DE102017101423A1

DE102017101423A1 - Batteriesatz-Array-Halterung

Info

Publication number: DE102017101423A1
Application number: DE102017101423.3A
Authority: DE
Inventors: Scott Benedict; Brent Zapczynski; Michael REIBLING; Eid Farha; Patrick Daniel Maguire
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2016-01-26
Filing date: 2017-01-25
Publication date: 2017-07-27
Also published as: US20170214013A1; CN106997936A; CN106997936B; US10516145B2

Abstract

Eine beispielhafte Batterieanordnung weist eine Endplatte eines Batterie-Arrays und eine Gehäusewand auf, die direkt an der Endplatte außerhalb eines offenen Bereichs eines Batteriesatzgehäuses gesichert ist. Ein beispielhaftes Verfahren zum Sichern eines Batterie-Arrays beinhaltet das Anordnen eines Batterie-Arrays in einem offenen Bereich eines Gehäuses und, von einer Position außerhalb des offenen Bereichs, das Sichern einer Endplatte eines Batterie-Arrays direkt an einer Wand eines Batteriesatzgehäuses.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenbarung betrifft im Allgemeinen das Sichern eines Batterie-Arrays bzw. einer Batterie-Anordnung und genauer das Sichern des Batterie-Arrays in einem Batteriesatzgehäuse.
HINTERGRUND
Elektrifizierte Fahrzeuge unterscheiden sich von herkömmlichen Kraftfahrzeugen, da elektrifizierte Fahrzeuge selektiv unter Verwendung einer oder mehrerer von einer Traktionsbatterie mit Strom versorgter Elektromaschinen angetrieben werden. Die Elektromaschinen können die elektrifizierten Fahrzeuge anstelle einer Brennkraftmaschine oder zusätzlich dazu antreiben. Zu beispielhaften elektrifizierten Fahrzeugen zählen Hybridelektrofahrzeuge (HEVs), Plug-In-Hybridelektrofahrzeuge (PHEVs), Brennstoffzellenfahrzeuge (FCVs) und Batterieelektrofahrzeuge (BEVs).
Die Traktionsbatterien von elektrifizierten Fahrzeugen können einen Batteriesatz mit mehreren einzelnen Batterie-Arrays innerhalb eines Batteriesatzgehäuses aufweisen. Die Batterie-Arrays weisen jeweils mehrere einzelne Batteriezellen auf, die zwischen Endplatten eingeklemmt sind. Viele Techniken zum Sichern der Batterie-Arrays in dem Batteriesatzgehäuse erfordern erheblichen Bauraum.
KURZDARSTELLUNG
Eine Batterieanordnung gemäß einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist unter anderem eine Endplatte eines Batterie-Arrays und eine Gehäusewand auf, die direkt an der Endplatte außerhalb eines offenen Bereichs eines Batteriesatzgehäuses gesichert ist.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform der vorstehenden Anordnung weist die Anordnung ein mechanisches Befestigungselement auf, das die Gehäusewand an der Endplatte sichert.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer der vorstehenden Anordnungen greift das mechanische Befestigungselement in eine Bohrung der Endplatte ein, um die Gehäusewand direkt an der Endplatte zu sichern.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer der vorstehenden Anordnungen weist die Anordnung einen Halter zwischen der Endplatte und einer Oberfläche der Gehäusewand auf, die zu dem offenen Bereich weist. Das mechanische Befestigungselement erstreckt sich durch eine erste Öffnung in der Gehäusewand und eine zweite Öffnung in dem Halter, um in eine Bohrung in der Endplatte einzugreifen.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer der vorstehenden Anordnungen ist die Endplatte eine erste Endplatte eines ersten Arrays, wobei die Anordnung ferner eine zweite Endplatte eines zweiten Arrays aufweist. Der Halter erstreckt sich von der ersten Endplatte zu der zweiten Endplatte.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer der vorstehenden Anordnungen erstreckt sich das mechanische Befestigungselement zu einer Endplatte durch eine Rippe der Gehäusewand. Die Rippe ist in Bezug auf andere Bereiche der Gehäusewand angehoben.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer der vorstehenden Anordnungen erstreckt sich die Gehäusewand von einer ersten Wand des Batteriesatzgehäuses zu einer gegenüberliegenden, zweiten Wand des Gehäuses, wenn die Gehäusewand an der Endplatte gesichert ist.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer der vorstehenden Anordnungen ist die Gehäusewand ein Träger, der das Batterie-Array direkt stützt.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer der vorstehenden Anordnungen ist die Endplatte eine erste Endplatte an einem ersten Ende des Batterie-Arrays, wobei das Batterie-Array eine zweite Endplatte an einem gegenüberliegenden, zweiten Ende des Batterie-Arrays aufweist. Die Gehäusewand ist direkt sowohl an der ersten Endplatte als auch der zweiten Endplatte gesichert.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer der vorstehenden Anordnungen ist die Gehäusewand ein Deckel, wobei sich die Endplatte von dem Deckel zu einem Träger erstreckt. Die Endplatte ist an dem Deckel außerhalb des offenen Bereichs des Batteriesatzgehäuses gesichert. Die Endplatte ist ferner an dem Träger außerhalb des offenen Bereichs des Batteriesatzgehäuses gesichert.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer der vorstehenden Anordnungen ist die Endplatte von einer Endwand des Batteriesatzgehäuses beabstandet.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer der vorstehenden Anordnungen hält das Batteriegehäuse das Batterie-Array und mehrere andere Batterie-Arrays.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer der vorstehenden Anordnungen weist die Gehäusewand zu einer ersten Seite des Batterie-Arrays, wobei eine zweite Seite des Batterie-Arrays Batteriezellenanschlüsse aufweist. Die erste Seite liegt der zweiten Seite gegenüber.
Ein Verfahren zum Sichern eines Batterie-Arrays gemäß einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet unter anderem das Anordnen eines Batterie-Arrays in einem offenen Bereich eines Gehäuses. Von einer Position außerhalb des offenen Bereichs beinhaltet das Verfahren das Sichern einer Endplatte eines Batterie-Arrays direkt an einer Gehäusewand eines Batteriesatzgehäuses.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform des vorstehenden Verfahrens wird das Batterie-Array nach dem Sichern zwischen einer ersten Seitenwand und einer gegenüberliegenden, zweiten Seitenwand des Gehäuses angeordnet.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Verfahren ist die Wand eine erste Wand, wobei das Verfahren ferner das Sichern der Endplatte an einer anderen Wand des Batteriesatzgehäuses vor dem Sichern der Endplatte an der ersten Wand von der Position außerhalb des offenen Bereichs umfasst.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Verfahren umfasst das Sichern das Sichern eines mechanischen Befestigungselements an einer Gewindebohrung in der Endplatte.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Verfahren erstreckt sich das mechanische Befestigungselement zu der Endplatte durch eine Öffnung in der Gehäusewand und eine Öffnung in einem Halter. Der Halter wird zwischen einer Oberfläche der Gehäusewand, die zu dem offenen Bereich weist, und einer Oberfläche der Endplatte angeordnet.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Verfahren erstreckt sich das mechanische Befestigungselement zu der Endplatte durch eine Rippe der Gehäusewand. Die Rippe ist in Bezug auf andere Bereiche der Gehäusewand angehoben.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Verfahren umschließt die Gehäusewand den offenen Bereich.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Die verschiedenen Merkmale und Vorteile der offenbarten Beispiele gehen für den Fachmann aus der detaillierten Beschreibung hervor. Die die detaillierte Beschreibung begleitenden Figuren können wie folgt kurz beschrieben werden:
1 zeigt einen beispielhaften Antriebsstrang für ein elektrifiziertes Fahrzeug.
2 zeigt eine perspektivische, teilweise auseinandergezogene Ansicht eines beispielhaften Batteriesatzes aus dem Antriebsstrang aus 1.
3 zeigt eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Endplatte aus einem Batterie-Array des Batteriesatzes aus 2.
4 zeigt eine schematische Schnittansicht des Batteriesatzes aus 2.
5 zeigt eine Nahansicht eines Bereichs des Batteriesatzes aus 4.
6 zeigt eine Schnittansicht eines Batteriesatzes gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel.
7 zeigt eine Schnittansicht eines Batteriesatzes gemäß noch einem anderen Ausführungsbeispiel.
8 zeigt eine Schnittansicht eines Batteriesatzes gemäß noch einem anderen Ausführungsbeispiel.
9 zeigt eine Schnittansicht eines Batteriesatzes gemäß noch einem anderen Ausführungsbeispiel.
10 zeigt eine Endschnittansicht eines Batteriesatzes gemäß noch einem anderen Ausführungsbeispiel.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Diese Offenbarung betrifft im Allgemeinen das Sichern von Batterie-Arrays in einem Gehäuse eines Batteriesatzes. Die hierin offenbarten Sicherungstechniken nutzen relativ wenig Bauraum. Das Sichern kann von einer Position außerhalb eines offenen Bereichs des Gehäuses erfolgen. Das heißt, das Sichern kann von einer Position erfolgen, die extern in Bezug auf den Batteriesatz ist.
Unter Bezugnahme auf 1 enthält ein Antriebsstrang 10 eines Hybrid-Elektrofahrzeugs (HEV) einen Batteriesatz 14, der ein Gehäuse 16 mit mehreren Batterie-Arrays 18 aufweist. Der Antriebsstrang 10 beinhaltet ferner eine Brennkraftmaschine 20, einen Motor 22 und einen Generator 24. Der Motor 22 und der Generator 24 sind Arten von Elektromaschinen. Der Motor 22 und der Generator 24 können getrennt sein oder die Form eines kombinierten Motors/Generators aufweisen.
Bei dieser Ausführungsform ist der Antriebsstrang 10 ein leistungsverzweigter Antriebsstrang, der ein erstes Antriebssystem und ein zweites Antriebssystem einsetzt. Das erste und das zweite Antriebssystem erzeugen ein Drehmoment, um einen oder mehrere Sätze von Fahrzeugantriebsrädern 28 anzutreiben. Das erste Antriebssystem enthält eine Kombination aus der Kraftmaschine 20 und dem Generator 24. Das zweite Antriebssystem enthält mindestens den Motor 22, den Generator 24 und den Batteriesatz 14. Der Motor 22 und der Generator 24 sind Teile eines elektrischen Antriebssystems des Antriebsstrangs 10.
Die Kraftmaschine 20 und der Generator 24 können durch eine Kraftübertragungseinheit 30, wie zum Beispiel einen Planetenradsatz, verbunden sein. Natürlich können auch andere Arten von Kraftübertragungseinheiten, einschließlich anderer Zahnradsätze und Getriebe, zur Verbindung der Kraftmaschine 20 mit dem Generator 24 verwendet werden. Bei einer nicht einschränkenden Ausführungsform ist die Kraftübertragungseinheit 30 ein Planetenradsatz, der ein Hohlrad 32, ein Sonnenrad 34 und eine Trägeranordnung 36 umfasst.
Der Generator 24 kann von der Kraftmaschine 20 durch die Kraftübertragungseinheit 30 dahingehend angetrieben werden, kinetische Energie in elektrische Energie umzuwandeln. Der Generator 24 kann alternativ als ein Motor funktionieren, um elektrische Energie in kinetische Energie umzuwandeln, wodurch er Drehmoment an eine Welle 38 abgibt, die mit der Kraftübertragungseinheit 30 verbunden ist.
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 der Kraftmaschine 20 zu einem Differential 48, um letztlich Traktion für die Fahrzeugantriebsräder 28 bereitzustellen. Das Differential 48 kann mehrere Zahnräder umfassen, die die Übertragung von Drehmoment zu den Fahrzeugantriebsrädern 28 ermöglichen. In diesem Beispiel ist die zweite Kraftübertragungseinheit 44 durch das Differential 48 mechanisch mit einer Achse 50 gekoppelt, um Drehmoment auf die Fahrzeugantriebsräder 28 zu verteilen.
Der Motor 22 kann selektiv zum Antrieb der Fahrzeugantriebsräder 28 durch Abgabe von Drehmoment an eine Welle 54, die auch mit der zweiten Kraftübertragungseinheit 44 verbunden ist, eingesetzt werden. Bei dieser Ausführungsform wirken der Motor 22 und der Generator 24 als Teil eines Rekuperationsbremssystems zusammen, in dem sowohl der Motor 22 als auch der Generator 24 als Motoren zur Abgabe von Drehmoment eingesetzt werden können. Zum Beispiel können der Motor 22 und der Generator 24 jeweils elektrische Leistung zum Aufladen von Zellen des Batteriesatzes 14 abgeben.
Unter Bezugnahme auf 2 und unter weiterer Bezugnahme auf 1 weist der beispielhafte Batteriesatz 14 sechs der Batterie-Arrays 18 in dem Gehäuse 16 auf. Die beispielhaften Batterie-Arrays 18 sind in einem Gittermuster von 2 × 3 angeordnet. Andere beispielhafte Batteriesätze können andere Anzahlen von Batterie-Arrays 18 und andere Gittermuster aufweisen.
Jedes der beispielhaften Batterie-Arrays 18 weist Batteriezellen 56, Verbindungsarme 58 und ein Paar Endplatten 62 auf. Gegenüberliegende Enden der Verbindungsarme 58 sind an den Endplatten 62 befestigt, um die Position der Endplatten 62 zueinander zu halten. Die Batteriezellen 56 sind zwischen die Endplatten 62 geklemmt und sandwichartig angeordnet.
Jedes der beispielhaften Batterie-Arrays 18 weist von zehn bis fünfzehn einzelne Batteriezellen 56 auf. Andere beispielhafte Batterie-Arrays können weniger als zehn Batteriezellen oder mehr als fünfzehn Batteriezellen aufweisen.
Andere beispielhafte Batterie-Arrays könnten Strukturen verwenden, die andere als die Verbindungsarme 58 sind, um die Positionen der Endplatten 62 zu halten. Beispielsweise könnten Gurte um die Endplatten 62 gelegt werden, um die Endplatten 62 gegen die Batteriezellen 56 zu halten.
Das Gehäuse 16 weist einen Träger 64 und einen Deckel 66 auf. Das Gehäuse 16 stellt einen offenen Bereich 68 oder eine Kammer bereit, der bzw. die die Batterie-Arrays 18 aufnimmt. Der offene Bereich 68 kann neben den Batterie-Arrays 18 andere Komponenten wie zum Beispiel Batteriesteuermodule, Sammelschienen, elektrische Verbinder usw. unterbringen.
Der Deckel 66 weist in diesem Beispiel eine Gehäusewand auf, die sich zwischen gegenüberliegenden Seitenwänden 72 und zwischen gegenüberliegenden Endwänden 74 erstreckt. In diesem Beispiel wird die Gehäusewand als eine Oberseite 70 betrachtet.
Der Träger 64 ist eine andere Gehäusewand, die sich zwischen gegenüberliegenden Seitenwänden 72 und gegenüberliegenden Endwänden erstreckt, wenn der Träger 64 den offenen Bereich 68 einschließt.
Die beispielhaften Seitenwände 72 und die Endwände 74 erstrecken sich von der Oberseite 70 nach unten. In einem anderen Beispiel könnten sich die Seitenwände 72 und die Endwände 74 von dem Träger 64 nach oben erstrecken.
Die Seitenwände 72 und die Endwände 74 können mit der Oberseite 70 derart geformt oder gegossen sein, dass der Deckel 66 eine einstückige Einheitsstruktur ist. Die Seitenwände 72 und die Endwände 74 könnten stattdessen von der Oberseite 70 getrennt sein und an der Oberseite 70 beispielsweise durch Klebstoff, Befestigungselemente, Schweißnähte oder einige Kombinationen dieser gesichert sein.
Falls die Seitenwände 72 oder Endwände 74 von der Oberseite 70 getrennt sind, können die Seitenwände 72 oder Endwände 74 extrudiert sein. Die Seitenwände 72 und die Endwände 74 können zum Beispiel extrudiertes metallisches Material sein.
Der Träger 64 ist konfiguriert, auf Oberflächen 76 der Seitenwände 72 und Oberflächen 78 von Endwänden 74 aufzuliegen, um den offenen Bereich 68 zu umschließen. Die beispielhaften Oberflächen 76 und 78 weisen in diesem Beispiel nach unten.
Das Gehäuse 16 kann Anschlüsse 79 zum elektrischen Verbinden der Batterie-Arrays 18 mit Komponenten des Antriebsstrangs 10 aufweisen. Die Anschlüsse 79 können Zugang für Wärmemanagementkomponenten wie Leitungen bereitstellen, die eine Kühlmittelflüssigkeit zu und von den Batterie-Arrays 18 in dem offenen Bereich 68 befördern. Die Positionierung der Anschlüsse 79 kann davon abhängen, wo der Batteriesatz 14 in dem HEV gesichert ist. Die Anschlüsse 79 können für andere Komponenten verwendet werden oder Durchgänge für Fluid, zum Beispiel zwischen dem offenen Bereich 68 des Batteriesatzes 14 und einem Bereich bereitstellen, der extern in Bezug auf den Batteriesatz 14 liegt.
Das Gehäuse 16 kann in dem HEV gesichert sein, wenn die Batterie-Arrays 18 in dem offenen Bereich 68 angeordnet sind und der Deckel 66 an dem Träger 64 gesichert ist. Der Batteriesatz 14 kann zum Beispiel in einem Kofferraum oder unterhalb von Beifahrersitzen des HEV gesichert sein. In anderen Beispielen kann das Gehäuse 16 an einem Unterbau des HEV gesichert sein.
Wenngleich der Batteriesatz 14 in Verbindung mit einem HEV beschrieben ist, könnte der Batteriesatz 14 in anderen Arten von elektrifizierten Fahrzeugen aufgenommen werden.
Das Gehäuse 16 schützt unter anderem die Batterie-Arrays 18 und stellt eine Barriere bereit, um vor einem unbeabsichtigten oder unerwünschten Zugriff zu schützen. Die Stabilisierung der Batterie-Arrays 18 in dem offenen Bereich 68 ist oftmals erforderlich, um sicherzustellen, dass die Position der Batterie-Arrays 18 insbesondere während des Betriebs und der Bewegung des HEV beibehalten wird. Der beispielhafte Batteriesatz 14 integriert Merkmale, die zum Sichern der Batterie-Arrays 18 in dem offenen Bereich 68 des Gehäuses 16 außerhalb des offenen Bereichs 68 verwendet werden.
Unter Bezugnahme auf 3 bis 5 und unter weiterer Bezugnahme auf 2 sind die Endplatten 62 der Batterie-Arrays 18 unter Verwendung von mechanischen Befestigungselementen 80 direkt an dem Träger 64 gesichert. Jede Endplatte 62 weist ein Paar Bohrungen 82 auf, die sich zu einer nach unten weisenden Oberfläche 86 der Endplatte 62 öffnen. Die Bohrungen 82 weisen in diesem Beispiel derartige Gewinde auf, dass die Bohrungen 82 eines der mechanischen Befestigungselemente 80 aufnehmen und damit in Gewindeeingriff gebracht werden können.
Die mechanischen Befestigungselemente 80 erstrecken sich durch jeweilige Öffnungen 88 in dem Träger 64, um in die Bohrungen 82 der Endplatten 62 einzugreifen. Bemerkenswerterweise sind die Befestigungselemente 80 von einer nach unten weisenden Oberfläche 90 des Trägers 64 zugänglich, der von dem offenen Bereich 68 nach außen weist. Ein Benutzer kann somit in die mechanischen Befestigungselemente 80 von einer Position außerhalb des offenen Bereichs 68 eingreifen, um die Endplatten 62 in Bezug auf den Träger 64 zu sichern. Der Benutzer kann die mechanischen Befestigungselemente zum Beispiel mit einem Steckgriff in Eingriff bringen, der das mechanische Befestigungselement 80 in die Bohrung 82 dreht, um den Träger 64 gegen die nach unten weisende Oberfläche 86 zu ziehen.
In diesem Beispiel weisen die Batteriezellen 56 eine Anschlussseite mit Anschlüssen 92 auf, die zur Oberseite 70 nach oben weisen. Die Anschlussseite der Batterie-Arrays 18 wird als eine vertikale Oberseite der Batterie-Arrays 18 betrachtet. Der Träger 64 sichert benachbarte vertikale Unterseiten der Batterie-Arrays 18 auf einer Seite der Batterie-Arrays 18 gegenüber der Anschlussseite der Batteriezellen 56.
Die Öffnungen 88 weisen eine Aussparung 96 auf, um einen Kopf 100 des mechanischen Befestigungselements 80 aufzunehmen. Dies ermöglicht ein Versenken des Befestigungselements 80 in dem Träger 64, sodass sich kein Abschnitt des Kopfes 100 nach unten an dem Träger 64 vorbei erstreckt, wenn das mechanische Befestigungselement 80 in die Endplatte 62 durch die Bohrung 82 eingreift.
Da die Endplatte 62 die Bohrung 82 bereitstellt, die das mechanische Befestigungselement 80 aufnimmt, ist bemerkenswerterweise keine separate Struktur erforderlich, die sich lateral von der Endplatte 62 in einen Bereich A erstreckt, um die Arrays 18 in dem offenen Bereich 68 zu sichern. Der Ansatz reduziert einen Abstand D, der zwischen der Endplatte 62 und der Endwand 74 erforderlich ist, da der Bereich A zwischen einer nach innen weisenden Oberfläche 104 der Endwand 74 und einer nach außen weisenden Oberfläche 108 der Endplatte 62 kein Befestigungselement oder andere Befestigungsmerkmale unterbringen muss. Das Reduzieren des Abstands D kann wünschenswerterweise die Gesamtgröße des Batteriesatzes 14 und ein erforderliches Bauraumprofil in dem Fahrzeug reduzieren.
In einigen Beispielen können die Arrays 18 an dem Träger 64 gesichert sein, und nachdem die Arrays 18 gesichert sind, wird der Deckel 66 über den Arrays 18 angeordnet, um die Arrays 18 in dem offenen Bereich 68 einzuschließen.
Der Deckel 66 kann an den Träger 64 geklebt sein, um den Deckel 66 in Bezug auf den Träger 64 zu halten. In einem anderen Beispiel könnte der Deckel 66 an dem Träger 64 unter Verwendung von Schweißtechniken oder mechanischen Befestigungselementen gesichert sein.
In den Ausführungsformen aus 4 und 5 stoppen die Endplatten 62, kurz bevor sie sich zu der Oberseite 70 erstrecken.
Unter Bezugnahme auf 6 weist ein Batteriesatz 14a gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel Arrays 18a mit Endplatten 62a auf, die sich von einem Träger 64a zu einer Oberseite 70a eines Deckels 66a erstrecken.
Mechanische Befestigungselemente 80a können die Endplatten 62a an dem Träger 64a und an der Oberseite 70a sichern. Die Endplatten 62a weisen Bohrungen auf, die sich in eine nach unten weisende Oberfläche 110 der Endplatten 62a erstrecken, und Bohrungen, die sich in eine nach oben weisende Oberfläche 114 der Endplatten 62a erstrecken. Die mechanischen Befestigungselemente 80a sind ebenfalls in den Bohrungen aufgenommen, die sich in die nach unten weisende Oberfläche 110 öffnen. Diese mechanischen Befestigungselemente 80a erstrecken sich durch Öffnungen in dem Träger 64a. Die mechanischen Befestigungselemente 80a, die in Bohrungen aufgenommen sind, die sich in die nach oben weisende Oberfläche 114 öffnen, erstrecken sich durch Öffnungen in der Oberseite 70a. Die mechanischen Befestigungselemente 80a können in dem Träger 64a oder der Oberseite 70a versenkt sein.
Unter Bezugnahme auf 7 weist ein anderer beispielhafter Batteriesatz 14b eine Oberseite 70b eines Deckels 66b mit Rippen 118 auf, die sich von einer primären Oberfläche 120 der Oberseite 70b zu einem offenen Bereich 68b des Batteriesatzes 14b erstrecken. Die Rippen 118 erstrecken sich derart, dass sie nach oben weisende Oberflächen 114b von Endplatten 62b kontaktieren. Mechanische Befestigungselemente 80b erstrecken sich durch Öffnungen in der Oberseite 70b und den Rippen 118 und sind in Bohrungen der Endplatten 62b aufgenommen, die sich in die nach oben weisende Oberfläche 114b der Endplatte 62b erstrecken.
Die Rippen 118 stehen von der primären Oberfläche 120 hervor. Die Rippen 118 kontaktieren die nach oben weisende Oberfläche 114 und können dazu beitragen, die Arrays 18a in dem offenen Bereich 68b zu sichern.
Die beispielhaften Arrays 18a sind ferner mit mechanischen Befestigungselementen 80b gesichert, die sich durch Öffnungen 88b in einem Träger 64b erstrecken, um in Bohrungen der Endplatten 62b einzugreifen, die sich in nach unten weisende Oberflächen 110b der Endplatten 62b öffnen.
Unter Bezugnahme auf 8 nutzt ein anderer beispielhafter Batteriesatz 14c einen Halter 122, der zwischen nach oben weisenden Oberflächen 114c von Endplatten 62c und einer Oberseite 70c eines Deckels 66c angeordnet ist. Mechanische Befestigungselemente 80c erstrecken sich durch Öffnungen in dem Deckel 66c und Öffnungen des Halters 122. Die mechanischen Befestigungselemente 80c sind in Bohrungen der Endplatten 62c aufgenommen, die sich in die nach oben weisenden Oberflächen 114c der Endplatten 62c erstrecken. Die Endplatten 62c können in einem offenen Bereich 68c des Batteriesatzes 14c unter Verwendung von mechanischen Befestigungselementen 80c, die sich durch Öffnungen in einem Träger 64c erstrecken, zusätzlich gesichert sein.
Wie in diesem Beispiel dargestellt, ist nicht jede der Endplatten 62c unter Verwendung von mechanischen Befestigungselementen 80c gesichert, die sich durch den Deckel 66c und den Halter 122 erstrecken. Stattdessen sind ausgewählte Endplatten 62c, wie die Endplatten 62c, in der Nähe einer Mittellinie des Batteriesatzes 14c, wie dargestellt, auf diese Weise gesichert. Die restlichen Endplatten 62c, die näher zu den Endwänden 74c liegen, sind in dem offenen Bereich 68c unter Verwendung der mechanischen Befestigungselemente 80c gesichert, die sich durch Öffnungen in dem Träger 64c erstrecken, jedoch nicht mit mechanischen Befestigungselementen 80c, die sich durch Öffnungen in dem Deckel 66c erstrecken. In einem anderen Beispiel ist jede der Endplatten 62a mit mechanischen Befestigungselementen gesichert, die sich durch Öffnungen in einem Halter und Öffnungen in dem Deckel 66c erstrecken.
In diesem Beispiel erstreckt sich der Halter 122 von der Endplatte 62c eines Arrays 18c zur Endplatte 62c eines anderen Arrays 18c. In einem anderen Beispiel ist der Halter 122 mit einer einzigen Endplatte 62c verbunden und erstreckt sich nicht von Endplatten 62c unterschiedlicher Batterie-Arrays 18c, wie dargestellt ist.
Unter Bezugnahme auf 9 weist ein anderer beispielhafter Batteriesatz 14d einzelne Halter 122d auf, die mit jeder Endplatte 62d verbunden sind. Die Endplatten 62d sind unter Verwendung von mechanischen Befestigungselementen 80d gesichert, die sich durch Öffnungen in dem Deckel 66d und Öffnungen in den Haltern 122d erstrecken. Die mechanischen Befestigungselemente 80d können jeweils in Bohrungen der Endplatten 62d eingreifen, die sich in eine nach oben weisende Oberfläche 114d der Endplatten 62d erstrecken.
Die Endplatten 62d sind zusätzlich unter Verwendung von mechanischen Befestigungselementen 80d gesichert, die sich durch Öffnungen in einem Träger 64d erstrecken.
In diesem Beispiel ist jede der Endplatten 62d direkt an dem Träger 64d und dem Deckel 66d gesichert. In anderen Beispielen könnten die Endplatten 62d nur an dem Träger 64d oder nur an dem Deckel 66d gesichert sein.
Unter Bezugnahme auf 10 weist ein anderer beispielhafter Batteriesatz 14e Endplatten 62e mit einem Ansatzabschnitt 124 auf, der sich zu dem Deckel 66e erstreckt. Die Endplatten 62e aus zwei Arrays sind dargestellt.
Der Ansatzabschnitt 124 kann mit einer zugehörigen der Endplatten 62e geformt oder gegossen sein oder könnte eine separate Struktur sein, die an den Endplatten 62e befestigt ist. Der Ansatzabschnitt 124 stellt eine Gewindebohrung 126 bereit.
Die Endplatten 62e definieren Durchgangslöcher 128 in der Nähe des Ansatzabschnitts 124. In diesem Beispiel liegen die Durchgangslöcher 128 lateral außerhalb des Ansatzabschnitts 124. Der Deckel 66 definiert Öffnungen 130 und der Träger 64 definiert Gewindelöcher 132.
In der Ausführungsform aus 10 werden die Endplatten 62e zuerst unter Verwendung von mechanischen Befestigungselementen 134 gesichert, die sich durch die Durchgangslöcher 128 der Endplatten erstrecken, und greifen in die Gewindelöcher 132 des Trägers 64 ein. Die Endplatten 62e werden dann von einer Position, die extern in Bezug auf den Batteriesatz 14 und außerhalb eines offenen Bereichs 68e des Batteriesatzes 14 liegt, gesichert. Das Sichern erfolgt unter Verwendung eines anderen mechanischen Befestigungselements 80e, das sich durch die Öffnung 130 des Deckels 66 erstreckt und in die Gewindebohrung 126 des Ansatzabschnitts 124 eingreift. In diesem Beispiel kann eine Befestigung der Endplatte 62e an dem Träger 64 vor dem Sichern der Endplatte 62e an dem Deckel 66e die Montage erleichtern. Das Befestigen der Endplatte 62e sowohl an dem Träger 64 als auch dem Deckel 66 kann eine Festigkeit des Batteriesatzes 14e erhöhen und verstärkt den Deckel 66e über lange Spannen.
Merkmale der offenbarten Beispiele beinhalten das Sichern einer Endplatte in einem offenen Bereich eines Batteriesatzgehäuses von einer Position außerhalb des offenen Bereichs (d. h. eines Bereichs, der in Bezug auf das Batteriesatzgehäuse extern ist). Durch das Sichern kann ein Batterie-Array in dem Batteriesatzgehäuse gehalten werden. Die Sicherung kann außerhalb des offenen Bereichs des Batteriesatzgehäuses erzielt werden. Dies kann unter anderem die Herstellungskomplexität reduzieren. Ferner können die beschriebenen Sicherungsanordnungen ein Bauraumprofil des Batteriesatzes reduzieren, indem eine Anordnung der Endplatten der Batterie-Arrays näher zu den Seitenwänden des Batteriesatzgehäuses ermöglicht wird.
Die vorhergehende Beschreibung ist beispielhaft und nicht einschränkend. Für den Fachmann können Variationen und Modifikationen der offenbarten Beispiele, die nicht zwangsweise von dem Wesen der vorliegenden Offenbarung abweichen, ersichtlich werden. Somit kann der rechtliche Schutzumfang, der der vorliegenden Offenbarung gewährt wird, nur durch eine genaue Untersuchung der folgenden Ansprüche bestimmt werden.

Claims

Batterieanordnung, die Folgendes umfasst: eine Endplatte eines Batterie-Arrays; und eine Gehäusewand, die direkt an der Endplatte außerhalb eines offenen Bereichs eines Batteriesatzgehäuses gesichert ist.
Batterieanordnung nach Anspruch 1, ferner umfassend ein mechanisches Befestigungselement, das die Gehäusewand an der Endplatte sichert.
Batterieanordnung nach Anspruch 2, wobei das mechanische Befestigungselement in eine Bohrung der Endplatte eingreift, um die Gehäusewand direkt an der Endplatte zu sichern.
Batterieanordnung nach Anspruch 2, ferner umfassend einen Halter zwischen der Endplatte und einer Oberfläche der Gehäusewand, die zu dem offenen Bereich weist, wobei sich das mechanische Befestigungselement durch eine erste Öffnung in der Gehäusewand und eine zweite Öffnung in dem Halter erstreckt, um in eine Bohrung in der Endplatte einzugreifen.
Batterieanordnung nach Anspruch 4, wobei die Endplatte eine erste Endplatte eines ersten Arrays ist, und ferner umfassend eine zweite Endplatte eines zweiten Arrays, wobei sich der Halter von der ersten Endplatte zur zweiten Endplatte erstreckt.
Batterieanordnung nach Anspruch 3, wobei sich das mechanische Befestigungselement zur Endplatte durch eine Rippe der Gehäusewand erstreckt, wobei die Rippe in Bezug auf andere Bereiche der Gehäusewand angehoben ist.
Batterieanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei sich die Gehäusewand von einer ersten Wand des Batteriesatzgehäuses zu einer gegenüberliegenden, zweiten Wand des Gehäuses erstreckt, wenn die Gehäusewand an der Endplatte gesichert ist.
Batterieanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Gehäusewand ein Träger ist, der das Batterie-Array direkt stützt.
Batterieanordnung nach Anspruch 1, wobei die Endplatte eine erste Endplatte an einem ersten Ende des Batterie-Arrays ist und das Batterie-Array eine zweite Endplatte an einem gegenüberliegenden, zweiten Ende des Batterie-Arrays aufweist, wobei die Gehäusewand direkt sowohl an der ersten Endplatte als auch der zweiten Endplatte gesichert ist.
Batterieanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Gehäusewand ein Deckel ist und sich die Endplatte von dem Deckel zu einem Träger erstreckt, wobei die Endplatte an dem Deckel außerhalb des offenen Bereichs des Batteriesatzgehäuses gesichert ist, wobei die Endplatte ferner an dem Träger außerhalb des offenen Bereichs des Batteriesatzgehäuses gesichert ist.
Batterieanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Endplatte von einer Endwand des Batteriesatzgehäuses beabstandet ist.
Batterieanordnung nach Anspruch 11, wobei das Batteriesatzgehäuse das Batterie-Array und mehrere andere Batterie-Arrays hält.
Batterieanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Gehäusewand zu einer ersten Seite des Batterie-Arrays weist und eine zweite Seite des Batterie-Arrays Batteriezellenanschlüsse aufweist, wobei die erste Seite der zweiten Seite gegenüberliegt.
Verfahren zum Sichern eines Batterie-Arrays, das Folgendes umfasst: Anordnen eines Batterie-Arrays in einem offenen Bereich eines Gehäuses; und von einer Position außerhalb des offenen Bereichs, Sichern einer Endplatte eines Batterie-Arrays direkt an einer Wand eines Batteriesatzgehäuses.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Batterie-Array nach dem Sichern zwischen einer ersten Seitenwand und einer gegenüberliegenden, zweiten Seitenwand des Gehäuses angeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 14 oder Anspruch 15, wobei die Wand eine erste Wand ist, und ferner umfassend das Sichern der Endplatte an einer anderen Wand des Batteriesatzgehäuses vor dem Sichern der Endplatte an der ersten Wand von der Position außerhalb des offenen Bereichs.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Sichern das Sichern eines mechanischen Befestigungselements an einer Gewindebohrung in der Endplatte umfasst.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei sich das mechanische Befestigungselement zur Endplatte durch eine Öffnung in der Wand und eine Öffnung in einem Halter erstreckt, wobei der Halter zwischen einer Oberfläche der Wand, die zu dem offenen Bereich weist, und einer Oberfläche der Endplatte angeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei sich das mechanische Befestigungselement zur Endplatte durch eine Rippe der Wand erstreckt, wobei die Rippe in Bezug auf andere Bereiche der Wand angehoben ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 19, wobei die Wand den offenen Bereich einschließt.