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TECHNISCHES GEBIET
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Diese Offenbarung betrifft Batteriebaugruppen für Batteriepacks für elektrifizierte Fahrzeuge. Eine beispielhafte Batteriebaugruppe beinhaltet ein Schweißmuster, das dazu konfiguriert ist, Belastungsverteilung zu verbessern und die Festigkeit und Lebensdauer von Batteriezellenklemmen-/Sammelschienenverbindungen zu erhöhen.
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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Der Wunsch nach einer Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und des Schadstoffausstoßes bei Kraftfahrzeugen ist hinlänglich dokumentiert. Deshalb werden Fahrzeuge entwickelt, welche die Abhängigkeit von Verbrennungsmotoren verringern oder vollständig beseitigen. Elektrifizierte Fahrzeuge werden gegenwärtig zu diesem Zweck entwickelt. Im Allgemeinen unterscheiden sich elektrifizierte Fahrzeuge dadurch von herkömmlichen Kraftfahrzeugen, dass sie durch eine oder mehrere batteriebetriebene elektrische Maschinen selektiv angetrieben werden. Herkömmliche Kraftfahrzeuge sind im Gegensatz dazu vollständig auf den Verbrennungsmotor angewiesen, um das Fahrzeug anzutreiben.
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Ein Hochspannungsbatteriepack versorgt die elektrischen Maschinen und andere elektrische Verbraucher des elektrifizierten Fahrzeugs in der Regel mit Energie. Das Batteriepack beinhaltet eine Vielzahl von Batteriezellen, die Energie speichern. Die Batteriezellen müssen zuverlässig miteinander verbunden sein, um die Spannungs- und Strompegel zu erzielen, die zum Versorgen dieser elektrischen Verbraucher notwendig sind. Sammelschienen werden häufig verwendet, um die Batteriezellen zu verbinden.
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KURZDARSTELLUNG
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Eine Batteriebaugruppe gemäß einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet unter anderem eine erste Batteriezelle mit einer ersten Klemme, eine mit der ersten Klemme verbundene Sammelschiene und eine erste Schweißraupe zum Sichern der Sammelschiene an der ersten Klemme. Die erste Schweißraupe beinhaltet einen ersten Endabschnitt, der sich durchgehend zu einem zweiten Endabschnitt erstreckt und so konfiguriert ist, dass der erste Endabschnitt in eine Richtung zum zweiten Endabschnitt weist.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform der vorgenannten Batteriebaugruppe ist die Sammelschiene mit einer zweiten Schweißraupe mit einer zweiten Klemme einer zweiten Batteriezelle verbunden.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform der beiden vorgenannten Batteriebaugruppen beinhaltet die zweite Schweißraupe einen ersten Endabschnitt, der sich durchgehend zu einem zweiten Endabschnitt erstreckt und so konfiguriert ist, dass der erste Endabschnitt in eine Richtung zum zweiten Endabschnitt weist.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer beliebigen der vorgenannten Batteriebaugruppen besteht die erste Klemme aus einem ersten Material und besteht die Sammelschiene aus einem zweiten, anderen Material.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer beliebigen der vorgenannten Batteriebaugruppen ist das erste Material Kupfer und ist das zweite Material Aluminium.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer beliebigen der vorgenannten Batteriebaugruppen beinhaltet die Baugruppe eine zweite Schweißraupe zum Sichern der Sammelschiene an der ersten Klemme.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer beliebigen der vorgenannten Batteriebaugruppen ist die zweite Schweißraupe benachbart zu der ersten Schweißraupe positioniert und weist in Richtung der ersten Schweißraupe.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer beliebigen der vorgenannten Batteriebaugruppen erstrecken sich die erste Schweißraupe und die zweite Schweißraupe lateral über einen Abschnitt einer Breite der Sammelschiene.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer beliebigen der vorgenannten Batteriebaugruppen erstrecken sich die erste Schweißraupe und die zweite Schweißraupe in Längsrichtung entlang eines Abschnitts einer Länge der Sammelschiene.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer beliebigen der vorgenannten Batteriebaugruppen stellen die erste Schweißraupe und die zweite Schweißraupe ein Doppel-C-Schweißmuster her.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer beliebigen der vorgenannten Batteriebaugruppen ist die erste Schweißraupe allgemein C-förmig.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer beliebigen der vorgenannten Batteriebaugruppen erstreckt sich die erste Schweißraupe entlang eines nichtlinearen Pfads.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer beliebigen der vorgenannten Batteriebaugruppen erstreckt sich der nichtlineare Pfad von dem ersten Endabschnitt in Richtung einer Seite der Sammelschiene und dann in Richtung eines Endes der Sammelschiene und dann in Richtung einer gegenüberliegenden Seite der Sammelschiene und dann in Richtung eines gegenüberliegenden Endes der Sammelschiene und dann zurück zum ersten Endabschnitt, bevor er am zweiten Endabschnitt endet.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer beliebigen der vorgenannten Batteriebaugruppen erstreckt sich der nichtlineare Pfad von dem ersten Endabschnitt in Richtung eines Endes der Sammelschiene und dann in Richtung einer Seite der Sammelschiene und dann in Richtung eines gegenüberliegenden Endes der Sammelschiene und dann in Richtung einer gegenüberliegenden Seite der Sammelschiene und dann zurück zum ersten Endabschnitt, bevor er am zweiten Endabschnitt endet.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer beliebigen der vorgenannten Batteriebaugruppen ist die erste Klemme entweder ein Pluspol oder ein Minuspol.
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Ein Verfahren gemäß einem weiteren beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet unter anderem Schweißen einer Sammelschiene an eine erste Klemme einer Batteriezelle unter Verwendung eines Schweißmusters, das mindestens eine Schweißraupe beinhaltet, die sich entlang eines nichtlinearen Pfads erstreckt.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform des vorgenannten Verfahrens beinhaltet das Schweißen der Sammelschiene an die Klemme Laserschweißen der Sammelschiene an die Klemme.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform der beiden vorgenannten Verfahren beinhaltet das Schweißmuster zwei Schweißraupen, die zueinander weisen.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorgenannten Verfahren erstrecken sich die zwei Schweißraupen lateral über einen Abschnitt einer Breite der Sammelschiene.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorgenannten Verfahren erstrecken sich die zwei Schweißraupen in Längsrichtung über einen Abschnitt einer Länge der Sammelschiene.
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Die Ausführungsformen, Beispiele und Alternativen der vorhergehenden Absätze, die Patentansprüche oder die folgende Beschreibung und die folgenden Zeichnungen, einschließlich sämtlichen dazugehörigen unterschiedlichen Aspekten oder jeweiligen einzelnen Merkmalen, können unabhängig voneinander oder in beliebiger Kombination miteinander betrachtet werden. Merkmale, die in Verbindung mit einer Ausführungsform beschrieben werden, gelten für alle Ausführungsformen, es sei denn, diese Merkmale sind nicht kompatibel.
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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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Figurenliste
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- 1 veranschaulicht schematisch einen Antriebsstrang eines elektrifizierten Fahrzeugs.
- 2 veranschaulicht eine Batteriebaugruppe eines elektrifizierten Fahrzeugs.
- 3 veranschaulicht ein Schweißmuster zum Schweißen einer Sammelschiene an eine Batteriezellenklemme gemäß einer ersten Ausführungsform dieser Offenbarung.
- 4 veranschaulicht ein Schweißmuster gemäß einer zweiten Ausführungsform dieser Offenbarung.
- 5 veranschaulicht ein Schweißmuster gemäß einer dritten Ausführungsform dieser Offenbarung.
- 6 veranschaulicht ein Schweißmuster gemäß einer vierten Ausführungsform dieser Offenbarung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Diese Offenbarung beschreibt im Einzelnen Batteriebaugruppen zur Verwendung in Batteriepacks für elektrifizierte Fahrzeuge. Eine beispielhafte Batteriebaugruppe beinhaltet eine erste Batteriezelle, die eine erste Klemme aufweist, eine Sammelschiene und eine erste Schweißraupe zum Sichern der Sammelschiene an der ersten Klemme. Die Schweißraupe beinhaltet einen ersten Endabschnitt, der sich durchgehend zu einem zweiten Endabschnitt erstreckt und so konfiguriert ist, dass der erste Endabschnitt in eine Richtung zum zweiten Endabschnitt weist. Die erste Schweißraupe kann Teil eines Schweißmusters sein, das dazu konfiguriert ist, Belastungsverteilung zu verbessern und die Festigkeit von Batteriezellenklemmen-/Sammelschienenverbindungen zu erhöhen. Diese und andere Merkmale dieser Offenbarung werden in den folgenden Absätzen dieser detaillierten Beschreibung ausführlicher erörtert.
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1 veranschaulicht schematisch einen Antriebsstrang 10 für ein elektrifiziertes Fahrzeug 12. Obwohl als Hybridelektrofahrzeug (hybrid electric vehicle - HEV) dargestellt, versteht sich, dass die hier beschriebenen Konzepte nicht auf HEV beschränkt sind und sich auf andere elektrifizierte Fahrzeuge erstrecken könnten, einschließlich unter anderem Plug-in-Hybridelektrofahrzeuge (plug-in hybrid electric vehicles - PHEV), Batterieelektrofahrzeuge (battery electric vehicles - BEV), Brennstoffzellenfahrzeuge usw.
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In einer nicht einschränkenden Ausführungsform handelt es sich bei dem Antriebsstrang 10 um ein Antriebsstrangsystem mit Leistungsverzweigung, das ein erstes und ein zweites Antriebssystem einsetzt. Das erste Antriebssystem beinhaltet eine Kombination aus einem Motor 14 und einem Generator 18 (d. h. einer ersten elektrischen Maschine). Das zweite Antriebssystem beinhaltet mindestens einen Motor 22 (d. h. eine zweite elektrische Maschine), den Generator 18 und ein Batteriepack 24. Bei diesem Beispiel wird das zweite Antriebssystem als elektrisches Antriebssystem des Antriebsstrangs 10 betrachtet. Das erste und das zweite Antriebssystem sind jeweils in der Lage, Drehmoment zum Antreiben von einer oder mehreren Sätzen von Fahrzeugantriebsrädern 28 des elektrifizierten Fahrzeugs 12 zu erzeugen. 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, der ein Verbrennungsmotor sein kann, und der Generator 18 können durch eine Kraftübertragungseinheit 30, wie beispielsweise einen Planetenradsatz, miteinander verbunden sein. Selbstverständlich können andere Arten von Kraftübertragungseinheiten, einschließlich anderer Zahnradsätze und Getriebe, verwendet werden, um den Verbrennungsmotor 14 mit dem Generator 18 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.
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Der Generator 18 kann von dem 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 Drehmoment an eine Welle 38 ausgegeben wird, die 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, die über eine zweite Kraftübertragungseinheit 44 mit Fahrzeugantriebsrädern 28 verbunden ist. Die zweite Kraftübertragungseinheit 44 kann einen Zahnradsatz beinhalten, der eine Vielzahl von Zahnrädern 46 aufweist. Andere Kraftübertragungseinheiten können ebenfalls geeignet sein. Die Zahnräder 46 übertragen Drehmoment von dem Motor 14 auf ein Differential 48, um letztlich den Fahrzeugantriebsrädern 28 Traktion bereitzustellen. Das Differential 48 kann eine Vielzahl von Zahnrädern beinhalten, die die Übertragung von Drehmoment an die Fahrzeugantriebsräder 28 ermöglichen. In einer nicht einschränkenden Ausführungsform ist die zweite Leistungsübertragungseinheit 44 über das Differential 48 mechanisch mit einer Achse 50 gekoppelt, um Drehmoment auf die Fahrzeugantriebsräder 28 zu verteilen.
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Der Motor 22 kann zudem eingesetzt werden, um die Fahrzeugantriebsräder 28 durch Ausgeben von Drehmoment an eine Welle 52 anzutreiben, die ebenfalls mit der zweiten Leistungsübertragungseinheit 44 verbunden ist. In einer nicht einschränkenden Ausführungsform wirken der Motor 22 und der Generator 18 als Teil eines regenerativen Bremssystems zusammen, in dem sowohl der Motor 22 als auch der Generator 18 als Elektromotoren zum Ausgeben von Drehmoment eingesetzt werden können. Beispielsweise können der Motor 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, das eine Vielzahl von Batteriebaugruppen 25 beinhaltet (d. h. Batteriearrays oder Gruppierungen von Batteriezellen), die in der Lage sind, elektrische Energie auszugeben, um den Motor 22, den Generator 18 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-Modus (EV-Modus) betrieben werden, in dem der Motor 22 verwendet wird (im Allgemeinen ohne Unterstützung von dem Motor 14), um das Fahrzeug anzutreiben, wodurch der Ladezustand des Batteriepacks 24 bei bestimmten Fahrmustern/-zyklen bis zur maximal zulässigen Entladerate entladen wird. Der EV-Modus ist ein Beispiel für einen 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-Modus (HEV-Modus) betrieben werden, bei dem sowohl der Motor 14 als auch der Motor 22 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 Motors 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 zusätzlich zum EV- und zum HEV-Modus in anderen Betriebsmodi betrieben werden.
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2 veranschaulicht eine Batteriebaugruppe 25, die in einem elektrifizierten Fahrzeug eingesetzt werden kann. Beispielsweise könnte die Batteriebaugruppe 25 eine Komponente des Batteriepacks 24 des elektrifizierten Fahrzeugs 12 der 1 sein. Die Batteriebaugruppe 25 beinhaltet eine Vielzahl von Batteriezellen 56, die Energie speichern, um verschiedene elektrische Verbraucher des elektrifizierten Fahrzeugs 12 mit Energie zu versorgen. Auch wenn eine konkrete Anzahl an Batteriezellen in 2 dargestellt ist, könnte die Batteriebaugruppe 25 eine größere oder kleinere Anzahl an Zellen innerhalb des Umfangs dieser Offenbarung einsetzen. Anders formuliert ist diese Offenbarung nicht auf die in 2 dargestellte konkrete Anordnung eingeschränkt.
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Die Batteriezellen 56 können entlang einer Längsachse A nebeneinander gestapelt sein, um eine Gruppierung von Batteriezellen 56, die mitunter „Zellenstapel“ genannt wird, zu konstruieren. In einer Ausführungsform sind die Batteriezellen 56 prismatische Lithiumionenzellen. Innerhalb des Umfangs dieser Offenbarung könnten alternativ jedoch auch Batteriezellen mit anderen Geometrien (zylindrisch, beutelartig usw.) und/oder anderen Chemikalien (Nickel-Metallhydrid, Blei-Säure usw.) verwendet werden.
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Ein Batteriezellenabstandshalter 58 kann zwischen allen benachbarten Batteriezellen 56 des Zellenstapels der Batteriebaugruppe 25 positioniert sein. Zum Beispiel können eine Vielzahl von Batteriezellen 56 und eine Vielzahl von Batteriezellenabstandshaltern 58 nebeneinander in einer abwechselnden Weise angeordnet sein, um die Batteriebaugruppe 25 zu konstruieren. Die Abstandshalter 58 können auch als Trenneinrichtungen oder Teiler bezeichnet werden. In einer Ausführungsform beinhalten die Abstandshalter 58 thermisch belastbare und elektrisch isolierende Kunststoffe und/oder Schaumstoffe, die sich durch relativ hohe Wärmeisolierungsfähigkeiten auszeichnen.
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Die Batteriezellen 56 können zusammen mit beliebigen Stützstrukturen (z. B. Arrayrahmen, Abstandshaltern, Schienen, Wänden, Platten, Bindungen usw.) gemeinsam als die Batteriebaugruppe 25 bezeichnet werden. Das Batteriepack 24 kann eine oder mehrere der Batteriebaugruppen 25 beinhalten.
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Ein Paar von Klemmen 62 erstreckt sich von einer Oberfläche 64 jeder Batteriezelle 56 nach außen. In einer Ausführungsform sind die Klemmen 62 nahe gegenüberliegenden Enden der Oberfläche 64 angeordnet. Eine der Klemmen 62 ist ein Pluspol (gekennzeichnet durch das Symbol „+“) und die andere Klemme 62 ist ein Minuspol (gekennzeichnet durch das Symbol „-“). Die Batteriezellen 56 können so angeordnet sein, dass jede Klemme 62 benachbart zu einer Klemme einer benachbarten Batteriezelle, die eine entgegengesetzte Polarität aufweist, angeordnet ist. Somit sind die Pluspole (+) 62 entlang des gesamten Zellenstapels an beiden Enden der Oberflächen 64 benachbart zu Minuspolen (-) 62 positioniert.
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Die Batteriebaugruppe 25 kann zusätzlich eine Vielzahl von Sammelschienen 60 zum elektrischen Verbinden der Batteriezellen 56 der Batteriebaugruppe 25 beinhalten. Jede Sammelschiene 60 verbindet einen Pluspol (+) 62 an einer Batteriezelle 56 und einen Minuspol (-) 62 an einer benachbarten Batteriezelle 56. In einer Ausführungsform sind die Klemmen 62 aus einem ersten Material gefertigt und sind die Sammelschienen 60 aus einem zweiten, anderen Material gefertigt. Zum Beispiel können die Klemmen 62 Kupferklemmen sein und können die Sammelschienen 60 Aluminiumsammelschienen sein. In einer weiteren Ausführungsform sind die Pluspole (+) 62 Aluminiumklemmen, sind die Minuspole (-) 62 Kupferklemmen und sind die Sammelschienen 60 Aluminiumsammelschienen. Andere Materialien werden im Umfang dieser Offenbarung ebenfalls in Betracht gezogen.
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Die Sammelschienen 60 können unter Verwendung einer oder mehrerer Schweißraupen 68 an den Klemmen 62 gesichert sein. In einer Ausführungsform sind die Sammelschienen 60 mittels Laser an die Klemmen 62 geschweißt. Allerdings werden innerhalb des Umfangs dieser Offenbarung auch andere Schweißvorgänge in Betracht gezogen.
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Statische Festigkeits- und Dauerfestigkeitstests und CAE (computer-aided engineering)-Simulationen haben gezeigt, dass Bereiche mit hoher Belastung an den Start- und Endpunkten der Schweißraupen 68 auftreten. Um dieses Problem anzugehen, können die Sammelschienen 60 unter Verwendung einzigartiger Schweißmuster 66, die aus einer oder mehreren konturierten Schweißraupen 68 bestehen, mit den Klemmen 62 verbunden sein. Die einzigartigen Schweißmuster 66, die hierin gezeigt und beschrieben werden, sind dazu ausgelegt, Belastungsverteilung zu verbessern und die Festigkeit von Verbindungen zwischen Batteriezellenklemme 62 und Sammelschiene 60 zu erhöhen. Verschiedene beispielhafte Schweißmuster zum Sichern der Sammelschienen 60 an den Klemmen 62 werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die 3-6 beschrieben.
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3 veranschaulicht ein erstes beispielhaftes Schweißmuster 66 zum Sichern einer Sammelschiene 60 an einer Klemme 62. In einer Ausführungsform beinhaltet das Schweißmuster 66 eine erste Schweißraupe 68A und eine zweite Schweißraupe 68B. Die Schweißraupen 68A, 68B können nahe einer Überlappung 70 zwischen der Sammelschiene 60 und der Klemme 62 positioniert sein. In einer Ausführungsform wird ein Abschnitt der Sammelschiene 60 über einen Abschnitt der Klemme 62 gelegt, um die Überlappung 70 herzustellen.
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In einer Ausführung wird jede Schweißraupe 68A, 68B unter Verwendung einer Laserschweißtechnik durch Schweißen an der Seite der Sammelschiene 60 der Verbindung gebildet. Laserschweißtechniken erfordern nur Zugang zu einer Seite der Verbindung, um das Schweißmuster 66 zu erzeugen. Jedoch könnten alternativ andere Schweißtechniken verwendet werden, um das Schweißmuster 66 zu erzeugen.
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Das Schweißmuster 66 der Ausführungsform der 3 kann als ein Doppel-C-Schweißmuster bezeichnet werden. Bei einem solchen Muster sind sowohl die erste Schweißraupe 68A als auch die zweite Schweißraupe 68B allgemein C-förmig und parallel positioniert, um zueinander zu weisen. In einer Ausführungsform sind die erste Schweißraupe 68A und die zweite Schweißraupe 68B in einer lateralen Konfiguration angeordnet, bei der die Schweißraupen 68A, 68B angeordnet sind, um sich vorwiegend quer zu einer Längsachse A1 der Sammelschiene 60 zu erstrecken. Die Schweißraupen 68A, 68B erstrecken sich in der lateralen Konfiguration über einen Abschnitt der Breite der Sammelschiene 60.
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Jede Schweißraupe 68A, 68B kann einen ersten Endabschnitt 72 beinhalten, der sich durchgehend entlang eines nichtlinearen Pfads zu einem zweiten Endabschnitt 74 erstreckt. Der nichtlineare Pfad kann beispielsweise die C-Form jeder Schweißraupe 68A, 68B herstellen. Jedoch werden andere Formen im Umfang dieser Offenbarung ebenfalls in Betracht gezogen. Der erste Endabschnitt 72 und der zweite Endabschnitt 74 erstrecken sich in einer Richtung zueinander. Diese Auslegung positioniert die Start- und Endpunkte der Schweißraupen 68A, 68B wirksam an Zonen der Verbindung Sammelschiene 60/Klemme 62 mit niedrigerer Belastung.
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In einer weiteren Ausführungsform kann jede Schweißraupe 68A, 68B durch Bewegen eines Schweißwerkzeugs von dem ersten Endabschnitt 72 in Richtung einer Seite 80 der Sammelschiene 60, dann in eine Richtung weg von der anderen Schweißraupe 68A, 68B, dann in eine Richtung zu einer gegenüberliegenden Seite 82 der Sammelschiene 60, dann in eine Richtung zurück zu der anderen Schweißraupe 68A, 68B und dann in eine Richtung zu dem ersten Endabschnitt 72 gebildet werden, um den zweiten Endabschnitt 74 herzustellen. Dies ist nur ein Beispiel, wie die Schweißraupen 68A, 68B gebildet werden könnten. Diese Offenbarung ist nicht dazu gedacht, auf diese genaue Schweißraupenkonfiguration beschränkt zu sein.
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4 veranschaulicht ein zweites beispielhaftes Schweißmuster 166 zum Sichern einer Sammelschiene 60 an einer Klemme 62. In einer Ausführungsform beinhaltet das Schweißmuster 166 eine einzelne Schweißraupe 168. Die Schweißraupe 168 kann nahe einer Überlappung 70 zwischen der Sammelschiene 60 und der Klemme 62 positioniert sein.
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Das Schweißmuster 166 der Ausführungsform der 4 kann als ein Einzel-C-Schweißmuster bezeichnet werden. Bei einem solchen Muster ist die Schweißraupe 168 allgemein C-förmig. In einer Ausführungsform ist die Schweißraupe 168 in einer lateralen Konfiguration angeordnet, bei der sie sich vorwiegend quer zu der Längsachse A1 der Sammelschiene 60 erstreckt. Die Schweißraupe 168 erstreckt sich in dieser lateralen Konfiguration über einen Abschnitt der Breite der Sammelschiene 60.
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Die Schweißraupe 168 beinhaltet einen ersten Endabschnitt 172, der sich durchgehend entlang eines nichtlinearen Pfads zu einem zweiten Endabschnitt 174 erstreckt. Der nichtlineare Pfad kann die C-Form der Schweißraupe 168 herstellen. Der erste Endabschnitt 172 und der zweite Endabschnitt 174 erstrecken sich zueinander. Diese Auslegung positioniert den Start- und Endpunkt der Schweißraupe 168 ebenfalls wirksam an Zonen der Verbindung Sammelschiene 60/Klemme 62 mit niedrigerer Belastung.
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5 veranschaulicht ein weiteres beispielhaftes Schweißmuster 266 zum Sichern einer Sammelschiene 60 an einer Klemme 62. In einer Ausführungsform beinhaltet das Schweißmuster 266 eine erste Schweißraupe 268A und eine zweite Schweißraupe 268B. Die Schweißraupen 268A, 268B können nahe einer Überlappung 70 zwischen der Sammelschiene 60 und der Klemme 62 positioniert sein.
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Das Schweißmuster 266 der Ausführungsform der 5 ist ein weiteres beispielhaftes Doppel-C-Schweißmuster. Bei einem solchen Muster sind sowohl die erste Schweißraupe 268A als auch die zweite Schweißraupe 268B allgemein C-förmig und parallel positioniert, um zueinander zu weisen. In einer Ausführungsform sind die erste Schweißraupe 268A und die zweite Schweißraupe 268B in einer Längskonfiguration angeordnet, bei der die Schweißraupen 268A, 268B angeordnet sind, um sich vorwiegend parallel zu der Längsachse A1 der Sammelschiene 60 zu erstrecken. Die Schweißraupen 268A, 268B erstrecken sich somit in dieser Längskonfiguration über einen Abschnitt der Länge der Sammelschiene 60.
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Jede Schweißraupe 268A, 268B kann einen ersten Endabschnitt 272 beinhalten, der sich durchgehend entlang eines nichtlinearen Pfads zu einem zweiten Endabschnitt 274 erstreckt. Der nichtlineare Pfad kann beispielsweise die C-Form jeder Schweißraupe 268A, 268B herstellen. Andere Formen werden im Umfang dieser Offenbarung ebenfalls in Betracht gezogen. Der erste Endabschnitt 272 und der zweite Endabschnitt 274 erstrecken sich in einer Richtung zueinander. Diese Auslegung positioniert die Start- und Endpunkte der Schweißraupen 268A, 268B ebenfalls wirksam an Zonen der Verbindung Sammelschiene 60/Klemme 62 mit niedrigerer Belastung.
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In einer weiteren Ausführungsform kann jede Schweißraupe 268A, 268B durch Bewegen eines Schweißwerkzeugs von dem ersten Endabschnitt 272 in Richtung eines Endes 90 der Sammelschiene 60, dann in eine Richtung weg von der anderen Schweißraupe 268A, 268B, dann in eine Richtung zu einem gegenüberliegenden Ende 92 der Sammelschiene 60, dann in eine Richtung zu der anderen Schweißraupe 268A, 268B und dann in eine Richtung zu dem ersten Endabschnitt 272 gebildet werden, bevor sie an dem zweiten Endabschnitt 274 endet. Dies ist nur ein Beispiel, wie die Schweißraupen 268A, 268B gebildet werden könnten und diese Offenbarung ist nicht dazu gedacht, auf diese genaue Schweißraupenkonfiguration beschränkt zu sein.
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6 veranschaulicht noch ein weiteres beispielhaftes Schweißmuster 366 zum Sichern einer Sammelschiene 60 an einer Klemme 62. In dieser Ausführungsform beinhaltet das Schweißmuster 366 eine einzelne Schweißraupe 368. Die Schweißraupe 368 kann nahe einer Überlappung 70 zwischen der Sammelschiene 60 und der Klemme 62 positioniert sein.
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Das Schweißmuster 366 der Ausführungsform der 6 kann als ein Einzel-C-Schweißmuster bezeichnet werden. Bei einem solchen Muster ist die Schweißraupe 368 allgemein C-förmig. In einer Ausführungsform ist die Schweißraupe 368 in einer Längskonfiguration angeordnet, bei der sie sich vorwiegend parallel zu der Längsachse A1 der Sammelschiene 60 erstreckt. Die Schweißraupe 368 erstreckt sich in der Längskonfiguration über einen Abschnitt der Länge der Sammelschiene 60.
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Die Schweißraupe 368 beinhaltet einen ersten Endabschnitt 372, der sich durchgehend entlang eines nichtlinearen Pfads zu einem zweiten Endabschnitt 374 erstreckt. Der nichtlineare Pfad kann die C-Form der Schweißraupe 368 herstellen. Der erste Endabschnitt 372 und der zweite Endabschnitt 374 erstrecken sich zueinander. Diese Auslegung positioniert den Start- und Endpunkt der Schweißraupe 368 wirksam an Zonen der Verbindung Sammelschiene 60/Klemme 62 mit niedrigerer Belastung.
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Die einzigartigen Schweißmuster dieser Offenbarung positionieren die Start- und Endpunkte jeder Schweißraupe wirksam an Zonen der Verbindung Sammelschiene/Klemme mit niedrigerer Belastung. Die Schweißmuster optimieren die Belastungsverteilung, um robustere Verbindungen hervorzubringen, die sich durch höhere statische Festigkeit auszeichnen. Die beispielhaften Schweißmuster erhöhen ferner die Dauerhaltbarkeit der Verbindung, wodurch die Verbindungsqualität verbessert wird.
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Wenngleich die unterschiedlichen nicht einschränkenden Ausführungsformen der Darstellung nach spezifische Komponenten oder Schritte aufweisen, sind die Ausführungsformen dieser Offenbarung nicht auf diese bestimmten Kombinationen beschränkt. Es ist möglich, einige der Komponenten oder Merkmale aus beliebigen der nicht einschränkenden Ausführungsformen in Kombination mit Merkmalen oder Komponenten aus beliebigen 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 als einschränkend zu betrachten. 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.
