede dritte Schneidelinie L3 kreuzt die anderen Enden der ersten Schneidelinien L1 in der Nähe der zweiten linearen Leiter 31B.
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Die ersten Schneidelinien L1 sind derart festgelegt, dass ein Abstand T1 zwischen den Stromschienen 40 in der Ausrichtungsrichtung der Stromschienen 40 länger als ein Abstand T2 zwischen den Elektrodenanschlüssen 13 ist, die mit den Stromschienen 40 verbunden sind. Der Abstand T1 zwischen den Stromschienen 40 ist ein Abstand zwischen den Enden benachbarter Stromschienen 40, die einander in der Ausrichtungsrichtung der Stromschienen 40 gegenüberliegen. Der Abstand T2 zwischen den Elektrodenanschlüssen 13 ist ein Abstand zwischen den Mittelpunkten der benachbarten Elektrodenanschlüsse 13 in der Ausrichtungsrichtung der Elektrodenanschlüsse 13. Die ersten Schneidelinien L1 werden derart festgelegt, dass der Abstand T1 zwischen den Stromschienen 40 länger als der Abstand T2 zwischen den Elektrodenanschlüssen 13 ist, und zwar um eine Länge eines Abschnitts, der beim Pressformen zur Bildung der Stromschienen 40 ausgestanzt wird. Durch diesen Aufbau kann das Stromschienenmodul 20 Abstandsfehler zwischen den Elektrodenanschlüssen 13 ausgleichen.
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In dem Schneideschritt wird beispielsweise der flache Schaltungskörper 3 in einer bekannten Pressmaschine angeordnet. Die Pressmaschine schneidet den ebenen Leiter 2 entlang der ersten Schneidelinien L1, um die Stromschienen 40 zu bilden. Die Pressmaschine schneidet auch die Verbindungsabschnitte 330 zwischen den Stromschienen 40 und den linearen Leitern 31A entlang der zweiten Schneidelinien L2 und schneidet die Verbindungsabschnitte 330 zwischen den Stromschienen 40 und den zweiten linearen Leitern 31B entlang der dritten Schneidelinien L3. Auf diese Weise werden die ersten und die zweiten Stromschienenmodule 20A und 20B gebildet. In dem Schneideschritt, wie in 8 gezeigt, werden die ersten und die zweiten linearen Leiter 31A und 31B entsprechend den Stromschienen 40 auf bestimmte Längen geschnitten, an die die ersten und die zweiten linearen Leiter 31A und 31B elektrisch angeschlossen werden. In dem Schneideschritt werden die Verbindungsabschnitte 330, die aus dem isolierenden Abdeckmaterial 4 gebildet und die mit einem Ende der Stromschienen 40 entfernt von dem Stromschienenhalter 33 in der orthogonalen Ausrichtungsrichtung der Stromschienen 40 verbunden sind, entfernt.
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In dem Verbindungsschritt, wie in 9 gezeigt, werden die ersten linearen Leiter 31A mit den entsprechenden Stromschienen 40 des ersten Stromschienenmoduls 20A elektrisch verbunden, und die zweiten linearen Leiter 31B werden mit den entsprechenden Stromschienen 40 des zweiten Stromschienenmoduls 20B elektrisch verbunden (Schritt S3). Ein einzelner erster linearer Leiter 31A, der den Stromschienen 40 entspricht, von den ersten linearen Leitern 31A des ersten Stromschienenmoduls 20A wird auf der Seite der Stromschiene 40 gebogen, und ein Ende 310 des ersten linearen Leiters 31A wird mit der oberen Fläche (eine Fläche entfernt von den Elektrodenanschlüssen 13) der Stromschiene 40 beispielsweise mittels Schweißen oder Hartlöten elektrisch verbunden. In diesem Fall wird die Abdeckung 32 von dem Ende 310 des ersten linearen Leiters 31A abgezogen, und das bloße Ende 310 wird mit der oberen Fläche der Stromschiene 40 verbunden. Ein einzelner zweiter linearer Leiter 31B, der den Stromschienen 40 entspricht, von den zweiten linearen Leitern 31B des zweiten Stromschienenmoduls 20B wird auf der Seite der Stromschiene 40 gebogen, und ein Ende 310 des zweiten linearen Leiters 31B wird mit der oberen Fläche (eine Fläche entfernt von den Elektrodenanschlüssen 13) der Stromschiene 40 beispielsweise mittels Schweißen oder Hartlöten elektrisch verbunden. In diesem Fall wird die Abdeckung 32 von dem Ende 310 des zweiten linearen Leiters 31B abgezogen, und das bloße Ende 310 wird mit der oberen Fläche der Stromschiene 40 verbunden. Der Verbinder 50 wird an ein Ende der ersten linearen Leiter 31A des ersten Stromschienenmoduls 20A befestigt, und ein weiterer Leiter 50 wird an ein Ende der zweiten linearen Leiter 31B des zweiten Stromschienenmodul 20B befestigt. Auf diese Weise werden das erste und das zweite Stromschienenmodul 20A und 20B gemäß der vorliegenden Ausführungsform fertiggestellt. Die ersten und die zweiten linearen Leiter 31A und 31B können unter Verwendung eines Leiterelements (nicht dargestellt), das für diesen Zweck bereitgestellt wird, elektrisch verbunden werden. In dem Verbindungsschritt werden die Verbindungsabschnitte 42 der Stromschienen 40 des ersten Stromschienenmoduls 20A und/oder des zweiten Stromschienenmoduls 20B mit den Elektrodenanschlüssen 13 des Batteriemoduls 10, das aus einer Vielzahl von Batteriezellen 11 gebildet ist, verbunden (Schritt S4). Beispielsweise werden die Verbindungsabschnitte 42 der Stromschienen 40 direkt mit den Elektrodenanschlüssen 13 verbunden. Beispiele von Verfahren für eine direkte Verbindung der Verbindungsabschnitte 42 mit den Elektrodenanschlüssen 13 umfassen bekannte Verfahren, wie beispielsweise Widerstandsschwei-ßen, Ultraschallbonden und Laserbonden. Die Verbindungsabschnitte 42 der Stromschienen 40 werden mit den Elektrodenanschlüssen 13 derart verbunden, dass beispielsweise eine Spannung an die Verbindungsabschnitte 42 angelegt wird, wobei die Verbindungsabschnitte 42 in Kontakt mit den Elektrodenanschlüssen 13 sind und die durch den Widerstand der Verbindungsabschnitte 42 erzeugte Hitze einen Teil der Verbindungsabschnitte 42 schmilzt. Auf diese Weise wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Batterie-Pack 1 fertiggestellt.
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Wie zuvor beschrieben, umfasst das Verfahren zur Herstellung von Stromschienenmodulen gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen Schneideschritt, in dem der ebene Leiter 2 entlang der ersten Schneidelinien L1, der zweiten Schneidelinien L2 und der dritten Schneidelinien L3, die im Voraus festgelegt wurden, geschnitten werden, um das erste Stromschienenmodul 20A mit den ersten linearen Leitern 31A und den Stromschienen 40, die mit den ersten linearen Leitern 31A verbunden sind, und das zweite Stromschienenmodul 20B mit den zweiten linearen Leitern 31B und den Stromschienen 40, die mit den zweiten linearen Leitern 31B verbunden sind, zu bilden. Die ersten Schneidelinien L1 sind Schneidelinien, die sich in einer Richtung orthogonal Längsrichtung des ebenen Leiters 2 erstrecken und entlang derer der ebene Leiter 2 geschnitten wird, um eine Vielzahl von Stromschienen 40 zu bilden. Die zweiten Schneidelinien L2 sind Schneidelinien, die sich in der Längsrichtung des ebenen Leiters 2 erstrecken und entlang derer der jeder zweite Verbindungsabschnitt einer Vielzahl von Verbindungsabschnitten 330 ausgeschnitten wird, wobei die Verbindungsabschnitte 330 Abschnitte sind, an denen die Stromschienen 40 mit Hilfe des isolierenden Abdeckmaterials 4 mit den ersten linearen Leitern 31A verbunden werden. Die dritten Schneidelinien L3 sind Schneidelinien, die sich in der Längsrichtung des ebenen Leiters 2 erstrecken und entlang derer eine Vielzahl von Verbindungsabschnitten 330 ausgeschnitten werden, wobei die Verbindungsabschnitte 330 Abschnitte sind, an denen die Stromschienen 40, die sich von den Stromschienen 40 unterscheiden, an denen die zweiten Schneidelinien L2 angeordnet sind, mit Hilfe des isolierenden Abdeckmaterials 4 mit den zweiten linearen Leitern 31B verbunden werden. Durch ein herkömmliches Verfahren zur Herstellung von Stromschienenmodulen werden Stromschienen eines ersten Stromschienenmoduls der Reihe nach in der Längsrichtung des ebenen Leiters gebildet, und anschließend werden Stromschienen eines zweiten Stromschienenmoduls der Reihe nach in der Längsrichtung des ebenen Leiters gebildet. In einem derartigen herkömmlichen Verfahren zur Herstellung von Stromschienenmodulen werden Abschnitte des ebenen Leiters zwischen den Stromschienen ausgeschnitten, wodurch Schneidabfallstücke des ebenen Leiters beim Schneidevorgang erzeugt werden. Durch das herkömmliche Verfahren zur Herstellung von Stromschienenmodulen werden die Stromschienen des ersten Stromschienenmoduls und die Stromschienen des zweiten Stromschienenmoduls in Reihe geschaltet. Dieser Aufbau erhöht die Längen der ersten linearen Leiter und der zweiten linearen Leiter des flachen Schaltungskörpers, der sich in deren Axialrichtung erstreckt, wodurch ein Schneideabfall der ersten und der zweiten linearen Leiter erzeugt wird. Durch das Verfahren zur Herstellung von Stromschienenmodulen gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden die Stromschienen 40 des ersten Stromschienenmoduls 20A und die Stromschienen 40 des zweiten Stromschienenmoduls 20B abwechselnd auf dem ebenen Leiter 2 in der Längsrichtung des ebenen Leiters 2 ausgebildet. In dem Verfahren zur Herstellung von Stromschienenmodulen gemäß der vorliegenden Ausführungsform entsprechen die meisten der auszuschneidenden Abschnitte des linearen Leiters 2 den Bereichen zwischen den Stromschienen 40, die abwechselnd auf dem ebenen Leiter gebildet werden. Dieser Aufbau kann den Schneideabfall des ebenen Leiters 2 verringern. Durch das Verfahren zur Herstellung von Stromschienenmodulen gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden die Stromschienen 40 des ersten Stromschienenmoduls 20A und die Stromschienen 40 des zweiten Stromschienenmoduls 20B abwechselnd in der Längsrichtung des ebenen Leiters 2 gebildet. Dieser Aufbau kann sowohl die Länge der ersten und der zweiten linearen Leiter 31A und 31B des flachen Schaltungskörpers 3 in deren Axialrichtung als auch den Schneideabfall der ersten und der zweiten linearen Leiter 31A und 31B verringern. Somit kann sich die Ausbeute des Stromschienenmoduls 20 durch das Verfahren zur Herstellung von Stromschienenmodulen gemäß der vorliegenden Ausführungsform verbessern, und es können die Herstellungskosten des Stromschienenmoduls 20 verringert werden.
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In dem Verfahren zur Herstellung von Stromschienenmodulen gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden die ersten Schneidelinien L1 derart festgelegt, dass der Abstand zwischen den Stromschienen 40 in der Ausrichtungsrichtung der Stromschienen 40 länger als der Abstand zwischen den Elektrodenanschlüssen 13, an die die Stromschienen 40 befestigt werden, ist. Mit diesem Aufbau werden die Stromschienen 40 der ersten und der zweiten Stromschienenmodule 20A und 20B mit den Elektrodenanschlüssen 13 verbunden, wobei die ersten und die zweiten linearen Leiter 31A und 31B gebogen werden, um so Abstandsfehler zwischen den Elektrodenanschlüssen 13 ausgleichen zu können. Dieser Aufbau kann den Krümmungsfreiheitsgrad der ersten und der zweiten linearen Leiter 31A und 31B des ersten und des zweiten Stromschienenmodule 20A und 20B erhöhen, wodurch die Höhe der ersten und der zweiten linearen Leiter 31A und 31B sowie die Last auf den ersten und den zweiten linearen Leitern 31A und 31B verringert werden können.
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Das Verfahren zur Herstellung eines Batterie-Packs gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst ferner den Verbindungsschritt und den Kopplungsschritt. In dem Verbindungsschritt werden die ersten linearen Leiter 31A mit den entsprechenden Stromschienen 40 des ersten Stromschienenmoduls 20A elektrisch verbunden, und die zweiten linearen Leiter 31B werden mit den entsprechenden Stromschienen 40 des zweiten Stromschienenmoduls 20B elektrisch verbunden. In dem Kopplungsschritt werden die Verbindungsabschnitte 42 der Stromschienen 40 des ersten Stromschienenmoduls 20A und/oder des zweiten Stromschienenmoduls 20B mit den Elektrodenanschlüssen 13 des Batteriemoduls 10, das aus einer Vielzahl von Batteriezellen 11 gebildet ist, verbunden. Durch das Verfahren zur Herstellung eines Batterie-Packs gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann die Ausbeute des Batterie-Packs 1 erhöht und die Herstellungskosten des Batterie-Packs 1 verringert werden.
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Modifikation
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Im Nachfolgenden werden ein Verfahren zur Herstellung von Stromschienenmodulen und ein Verfahren zur Herstellung eines Batterie-Packs gemäß einer Modifikation der Ausführungsform beschrieben. Die Modifikation unterscheidet sich von der vorliegenden Ausführungsform dahingehend, dass das erste und das zweite Stromschienenmodul 20C und 20D, die durch das Verfahren zur Herstellung von Stromschienenmodulen gemäß der Modifikation hergestellt werden, und ein Batterie-Pack 1, das durch das Verfahren zur Herstellung eines Batterie-Packs gemäß der Modifikation hergestellt wird, Stromschienen 40a umfassen, die Verbindungsabschnitte 42a aufweisen, die in Richtung der Elektrodenanschlüsse 13, wie in 11 gezeigt, gebogen sind.
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Die Verbindungsabschnitte 42a der Stromschienen 40a sind mit den Elektrodenanschlüssen 13, die benachbart zueinander angeordnet sind, verbunden. Die Verbindungsabschnitte 42a entsprechen den Abschnitten der Stromschienen 40a, die entlang der Krümmungslinien P gebogen sind, so dass die Kanten 44 der Stromschiene 40a in der Ausrichtungsrichtung der Stromschienen 40a sich in der Nähe des Elektrodenanschluss 13 befinden. Jeder Verbindungsabschnitt 42a wird als ein Teil zwischen einem Ende (Krümmungslinie P) eines Basiskörpers 411a und einer Kante 420 des Verbindungsabschnitts 42a in der Ausrichtungsrichtung der Stromschienen 40a definiert. Aus Sicht der orthogonalen Ausrichtungsrichtung der Stromschienen 40a erstrecken sich die Verbindungsabschnitte 42a von dem Basiskörper 411a nach oben und nach außen, um sich relativ zu dem Basiskörper 411a zu neigen. Werden die Verbindungsabschnitte 42a von der orthogonalen Ausrichtungsrichtung der Stromschienen 40a betrachtet, ist ein Winkel θ zwischen dem Basiskörper 411a und jedem Verbindungsabschnitt 42a vorzugsweise ein stumpfer Winkel. Die zwei Verbindungsabschnitte 42a können im gleichen Winkel in Richtung der Elektrodenanschlüsse 13 gebogen werden, oder sie können mit unterschiedlichen Winkeln in Richtung der Elektrodenanschlüsse 13 gebogen werden. Alternativ kann nur einer der Verbindungsabschnitte 42a in Richtung der Elektrodenanschlüsse 13 gebogen werden. Die Verbindungsabschnitte 42a, die in Richtung der Elektrodenanschlüsse 13 gebogen sind, stehen in Richtung der Elektrodenanschlüsse 13 relativ zu dem Basiskörper 411a des Basisabschnitts 41a vor. Der Bemessungswert des Zwischenraums zwischen zwei Verbindungsabschnitten 42a stimmt mit dem Bemessungswert des Zwischenraums zwischen zwei benachbarten Elektrodenanschlüssen 13 überein. Beispielsweise stimmt der Bemessungswert des Zwischenraums zwischen den Kanten 420 der Verbindungsabschnitte 42a mit dem Bemessungswert des Zwischenraums zwischen den Mittelpunkten der benachbarten Elektrodenanschlüssen 13 in der Ausrichtungsrichtung davon überein. Die Kanten 420 der Verbindungsabschnitte 42a sind direkt mit den entsprechenden Elektrodenanschlüssen 13 verbunden. Beispiele des Verfahrens für das direkte Verbinden der Kanten 420 mit den Elektrodenanschlüssen 13 umfassen Widerstandsschweißen, Ultraschallbonden, Laserbonden und andere bekannte Verfahren.
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Beispielsweise wird eine Spannung an den Kanten 420 der zwei Verbindungsabschnitte 42a angelegt, wobei die Kanten 420 in Kontakt mit den Elektrodenanschlüssen 13 sind, und die durch den Widerstand der Kanten 420 erzeugte Hitze schmilzt die Kanten 420, wodurch die Kanten 420 der Verbindungsabschnitte 42a mit den Elektrodenanschlüssen 13 verbunden werden.
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Das Verfahren zur Herstellung von Stromschienenmodulen gemäß der Modifikation umfasst einen Abdeckschritt, einen Schneideschritt und einen Krümmungsschritt. Das Verfahren zur Herstellung eines Batterie-Packs gemäß der Modifikation umfasst ferner zusätzlich zu den Schritten des Verfahrens zur Herstellung von Stromschienenmodulen einen Verbindungsschritt und einen Kopplungsschritt. Es wird gegebenenfalls auf eine Erläuterung verzichtet, wenn der Inhalt des Verfahrens zur Herstellung von Stromschienenmodulen und der Inhalt des Verfahrens zur Herstellung eines Batterie-Packs gemäß der Modifikation jenen der vorliegenden Ausführungsform entsprechen.
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In dem Abdeckschritt wird in der gleichen Weise wie in dem Abdeckschritt der Ausführungsform das isolierende Abdeckmaterial 4 extrudiert, um die linearen Leiter 31 zu bedecken und die linearen Leiter 31 mit dem langen ebenen Leiter 2 integriert auszubilden, aus dem die Stromschienen 40a gebildet werden.
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Wie in den 12 und 13 gezeigt, wird in dem Schneideschritt der flache Schaltungskörper 3 entlang der ersten Schneidelinien L1, der zweiten Schneidelinien L2 und der dritten Schneidelinien L3, die im Voraus festgelegt wurden, geschnitten, um das erste Stromschienenmodul 20C mit den ersten linearen Leitern 31A und den Stromschienen 40a, die mit den ersten linearen Leitern 31A verbunden sind, und das zweite Stromschienenmodul 20D mit den zweiten linearen Leitern 31B und den Stromschienen 40a, die mit den zweiten linearen Leitern 31B verbunden sind, zu bilden. Die ersten Schneidelinien L1 sind Schneidelinien, die sich in einer Richtung orthogonal zu der Längsrichtung des ebenen Leiters 2 erstrecken und entlang derer der ebene Leiter 2 geschnitten wird, um eine Vielzahl von Stromschienen 40a zu bilden. Die zweiten Schneidelinien L2 sind Schneidelinien, die sich in der Längsrichtung des ebenen Leiters 2 erstrecken und entlang derer jeder zweite Verbindungsabschnitt einer Vielzahl von Verbindungsabschnitten 330 ausgeschnitten wird, wobei die Verbindungsabschnitte 330 Abschnitte sind, an denen die Stromschienen 40a mit den ersten linearen Leitern 31A unter Verwendung des isolierenden Abdeckmaterials 4 verbunden werden. Die dritten Schneidelinien L3 sind Schneidelinien, die sich in der Längsrichtung des ebenen Leiters 2 erstrecken und entlang derer eine Vielzahl von Verbindungsabschnitten 330 ausgeschnitten werden, wobei die Verbindungsabschnitte 330 Abschnitte sind, an denen die Stromschienen 40a, die sich von den Stromschienen 40a unterscheiden, an denen die zweiten Schneidelinien L2 angeordnet sind, unter Verwendung des isolierenden Abdeckmaterials 4 mit den zweiten linearen Leitern 31B verbunden werden. Vierte Schneidelinien L4 sind Schneidelinien, die wenigstens in einem Bereich einer jeden Stromschiene 40a angeordnet sind, der sich von dem Verbindungsabschnitt 330 unterscheidet, an dem die Stromschiene 40a mit den ersten linearen Leitern 31A oder den zweiten linearen Leitern 31B verbunden wird, und entlang derer Abschnitte aus den Stromschienen 40a ausgeschnitten werden, wobei einer der Abschnitte aus einem Ende der Stromschiene 40a in der Ausrichtungsrichtung der Stromschienen 40a ausgeschnitten wird, und ein anderer Abschnitt aus dem anderen Ende der Stromschiene 40a in der Ausrichtungsrichtung der Stromschienen 40a ausgeschnitten wird. Die vierten Schneidelinien L4 sind wenigstens in einem Bereich vorgesehen, der nicht durch den Stromschienenhalter 33 gehalten wird. Werden die Verbindungsabschnitte 42a der Stromschienen 40a in Richtung der Elektrodenanschlüsse 13 gebogen, ist es durch diesen Aufbau möglich, dass die Abschnitte, die nicht durch den Stromschienenhalter 33 gehalten werden, als die Verbindungsabschnitte 42a gebogen werden. Somit können die Verbindungsabschnitte 42a in geeigneter Weise gebogen werden.
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Wie in 14 gezeigt, werden in dem Krümmungsschritt die Verbindungsabschnitte 42a der Stromschienen 40a gebildet. Beispielsweise teilen sich die Verbindungsabschnitte 42a der Stromschiene 40a jeweils eine Grenzfläche mit dem Basiskörper 411a, der sich in der orthogonalen Ausrichtungsrichtung der Stromschienen 40a erstreckt und als Krümmungslinie P verwendet wird, entlang der die Stromschiene 40a gebogen wird, so dass die Enden 44 der Stromschiene 40a in der Ausrichtungsrichtung in der Nähe der Elektrodenanschlüsse 13 angeordnet werden.
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In dem Verbindungsschritt, wie in 15 gezeigt, werden die ersten linearen Leiter 31A mit den entsprechenden Stromschienen 40a des ersten Stromschienenmoduls 20C elektrisch verbunden, und die zweiten linearen Leiter 31B werden mit den entsprechenden Stromschienen 40a des zweiten Stromschienenmoduls 20D elektrisch verbunden.
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In dem Kopplungsschritt werden auf gleiche Weise wie in dem Kopplungsschritt der vorliegenden Ausführungsform die Verbindungsabschnitte 42a der Stromschienen 40a des ersten Stromschienenmoduls 20C und/oder des zweiten Stromschienenmoduls 20D mit den Elektrodenanschlüssen 13 des Batteriemoduls 10, das aus einer Vielzahl von Batteriezellen 11 gebildet ist, verbunden. Die Verbindungsabschnitte 42a der Stromschienen 40a stehen in Richtung der Elektrodenanschlüsse 13 bezogen auf den Basisabschnitt 41a, der zwischen den Verbindungsabschnitten 42a angeordnet ist, vor. Mit diesem Aufbau ist es möglich, dass ein Fabrikarbeiter auf einfache und direkte Weise die Verbindungsabschnitte 42a mit den Elektrodenanschlüssen 13 verbinden kann, ohne dass der Basisabschnitt 41a die Elektrodenanschlüsse 13 berührt, selbst wenn die Elektrodenanschlüsse 13 an unterschiedlichen Höhepositionen in einer Höhenrichtung der Batteriezellen 11 vorgesehen sind.
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Durch das Verfahren zur Herstellung von Stromschienenmodulen und dem Verfahren zur Herstellung eines Batterie-Packs gemäß der Modifikation wird der ebene Leiter 2 entlang der ersten Schneidelinien L1, der zweiten Schneidelinien L2, der dritten Schneidelinien L3 und der vierten Schneidelinien L4, die im Voraus festgelegt wurden, geschnitten. Die vierten Schneidelinien L4 sind Schneidelinien, die wenigstens in einem Bereich einer jeden Stromschiene 40a vorgesehen sind, der sich von dem Verbindungsabschnitt 330 unterscheidet, an dem die Stromschiene 40a mit den ersten linearen Leitern 31A oder den zweiten linearen Leitern 31B verbunden ist, und entlang derer die Abschnitte der Stromschiene 40a ausgeschnitten werden, wobei einer der Abschnitte aus einem Ende der Stromschiene 40a in der Ausrichtungsrichtung der Stromschiene 40a ausgeschnitten wird und der andere Abschnitt aus dem anderen Ende der Stromschiene 40a in der Ausrichtungsrichtung der Stromschienen 40a ausgeschnitten wird. Die Verbindungsabschnitte 42a der Stromschiene 40a weisen jeweils eine Grenzfläche mit dem Basiskörper 411a auf, die sich in der orthogonalen Ausrichtungsrichtung der Stromschiene 40a erstreckt und die als Krümmungslinie P verwendet wird, entlang derer die Stromschiene 40a gebogen wird, so dass die Enden 44 der Stromschiene 40a in der Ausrichtungsrichtung in der Nähe der Elektrodenanschlüsse 13 angeordnet werden. Auf diese Weise werden die Stromschienenmodule 20C und 20D gebildet. Mit diesem Aufbau können in den Stromschienenmodulen 20C und 20D die Verbindungsabschnitte 42a auf einfache und direkte Weise mit den Elektrodenanschlüssen 13 verbunden werden, ohne dass der Basisabschnitt 41 die Elektrodenanschlüsse 13 berührt, selbst wenn die Elektrodenanschlüsse 13 an unterschiedlichen Höhepositionen vorgesehen sind. Die Stromschienenmodule 20C und 20D gewährleisten, dass die Enden 44 der Verbindungsabschnitte 42a direkt mit den Elektrodenanschlüssen 13 verbunden werden können. Dieser Aufbau ermöglicht es einem Fabrikarbeiter, die Stromschienen auf einfache Weise mit den Elektrodenanschlüssen zu verbinden und auf einfache Weise den Verbindungszustand zu überprüfen. Somit kann der Fabrikarbeiter seine oder ihre Arbeitsleistung durch die Stromschienenmodule 20C und 20D verbessern.
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In der obigen Beschreibung werden die Verbindungsabschnitte 42 und 42a der Stromschienen 40 und 40a direkt mit den Elektrodenanschlüssen verbunden, wobei diese nicht darauf beschränkt sind. Beispielsweise kann jede Stromschiene 40 zwei Durchgangslöcher in der Ausrichtungsrichtung der Stromschienen aufweisen. Die Elektrodenanschlüsse, die beispielsweise aus Bolzen gebildet sind, können in die Durchgangslöcher eingesetzt werden, und die Elektrodenanschlüsse und die Stromschiene können mittels Muttern befestigt werden.
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In dem Verfahren zur Herstellung von Stromschienenmodulen und dem Verfahren zur Herstellung eines Batterie-Packs gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Stromschienen des ersten Stromschienenmoduls und die Stromschienen des zweiten Stromschienenmoduls in der Längsrichtung des ebenen Leiters abwechselnd ausgebildet. Dieser Aufbau verringert den Schneideabfall den zweiten Leiters und der linearen Leiter bei der Herstellung von Stromschienenmodulen und eines Batterie-Packs.
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Obwohl die vorliegende Erfindung für eine vollständige und eindeutige Offenbarung mit Bezug auf die bestimmten Ausführungsformen beschrieben wurde, sind die beigefügten Ansprüche nicht darauf beschränkt, sondern derart auszulegen, dass sie alle Modifikationen und alternativen Bauweisen umfassen, die ein Fachmann innerhalb der hierin dargelegten grundlegenden Lehre in Betracht ziehen kann.
