DE102017125130A1

DE102017125130A1 - Antriebsbatterierückhaltebaugruppe

Info

Publication number: DE102017125130A1
Application number: DE102017125130.8A
Authority: DE
Inventors: Patrick Daniel Maguire; Hyung Min Baek; Stephen Liptak; Olivia Lomax; Rodolfo Palma Sr.; Yi Zhang
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2016-11-01
Filing date: 2017-10-26
Publication date: 2018-05-03
Also published as: CN108001181B; CN108001181A; US10230083B2; US20180123098A1

Abstract

Eine beispielhafte Antriebsbatterierückhaltebaugruppe beinhaltet ein Anbringungsmerkmal, das mit einem Abschnitt eines Gehäuses gebildet ist, in dem eine Batterieanordnung untergebracht ist. Das Anbringungsmerkmal ist derartig bemessen, dass ein Abschnitt des Anbringungsmerkmals innerhalb eines Anbringungsmerkmals der Batterieanordnung aufgenommen werden kann, um die Batterieanordnung innerhalb des Gehäuses zu halten. Eine weitere beispielhafte Antriebsbatterierückhaltebaugruppe beinhaltet einen Vorsprung von einer Außenwand einer Batterieanordnung. Ein Anbringungsmerkmal ist mit einem Abschnitt eines Gehäuses gebildet, in dem die Batterieanordnung untergebracht ist und das eine Überstandsfläche zu einer Fläche des Vorsprungs beinhaltet, um die Anordnung relativ zum Gehäuse zu halten. Noch eine weitere Antriebsbatteriepackbaugruppe beinhaltet ein Gehäuse eines Batteriepacks, das zusammen mit einem Steg gebildet ist, der Seiten aufweist, die sich zu einer Endfläche erstrecken. Der Steg erstreckt sich zu einer Struktur, die im Gehäuse untergebracht ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenbarung betrifft das Befestigen einer Antriebsbatterie eines elektrifizierten Fahrzeugs und insbesondere das Befestigen einer Antriebsbatterie, die ein Gehäuse aufweist, das aus einem polymerbasierten Material gebildet ist.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Elektrifizierte Fahrzeuge unterscheiden sich von herkömmlichen Kraftfahrzeugen, da elektrifizierte Fahrzeuge unter Verwendung einer oder mehrerer elektrischer Maschinen selektiv angetrieben werden. Die elektrischen Maschinen können die elektrifizierten Fahrzeuge anstelle von oder zusätzlich zu einem Verbrennungsmotor antreiben. Beispielhafte elektrifizierte Fahrzeuge schließen Hybridelektrofahrzeuge (hybrid electric vehicle - HEV), Plug-in-Hybridelektrofahrzeuge (plug-in hybrid electric vehicle - PHEV), Brennstoffzellenfahrzeuge (fuel cell vehicle - FCV) und batteriebetriebene Elektrofahrzeuge (battery electric vehicle - BEV) ein.
Die Antriebsbatterie kann verwendet werden, um die elektrischen Maschinen und andere elektrische Verbraucher des elektrifizierten Fahrzeugs selektiv anzutreiben. Die Antriebsbatterie beinhaltet eine Vielzahl von miteinander verbundenen Batteriezellen, die Energie speichern, um diese elektrischen Verbraucher mit Energie zu versorgen. Die Batteriezellen werden typischerweise innerhalb eines Gehäuses untergebracht. Gehäuse bestehen typischerweise aus einem Metall oder einer Metalllegierung. Einige Gehäuse sind nun polymerbasiert. Bei bestimmten Drücken, wie zum Beispiel den durch Gewindebefestigungselemente ausgeübten Drücken, können Polymere kriechen.
KURZDARSTELLUNG
Eine Antriebsbatterierückhaltebaugruppe gemäß einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet unter anderem ein erstes Anbringungsmerkmal, das mit einem Abschnitt eines Gehäuses gebildet ist, in dem eine Batterieanordnung untergebracht ist. Das erste Anbringungsmerkmal ist derartig bemessen, dass ein Abschnitt des ersten Anbringungsmerkmals innerhalb eines zweiten Anbringungsmerkmals der Batterieanordnung aufgenommen werden kann, um die Batterieanordnung innerhalb des Gehäuses zu halten.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform der vorstehenden Baugruppe erstreckt sich das erste Anbringungsmerkmal durch eine Öffnung in einer Wärmetauschplatte, wenn es mit dem zweiten Anbringungsmerkmal in Eingriff tritt.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer der vorstehenden Baugruppen ist der Abschnitt des Gehäuses ein Gehäuseboden.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer der vorstehenden Baugruppen ist das erste Anbringungsmerkmal derartig einstückig mit dem Abschnitt des Gehäuses gebildet, dass das erste Anbringungsmerkmal und der Abschnitt des Gehäuses eine monolithische Struktur darstellen.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer der vorstehenden Baugruppen ist das erste Anbringungsmerkmal ein Haken und das zweite Anbringungsmerkmal stellt eine Fläche bereit, um mit einer Überstandsfläche des Hakens zusammenzuwirken.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer der vorstehenden Baugruppen ist das zweite Anbringungsmerkmal eine Öffnung in der Batterieanordnung.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer der vorstehenden Baugruppen ist das Gehäuse aus einem polymerbasierten Material gebildet.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer der vorstehenden Baugruppen ist die Batterieanordnung entlang einer Achse angeordnet und eine Achsenlänge des ersten Anbringungsmerkmals ist geringer als eine Achsenlänge des zweiten Anbringungsmerkmals.
Eine weitere nicht einschränkende Ausführungsform einer der vorstehenden Baugruppen beinhaltet einen Ausleger, der sich von einer ersten Struktur erstreckt, wobei der Ausleger innerhalb einer Öffnung einer zweiten Struktur aufgenommen wird und gegen die zweite Struktur gedrückt wird, um die Bewegung des Gehäuses relativ zum Fahrzeugrahmen einzuschränken.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform der vorstehenden Baugruppe ist die erste Struktur ein Abschnitt eines Batteriepackgehäuses und der Ausleger ist zusammen mit dem Abschnitt des Gehäuses gebildet.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer der vorstehenden Baugruppen ist die zweite Struktur ein Fahrzeugrahmen und der Fahrzeugrahmen beinhaltet Kanten, welche die Öffnung bereitstellen. Der Fahrzeugrahmen besteht aus einem Metall oder einer Metalllegierung und die Kanten sind gerundet.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer der vorstehenden Baugruppen beinhaltet die zweite Struktur eine Primärseite der Öffnung. Der Ausleger wird gegen die Primärseite in eine erste Richtung gedrückt. Die zweite Struktur beinhaltet ebenfalls eine weitere Seite der Öffnung. Die andere Seite der Öffnung steht mit dem Ausleger in Kontakt, um die Bewegung des Auslegers in mindestens eine zweite Richtung zu beschränken, die quer zur ersten Richtung ist.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer der vorstehenden Baugruppen beinhaltet die Baugruppe einen Riemen, der am Fahrzeugrahmen befestigt ist und den Batteriepack hält. Der Riemen wirkt mit einer Vielzahl von Stegen entlang einer Ecke eines Gehäuses des Batteriepacks zusammen.
Eine Antriebsbatterierückhaltebaugruppe gemäß einem weiteren beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet unter anderem einen Vorsprung von einer Außenwand einer Batterieanordnung, wobei ein Anbringungsmerkmal mit einem Abschnitt eines Gehäuses gebildet ist, in dem die Batterieanordnung untergebracht ist. Das Anbringungsmerkmal erstreckt sich von einer Gehäusefläche und beinhaltet eine Überstandsfläche, die auf die Gehäusefläche gerichtet ist. Die Überstandsfläche steht mit einer Fläche des Vorsprungs in Kontakt, um die Anordnung relativ zum Gehäuse zu halten.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform der vorstehenden Baugruppe ist der Vorsprung ein Flansch, der sich nach außen von den benachbarten Bereichen der Außenwand weg faltet.
Eine Antriebsbatteriepackbaugruppe gemäß noch einem weiteren beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet unter anderem ein Gehäuse eines Batteriepacks. Das Gehäuse ist zusammen mit mindestens einem Steg gebildet, der Seiten aufweist, die sich zu einer Endfläche erstrecken. Der mindestens eine Steg erstreckt sich zu einer Struktur, die innerhalb des Gehäuses untergebracht ist, und tritt mit der Struktur in Kontakt, um die Bewegung des Gehäuses relativ zur Struktur zu beschränken.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform der vorstehenden Baugruppe wird der mindestens eine Steg innerhalb einer Öffnung der Struktur derartig aufgenommen, dass der Kontakt zwischen den Seiten und der Struktur das Gehäuse relative zur Struktur platziert.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer der vorstehenden Baugruppen erstreckt sich die Endfläche des mindestens einen Stegs, um mit der Struktur derartig in Kontakt zu treten, dass Belastungen von der Struktur über die Endfläche des mindestens einen Stegs auf das Gehäuse übertragen werden.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer der vorstehenden Baugruppen beinhaltet die Baugruppe ein geschäumtes Polymerformteil, das innerhalb eines Inneren des Gehäuses angeordnet ist. Der mindestens eine Steg erstreckt sich durch eine Öffnung im geschäumten Polymerformteil zur Struktur.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer der vorstehenden Baugruppen beinhaltet die Baugruppe ein geschäumtes Polymerformteil, das innerhalb eines Inneren des Gehäuses angeordnet ist. Das Gehäuse beinhaltet Rückhaltemerkmale, die mit entsprechenden Rückhaltemerkmalen in Eingriff treten, um eine Komponente des Batteriepacks zwischen dem geschäumten Polymerformteil und dem Gehäuse zu halten.
Figurenliste
Die unterschiedlichen Merkmale und Vorteile der offenbarten Beispiele werden dem Fachmann aus der detaillierten Beschreibung ersichtlich. Die der detaillierten Beschreibung beigefügten Figuren können kurz wie folgt beschrieben werden:

1 veranschaulicht eine schematische Ansicht eines beispielhaften Antriebsstrangs für ein elektrifiziertes Fahrzeug.
2 veranschaulicht eine schematische Ansicht des Batteriepacks innerhalb des Antriebsstrangs aus 1, der an einem Unterboden eines elektrifizierten Fahrzeugs befestigt ist.
3 veranschaulicht eine perspektivische Ansicht einer Wanne von einem Gehäuse des Batteriepacks aus 2.
4 veranschaulicht eine perspektivische Ansicht der Wanne aus 3 mit einer Wärmetauschplatte.
5 veranschaulicht eine perspektivische Ansicht der Wanne aus 3 mit einer Vielzahl von Batterieanordnungen, die an der Wärmetauschplatte angeordnet sind.
6 veranschaulicht eine Nahansicht eines ersten Anbringungsmerkmals der Wanne, die mit einem zweiten Anbringungsmerkmal der Batterieanordnungen in Eingriff treten.
7 veranschaulicht eine schematische Seitenansicht des ersten Anbringungsmerkmals, wenn eine der Batterieanordnungen innerhalb der Wanne angebracht wird.
8 veranschaulicht die schematische Seitenansicht aus 7, nachdem die Batterieanordnung angebracht wurde und sich das erste Anbringungsmerkmal in einer Eingriffsposition befindet.
8A veranschaulicht eine schematische Seitenansicht eines zweiten Anbringungsmerkmals gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform.
8B veranschaulicht eine perspektivische, teilweise geschnittene Ansicht von Abschnitten der Ausführungsform aus 8A.
9 veranschaulicht eine perspektivische Nahansicht eines Auslegerelements der Wanne, die innerhalb einer Struktur positioniert ist, die dem Fahrzeugrahmen aus 1 zugeordnet wird.
10 veranschaulicht eine perspektivische Ansicht der Struktur aus 9.
11 veranschaulicht eine Nahansicht einer Schnittstelle zwischen einer Ecke des Batteriepacks in 1 und einem Riemen.
12 veranschaulicht eine perspektivische Nahansicht einer weiteren Ecke des Batteriepacks aus 1, das mit dem Riemen zusammenwirkt.
13 veranschaulicht eine Schnittansicht des Batteriepacks aus 2, das eine Stegstruktur zeigt, die sich von einer Abdeckung des Gehäuses erstreckt.
14 veranschaulicht eine Vorderansicht der Stegstrukturen aus 13.
15 veranschaulicht eine Schnittansicht der Stegstrukturen, die sich von einem weiteren Bereich des Deckels erstrecken.
16 veranschaulicht eine Vorderansicht von einer der Stegstrukturen aus 15.
17 veranschaulicht eine Nahansicht von einer der Stegstrukturen aus 15 gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform.
18 veranschaulicht eine Nahansicht von einer der Stegstrukturen aus 15 gemäß noch einer weiteren beispielhaften Ausführungsform.
19 veranschaulicht eine perspektivische Ansicht eines geschäumten Polymerformteils innerhalb eines Abschnitts des Batteriepacks aus 2.
20 veranschaulicht das geschäumte Polymerformteil aus 19, das zwischen benachbarten Komponenten des Batteriepacks aus 2 eingeschlossen ist.
21 veranschaulicht eine Ansicht eines Inneren der Abdeckung des Gehäuses aus 2.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Diese Offenbarung betrifft das Anbringen einer Antriebsbatterie an ein elektrifiziertes Fahrzeug. Ein Gehäuse der beispielhaften Antriebsbatterie ist polymerbasiert und integriert Merkmale, um das Anbringen zu erleichtern. Diese und andere Merkmale werden in den folgenden Absätzen dieser detaillierten Beschreibung ausführlicher erläutert.
1 veranschaulicht schematisch einen Antriebsstrang 10 für ein elektrifiziertes Fahrzeug. Obwohl als ein 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, darunter unter anderem Plug-in-Hybridelektrofahrzeuge (PHEVs), Batterieelektrofahrzeuge (BEVs) etc.
Der Antriebsstrang 10 beinhaltet einen Batteriepack 14, das eine Vielzahl von Batterieanordnungen 18, einen Verbrennungsmotor 20, einen Elektromotor 22 und einen Generator 24 aufweist. Der Elektromotor 22 und der Generator 24 sind Arten von elektrischen Maschinen. Der Elektromotor 22 und der Generator 24 können getrennt sein oder die Form eines kombinierten Motor-Generators aufweisen.
In dieser Ausführungsform ist der Antriebsstrang 10 ein Antriebsstrang mit Leistungsverzweigung, 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 beinhaltet eine Kombination des Verbrennungsmotors 20 und des Generators 24. Das zweite Antriebssystem schließt zumindest den Elektromotor 22, den Generator 24 und den Batteriepack 14 ein. Der Elektromotor 22 und der Generator 24 sind Abschnitte eines elektrischen Antriebssystems des Antriebsstrangs 10.
Der Verbrennungsmotor 20 und der Generator 24 können durch eine Kraftübertragungseinheit 30, wie zum Beispiel einen Planetenradsatz, miteinander verbunden sein. Natürlich können andere Arten von Kraftübertragungseinheiten, darunter andere Zahnradsätze und Getriebe, verwendet werden, um den Verbrennungsmotor 20 mit dem Generator 24 zu verbinden. In einer nicht einschränkenden Ausführungsform handelt es sich bei der Kraftübertragungseinheit 30 um einen Planetenradsatz, der ein Hohlrad 32, ein Sonnenrad 34 und eine Trägerbaugruppe 36 beinhaltet.
Der Generator 24 kann vom Verbrennungsmotor 20 durch die Kraftübertragungseinheit 30 angetrieben werden, um kinetische Energie in elektrische Energie umzuwandeln. Der Generator 24 kann alternativ als ein Elektromotor zum Umwandeln von elektrischer Energie in kinetische Energie dienen, wodurch ein Drehmoment an eine Welle 38 ausgegeben wird, welche mit der Kraftübertragungseinheit 30 verbunden ist.
Das Hohlrad 32 der Kraftübertragungseinheit 30 ist mit einer Welle 40 verbunden, welche über eine zweite Kraftübertragungseinheit 44 mit den Fahrzeugantriebsrädern 28 verbunden ist. Die zweite Kraftübertragungseinheit 44 kann einen Zahnradsatz einschließen, der eine Vielzahl von Zahnrädern 46 aufweist. Andere Kraftübertragungseinheiten können in anderen Beispielen verwendet werden.
Die Zahnräder 46 übertragen das Drehmoment vom Verbrennungsmotor 20 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 diesem Beispiel ist die zweite Kraftübertragungseinheit 44 durch das Differential 48 mechanisch an eine Achse 50 gekoppelt, um Drehmoment an die Fahrzeugantriebsräder 28 zu verteilen.
Der Elektromotor 22 kann selektiv eingesetzt werden, um die Fahrzeugantriebsräder 28 durch das Ausgeben eines Drehmoments an eine Welle 52 anzutreiben, welche ebenfalls mit der zweiten Kraftübertragungseinheit 44 verbunden ist. In dieser Ausführungsform wirken der Elektromotor 22 und der Generator 24 als Teil eines regenerativen Bremssystems zusammen, in dem sowohl der Elektromotor 22 als auch der Generator 24 als Elektromotoren zum Ausgeben von Drehmoment eingesetzt werden können. Zum Beispiel können der Elektromotor 22 und der Generator 24 jeweils elektrische Leistung ausgeben, um Zellen des Batteriepacks 14 wiederaufzuladen.
Nun beinhaltet unter Bezugnahme auf 2, unter fortgeführter Bezugnahme auf 1, der Batteriepack 14 ein Gehäuse 60, in dem eine oder mehrere der Batterieanordnungen 18 innerhalb eines Inneren 62 des Gehäuses 60 untergebracht sind. Das Gehäuse 60 ist ein polymerbasiertes Gehäuse, wie zum Beispiel ein thermoplastisches oder duroplastisches. Das beispielhafte Gehäuse besteht aus unverdünntem, oder reinem, Thermoplast. Andere Beispiele können andere Arten von Thermoplasten und Duroplasten beinhalten, denen strukturelle Fasern und/oder Füllstoffe hinzugefügt wurden.
Das Gehäuse 60 beinhaltet im Allgemeinen eine Wanne 64 und eine Abdeckung 68. Die Wanne 64 ist hermetisch zur Abdeckung 68 entlang einer Schnittstelle 70 abgedichtet. Vibrationsschweißen, Laserschweißen, Infrarotschweißen, Klebstoffe und andere Verbindungsverfahren können verwendet werden, um die Wanne 64 an der Abdeckung 68 zu befestigen und um die hermetische Dichtung bereitzustellen.
ANORDNUNGSANBRINGUNGSMERKMALE
Unter Bezugnahme auf die 3-5 beinhaltet die Wanne 64 nun, unter fortgeführter Bezugnahme auf 2, eine Vielzahl von ersten Anbringungsmerkmalen 72a, 72b, die mit zweiten Anbringungsmerkmalen 74 der Batterieanordnungen 18 in Eingriff treten, um die Batterieanordnungen 18 innerhalb des Inneren 62 des Gehäuses 60 zu befestigen.
Die ersten Anbringungsmerkmale 72a, 72b sind einstückig mit den anderen Abschnitten der Wanne 64 gebildet. Die ersten Anbringungsmerkmale 72a, 72b können zum Beispiel mit den anderen Abschnitten der Wanne 64 zusammen gebildet werden. Obwohl sie in dieser beispielhaften nicht einschränkenden Ausführungsform als mit der Wanne 64 des Gehäuses 60 gebildet veranschaulicht werden, können die ersten Anbringungsmerkmale 72a, 72b mit einem anderen Abschnitt des Gehäuses 60 gebildet werden, wie zum Beispiel der Abdeckung 68.
Die Wanne 64 beinhaltet im Allgemeinen eine Vielzahl von Seitenwänden 76, die sich von einem Boden 78 erstrecken. Wenn sich die Anordnungen 18 in der eingebauten Position befinden, ruhen die Anordnungen 18 auf einer Wärmetauschplatte 82, die auf dem Boden 78 angeordnet ist. Die Seitenwände 76 erstrecken sich quer vom Boden 78, um sich mit der Abdeckung 68 an der Schnittstelle 70 (2) zu treffen.
In dieser beispielhaften nicht einschränkenden Ausführungsform erstrecken sich die ersten Anbringungsmerkmale 72a, 72b von einer Fläche des Gehäuses 60, hier der Boden 78 der Wanne 64. Wenn die Abdeckung 68 an der Wanne 64 befestigt ist, sind die ersten Anbringungsmerkmale 72a, 72b gänzlich innerhalb des Inneren 62 enthalten. Das heißt, dass sich die hermetische Dichtung der Schnittstelle 70 außerhalb der ersten Anbringungsmerkmale 72a, 72b relativ zum Inneren 62 befindet.
In diesem Beispiel erstrecken sich einige der ersten Anbringungsmerkmale 72b, die sich vom Boden 78 erstrecken, durch eine Öffnung 80 der Wärmetauschplatte 82.
Wenn die ersten Anbringungsmerkmale 72a die Anordnungen 18 in der eingebauten Position befestigen, ist die Wärmetauschplatte 82 zwischen einer nach unten gerichteten Fläche der Anordnungen 18 und dem Boden 78 positioniert. Ein Fluid kann durch Kanäle in der Wärmetauschplatte 82 zirkuliert werden, um Wärmeenergieniveaus innerhalb der Anordnungen 18 und innerhalb anderer Bereiche des Batteriepacks 14 zu verwalten. Ein Einlass 86a und ein Auslass 86b können das Fluid an die Kanäle kommunizieren.
Nun können unter Bezugnahme auf 6 die beispielhaften ersten Anbringungsmerkmale 72a, 72b als ein Profil einer halben Pfeilspitze aufweisend bezeichnet werden. Insbesondere erstrecken sich die beispielhaften ersten Anbringungsmerkmale 72a, 72b vom Boden 78, der eine Gehäusefläche sein kann, und beinhalten einen Haken, der eine Überstandsfläche 84 aufweist, die auf den Boden 78 gerichtet ist.
Die ersten Anbringungsmerkmale 72a sind direkt innerhalb des Abschnittes der Wanne 64 gebildet, welche die Seitenwände 76 bereitstellt, die den ersten Anbringungsmerkmalen 72a erlauben, sich zu biegen, ohne die Seitenwand 76 im Wesentlichen zu beeinträchtigen. Die Position der ersten Anbringungsmerkmale 72a auf der Innenseite der Seitenwände 76 hindert die ersten Anbringungsmerkmale 72a außerdem daran, die Schnittstelle 70 zu beeinflussen, wenn die Abdeckung 68 an der Wanne 64 befestigt wird.
Die beispielhaften zweiten Anbringungsmerkmale 74 werden jeweils durch eine Öffnung 88 oder einen Einschnitt innerhalb einer Anordnungsseitenwand 90 bereitgestellt. Wenn sich die Anordnungen 18 in der eingebauten Position (6) befinden, treten die ersten Anbringungsmerkmale 72a, 72b jeweils mit einem der entsprechenden zweiten Anbringungsmerkmale 74 derartig in Eingriff, dass der Haken sich in die Öffnung 88 erstreckt und die Überstandsfläche 84 an einer Fläche 92 des zweiten Anbringungsmerkmals 74 ruht. Die Anordnungsseitenwände 90 bestehen in diesem Beispiel aus Stahl. Die Öffnungen 88 können in die Anordnungsseitenwände 90 gestanzt sein.
Wie in 7 gezeigt, veranlasst die Bewegung von einer der Anordnungen 18 in Richtung des Bodens 78 der Wanne 64 in eine Richtung D die Anordnung 18 dazu, entlang einer geneigten Fläche 96 des ersten Anbringungsmerkmals 72a zu gleiten, das die Biegsamkeit des Thermoplasts nutzt und das erste Anbringungsmerkmal 72a zwingt, sich nach außen weg von der Anordnung 18 in eine Richtung D₁ zu biegen. Die unteren Kanten der Anordnungsseitenwände 90, die zu Beginn mit der geneigten Fläche 96 in Kontakt treten, können nach innen in Richtung der axialen Mitte der Anordnungen 18 gebogen oder geneigt sein, um die Bewegung der Anordnungsseitenwände 90 entlang der geneigten Fläche 96 zu erleichtern. Wenn die Anordnung 18 fortfährt, sich in die Richtung D zu bewegen, richtet sich die Überstandsfläche 84 letztendlich mit dem zweiten Anbringungsmerkmal 74 aus.
Wie in 8 gezeigt, springt das erste Anbringungsmerkmal 72a in eine Richtung D₂ in das zweite Anbringungsmerkmal 74 zurück, wenn es ausgerichtet ist, um das erste Anbringungsmerkmal 72a in eine ungebogene Position zurückzubringen. Die Überstandsfläche 84 des ersten Anbringungsmerkmals 72a ruht dann an der Fläche 92 des zweiten Anbringungsmerkmals 74. Der Kontakt zwischen der Überstandsfläche 84 und der Fläche 92 widersteht dann der Bewegung der Anordnungen 18 weg vom Boden 78 und hält die Wärmetauschplatte 82 in Position. Die ersten Anbringungsmerkmale 72b sind gleichermaßen mit den ersten Anbringungsmerkmalen 72a in Eingriff gebracht.
Obwohl das zweite Anbringungsmerkmal 74 als die Öffnung 88 gezeigt ist, welche die Fläche 92 bereitstellt, um mit der Überstandsfläche 84 zusammenzuwirken, können andere Beispiele die Fläche 92 auf andere Arten bereitstellen.
Zum Beispiel kann unter Bezugnahme auf 8A und 8B eine Wand 90a einer anderen beispielhaften Anordnung 18a gestanzt sein, um einen Flansch 93 zu beinhalten, der eine Fläche 92a aufweist. Der Flansch 93 ist gebogen und von den benachbarten Bereichen der Anordnungsseitenwand 90 nach außen gefaltet, wodurch eine Öffnung 88a in der Wand 90a erzeugt wird. Der Flansch 93 mit der Fläche 92a kann durch Zerschneiden und Aufweiten der Anordnungsseitenwand 90a statt durch Verwendung eines Stanzvorgangs bereitgestellt werden.
In diesem Beispiel wird eine Materialdicke T der Wand 90a entlang einer vertikalen Höhe der Wand 90a gehalten. Das heißt, dass eine Materialdicke der Wand nicht örtlich erhöht wird, um die Fläche 92a bereitzustellen.
In einem derartigen Beispiel stellt der Flansch 93 eine Fläche 92a bereit, um mit einer Überstandsfläche eines Anbringungsmerkmals zusammenzuwirken, wie zum Beispiel den ersten Anbringungsmerkmalen 72b, die sich von einer Fläche des Gehäuses 60 (3) erstrecken. Der Flansch 93 stellt somit ein zweites Anbringungsmerkmal zum Ineingrifftreten mit einem ersten Anbringungsmerkmal des Gehäuses 60 bereit.
Die Anbringungsmerkmale 72b werden nicht zwingend innerhalb der Öffnung 88a der Seitenwand 90a aufgenommen. Außerdem können die Anbringungsmerkmale 72b mit der Fläche 92a in Eingriff treten, ohne sich in eine Ebene zu erstrecken, die durch eine Außenfläche 95 der Wand 90a definiert wird, die den Flansch 93 und die Öffnung 88a umgibt. Dies liegt daran, dass die Fläche 92a außerhalb der Ebene aufgeweitet wird. Die Ebene, die durch eine Außenfläche 95 der Wand 90a definiert ist, erstreckt sich rechtwinklig von der Seite in 8A.
Obwohl in Verbindung mit der Wand 90a beschrieben, kann sich die Fläche 92a in einem anderen Bereich der Anordnung 18 befinden, wie zum Beispiel einer Endwand an einem Achsensende der Anordnung 18.
In anderen Beispielen wird die Fläche 92a, die mit dem Anbringungsmerkmal zusammenwirken soll, das sich vom Gehäuse erstreckt, durch eine Rippe oder eine Falte bereitgestellt, die aus der Ebene herausragt, die durch die umgebenden Bereiche einer Wand einer Anordnung definiert ist. Die Rippe oder Falte kann ohne eine Öffnung in der Wand der Anordnung bereitgestellt sein.
Die Fläche 92a kann sich nahe einer vertikalen Oberseite oder einer vertikalen Unterseite der Wand 90a befinden. Die Fläche 92a, die sich nahe der vertikalen Oberseite befindet, kann verwendet werden, um mit einem ersten Anbringungsmerkmal in Eingriff zu treten, das sich zum Beispiel (2) von der Abdeckung 68 des Gehäuses 60 erstreckt.
Erneut unter Bezugnahme auf die 5 und 6 beinhalten die Anordnungen 18 jeweils eine Vielzahl von Batteriezellen, die entlang einer entsprechenden Achse A verteilt sind. Unter Bezugnahme auf die Achsen der Anordnungen 18 weisen die ersten Anbringungsmerkmale 72a, 72b jeweils eine Achsenlänge A₁ auf und die zweiten Anbringungsmerkmale 74 weisen eine Achsenlänge A₂ auf. Vor allem ist die Achsenlänge A₁ der ersten Anbringungsmerkmale 72a, 72b kleiner als die Achsenlänge A₂ der zweiten Anbringungsmerkmale 74. Dies erlaubt den ersten Anbringungsmerkmalen 72a, 72b mindestens teilweise innerhalb der Öffnung 80 aufgenommen zu werden, wenn sich die Anordnungen 18 in der eingebauten Position befinden. Das heißt, dass die Achsenlänge A₁, die nicht größer als die Länge A₂ ist, einem Abschnitt des ersten Anbringungsmerkmals 72a, 72b erlaubt, innerhalb des entsprechenden zweiten Anbringungsmerkmals 74 aufgenommen zu werden. Kontakt zwischen dem ersten Anbringungsmerkmal 72 und einer der Seiten 94 der Öffnung 88 kann die Anordnungen 18 daran hindern, sich relativ zum Boden 78 entlang der Achse A zu bewegen. Die Seiten 94 weisen in diesem Beispiel einen Radius auf, können aber quadratisch abgeschnitten werden, um eine wirksamere Schnittstelle zum Blockieren der relativen Bewegung entlang der Achse A bereitzustellen.
Die ersten Anbringungsmerkmale 72a, 72b weisen jeweils eine Achsenlänge A₁ auf, die kleiner als die Achsenlänge A₂ des entsprechenden zweiten Anbringungsmerkmals 74 ist. Die Achsenlänge A₁ kann jedoch unter den verschiedenen ersten Anbringungsmerkmalen 72a, 72b der Wanne 64 unterschiedlich sein, und die Achsenlänge A₂ der zweiten Anbringungsmerkmale 74 kann unter den verschiedenen zweiten Anbringungsmerkmalen 74 der Anordnungen 18 unterschiedlich sein.
Das Verringern der Achsenlänge A₁ ermöglicht es, dass mehrere der ersten Anbringungsmerkmale 72a, 72b innerhalb eines gegebenen Abschnitts der Wanne 64 enthalten sein können, wodurch eine größere Packungsdichte ermöglicht wird. Zum Beispiel treten unter Bezugnahme auf die ersten Anbringungsmerkmale 72b, die sich durch die Öffnung 80 der Wärmetauschplatte 82 in 3 erstrecken, drei der Anbringungsmerkmale 72b mit entsprechenden zweiten Anbringungsmerkmalen 74 von einer der Anordnungen 18 in Eingriff, und drei der ersten Anbringungsmerkmale 72b treten mit entsprechenden zweiten Anbringungsmerkmalen 74 der anderen Anordnung 18 in Eingriff.
Wenn die Achsenlängen A₁ der ersten Anbringungsmerkmale 72b, die sich durch die Öffnung 80 erstrecken, größer wären, würden die Packungsbeschränkungen bedingen, dass weniger als drei der ersten Anbringungsmerkmale 72b mit einer der Anordnungen 18 in Eingriff treten. Die verringerten Achsenlängen A₁ der ersten Anbringungsmerkmale erlauben somit mehreren der ersten Anbringungsmerkmale 72b innerhalb eines gegebenen Achsenbereiches der Wanne 64 enthalten zu sein, was eine sicherere Anbringung der Anordnungen 18 innerhalb des Inneren 62 bereitstellen kann.
Zusätzlich weisen die ersten Anbringungsmerkmale 72a, 72b, wenn sie mit anderen Konstruktionen verglichen werden, einen größeren Querschnittsbereich von Material auf, wo sich die ersten Anbringungsmerkmale 72a, 72b von den Seitenwänden 76 und dem Boden 78 der Wanne 64 erstrecken. In diesem Beispiel verbleibt ein Querschnittsbereich der ersten Anbringungsmerkmale 72a, 72b relativ schlüssig, von wo sich die ersten Anbringungsmerkmale 72a, 72b vom Boden 78 den gesamten Weg bis zur Überstandsfläche 84 erstrecken.
Vor allem ist der Querschnittsbereich proportional zur Belastungsmenge, welche die ersten Anbringungsmerkmale 72a, 72b tragen können. Somit sind die ersten Anbringungsmerkmale 72a, 72b besser geeignet und können konstruiert sein, um eine größere Rückhaltekapazität als Konstruktionen mit kleinerem Querschnittsbereich bereitzustellen. Da die ersten Anbringungsmerkmale 72a, 72b eine größere Rückhaltekapazität aufweisen, sind weniger der ersten Anbringungsmerkmale 72a, 72b erforderlich, um die Anordnungen 18 relativ zur Wanne 64 (oder zur Abdeckung 68) zurückzuhalten, wenn die ersten Anbringungsmerkmale 72a, 72b sich von der Abdeckung 68 erstrecken. In dieser beispielhaften Ausführungsform werden die Seiten der Anordnungen 18 durch eine Vielzahl von getrennten Anbringungsmerkmalen 72a, 72b gehalten. Konkret treten die nach außen gerichteten Seiten mit vier Anbringungsmerkmalen 72a, 72b in Eingriff und die nach innen gerichteten Seiten treten mit drei Anbringungsmerkmalen 72b in Eingriff. In anderen beispielhaften Ausführungsformen können die Seiten mit anderen Anzahlen von Anbringungsmerkmalen 72a, 72b in Eingriff treten. Zum Beispiel können die drei Anbringungsmerkmale 72a durch ein einziges Anbringungsmerkmal ersetzt werden, das länger als die Anbringungsmerkmale 72a ist. Das einzelne Anbringungsmerkmal kann sich derartig entlang der Seite der Anordnung 18 erstrecken, dass die Seite der Anordnung nur mit einem Anbringungsmerkmal in Eingriff tritt.
In einigen anderen Beispielen können die Wände (oder Endplatten) an den Achsenenden der Anordnungen 18 stattdessen oder zusätzlich mit Anbringungsmerkmalen wie den ersten Anbringungsmerkmalen 72a, 72b in Eingriff treten. Außerdem kann die Abdeckung 68 stattdessen oder zusätzlich erste Anbringungsmerkmale 72a, 72b beinhalten, um mit den Anordnungen 18 in Eingriff zu treten. Das heißt, dass die ersten Anbringungsmerkmale 72a, 72b in jedem Abschnitt des Gehäuses 60 gebildet werden können und ausgelegt werden können, mit den zweiten Anbringungsmerkmalen 74 in jedem Abschnitt der Anordnungen 18 in Eingriff zu treten.
FREITRAGENDE STÜTZE
Der beispielhafte Batteriepack 14 kann unter Bezugnahme auf die 9 und 10, unter Bezugnahme auf die 2 und 3, an einem Fahrzeugrahmen 100 unter Verwendung von einem oder mehreren Riemen 104 befestigt werden, die aus metallischen, polymeren oder anderen Materialien hergestellt sind. Die gegenüberliegenden Enden der Riemen 104 sind unter Verwendung eines mechanischen Befestigungselements oder eines anderen Anbringungsverfahrens am Fahrzeugrahmen 100 befestigt. Die Riemen können den Batteriepack 14 gegen den Fahrzeugrahmen 100 drücken.
In dieser beispielhaften nicht einschränkenden Ausführungsform ist der Fahrzeugrahmen 100 ein Abschnitt eines Unterbodens eines elektrifizierten Fahrzeugs. Die Riemen 104 können den Batteriepack 14 nach oben gegen den Fahrzeugrahmen 100 drücken. Obwohl die Riemen 104 den Batteriepack 14 befestigen, können einige Bereiche des Batteriepacks 14 vibrieren, was Einfluss auf die Haltbarkeit des Batteriepacks 14 haben kann.
Um die potentiellen Vibrationen anzugehen, ist die Wanne 64 des beispielhaften Batteriepacks 14 mit einem Ausleger 112 gebildet. Wenn die Riemen 104 den Batteriepack 14 in Richtung des Fahrzeugrahmens 100 ziehen, ist der Ausleger 112 gespannt, was eine Kraft auf den Batteriepack 14 ausübt, die zum Beispiel Vibrationen entgegenwirkt.
Der beispielhafte Ausleger 112 ist ein Flansch, der sich von der Seitenwand 76 der Wanne 64 erstreckt. Wenn der Batteriepack 14 eingebaut wird, wird der Ausleger 112 innerhalb einer Öffnung 116 einer Halterung 120 positioniert, die direkt am Fahrzeugrahmen 100 befestigt ist. In einem weiteren Beispiel ist die Öffnung 116 innerhalb des Fahrzeugrahmens 100 statt innerhalb der Halterung 120 bereitgestellt.
Wenn die Riemen 104 angezogen werden und der Batteriepack 14 nach oben gegen den Fahrzeugrahmen 100 versetzt wird, tritt der Ausleger 112 mit einer nach unten gerichteten Seite 124 der Halterung 120 in Kontakt. Der Ausleger 112 ist in eine Richtung F weg vom Fahrzeugrahmen 100 gespannt und gebogen, wenn die Riemen 104 die verbleibenden Abschnitte des Batteriepacks 14 in Richtung des Fahrzeugrahmens 100 ziehen.
Das Spannen wendet eine Kraft auf den Ausleger 112 an, die den Batteriepack 14, besonders die Bereiche nahe dem Ausleger 112 daran hindern kann, während des typischen Betriebs des elektrifizierten Fahrzeugs zu vibrieren. Das heißt, dass, obwohl der Batteriepack 14 durch die Riemen 104 gehalten wird, der Ausleger 112 die Bereiche des Batteriepacks 14 hemmen kann, die von den Riemen 104 durch Vibrieren während des Betriebs des elektrifizierten Fahrzeugs, das den Batteriepack 14 beinhaltet, nach oben und unten versetzt werden.
Während starker Vibrationen kann der Ausleger 112 mit einer unteren Seite 128 der Öffnung 116 in Kontakt treten, um der Bewegung des Batteriepacks 14, besonders der Bereiche nahe dem Ausleger 112, nach unten weg vom Fahrzeugrahmen 100 zu widerstehen.
Der Ausleger 112 kann auch mit seitlichen Seiten 132 und 136 der Öffnung 116 in Kontakt treten, um dem Bewegen des Batteriepacks 14 von vorn nach hinten relativ zum Fahrzeugrahmen 100 zu widerstehen. Die Breite des Auslegers 112 ist relativ zur Breite der Öffnung 116 untermaßig, was dem Batteriepack 14 erlauben kann, sich mit den Riemen 104 während eines Aufprallereignisses zu verlagern und sich ergebende Belastungen über einen längeren Zeitraum aufzunehmen, was den Spitzenenergiebetrag im Batteriepack 14 verringert.
Der Ausleger 112 kann mit einer Reihe von Stegen geformt werden, um die Biegesteifigkeit des Auslegers 112 zu erhöhen. Die Stege können sich von einer Unterseite des Auslegers 112 erstrecken, der zum Beispiel von der Seite 124 weg gerichtet ist.
Die beispielhafte Halterung 120, welche die Öffnung 116 bereitstellt, ist aus einem Metall oder einer Metalllegierung gebildet. Die Öffnung 116 kann in die Halterung 120 gestanzt sein. In einigen Beispielen sind einige Kanten der Halterung 120, welche die Öffnung 116 bereitstellen, wie in 10 gezeigt gerundet, um die Seiten der Halterung 120 zu enthärten, die mit dem Ausleger 112 potentiell zusammenwirken. Das Enthärten dieser Seiten kann die Halterung 120 dabei hemmen, den Ausleger 112 zu beschädigen, der mit der Wanne 64 gebildet und aus einem polymerbasierten Material hergestellt ist. In diesem Beispiel sind die Seiten 128, 132 und 136 gewalzt oder gesäumt, um die Rundung bereitzustellen. Die Seite 124 ist, im Gegensatz zu den Seiten 128, 132 und 136, derartig in einem ungefähren 90-Grad-Winkel gebildet, dass die Seite 124 im Wesentlichen keine Rundung aufweist. Andere Beispiele können eine Öffnung 116 mit anderen Kombinationen von Seiten, die eine Rundung beinhalten, oder von keinen Seiten, die eine wesentliche Rundung beinhalten, beinhalten.
In dieser beispielhaften nicht einschränkenden Ausführungsform ist der Ausleger 112 als sich von der Wanne 64 in eine Öffnung 116 erstreckend gezeigt, die durch die Halterung 120 bereitgestellt wird. In einem weiteren Beispiel kann sich der Ausleger vom Fahrzeugrahmen 100 oder einer weiteren Komponente erstrecken, die nicht der Batteriepack 14 ist. Ein derartiger Ausleger kann sich in eine Öffnung erstrecken, die durch den Batteriepack 14 derartig bereitgestellt wird, dass eine Öffnung innerhalb der Wanne 64 geformt ist.
ZUSAMMENWIRKEN DES RIEMENS
Nun erstreckt sich unter Bezugnahme auf 2, unter Bezugnahme auf die 11 und 12, der beispielhafte Riemen 104 unter dem Batteriepack 14. Das Anziehen des Riemens 104 kann zu relativ hohen Spannungen zwischen den Riemen 104 und dem Batteriepack 14 führen, besonders nahe den Ecken 200 und 204 der Wanne 64, an denen sich die Seitenwände 76 vom Boden 78 erstrecken.
Die beispielhafte Wanne 64 beinhaltet eine Reihe von Stegen 208, bei denen der Riemen 104 mit der Ecke 200 zusammenwirkt. Die Wanne 64 beinhaltet ferner eine Reihe von Stegen 212, bei denen der Riemen 104 mit der Ecke 204 zusammenwirkt. Die Stege 208 und 212 unterstützen dabei, die höheren Spannungen an den Ecken 200 und 204 durch Verteilen dieser Spannungen über einen größeren Bereich der Wanne 64 zu verringern. Dies verringert wirksam die Spannung an einem gegebenen Punkt innerhalb der Wanne 64, was die Wanne 64 besser geeignet macht, um Belastungen des Anziehens des Riemens 104 aufzunehmen, ohne eine Verformung der Ecken 200 und 204 oder in einem anderen Bereich der Wanne 64 zu verursachen.
Die Stege 208 und 212 können einzeln bemessen sein, um die gewünschten Spannungen aufzunehmen. Zum Beispiel kann die Dicke der Stege 208, wenn die Ecke 200 eine größere Stärke erfordert, erhöht werden oder zusätzliche Stege 208 können hinzugefügt werden.
Wenn weniger Stärke an der Ecke 200 gewünscht ist, können die einzelnen Stege 208 ausgedünnt oder einige der Stege 208 können entfernt werden.
Ein äußerstes Profil 216 der Stege 208 stimmt im Allgemeinen an der Stelle, an welcher der Riemen 104 mit der Ecke 200 zusammenwirkt, mit einer Wölbung des Riemens 104 überein oder ahmt diese nach. Gleichermaßen ahmt ein äußerstes Profil 220 der Stege 212 im Allgemeinen an der Stelle, an welcher der Riemen 104 mit der Ecke 204 zusammenwirkt, eine Wölbung der Fläche des Riemens 104 nach. Das heißt, dass die äußersten Profile 216 der Stege 208 und die äußersten Profile 220 der Stege 212 gebildet sein können, um mit den Profilen des Riemens 104 an den Ecken 200 bzw. 204 ausgerichtet zu sein.
HALTE- UND AUSRICHTUNGSSTEGE
Nun beinhaltet unter Bezugnahme auf die 13 und 14 die Abdeckung 68 des beispielhaften Batteriepacks 14 eine Stegstruktur 300 innerhalb des Inneren 62. Die Stegstruktur 300 erstreckt sich von einer Innenfläche 304 der Abdeckung 68, um mit einer Komponente innerhalb des Gehäuses 60 in Kontakt zu treten. In diesem Beispiel ist die Komponente eine der Anordnungen 18.
Die Stegstruktur 300 beinhaltet Querstege 308 und einen Mittelsteg 310, die sich von der Innenfläche 304 zu einer Endfläche 312 erstrecken. In diesem Beispiel erstreckt sich der Mittelsteg 310 in einer axialen Richtung unter Bezugnahme auf die Achse A in 5. Der Mittelsteg 310 ist durch eine Vielzahl von relativ kürzeren Querstegen 308 unterteilt, die im Allgemeinen rechtwinklig zum Mittelsteg 310 angeordnet sind. Der Mittelsteg 310 wirkt als eine strukturelle Wand, die es der Abdeckung 68 ermöglichen kann, die Belastungen auf Komponenten, wie zum Beispiel die Anordnung 18, entlang eines verteilteren Bereichs zu übermitteln, als Stege, denen der Mittelsteg 310 fehlt. Die Stegstruktur 300 kann zusammen mit der Abdeckung 68 oder einem anderen Teil des Gehäuses 60, wie zum Beispiel der Wanne 64, gebildet sein.
Wenn der Batteriepack 14 durch die Riemen 104 gegen den Fahrzeugrahmen 100 gedrückt wird, überträgt die Stegstruktur 300 Belastungen von den Anordnungen 18 auf die verbleibenden Abschnitte der Abdeckung 68.
Nun beinhaltet unter Bezugnahme auf 15 ein weiterer Abschnitt der Abdeckung 68 andere beispielhafte Stegstrukturen 316, die sich in das Innere 62 von einem weiteren Bereich der Innenfläche erstrecken. Mindestens ein Abschnitt der Stegstrukturen 316 erstreckt sich entlang einer der zur Seite gerichteten Seiten 318 einer Komponente 320, hier eines Batterieenergiesteuerungsmoduls (battery energy control module - BECM). Jede der Stegstrukturen 316 weist in diesem Beispiel (siehe 16) ein gekreuztes Profil auf.
Die Stegstrukturen 316 sind an gegenüberliegenden seitlichen Seiten 318 der Komponente 320 positioniert. Ein Raum S zwischen den Stegstrukturen 316 ist geringfügig kleiner als eine Breite W der Komponente. Das Drücken der Komponente 320 in den Raum S zwischen die Stegstrukturen 316 verformt die Stegstrukturen 316 derartig geringfügig, dass die Komponente 320 zwischen den Stegstrukturen 316 unter Verwendung einer Presspassungstechnik gehalten werden kann. Während des Zusammenbaus, kann die Komponente 320 durch Presspassung zwischen den Stegstrukturen 316 gehalten werden, wenn die Abdeckung 68 an der Wanne 64 befestigt wird.
Unter Bezugnahme auf 16 ist eine Stegstruktur 316a ein weiteres Beispiel der Stegstrukturen 316 in 15. Die Stegstruktur 316a erstreckt sich von einer Innenfläche der Abdeckung 68 und beinhaltet einen Positionierstift 328, der sich von seiner Endfläche 322a erstreckt. Der Positionierstift 328 ist zusammen mit der Stegstruktur 316a und der Abdeckung 68 gebildet. Der Positionierstift 328 ist innerhalb der Öffnung 324 der Komponente 320 aufgenommen. Der Positionierstift 328 innerhalb der Öffnung 324 kann dabei unterstützen, die Komponente 320 zu positionieren, wenn sie im Raum S gehalten wird. Die Stegstruktur 316a kann zusammen mit der Abdeckung 68 oder einem anderen Teil des Gehäuses 60, wie zum Beispiel der Wanne 64 (2), gebildet sein.
Unter Bezugnahme auf 17 ist eine Stegstruktur 316b ein weiteres Beispiel der Stegstrukturen 316 in 15. Die Stegstruktur 316b erstreckt sich von einer Innenfläche der Abdeckung 68. Die Stegstruktur 316b weist ein Haltemerkmal 336 auf, das sich von einer Endfläche 322b der Stegstruktur 316b erstreckt. Die Stegstruktur 316b kann zusammen mit der Abdeckung 68 oder einem anderen Teil des Gehäuses 60, wie zum Beispiel der Wanne 64, gebildet sein.
GESCHÄUMTES POLYMERFORMTEIL
Nun kann unter Bezugnahme auf die 19 und 20, unter Bezugnahme auf 2, der beispielhafte Batteriepack 14 andere Merkmale beinhalten, um die Ausrichtung von Komponenten innerhalb des Batteriepacks 14 zu erleichtern und Belastungen aufzunehmen.
Ein derartiges Merkmal ist ein geschäumtes Polymerformteil, wie zum Beispiel ein Schaumstoffblock 400. Der beispielhafte Schaumstoffblock 400 ist eine Beispielart eines geschäumten Polymerformteils. Beispielhafte Materialien für den Schaumstoffblock 400 können ein ausgedehntes Polypropylen, ein ausgedehntes Polyethylen, ein ausgedehntes Polystyrol oder andere derartige Polymere sein.
Eine Fläche 404 des Schaumstoffblocks 400 kann mit Merkmalen, wie zum Beispiel Vertiefungen 410, geformt sein, die Konturen innerhalb einer entsprechenden Fläche der Komponente 320 nachahmen. Die Komponente 320 kann innerhalb der Vertiefungen 410 positioniert sein, um dabei zu unterstützen, die Komponente 320 richtig innerhalb des Batteriepacks 14 zu positionieren.
Zusätzliche geschäumte Polymerformteile 414 können an der Komponente 320, dem Schaumstoffblock 400 oder beiden befestigt werden, um die Komponente 320 weiter zu polstern und deren Bewegung einzuschränken.
Eine Fläche 418 des Schaumstoffblocks 400, die der Fläche 404 gegenüberliegt, kann mit den Anordnungen 18 zusammenwirken. Die Fläche 418 kann gebildet sein, um die Geometrie der entsprechenden Flächen der Anordnungen 18 nachzuahmen. Das Bilden der Fläche 418, um diese Geometrien nachzuahmen, kann das enge Positionieren des Schaumstoffblocks 400 an den Anordnungen 18 erleichtern und das Ausrichten des Schaumstoffblocks 400 relativ zu den Anordnungen 18 erleichtern.
Der Schaumstoffblock 400 des geschäumten Polymers kann bemessen sein, um Positioniermerkmale freizulegen, welche die Anbringungshalterungen durchqueren, die der Komponente 320 zugeordnet sind, wie zum Beispiel die Stegstrukturen 316 aus 15. Der Schaumstoffblock 400 kann Formteile in Formationen aufweisen, die konstruiert sind, um Halteklammern aufzunehmen, die sich vom Gehäuse 60 erstrecken, wie zum Beispiel das Haltemerkmal 336 in 17. Wenn das Haltemerkmal 336 mit einer Öffnung innerhalb des Schaumstoffblocks 400 in Eingriff tritt, kann der Schaumstoffblock 400 die Komponente 320 zwischen der Abdeckung 68 und dem Schaumstoffblock 400 halten.
Der Schaumstoffblock 400 stellt eine Schicht innerhalb des Batteriepacks 14 bereit, welche die elektrische und thermische Isolierung der unterschiedlichen Komponenten nahe den Anordnungen 18 gegen Wärmeenergie und Elektrizität der Anordnungen 18 erleichtern kann. Der Schaumstoffblock 400 stellt eine relativ nachgiebige Schicht innerhalb des Batteriepacks 14 bereit, die bei der Federpassrückhaltung von Komponenten innerhalb des Gehäuses 60 helfen kann, wenn die Riemen 104 den Batteriepack 14 gegen den Fahrzeugrahmen 100 (2) drücken.
STEGVERBÜNDE
Nun beinhalten unter Bezugnahme auf 21, unter fortgeführter Bezugnahme auf 2, zusätzliche beispielhafte Merkmale der Abdeckung 68 Stegverbünde 500. Wenn sie innerhalb des Batteriepacks 14 zusammengebaut sind, ist einer der Stegverbünde 500 mit jeder der Anordnungen 18 ausgerichtet und unterstützt beim Positionieren der Abdeckung 68 im Hinblick auf die Anordnungen 18.
Die Stegverbünde 500 sind im Allgemeinen mit einer Mitte der Anordnungen 18 ausgerichtet. Die Stegverbünde 500 können Belastungen zwischen der Abdeckung 68 und den Anordnungen 18 übertragen, die sich unter anderem durch Riemen 104 ergeben, die den Batteriepack 14 gegen den Fahrzeugrahmen 100 drücken.
Die Stegverbünde 500 beinhalten jeweils zwei sich axial erstreckende Primärstege 504, einen sich axial erstreckenden Sekundärsteg 506 und eine Vielzahl von Querstegen 508. Der sich axial erstreckende Sekundärsteg 506 ist zwischen den beiden sich axial erstreckenden Primärstegen 504 positioniert. Die sich axial erstreckenden Primärstege 504 erstrecken sich weiter von einer Innenfläche der Abdeckung 68 als der sich axial erstreckende Sekundärsteg 506. Die sich axial erstreckenden Primärstege 504 können sich um eine obere Mittelstruktur der Anordnungen 18 schmiegen, um Querbewegungen der Anordnungen 18 relativ zur Abdeckung 68 einzuschränken. Die sich axial erstreckenden Primärstege 504 schränken diese seitliche Bewegung der Anordnungen 18 relativ zur Abdeckung 68 ein, wenn die Bewegungen vibrierend sind oder im Zusammenhang mit einem Aufprallereignis stehen.
Die Vielzahl von Querstegen 508 ist quer zu den beiden sich axial erstreckenden Primärstegen 504 und dem sich axial erstreckenden Sekundärsteg 506 angeordnet. Die Vielzahl von Querstegen 508 erstreckt sich von der Abdeckung 68 ungefähr die gleiche Entfernung wie die sich axial erstreckenden Primärstege 504 in diesem Beispiel. Die Querstege 508 können eine Stütze bereitstellen, um die sich axial erstreckenden Primärstege 504 daran zu hindern, sich während des Einbaus zu biegen. Obwohl die Querstege 508 im Wesentlichen rechtwinklig zu den sich axial erstreckenden Stegen 504, 506 sind, können andere Konstruktionen Querstege 508 integrieren, die in einem gewissen Winkel zwischen 90 und 0 Grad zu den sich axial erstreckenden Stegen 504, 506 angeordnet sind. Zusätzlich können, obwohl die sich axial erstreckenden Primärstege 504 und der sich axial erstreckende Sekundärsteg 506 in diesem Beispiel parallel sind, andere Ausrichtungen verwendet werden, darunter Ausrichtungen, bei denen der sich axial erstreckende Sekundärsteg 506 quer zu den sich axial erstreckenden Primärstegen 508 angeordnet ist.
Die beispielhafte Abdeckung 68 beinhaltet ferner zwei Sätze von Außenanordnungsstegen 512, die zur Seite gerichtete Flächen 516 aufweisen, die mit den Seiten der Anordnungen 18 in Kontakt treten, um die seitliche Bewegung der Anordnungen 18 relativ zur Abdeckung 68 weiter zu beschränken.
Einige Merkmale der Beispiele dieser Offenbarung können Rückhaltemerkmale beinhalten, die aus einem Thermoplast hergestellt sind, das in der Lage ist, höhere Belastungen als bekannte Konstruktionen auszuhalten. Ferner sind einige der Rückhalte- und Positioniermerkmale direkt in bestehende Komponenten des Gehäuses 60 (d. h. der Wanne 64 und der Abdeckung 68) integriert, was einen Umfang von Komponenten und Operationen verringern kann, die erforderlich sind, um Komponenten innerhalb des Gehäuses 60 zu halten. Die Rückhalte- und Positioniermerkmale können wärmeisolierend und elektrisch isolierend sein.
Die vorstehende Beschreibung ist eher beispielhafter als einschränkender Natur. Dem Fachmann können sich Variationen und Modifikationen der offenbarten Beispiele erschließen, die nicht zwangsläufig vom Kern dieser Offenbarung abweichen. Demnach kann der Schutzumfang dieser Offenbarung lediglich durch die Analyse der folgenden Patentansprüche bestimmt werden.

Claims

Antriebsbatterierückhaltebaugruppe, umfassend: ein erstes Anbringungsmerkmal, das mit einem Abschnitt eines Gehäuses gebildet ist, in dem eine Batterieanordnung untergebracht ist, wobei das erste Anbringungsmerkmal derart bemessen ist, dass ein Abschnitt des ersten Anbringungsmerkmals innerhalb eines zweiten Anbringungsmerkmals der Batterieanordnung aufgenommen wird, um die Batterieanordnung innerhalb des Gehäuses zu halten.
Antriebsbatterierückhaltebaugruppe nach Anspruch 1, wobei sich das erste Anbringungsmerkmal durch eine Öffnung in einer Wärmetauschplatte erstreckt, wenn es mit dem zweiten Anbringungsmerkmal in Eingriff tritt, und wobei optional der Abschnitt des Gehäuses ein Gehäuseboden ist.
Antriebsbatterierückhaltebaugruppe nach Anspruch 1, wobei das erste Anbringungsmerkmal derartig einstückig mit dem Abschnitt des Gehäuses gebildet ist, dass das erste Anbringungsmerkmal und der Abschnitt des Gehäuses eine monolithische Struktur darstellen.
Antriebsbatterierückhaltebaugruppe nach Anspruch 1, wobei das erste Anbringungsmerkmal ein Haken ist und das zweite Anbringungsmerkmal eine Fläche bereitstellt, um mit einer Überstandsfläche des Hakens zusammenzuwirken.
Antriebsbatterierückhaltebaugruppe nach Anspruch 1, wobei das zweite Anbringungsmerkmal eine Öffnung in der Batterieanordnung ist.
Antriebsbatterierückhaltebaugruppe nach Anspruch 1, wobei die Batterieanordnung entlang einer Achse angeordnet ist, wobei eine Achsenlänge des ersten Anbringungsmerkmals geringer als eine Achsenlänge des zweiten Anbringungsmerkmals ist und wobei das Gehäuse optional aus einem polymerbasierten Material gebildet ist.
Antriebsbatterierückhaltebaugruppe nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Ausleger, der sich von einer ersten Struktur erstreckt, wobei der Ausleger innerhalb einer Öffnung einer zweiten Struktur aufgenommen wird und gegen die zweite Struktur gedrückt wird, um die Bewegung des Gehäuses relativ zu einem Fahrzeugrahmen einzuschränken.
Antriebsbatterierückhaltebaugruppe nach Anspruch 7, wobei die erste Struktur ein Abschnitt des Gehäuses ist und der Ausleger zusammen mit dem Abschnitt eines Batteriepackgehäuses gebildet ist, und wobei optional die zweite Struktur ein Fahrzeugrahmen ist und der Fahrzeugrahmen Kanten beinhaltet, welche die Öffnung bereitstellen, wobei der Fahrzeugrahmen aus einem Metall oder einer Metalllegierung besteht und die Kanten gerundet sind.
Antriebsbatterierückhaltebaugruppe nach Anspruch 7, wobei die zweite Struktur eine Primärseite der Öffnung beinhaltet, wobei der Ausleger gegen die Primärseite in einer ersten Richtung gedrückt wird, wobei die zweite Struktur mindestens eine andere Seite der Öffnung beinhaltet, wobei die mindestens eine andere Seite der Öffnung mit dem Ausleger in Kontakt tritt, um die Bewegung des Auslegers in mindestens eine zweite Richtung beschränken, die quer zur ersten Richtung ist.
Antriebsbatterierückhaltebaugruppe nach Anspruch 7, ferner umfassend einen Riemen, der am Fahrzeugrahmen befestigt ist und den Batteriepack hält, wobei der Riemen mit einer Vielzahl von Stegen entlang einer Ecke eines Gehäuses des Batteriepacks zusammenwirkt.
Antriebsbatterierückhaltebaugruppe, umfassend: einen Vorsprung von einer Außenwand einer Batterieanordnung; und ein Anbringungsmerkmal, das mit einem Abschnitt eines Gehäuses gebildet ist, in dem die Batterieanordnung untergebracht ist, wobei sich das Anbringungsmerkmal von einer Gehäusefläche erstreckt und eine Überstandsfläche beinhaltet, die auf die Gehäusefläche gerichtet ist, wobei die Überstandsfläche mit einer Fläche des Vorsprungs in Kontakt tritt, um die Anordnung relativ zum Gehäuse zu halten, und wobei optional der Vorsprung ein Flansch ist, der sich nach außen von den benachbarten Bereichen der Außenwand weg faltet.
Antriebsbatteriepackbaugruppe, umfassend: ein Gehäuse eines Batteriepacks, wobei das Gehäuse zusammen mit mindestens einem Steg gebildet ist, der Seiten aufweist, die sich zu einer Endfläche erstrecken, wobei sich der mindestens eine Steg zu einer Struktur erstreckt, die innerhalb des Gehäuses untergebracht ist, und mit der Struktur in Kontakt tritt, um die Bewegung des Gehäuses relativ zur Struktur zu beschränken.
Antriebsbatteriepackbaugruppe nach Anspruch 12, wobei der mindestens eine Steg innerhalb einer Öffnung der Struktur derartig aufgenommen ist, dass der Kontakt zwischen den Seiten und der Struktur das Gehäuse relativ zur Struktur platzieren, und wobei sich optional die Endfläche des mindestens einen Stegs erstreckt, um mit der Struktur derartig in Kontakt zu treten, dass die Belastungen von der Struktur durch die Endfläche des mindestens einen Stegs an das Gehäuse übertragen werden.
Antriebsbatteriepackbaugruppe nach Anspruch 12, ferner umfassend ein geschäumtes Polymerformteil, das innerhalb eines Inneren des Gehäuses angeordnet ist, wobei sich der mindestens eine Steg durch eine Öffnung im geschäumten Polymerformteil zur Struktur erstreckt.
Antriebsbatteriepackbaugruppe nach Anspruch 12, ferner umfassend ein geschäumtes Polymerformteil, das innerhalb eines Inneren des Gehäuses angeordnet ist, wobei das Gehäuse Rückhaltemerkmale beinhaltet, die mit entsprechenden Rückhalteelementen in Eingriff treten, um eine Komponente des Batteriepacks zwischen dem geschäumten Polymerformteil und dem Gehäuse zu halten.