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TECHNISCHES GEBIET
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Diese Offenbarung betrifft Batteriepacks für elektrifizierte Fahrzeuge. Ein beispielhaftes Batteriepack beinhaltet eine Batteriebaugruppe, die eine Gruppe von Batteriezellen und ein integriertes Modul, das an der Gruppe von Batteriezellen angebracht ist, beinhaltet. Das integrierte Modul bildet sowohl ein Elektronikgehäuse als auch eine Entlüftungskammer in dem Batteriepack.
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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Der Wunsch nach einer Reduktion des Kraftstoffverbrauchs und des Schadstoffausstoßes von Automobilen ist hinlänglich dokumentiert. Deshalb werden Fahrzeuge entwickelt, welche die Abhängigkeit von Verbrennungsmotoren verringern oder vollständig beseitigen. Derzeit werden zu diesem Zweck elektrifizierte Fahrzeuge entwickelt. Im Allgemeinen unterscheiden sich elektrifizierte Fahrzeuge dadurch von herkömmlichen Kraftfahrzeugen, dass sie selektiv durch eine oder mehrere batteriebetriebene elektrische Maschinen angetrieben werden. Herkömmliche Kraftfahrzeuge nutzen dahingegen ausschließlich den Verbrennungsmotor, um das Fahrzeug mit Energie zu versorgen und anzutreiben.
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Ein Hochspannungsbatteriepack versorgt die elektrischen Maschinen und andere elektrische Verbraucher des elektrifizierten Fahrzeugs mit Energie. Das Batteriepack beinhaltet eine Vielzahl von miteinander verbundenen Batteriezellen, die Energie speichern, um diese elektrischen Verbraucher mit Energie zu versorgen. Oftmals steht in einem Fahrzeug begrenzter Platz zur Aufnahme des Batteriepacks zur Verfügung. Deshalb sind platzsparende Batteriepackausführungen wünschenswert.
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KURZDARSTELLUNG
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Ein Batteriepack gemäß einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet u. a. eine Batteriebaugruppe, die eine Gruppe von Batteriezellen und ein integriertes Modul, das an der Gruppe von Batteriezellen angebracht ist, beinhaltet. Das integrierte Modul beinhaltet einen oberen Abschnitt, in dem wenigstens eine Elektronikkomponente untergebracht ist, und einen unteren Abschnitt, der eine Entlüftungskammer bildet.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform des vorstehenden Batteriepacks ist die Batteriebaugruppe in einer Gehäusebaugruppe untergebracht.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der obengenannten Batteriepacks beinhaltet die Gehäusebaugruppe eine Wanne und eine Abdeckung.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Batteriepacks ist im unteren Abschnitt des integrierten Moduls ein Sammelschienenmodul untergebracht, das benachbarte Batteriezellen der Gruppe von Batteriezellen elektrisch verbindet.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Batteriepacks ist in dem Sammelschienenmodul eine Vielzahl von Sammelschienen untergebracht.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Batteriepacks ist der obere Abschnitt von dem unteren Abschnitt durch eine Wand getrennt.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Batteriepacks beinhaltet die wenigstens eine Elektronikkomponente ein Batteriepackmessmodul (Battery Pack Sensing Module – BPSM).
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Batteriepacks beinhaltet die wenigstens eine Elektronikkomponente ein Batterieenergiesteuermodul (Battery Energy Control Module – BECM).
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Batteriepacks wird eine äußere Begrenzung der Entlüftungskammer durch eine Wand des integrierten Moduls, Oberseiten der Gruppe von Batteriezellen und Dichtungen, die zwischen der Wand und den Oberseiten verlaufen, gebildet.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Batteriepacks sind die Dichtungen Schaumstoffdichtungen, Kunststoffdichtungen, Metalldichtungen oder Verbunddichtungen.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Batteriepacks wird eine äußere Begrenzung der Entlüftungskammer durch eine Wand des integrierten Moduls, ein Sammelschienenmodul und Dichtungen, die zwischen der Wand und dem Sammelschienenmodul verlaufen, gebildet.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Batteriepacks beinhaltet das Sammelschienenmodul wenigstens einen Durchlass, der an einer Entlüftungsöffnung einer Batteriezelle der Gruppe von Batteriezellen ausgerichtet ist, um Batterieentlüftungsnebenprodukte von der Entlüftungsöffnung in die Entlüftungskammer zu leiten.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Batteriepacks beinhaltet die Gruppe von Batteriezellen eine Vielzahl von Batteriezellen, die in einem Zellstapel angeordnet sind.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Batteriepacks ist das integrierte Modul mit wenigstens einem Abschnitt der Vielzahl von Batteriezellen verbunden.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Batteriepacks ist das integrierte Modul aus einem gasundurchlässigen Material hergestellt.
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Ein Verfahren gemäß einem weiteren beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet u. a. Verbinden eines integrierten Moduls mit einer Gruppe von Batteriezellen einer Batteriebaugruppe. Das integrierte Modul bildet ein Elektronikgehäuse und eine Entlüftungskammer der Batteriebaugruppe in einer einzigen, integrierten Einheit.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform des vorstehenden Verfahrens ist in dem Elektronikgehäuse wenigstens eine Elektronikkomponente innerhalb des integrierten Moduls untergebracht.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Verfahren wird ein Sammelschienenmodul mit der Gruppe von Batteriezellen verbunden und wird nach Verbinden mit dem Sammelschienenmodul das integrierte Modul mit der Gruppe von Batteriezellen derart verbunden, dass in dem integrierten Modul das Sammelschienenmodul untergebracht ist.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Verfahren wird die Entlüftungskammer durch wenigstens zwei Dichtungen des integrierten Moduls gebildet.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Verfahren wird das Elektronikgehäuse von der Entlüftungskammer durch eine Wand des integrierten Moduls getrennt.
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Die Ausführungsformen, Beispiele und Alternativen der vorhergehenden Absätze, die Ansprüche oder die folgende Beschreibung und die folgenden Zeichnungen, einschließlich jeglicher der unterschiedlichen Aspekte oder jeweiligen einzelnen Merkmale davon, können unabhängig voneinander oder in beliebiger Kombination miteinander betrachtet werden. Merkmale, die in Verbindung mit einer Ausführungsform beschriebenen werden, gelten für alle Ausführungsformen, sofern solche Merkmale nicht inkompatibel sind.
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Die unterschiedlichen Merkmale und Vorteile dieser Offenbarung werden dem Fachmann aus der folgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich. Die der detaillierten Beschreibung beigefügten Zeichnungen lassen sich wie folgt kurz beschreiben.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 veranschaulicht schematisch einen Antriebsstrang eines elektrifizierten Fahrzeugs.
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2 veranschaulicht ein Batteriepack eines elektrifizierten Fahrzeugs.
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3 veranschaulicht eine Batteriebaugruppe gemäß einer ersten Ausführungsform dieser Offenbarung.
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4 veranschaulicht eine Batteriebaugruppe gemäß einer zweiten Ausführungsform dieser Offenbarung.
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5 veranschaulicht ein Sammelschienenmodul der Batteriebaugruppe aus 4.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Diese Offenbarung beschreibt verschiedene Batteriepackausführungen zur Verwendung in elektrifizierten Fahrzeugen. Ein beispielhaftes Batteriepack beinhaltet eine Batteriebaugruppe, die eine Gruppe von Batteriezellen und ein integriertes Modul, das an der Gruppe von Batteriezellen angebracht ist, beinhaltet. Das integrierte Modul beinhaltet einen oberen Abschnitt, in dem wenigstens eine Elektronikkomponente untergebracht ist, und einen unteren Abschnitt, der eine Entlüftungskammer bildet. In einigen Ausführungsformen ist in dem unteren Abschnitt des integrierten Moduls ein Sammelschienenmodul untergebracht, das benachbarte Batteriezellen der Gruppe von Batteriezellen elektrisch verbindet. Diese und andere Merkmale werden in den folgenden Absätzen dieser detaillierten Beschreibung ausführlicher erläutert.
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1 stellt einen Antriebsstrang 10 für ein elektrifiziertes Fahrzeug 12 schematisch dar. Obwohl als Hybridelektrofahrzeug (Hybrid Electric Vehicle – HEV) dargestellt, versteht sich, dass die hier beschriebenen Konzepte nicht auf HEVs beschränkt sind und sich auf andere elektrifizierte Fahrzeuge erstrecken könnten, einschließlich unter anderem Plug-in-Hybridelektrofahrzeuge (PHEVs), Batterieelektrofahrzeuge (BEVs) und Brennstoffzellenfahrzeuge.
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In einer nicht einschränkenden Ausführungsform handelt es sich bei dem Antriebsstrang 10 um ein Antriebsstrangsystem mit Leistungsverzweigung, welches ein erstes Antriebssystem und ein zweites Antriebssystem einsetzt. Das erste Antriebssystem beinhaltet eine Kombination aus einem Motor 14 und einem Generator 18 (d. h. eine erste elektrische Maschine). Das zweite Antriebssystem beinhaltet wenigstens einen Elektromotor 22 (d. h. eine zweite elektrische Maschine), den Generator 18 und ein Batteriepack 24. In diesem Beispiel wird das zweite Antriebssystem als elektrisches Antriebssystem des Antriebsstrangs 10 angesehen. Das erste und das zweite Antriebssystem erzeugen ein Drehmoment, um einen oder mehrere Sätze von Fahrzeugantriebsrädern 28 des elektrifizierten Fahrzeugs 12 anzutreiben. Wenngleich in 1 eine Konfiguration mit Leistungsverzweigung dargestellt ist, deckt die vorliegende Offenbarung ein beliebiges Hybrid- oder Elektrofahrzeug ab, einschließlich Vollhybrid-, Parallelhybrid-, Reihenhybrid-, Mildhybrid- oder Mikrohybridfahrzeugen.
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Der Motor 14, bei welchem es sich in einer Ausführungsform um einen Verbrennungsmotor handelt, und der Generator 18 können durch eine Kraftübertragungseinheit 30, wie beispielsweise ein Planetengetriebe, miteinander verbunden sein. Selbstverständlich können andere Arten von Kraftübertragungseinheiten, einschließlich anderer Zahnradsätze und Getriebe, verwendet werden, um den Motor 14 mit dem Generator 18 zu verbinden. In einer nicht einschränkenden Ausführungsform handelt es sich bei der Kraftübertragungseinheit 30 um ein Planetengetriebe, das ein Hohlrad 32, ein Sonnenrad 34 und eine Trägerbaugruppe 36 beinhaltet.
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Der Generator 18 kann vom Motor 14 durch die Kraftübertragungseinheit 30 angetrieben werden, um kinetische Energie in elektrische Energie umzuwandeln. Der Generator 18 kann alternativ dazu als Elektromotor fungieren, um elektrische Energie in kinetische Energie umzuwandeln, wodurch ein Drehmoment an eine Welle 38 ausgegeben wird, welche mit der Kraftübertragungseinheit 30 verbunden ist. Da der Generator 18 mit dem Motor 14 wirkverbunden ist, kann die Drehzahl des Motors 14 durch den Generator 18 gesteuert werden.
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Das Hohlrad 32 der Kraftübertragungseinheit 30 kann mit einer Welle 40 verbunden sein, welche über eine zweite Kraftübertragungseinheit 44 mit Fahrzeugantriebsrädern 28 verbunden ist. Die zweite Kraftübertragungseinheit 44 kann einen Zahnradsatz mit einer Vielzahl von Zahnrädern 46 beinhalten. Andere Kraftübertragungseinheiten können ebenfalls geeignet sein. Die Zahnräder 46 übertragen das Drehmoment vom Motor 14 auf ein Differential 48, um die Fahrzeugantriebsräder 28 letztlich mit Traktion zu versorgen. Das Differential 48 kann eine Vielzahl von Zahnrädern beinhalten, welche die Übertragung von Drehmoment auf die Fahrzeugantriebsräder 28 ermöglichen. In einer Ausführungsform ist die zweite Kraftübertragungseinheit 44 über das Differential 48 mechanisch mit einer Achse 50 gekoppelt, um Drehmoment auf die Fahrzeugantriebsräder 28 zu verteilen.
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Der Elektromotor 22 kann zudem verwendet werden, um die Fahrzeugantriebsräder 28 durch Ausgeben eines Drehmoments an eine Welle 52 anzutreiben, welche ebenfalls mit der zweiten Kraftübertragungseinheit 44 verbunden ist. In einer Ausführungsform wirken der Elektromotor 22 und der Generator 18 als Teil eines Nutzbremssystems zusammen, bei welchem sowohl der Elektromotor 22 als auch der Generator 18 als Elektromotor zum Ausgeben von Drehmoment verwendet werden können. Beispielsweise können der Elektromotor 22 und der Generator 18 jeweils elektrische Energie an das Batteriepack 24 ausgeben.
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Das Batteriepack 24 ist eine beispielhafte Batterie eines elektrifizierten Fahrzeugs. Bei dem Batteriepack 24 kann es sich um ein Hochspannungstraktionsbatteriepack handeln, welches eine Vielzahl von Batteriebaugruppen 25 enthält (d. h. Batteriearrays oder Gruppen von Batteriezellen), welche in der Lage sind, elektrische Energie auszugeben, um den Elektromotor 22 und/oder andere elektrische Verbraucher des elektrifizierten Fahrzeugs 12 zu betreiben. Andere Arten von Energiespeichervorrichtungen und/oder Ausgabevorrichtungen können ebenfalls verwendet werden, um das elektrifizierte Fahrzeug 12 mit elektrischer Energie zu versorgen.
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In einer nicht einschränkenden Ausführungsform beinhaltet das elektrifizierte Fahrzeug 12 zwei grundlegende Betriebsmodi. Das elektrifizierte Fahrzeug 12 kann in einem Elektrofahrzeug(Electric Vehicle – EV)-Modus arbeiten, bei welchem der Elektromotor 22 verwendet wird (im Allgemeinen ohne Unterstützung vom Motor 14), um das Fahrzeug anzutreiben, wodurch der Ladezustand des Batteriepacks 24 unter bestimmten Fahrmustern/-zyklen bis zur maximal zulässigen Entladerate entladen wird. Der EV-Modus ist ein Beispiel eines Entladebetriebsmodus für das elektrifizierte Fahrzeug 12. Im EV-Modus kann sich der Ladezustand des Batteriepacks 24 unter einigen Umständen erhöhen, beispielsweise durch einen Zeitraum regenerativen Bremsens. Der Motor 14 ist in einem standardmäßigen EV-Modus im Allgemeinen abgeschaltet, könnte jedoch nach Bedarf auf Grundlage eines Fahrzeugsystemzustands oder nach Vorgabe des Fahrzeugführers betrieben werden.
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Das elektrifizierte Fahrzeug 12 kann zusätzlich in einem Hybrid(HEV)-Modus arbeiten, in welchem der Motor 14 und der Elektromotor 22 jeweils zum Antreiben des Fahrzeugs verwendet werden. Der HEV-Modus ist ein Beispiel für einen Betriebsmodus zum Erhalten der Batterieladung für das elektrifizierte Fahrzeug 12. Im HEV-Modus kann das elektrifizierte Fahrzeug 12 die Verwendung des Elektromotors 22 zum Antreiben des Fahrzeugs verringern, um den Ladezustand des Batteriepacks 24 konstant oder ungefähr konstant zu halten, indem es den Antrieb durch den Motor 14 steigert. Das elektrifizierte Fahrzeug 12 kann innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung neben dem EV- und dem HEV-Modus in anderen Betriebsmodi betrieben werden.
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2 veranschaulicht ein Batteriepack 24, das in einem elektrifizierten Fahrzeug eingesetzt werden kann. Beispielsweise könnte das Batteriepack 24 Teil des elektrifizierten Fahrzeugs 12 aus 1 sein. 2 ist eine perspektivische Ansicht des Batteriepacks 24, in der seine äußeren Komponenten (z. B. die Gehäusebaugruppe 60) als gestrichelte Linien dargestellt sind, um die inneren Komponenten des Batteriepacks 24 besser zu veranschaulichen.
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Das Batteriepack 24 beinhaltet eine Vielzahl von Batteriezellen 56, die elektrische Energie speichern, um verschiedene elektrische Verbraucher des elektrifizierten Fahrzeugs 12 mit Energie zu versorgen. Obwohl eine konkrete Anzahl an Batteriezellen 56 in 2 dargestellt ist, könnte das Batteriepack 24 eine größere oder kleinere Anzahl an Batteriezellen innerhalb des Umfangs dieser Offenbarung nutzen. Anders formuliert, ist diese Offenbarung nicht auf die in 2 dargestellte konkrete Anordnung eingeschränkt.
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Die Batteriezellen 56 können nebeneinander gestapelt sein, um eine Gruppe von Batteriezellen 56 zu bilden, die mitunter als „Zellstapel“ bezeichnet wird. Das Batteriepack 24 kann eine oder mehrere getrennte Gruppen von Batteriezellen 56 beinhalten.
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In einer nicht einschränkenden Ausführungsform sind die Batteriezellen 56 prismatische Lithium-Ionen-Zellen. Allerdings könnten Batteriezellen mit anderen Geometrien (zylindrisch, beutelartig usw.), anderen Chemikalien (Nickel-Metallhydrid, Blei-Säure usw.) oder beidem alternativ dazu innerhalb des Umfangs dieser Offenbarung verwendet werden.
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Die Batteriezellen 56 können zusammen mit beliebigen anderen Stützstrukturen (z. B. Abstandshaltern, Schienen, Wänden, Platten, Bindungen usw.) gemeinsam als eine Batteriebaugruppe 25 bezeichnet werden. Obwohl in 2 dargestellt ist, dass das Batteriepack 24 eine einzelne Batteriebaugruppe 25 aufweist, könnte das Batteriepack 24 innerhalb des Umfangs dieser Offenbarung auch eine größere Anzahl von Batteriebaugruppen beinhalten. Darüber hinaus könnte, obwohl dargestellt ist, dass sie sich längs im Batteriepack 24 erstreckt, die Batteriebaugruppe 25 alternativ dazu derart angeordnet sein, dass sie sich horizontal im Batteriepack 24 erstreckt.
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Die Batteriebaugruppe 25 beinhaltet ein integriertes Modul 64 neben der Gruppe von Batteriezellen 56. Das integrierte Modul 64 ist an einem Abschnitt der Batteriebaugruppe 25 angebracht. Das integrierte Modul 64 könnte in eine oder mehrere Batteriezellen 56 oder an einer Batteriebaugruppenstruktur (z. B. Seitenwand, Stirnwand usw.) eingeschnappt, eingeschweißt, eingeschraubt oder eingeklipst sein. In einer nicht einschränkenden Ausführungsform ist das integrierte Modul 64 mit den Batteriezellen 56 der Batteriebaugruppe 25 verbunden und erstreckt sich in Spannweite entlang einer Oberseite 55 davon.
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In einer Gehäusebaugruppe 60 ist jede Batteriebaugruppe 25 des Batteriepacks 24 untergebracht. In einer nicht einschränkenden Ausführungsform ist die Gehäusebaugruppe 60 ein abgedichtetes Gehäuse, das eine Wanne 62 und eine Abdeckung 63 beinhaltet. Die Wanne 62 beinhaltet Seitenwände 65, die sich nach oben von einer Basis 67 erstrecken, um eine oder mehrere Kammern zur Aufnahme der Batteriebaugruppe 25 zu bilden. Die Abdeckung 63 ist an der Wanne 62 befestigt und dichtet die Batteriebaugruppe 25 des Batteriepacks 24 ab.
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Das beispielhafte integrierte Modul 64 der Batteriebaugruppe 25 ist in 3 näher dargestellt. Das integrierte Modul 64 beinhaltet einen oberen Abschnitt 68 und einen unteren Abschnitt 70. Eine Wand 74 trennt den oberen Abschnitt 68 vom unteren Abschnitt 70. In einer nicht einschränkenden Ausführungsform beinhaltet das integrierte Modul 64 einen offenen Boden 69, sodass der untere Abschnitt 70 zu den Batteriezellen 56 der Batteriebaugruppe 25 freiliegt.
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In einer ersten nicht einschränkenden Ausführungsform ist das integrierte Modul 64 der Batteriebaugruppe 25 eine integrierte Einheit, die aus metallischen Materialien hergestellt ist. Alternativ dazu könnte das integrierte Modul 64 aus Polymermaterialien hergestellt sein. In einer wieder anderen nicht einschränkenden Ausführungsform ist das integrierte Modul 64 aus einer Kombination aus Metall- und Polymermaterialien hergestellt. Das Material des integrierten Moduls 64 kann in einer anderen nicht einschränkenden Ausführungsform ein gasundurchlässiges Material sein.
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Der obere Abschnitt 68 enthält eine oder mehrere Elektronikkomponenten 72 und dient damit als Elektronikgehäuse. Die Elektronikkomponenten 72 könnten eine elektronische Batteriesteuerung (BEC), ein Batterieenergiesteuermodul (BECM), ein Batteriepackmessmodul (BPSM), eine Leiterplatte, Verdrahtung oder eine beliebige Kombination dieser Komponenten beinhalten. Verschiedene andere Elektronikkomponenten können zusätzlich in dem oberen Abschnitt 68 des integrierten Moduls 64 untergebracht sein. In einer nicht einschränkenden Ausführungsform sind eine oder mehrere der Elektronikkomponenten 72 derart ausgelegt, dass sie Informationen über die Batteriebaugruppe 25, einschließlich unter anderem Zellspannungen, Ströme, Temperaturen, Batterieladezustand (SOC), Batterieleistungsgrenzen usw., überwachen und/oder messen.
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Der untere Abschnitt 70 des integrierten Moduls 64 liegt auf den Batteriezellen 56 auf, um Klemmen 76 und eine Entlüftungsöffnung 78 jeder Batteriezelle 56 abzudecken. Dichtungen 80 (hier eine erste und eine zweite Dichtung) können an der Wand 74 des integrierten Moduls 64 angebracht sein. Die Dichtungen 80 sind außerhalb der Entlüftungsöffnung 78 angeordnet. Die Dichtungen 80 sind in einer nicht einschränkenden Ausführungsform Schaumstoffdichtungen. Die Dichtungen 80 könnten alternativ dazu Kunststoffdichtungen, Metalldichtungen oder Verbunddichtungen sein. Sobald das integrierte Modul 64 an den Batteriezellen 56 befestigt ist, liegen die Dichtungen 80 an einer Oberseite 55 der Batteriezellen 56 an, um eine Entlüftungskammer 84 in dem integrierten Modul 64 zu bilden. Zusammen bilden die Wand 74, die Oberseiten 55 der Batteriezellen 56 und die Dichtungen 80 die Entlüftungskammer 84.
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Die Entlüftungsöffnungen 78 jeder Batteriezelle 56 sind derart ausgelegt, dass sie Batterieentlüftungsnebenprodukte 82, wie z. B. Gase oder andere Nebenprodukte, während bestimmter Batteriezellentlüftungsereignisse aus den Batteriezellen 56 ausstoßen. Beispielsweise können Batteriezellentlüftungsereignisse bei Übertemperatur- oder Überladungsbedingungen der Batteriezellen 56 oder bei anderen Zellbedingungen auftreten. Die Batterieentlüftungsnebenprodukte 82 können zwischen den Dichtungen 80 und zwischen der Wand 74 und den Oberseiten 55 zu einer Position außerhalb des Batteriepacks geleitet werden, wie z. B. durch einen Entlüftungsschlauch (nicht dargestellt), der mit dem Batteriepack verbunden ist.
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4 veranschaulicht eine weitere beispielhafte Batteriebaugruppe 125. Die Batteriebaugruppe 125 beinhaltet eine Gruppe von Batteriezellen 156 und ein integriertes Modul 164, das mit der Gruppe von Batteriezellen 156 verbunden ist. Das integrierte Modul 164 beinhaltet einen oberen Abschnitt 168 und einen unteren Abschnitt 170, die voneinander durch eine Wand 174 getrennt sind. Das integrierte Modul 164 beinhaltet einen offenen Boden 169, sodass der untere Abschnitt 170 zu den Batteriezellen 156 freiliegt.
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In dem oberen Abschnitt 168 sind eine oder mehrere Elektronikkomponenten 172 untergebracht. Ein Sammelschienenmodul 190 ist an Zellklemmen 176 der Batteriezellen 156 angebracht und ist in dem unteren Abschnitt 170 des integrierten Moduls 164 untergebracht, sobald das integrierte Modul 164 gegen die Batteriezellen 156 aufgenommen ist. Das Sammelschienenmodul 190 verbindet benachbarte Batteriezellen 156 der Batteriebaugruppe 125 elektrisch und könnte Spannungen und Temperaturen der Batteriezellen 156 messen.
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Die Dichtungen 180 erstrecken sich zwischen der Wand 174 und dem Sammelschienenmodul 190, um eine Entlüftungskammer 184 innerhalb des integrierten Moduls 164 zu bilden. Zusammen bilden die Wand 174, das Sammelschienenmodul 190 und die Dichtungen 180 eine äußere Begrenzung der Entlüftungskammer 184. Die Entlüftungsöffnungen 178 jeder Batteriezelle 56 können Batterieentlüftungsnebenprodukte 182 während bestimmter Batteriezellentlüftungsereignisse aus den Batteriezellen 156 ausstoßen. Die Batterieentlüftungsnebenprodukte 182 können durch einen Durchlass 192 des Sammelschienenmoduls 190, der über den Entlüftungsöffnungen 178 angeordnet ist, und dann zwischen den Dichtungen 180 geleitet werden, um die Batterieentlüftungsnebenprodukte 182 aus dem Batteriepack auszustoßen.
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In Bezug auf 5 kann das Sammelschienenmodul 190 (gestrichelt dargestellt) eine Vielzahl von Sammelschienen 194 (ebenfalls gestrichelt dargestellt) beinhalten. Die Sammelschienen 194 können in dem Sammelschienenmodul 190 auf beliebige Weise untergebracht sein und sind als Metallmaterialstreifen ausgelegt. Jede Sammelschiene 194 ist zwischen Klemmen 176 benachbarter Batteriezellen 156 angeschlossen, um die Batteriezellen 156 der Batteriebaugruppe 125 elektrisch zu verbinden.
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Die beispielhaften integrierten Module dieser Offenbarung stellen eine kompaktere Anordnung bereit, indem sie Funktionen (z. B. Batteriemessung, Steuerung, Sammelschienenverbindungen, Entlüftung usw.), die herkömmlicherweise durch mehrere Teile durchgeführt werden, in einer einzelnen, integrierten Einheit vereinen. Die integrierten Module belegen damit ein geringeres Volumen und verringern das Gesamtspiel zwischen Teilen, die innerhalb des Batteriepacks vorhanden sind.
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Wenngleich die unterschiedlichen nicht einschränkenden Ausführungsformen der Darstellung nach konkrete Komponenten oder Schritte aufweisen, sind die Ausführungsformen dieser Offenbarung nicht auf diese konkreten Kombinationen beschränkt. Es ist möglich, einige der Komponenten oder Merkmale beliebiger der nicht einschränkenden Ausführungsformen in Kombination mit Merkmalen oder Komponenten von beliebigen der anderen nicht einschränkenden Ausführungsformen zu verwenden.
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Es versteht sich, dass gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Zeichnungen entsprechende oder ähnliche Elemente kennzeichnen. Es versteht sich, dass, wenngleich in diesen Ausführungsbeispielen eine bestimmte Anordnung von Komponenten offenbart und dargestellt wird, andere Anordnungen ebenfalls von den Lehren der vorliegenden Offenbarung profitieren könnten.
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Die vorstehende Beschreibung ist als veranschaulichend und nicht in irgendeinem einschränkenden Sinne auszulegen. Der Durchschnittsfachmann wird verstehen, dass bestimmte Modifikationen durch den Umfang dieser Offenbarung abgedeckt sein könnten. Deshalb sollten die nachstehenden Patentansprüche aufmerksam gelesen werden, um den eigentlichen Umfang und Inhalt dieser Offenbarung zu erfassen.
