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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine laminierte Sammelschiene und ein Batteriemodul.
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Beschreibung des verwandten Standes der Technik
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Herkömmlicherweise sind in Elektroautos und Hybridautos eine Vielzahl von Akkus für die Bereitstellung elektrischer Energie für verschiedene fahrzeuginterne elektrische Komponenten modulartig vorgesehen, wobei ein Batteriemodul an einem Fahrzeug angebracht ist. Jeder der Akkus in dem Batteriemodul ist durch Integrieren einer Vielzahl von Batteriezellen in einem Gehäuse konfiguriert. Bei einer elektrischen Verbindung einer Vielzahl von Akkus können in einigen Fällen laminierte Sammelschienen verwendet werden. Die laminierte Sammelschiene wird durch Laminieren von plattenförmigen leitenden Sammelschienen in der Plattendickenrichtung und elektrisches Verbinden der Endelektrodenanschlüsse zwischen den Akkus ausgebildet.
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Bei der oben beschriebenen Batteriezelle kann eine Wärmeableitung und Ausdehnung sowie Kontraktion einer äußeren Form auftreten, wenn Strom angelegt wird, so dass sich die Trennabstände zwischen den Endelektrodenanschlüssen zwischen den Akkus ändern können. Daher ist ein die Verformung zulassender Abschnitt, der die Änderung des Trennungsabstandes absorbiert, in der laminierten Sammelschiene ausgebildet (siehe japanische Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 2012-182043).
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Bei den laminierten Sammelschienen unterscheidet sich eine Schichtungszahl der laminierten Sammelschienen gemäß dem Stromwert, der zwischen den Akkus fließt. Zudem sind die Sammelschienen in der laminierten Sammelschiene derart ausgebildet, dass sich die Längen des Verformungszulassungsabschnittes und die Längen in einer Erstreckungsrichtung gemäß der Laminierreihenfolge unterscheiden. Aus diesem Grund werden die laminierten Sammelschienen mit unterschiedlichen Formen so verwaltet, dass sie voneinander unterschieden werden, wobei beim Zusammenbau die Bedienperson die laminierte Sammelschiene durch Laminieren der Sammelschienen entsprechend der Laminierreihenfolge ausbildet. Um eine Vielzahl der laminierten Sammelschienen mit unterschiedlichen Schichtungszahlen der Sammelschienen herzustellen, sind daher Sammelschienen mit unterschiedlichen Formen erforderlich, wobei Formen zum Ausbilden der Sammelschienen mit unterschiedlichen Formen erforderlich sind. Beim Zusammenbau der laminierten Sammelschiene muss die Bedienperson außerdem Laminierarbeiten ausführen, ohne einen Fehler der Laminierreihenfolge zu machen, während die Sammelschienen mit unterschiedlichen Formen unterschieden werden. In dieser Hinsicht weist die laminierte Sammelschiene Raum für Verbesserungen auf.
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ÜBERSICHT ÜBER DIE ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung soll eine laminierte Sammelschiene und ein Batteriemodul bereitstellen, die einfach ausgebildet werden können.
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Um das oben genannte Ziel zu erreichen, weist eine laminierte Sammelschiene gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Vielzahl von Sammelschienen auf, die in einer identischen Form ausgebildet sind, wobei jede der Sammelschienen ein plattenförmiges leitendes Element ist, das so ausgebildet ist, dass es sich in einer ersten Richtung erstreckt, wobei jede der Sammelschienen umfasst: Verbindungsabschnitte, die an beiden Enden in der ersten Richtung ausgebildet sind und die Akkus elektrisch verbinden, wobei jeder der Akkus eine Vielzahl von Batteriezellen enthält; und einen Verformungszulassungsabschnitt, der zwischen den Verbindungsabschnitten ausgebildet ist und in einer Plattendickenrichtung in einer zweiten Richtung senkrecht zur ersten Richtung gekrümmt ist, wobei die Sammelschienen derart laminiert sind, dass die Verformungszulassungsabschnitte in Plattendickenrichtung einander überlappen, und die Verbindungsabschnitte der Sammelschienen, die einander benachbart sind, miteinander in Kontakt stehen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die laminierte Sammelschiene ferner ein Abdeckelement umfassen, das eine Isoliereigenschaft aufweist, aus einem Harz hergestellt ist und einen äußeren Umfang der Sammelschienen in einem laminierten Zustand bedeckt, wobei das Abdeckelement derart ausgebildet sein kann, dass wenigstens die Verformungszulassungsabschnitte in dem Abdeckelement angeordnet sind, und die Verbindungsabschnitte zu einer Außenseite des Abdeckelements freiliegen.
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Um das oben erwähnte Ziel zu erreichen, umfasst ein Batteriemodul gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Vielzahl von Akkus, die eine Vielzahl von Batteriezellen enthalten; und eine Vielzahl von laminierten Sammelschienen, die eine Vielzahl von Sammelschienen aufweisen, die in einer identischen Form ausgebildet sind, wobei bei der Vielzahl von Akkus in einem Fall, in dem wenigstens zwei Akkus mit der gleichen Anzahl von Batteriezellen als ein Satz einer Akkugruppe konfiguriert sind, wenigstens zwei oder mehr Sätze der Akkugruppe vorhanden sind, und in einem Fall, in dem die Sätze voneinander verschieden sind, sich die Anzahl der Batteriezellen in dem einen Batteriesatz unterscheidet, wobei jede der Sammelschienen ein plattenförmiges leitfähiges Element ist, das so ausgebildet ist, dass es sich in einer ersten Richtung erstreckt, wobei jede der Sammelschienen umfasst: Verbindungsabschnitte, die an beiden Enden in der ersten Richtung ausgebildet sind und die Akkus elektrisch verbinden, wobei jeder der Akkus die Vielzahl von Batteriezellen enthält; und einen Verformungszulassungsabschnitt, der zwischen den Verbindungsabschnitten ausgebildet ist und in einer Plattendickenrichtung in einer zur ersten Richtung senkrechten zweiten Richtung gekrümmt ist, wobei die Sammelschienen derart laminiert sind, dass sich die Verformungszulassungsabschnitte in der Plattendickenrichtung überlappen, und die Verbindungsabschnitte der Sammelschienen die einander benachbart sind, miteinander in Kontakt stehen und sich eine Schichtungszahl der Vielzahl von laminierten Sammelschienen gemäß einem Wert des Stromes unterscheidet, der zwischen den zu verbindenden Akkus oder zwischen den zu verbindenden Akkugruppen fließt.
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Die obigen sowie andere Aufgaben, Merkmale, Vorteile und technische sowie industrielle Bedeutung dieser Erfindung werden durch Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung besser verständlich, wenn sie in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen betrachtet werden.
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Figurenliste
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- 1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Batteriemodul gemäß einer Ausführungsform darstellt;
- 2 ist eine perspektivische Ansicht, die eine laminierte Sammelschiene gemäß einer Ausführungsform darstellt; und
- 3 ist eine Teilansicht, die die laminierte Sammelschiene gemäß der Ausführungsform darstellt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachstehend werden Ausführungsformen einer laminierten Sammelschiene und eines Batteriemoduls gemäß der vorliegenden Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Zudem ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Zusätzlich umfassen Komponenten in den folgenden Ausführungsformen diejenigen, die von Fachleuten oder im Wesentlichen denselben leicht vorausgesetzt werden können. Daneben können Komponenten in den folgenden Ausführungsformen auf verschiedene Weise weggelassen, ersetzt und geändert werden, ohne vom Geist der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Ausführungsform
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Zuerst werden eine laminierte Sammelschiene und ein Batteriemodul gemäß einer Ausführungsform beschrieben. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die das Batteriemodul gemäß der Ausführungsform darstellt. 2 ist eine perspektivische Ansicht, die eine laminierte Sammelschiene gemäß der Ausführungsform darstellt. 3 ist eine Teilansicht, die die laminierte Sammelschiene gemäß der Ausführungsform darstellt. Eine X-Richtung in jeder Figur ist eine Erstreckungsrichtung der laminierten Sammelschiene und ist eine erste Richtung. Außerdem ist die Richtung eine Anordnungsrichtung der Akkus. Eine Y-Richtung in jeder Figur ist eine Richtung senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der laminierten Sammelschiene und ist eine zweite Richtung. Außerdem ist die Richtung eine Anordnungsrichtung der Batteriezellen in dem Akku. Eine Y1-Richtung ist die Stromeingangsrichtung und eine Y2-Richtung ist die Stromausgangsrichtung. Eine Z-Richtung in jeder Figur ist eine vertikale Richtung und ist eine Richtung senkrecht zu der ersten Richtung und der zweiten Richtung. Außerdem ist die Richtung eine Plattendickenrichtung der Sammelschiene in der laminierten Sammelschiene. Eine Z1-Richtung ist die Aufwärtsrichtung und eine Z2-Richtung ist die Abwärtsrichtung.
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Ein Batteriemodul 1 ist in einem Elektroauto oder einem Hybridauto angebracht. In dem Batteriemodul 1 fließt ein externer Strom zu dem Batteriemodul 1 und liefert elektrische Energie, die in einer Batteriezelle 10 gespeichert ist, die später beschrieben wird, an verschiedene fahrzeugseitige elektrische Komponenten, wie eine Anschlussdose und einen Wechselrichter. Wie in 1 gezeigt, enthält das Batteriemodul 1 Akkus 2A bis 2D, laminierte Sammelschienen 3 und 4 und eine Vielzahl von Batteriezellen 10. Das Batteriemodul 1 nimmt die Akkus 2A bis 2D und die laminierten Sammelschienen 3 und 4 in einem Gehäuse (nicht dargestellt) auf. Infolgedessen sind die Akkus 2A bis 2D zu einem integriert und die Akkus 2A bis 2D modularisiert.
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Die Akkus 2A bis 2D sind integrierte Körper einer Vielzahl von Batteriezellen 10. Hier fungiert die Batteriezelle 10 als eine Batterie zum Speichern von elektrischer Energie, wobei die Batteriezellen entlang der zweiten Richtung in jedem der Akkus 2A bis 2D angeordnet sind. Die Batteriezelle 10 weist Elektrodenanschlüsse an Enden auf, die in die ersten Richtung weisen. Bei den Elektrodenanschlüssen ist einer der Elektrodenanschlüsse eine positive Elektrode und der andere eine negative Elektrode. In jedem der Akkus 2A bis 2D ist eine Vielzahl der Batteriezellen 10 derart angeordnet, dass Elektrodenanschlüsse, die in der zweiten Richtung benachbart zueinander sind, abwechselnd mit positiven und negativen Elektrodenanschlüssen angeordnet sind. Die Akkus 2A bis 2D umfassen Endelektrodenanschlüsse 21A bis 21D und 22A bis 22D bzw. Sammelschienenmodule 23A bis 23D.
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Die Endelektrodenanschlüsse 21A bis 21D und 22A bis 22D sind jeweils in den Akkus 2A bis 2D vorgesehen. In dieser Ausführungsform sind die Endelektrodenanschlüsse 21A und 22A in dem Akku 2A vorgesehen, sind die Endelektrodenanschlüsse 21B und 22B in dem Akku 2B vorgesehen, sind die Endelektrodenanschlüsse 21C und 22C sind in dem Akku 2C vorgesehen und sind die Endelektrodenanschlüsse 21D und 22D sind in dem Akku 2D vorgesehen. Jeder der Endelektrodenanschlüsse 21A bis 21D und 22A bis 22D ist einer der Elektrodenanschlüsse der Batteriezellen 10, die an beiden Enden in der zweiten Richtung angeordnet sind. Daher sind die Endelektrodenanschlüsse 21A bis 21D und 22A bis 22D einander gegenüberliegend in der zweiten Richtung in den jeweiligen Akkus 2A bis 2D angeordnet. Die Endelektrodenanschlüsse 21A bis 21D sind die gleichen positiven und negativen Elektroden, und die Endelektrodenanschlüsse 22A bis 22D sind die gleichen positiven und negativen Elektroden. Die Endelektrodenanschlüsse 21A bis 21D und 22A bis 22D sind der Außenseite der Sammelschienenmodule 23A bis 23D in dem Zustand ausgesetzt, in dem die Sammelschienenmodule 23A bis 23D elektrisch mit den Elektrodenanschlüssen der Batteriezellen 10 der jeweiligen Akkus 2A bis 2D verbunden sind.
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Die Sammelschienenmodule 23A bis 23D verbinden elektrisch die Elektrodenanschlüsse, die in der zweiten Richtung in der Vielzahl von Batteriezellen 10 in den jeweiligen Akkus 2A bis 2D benachbart zueinander sind, wobei ein Spannungsdetektor (nicht dargestellt) angeschlossen ist, um eine Spannung zwischen der Vielzahl von Batteriezellen 10 in jedem der Akkus 2A bis 2D zu erfassen. Die Sammelschienenmodule 23A bis 23D befinden sich auf der Seite der Batteriezellen 10, die näher an den Elektrodenanschlüssen liegt, d.h. an der Oberseite der Batteriezellen 10, und sind elektrisch mit den Elektrodenanschlüssen der Batteriezellen 10 verbunden. In dieser Ausführungsform sind, wie oben beschrieben, die Elektrodenanschlüsse, die in der zweiten Richtung benachbart zueinander sind, abwechselnd mit der positiven Elektrode und der negativen Elektrode angeordnet. Daher verbinden die Sammelschienenmodule 23A bis 23D die Elektrodenanschlüsse, die in der zweiten Richtung benachbart zueinander sind, elektrisch, so dass die zahlreichen Batteriezellen 10 in jedem der Akkus 2A bis 2D in Reihe geschaltet sind.
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Hier ist die Menge an elektrischer Energie, die von der Batteriezelle 10 elektrisch geladen werden kann, das heißt die Batteriekapazität, zwischen den Akkus 2A bis 2D unterschiedlich. In dieser Ausführungsform weisen die Akkus 2A und 2B dieselbe Anzahl von Batteriezellen 10 auf, und die Akkus 2C und 2D weisen die gleiche Anzahl von Batteriezellen 10 auf. Zusätzlich weisen die Akkus 2A und 2B eine größere Anzahl der Batteriezellen 10 auf als die Akkus 2C und 2D. Das heißt, die Akkus 2A und 2B haben eine größere Batteriekapazität als die Akkus 2C und 2D.
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Die Akkus 2A bis 2D sind in der ersten Richtung bezüglich des fahrzeugseitigen Montagebereichs angeordnet. Bei den Akkus 2A bis 2D sind der Akku 2A und der Akku 2B mit der gleichen Anzahl von Batteriezellen 10 sowie der Akku 2C und der Akku 2D mit der gleichen Anzahl von Batteriezellen 10 jeweils benachbart zueinander in der ersten Richtung angeordnet Die Akkus 2A und 2B sind so angeordnet, dass die Endelektrodenanschlüsse 21A und 22A des Akkus 2A und die Endelektrodenanschlüsse 21B und 22B des Akkus 2B einander in der ersten Richtung benachbart sind. In ähnlicher Weise sind die Akkus 2C und 2D so angeordnet, dass die Endelektrodenanschlüsse 21C und 22C des Akkus 2C und die Endelektrodenanschlüsse 21D und 22D des Akkus 20 in der ersten Richtung einander zugewandt sind.
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Wie in 1 bis 3 gezeigt, verbinden die laminierten Sammelschienen 3 und 4 elektrisch die Akkus 2A und 2B bzw. die Akkus 2C und 2D. Die laminierten Sammelschienen 3 und 4 sind elektrisch mit den Endelektrodenanschlüssen 21A und 21B und den Endelektrodenanschlüssen 22A und 228 bzw. mit den Endelektrodenanschlüssen 21C und 21D und den Endelektrodenanschlüssen 22C und 22D zwischen den Akkus 2A bis 2D verbunden. Die Elektrodenanschlüsse einschließlich der Endelektrodenanschlüsse 21A bis 21D und 22A bis 22D in dieser Ausführungsform werden in dem Zustand verwendet, in dem zwei Stehbolzen vertikal an den Enden in der Längsrichtung des Hauptkörpers der Batteriezelle 10 installiert sind. Nachdem die laminierten Sammelschienen 3 und 4 elektrisch mit den jeweiligen Endelektrodenanschlüssen 21A bis 21D und 22A bis 22D verbunden worden sind, werden Muttern 200 als Befestigungselemente durch die Endelektrodenanschlüsse 21A bis 21D und 22A bis 22D geführt und, so dass die Muttern mit den Endelektrodenanschlüssen 21A bis 21D und 22A bis 22D in Eingriff stehen. Die laminierten Sammelschienen 3 und 4 sind, in der vertikalen Richtung betrachtet, in einer rechteckigen Form mit der gleichen äußeren Form ausgebildet. Jede der laminierten Sammelschienen 3 und 4 enthält eine Vielzahl von Sammelschienen 5 und ein Abdeckelement 6. Jede der laminierten Sammelschienen 3 und 4 ist durch Laminieren einer Vielzahl der Sammelschienen 5 in der Plattendickenrichtung ausgebildet.
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Die Sammelschienen 5 haben eine identische Form. Die Sammelschiene 5 ist derart ausgebildet, dass sie sich in der ersten Richtung erstreckt, und ist ein plattenförmiges Element, das aus einem leitfähigen Metall oder dergleichen ausgebildet ist. Die Sammelschiene 5 ist in einer, in vertikaler Richtung gesehen, rechteckigen Form ausgebildet. Die Sammelschiene 5 umfasst Verbindungsabschnitte 51 und einen Verformungszulassungsabschnitt 52.
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Die Verbindungsabschnitte 51 sind an beiden Enden der Sammelschiene 5 in der ersten Richtung ausgebildet. Die Verbindungsabschnitte 51 sind elektrisch mit den Endelektrodenanschlüssen 21A bis 21D der jeweiligen Akkus 2A bis 2D verbunden. Daher ist jeder der Verbindungsabschnitte 51 mit einem Durchgangsloch 51a ausgebildet, das die Sammelschiene 5 in der Plattendickenrichtung durchdringt, wobei die Endelektrodenanschlüsse 21A bis 21D und 22A bis 22D das Durchgangsloch 51a durchlaufen. Der Durchmesser des Durchgangslochs 51a ist größer als die Durchmesser der Endelektrodenanschlüsse 21A bis 21D und 22A bis 220 ausgebildet. Der Verbindungsabschnitt 51 steht in Kontakt mit dem Verbindungsabschnitt 51 der Sammelschiene 5, benachbart in der Plattendickenrichtung in dem Zustand, in dem die Sammelschienen 5 in dem laminierten Zustand mit dem später beschriebenen Abdeckelement 6 bedeckt sind.
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Der Verformungszulassungsabschnitt 52 ist zwischen den Verbindungsabschnitten 51 in der Sammelschiene 5 ausgebildet. In der zweiten Richtung gesehen, ist der Verformungszulassungsabschnitt 52 in einer Bogenform ausgebildet, wo die Sammelschiene 5 in der Plattendickenrichtung gekrümmt ist. Daher wird in einem Fall, in dem die Trennabstände zwischen den Endelektrodenanschlüssen 21A und 22A und den Endelektrodenanschlüssen 21B und 22B und zwischen den Endelektrodenanschlüssen 21C und 22C und den Endelektrodenanschlüssen 21D und 22D zwischen den Akkus 2A bis 2D geändert werden, bei der Sammelschiene 5 der Trennungsabstand zwischen den Verbindungsabschnitten 51 in der ersten Richtung geändert, indem die Bogenform so verformt wird, dass die Breite des Verformungszulassungsabschnittes 52 in der ersten Richtung geändert wird. In Bezug auf die Verformungszulassungsabschnitte 52 sind in dem Zustand, in dem die Sammelschienen 5 in dem laminierten Zustand mit dem später beschriebenen Abdeckelement 6 bedeckt sind, die Krümmungsrichtungen der Verformungszulassungsabschnitte 52 der Sammelschienen 5 dieselbe Richtung, wobei die Verformungszulassungsabschnitte 52 der Sammelschienen 5, die einander in der Plattendickenrichtung benachbart sind, in Kontakt miteinander sind.
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Das Abdeckelement 6 wird durch Abdecken des Außenumfangs der Sammelschienen 5 im laminierten Zustand mit einem Harzelement mit isolierender Eigenschaft ausgebildet. Das Abdeckelement 6 schützt die laminierten Sammelschienen 3 und 4 vor einem Kurzschluss mit einem externen Element und einer äußeren Krafteinwirkung. Das Abdeckelement 6 hält die Sammelschienen 5 integral laminiert. Das Abdeckelement 6 ist in der Erstreckungsrichtung der Sammelschienen 5 in dem laminierten Zustand ausgebildet und ist derart ausgebildet, dass die Verformungszulassungsabschnitte 52 darin angeordnet sind, wobei die Durchgangslöcher 51a zur Außenseite des Abdeckelements 6 freiliegen. Das Abdeckelement 6 wird durch Spritzgießen der Sammelschienen 5 in dem laminierten Zustand ausgebildet. Zusätzlich kann das Abdeckelement 6 ein Gummielement wie beispielsweise Silikongummi sein.
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Die Schichtungszahl der Sammelschienen 5 in jeder der laminierten Sammelschienen 3 und 4 wird im Voraus eingestellt, um dem Stromwert zu entsprechen, der in jeder der laminierten Sammelschienen 3 und 4 fließt. Mit anderen Worten wird die Schichtungszahl der Sammelschienen 5 im Voraus berechnet und so eingestellt, so dass jede der laminierten Sammelschienen 3 und 4 eine Stromführkapazität in Anbetracht eines maximalen Stromwertes aufweist, der durch jede der laminierten Sammelschienen 3 und 4 fließt. Mit anderen Worten unterscheiden sich die laminierten Sammelschienen 3 und 4 in Bezug auf die Schichtungszahl der Sammelschienen 5, so dass ihre Stromführkapazitäten unterschiedlich sind. Da, wie oben beschrieben, die Akkus 2A und 2B eine größere Batteriekapazität als die Akkus 2C und 2D haben, ist, wenn die Akkus 2A und 2B und die Akkus 2C und 2D elektrisch verbunden sind, um miteinander elektrisch zu leiten, der Stromwert, der zwischen den Akkus 2A und 2B fließt, größer als der Stromwert, der zwischen den Akkus 2C und 2D fließt. Daher haben die laminierten Sammelschienen 3, die mit den Endelektrodenanschlüssen 21A und 21B und mit den Elektrodenendanschlüsse 22A und 22B zwischen den Akkus 2A und 2B elektrisch verbunden sind, eine größere Schichtungszahl der Sammelschienen 5 als die laminierte Sammelschiene 4, die elektrisch mit den Endelektrodenanschlüssen 21C und 21D zwischen den Akkus 2C und 2D verbunden ist.
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Die laminierten Sammelschienen 3 verbinden elektrisch die Endelektrodenanschlüsse 21A und 21B und die Endelektrodenanschlüsse 22A und 22B, die dieselben positiven und negativen Elektroden zwischen den Akkus 2A und 2B sind, so dass die Akkus 2A und 2B parallel geschaltet sind. In ähnlicher Weise verbinden die laminierten Sammelschienen 4 elektrisch die Endelektrodenanschlüsse 21C und 21D und die Endelektrodenanschlüsse 22C und 22D, die dieselben positiven und negativen Elektroden zwischen den Akkus 2C und 2D sind, so dass die Akkus 2C und 2D parallel verbunden sind. Zusätzlich verbinden die laminierten Sammelschienen 3 elektrisch die Akkus 2A und 2B, so dass ein Satz einer Akkugruppe BP1 gebildet wird. In ähnlicher Weise verbinden die laminierten Sammelschienen 4 die Akkus 2C und 2D elektrisch, so dass ein Satz einer Akkugruppe BP2 gebildet wird. Das heißt, das Batteriemodul 1 gemäß der Ausführungsform umfasst zwei Sätze der Akkugruppen BP1 und BP2.
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Außerdem verzweigt sich ein Kabelbaum WH und ist mit der Akkugruppe BP1 und der Akkugruppe BP2 auf der Stromeingangsseite (Y1-Seite) bzw. der Ausgangsseite (Y2-Seite) verbunden. In dieser Ausführungsform sind, wie oben beschrieben, die Endelektrodenanschlüsse 21A bis 21D auf der Stromeingangsseite (Y1-Seite) dieselben positiven und negativen Elektroden, und sind die Endelektrodenanschlüsse 22A bis 22D auf der Ausgangsseite (Y2-Seite) dieselben positiven und negativen Elektroden. Wenn der Kabelbaum WH, wie oben beschrieben, angeschlossen ist, sind daher die Akkugruppen BP1 und BP2 parallel geschaltet.
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Als nächstes wird eine Arbeit zum Zusammensetzen der laminierten Sammelschienen 3 und 4 und eine Arbeit der elektrischen Verbindung zwischen den Akkus 2A bis 2D beschrieben. Zuerst wird die Arbeit des Zusammenbaus der laminierten Sammelschienen 3 und 4 beschrieben. Zunächst laminiert die Bedienperson die Sammelschienen 5, deren Schichtungszahl im Voraus für jede der laminierten Sammelschienen 3 und 4 in Richtung der Plattendicke definiert ist. Hier hat, wie oben beschrieben, die laminierte Sammelschiene 3 eine größere Schichtungszahl der Sammelschienen 5 als die laminierte Sammelschiene 4. Daher bereitet die Bedienperson beim Zusammenbau der laminierten Sammelschiene 3 die Sammelschienen 5 vor, bei der die Anzahl größer als jene der Sammelschienen 5 der laminierten Sammelschiene 4 ist, und laminiert die Sammelschienen 5 in der Plattendickenrichtung. Zu diesem Zeitpunkt richtet die Bedienperson die Krümmungsrichtungen der Verformungszulassungsabschnitte 52 der jeweiligen Sammelschienen 5 in derselben Richtung aus und laminiert die Sammelschienen 5, während die Verformungszulassungsabschnitte 52 derart gedrückt werden, dass die Verformungszulassungsabschnitte 52 der Sammelschienen 5, die einander in der Plattendickenrichtung benachbart sind, miteinander in Kontakt stehen. Als nächstes installiert die Bedienperson die Sammelschienen 5 im laminierten Zustand in einer Spritzgießmaschine (nicht dargestellt). Zu diesem Zeitpunkt stellt die Bedienperson die Sammelschienen 5 im laminierten Zustand der Einsatzform derart bereit, dass wenigstens die Verformungszulassungsabschnitte 52 innerhalb der Einsatzform angeordnet sind und die Durchgangslöcher 51a sich außerhalb der Einsatzform befinden. Als nächstes betätigt die Bedienperson die Spritzgussmaschine, und somit fließt ein Harzelement in die Einsatzform und wird das Abdeckelement 6 auf dem Außenumfang der laminierten Sammelschienen 5 ausgebildet. Die laminierten Sammelschienen 5 werden durch das Abdeckelement 6 in dem Zustand zusammengefügt, in dem die Verbindungsabschnitte 51 und Verformungszulassungsabschnitte 52 in der Plattendickenrichtung miteinander in Kontakt sind, und somit ist das Zusammenfügen der laminierten Sammelschienen 3 und 4 abgeschlossen.
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Als nächstes führt die Bedienperson die Durchgangslöcher 51a der laminierten Sammelschiene 3 in die Endelektrodenanschlüsse 21A und 22A des Akkus 2A bzw. in die Endelektrodenanschlüsse 21B und 22B des Akkus 2B ein. Als nächstes fügt die Bedienperson die Muttern 200 in die Endelektrodenanschlüsse 21A und 21B und die Endelektrodenanschlüsse 22A und 22B ein und bewegt die Muttern 200 in der Abwärtsrichtung, während die Endelektrodenanschlüsse (Stehbolzen) 21A und 21B und die Endelektrodenanschlüsse 22A und 22B verschraubt werden. Wenn die laminierten Sammelschienen 3 zwischen den Batteriezellen 10 und den Muttern 200 in der vertikalen Richtung angeordnet sind und die Muttern 200 nicht weiter in der Abwärtsrichtung bewegt werden können, sind die Befestigung der Endelektrodenanschlüsse 21A und 21B und die Muttern 200 und die Befestigung der Endelektrodenanschlüsse 22A und 22B sowie der Muttern 200 fertiggestellt, wodurch die elektrische Verbindung zwischen den Akkus 2A und 2B abgeschlossen ist. In ähnlicher Weise führt die Bedienperson die Durchgangslöcher 51a der laminierten Sammelschiene 4 in die Endelektrodenanschlüsse 21C und 21D und die Endelektrodenanschlüsse 22C und 22D zwischen den Akkus 2C und 2D ein und setzt die Muttern 200 ein, wodurch die elektrische Verbindung zwischen den Akkus 2C und 2D abgeschlossen ist. Als nächstes bringt die Bedienperson die durch die laminierten Sammelschienen 3 und 4 elektrisch verbundenen Akkus 2A bis 2D in einem Aufnahmeraum eines Gehäuses (nicht dargestellt) unter und befestigt eine Abdeckung (nicht dargestellt), die den Aufnahmeraum zu dem Gehäuse verschließt, womit der Zusammenbau des Batteriemoduls 1 abgeschlossen ist.
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Als nächstes wird ein Fall beschrieben, bei dem die Trennabstände zwischen den Endelektrodenanschlüssen 21A bis 21D und 22A bis 22D in den jeweiligen Akkus 2A bis 2D in dem Batteriemodul 1 geändert werden. In einem Fall, in dem die Trennabstände zwischen den Endelektrodenanschlüssen 21A und 22A und den Endelektrodenanschlüssen 21B und 22B und zwischen den Endelektrodenanschlüssen 21C und 22C und den Endelektrodenanschlüssen 21D und 22D zwischen den Akkus 2A bis 2D geändert werden, werden bei den laminierten Sammelschienen 3 und 4 die Verformungszulassungsabschnitte 52, die in den Sammelschienen 5 ausgebildet sind, derart verformt, dass die Trennabstände zwischen den Verbindungsabschnitten 51, die einander in der ersten Richtung zugewandt sind, geändert werden. Die laminierten Sammelschienen 3 und 4 absorbieren den Änderungsbetrag der Trennabstände zwischen den Endelektrodenanschlüssen 21A bis 21D und 22A bis 22D zwischen den Akkus 2A bis 2D.
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In dieser Ausführungsform umfasst jede der laminierten Sammelschienen 3 und 4 eine Vielzahl von Sammelschienen 5, die in einer identischen Form ausgebildet sind, wobei die Bedienperson jede der laminierten Sammelschienen 3 und 4 durch Laminieren einer vorbestimmten Schichtungszahl der Sammelschienen 5 unter Berücksichtigung der Stromführkapazität, die für jede der laminierten Sammelschienen 3 und 4 erforderlich ist, ausbilden kann, so dass die Verformungszulassungsabschnitte 52 einander in der Plattendickenrichtung überlappen. Beispielsweise werden ähnlich dem Stand der Technik in einer Konfiguration der laminierten Sammelschienen 3 und 4, bei der die Sammelschienen 5 mit verschiedenen Formen entsprechend der Laminierreihenfolge laminiert werden, die Sammelschienen 5, die in verschiedenen Formen ausgebildet sind, so verwaltet, dass sie voneinander unterschieden werden, wobei beim Zusammenbau der laminierten Sammelschienen 3 und 4 die Bedienperson die Sammelschienen 5, die unterschiedliche Formen aufweisen, in einer speziellen Weise laminieren muss, ohne einen Fehler der Laminierreihenfolge zu machen. Im Vergleich dazu ist es bei den laminierten Sammelschienen 3 und 4 gemäß der Ausführungsform für die Bedienperson nicht notwendig, die Sammelschienen 5 voneinander zu unterscheiden, und die Bedienperson muss lediglich die Sammelschienen 5 laminieren, die in der identischen Form in der Plattendickenrichtung ausgebildet sind, so dass es möglich ist, die laminierten Sammelschienen 3 und 4 einfach auszubilden.
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Zusätzlich weisen bei den laminierten Sammelschienen 3 und 4 gemäß der Ausführungsform die Sammelschienen 5, die laminiert werden sollen, eine identische Form auf. Ähnlich dem Stand der Technik sind in einem Fall, in dem die laminierten Sammelschienen 3 und 4 durch Laminieren der Sammelschienen 5 mit unterschiedlichen Formen entsprechend der Laminierreihenfolge ausgebildet werden, mehrere Formen zum Ausbilden der jeweiligen Sammelschienen 5 erforderlich. Insbesondere in einem Fall, in dem das Batteriemodul 1 durch elektrisches Verbinden von Akkus mit unterschiedlichen Batteriekapazitäten mit einem Fahrzeug konfiguriert ist, oder in einem Fall, in dem ein Spezifikationswert eines Leistungsausgabewerts gemäß einem Fahrzeugtyp abweicht, gibt es einen Fall, bei dem ein Stromwert, der zwischen den Akkus elektrisch leitend ist, sich je nach einem Batteriemodul oder dem Fahrzeugtyp unterscheidet. In diesem Fall sind wenigstens zwei oder mehr laminierte Sammelschienen mit unterschiedlichen Stromleitkapazitäten erforderlich. Daher ist bei einer Konfiguration einer laminierten Sammelschiene des Standes der Technik, wenn die Anzahl der Arten von laminierten Sammelschienen, die benötigt werden, erhöht ist, eine Gussform zum Ausbilden von Sammelschienen mit unterschiedlichen Formen erforderlich. Da in den letzten Jahren eine höhere Ausgangsleistung des Fahrzeugs erforderlich ist, wird außerdem die Anzahl im am Fahrzeug angebrachten Batteriezellen 10 erhöht. Da mit anderen Worten der Stromwert, der zwischen den Akkus fließt, erhöht wird, wird auch die Schichtungszahl der Sammelschienen 5 in jeder der laminierten Sammelschienen 3 und 4 erhöht, wobei mehr Formen zum Ausbilden der Sammelschienen 5 in jeder der laminierten Sammelschienen 3 und 4 erforderlich sind. Im Gegensatz dazu kann für jede der laminierten Sammelschienen 3 und 4, da die Sammelschienen 5 die identische Form haben, nur eine Form zum Ausbilden der Sammelschienen 5 ausreichend sein. Selbst in einem Fall, in dem zwei oder mehr laminierte Sammelschienen erforderlich sind, ist es zum Beispiel möglich, die Kosten, die zur Herstellung der laminierten Sammelschienen 3 und 4 erforderlich sind, zu senken, da eine Form diesem Fall gerecht werden kann.
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Darüber hinaus wird jede der laminierten Sammelschienen 3 und 4 gemäß der Ausführungsform durch Laminieren einer Vielzahl von Sammelschienen 5 ausgebildet, wobei der Verformungszulassungsabschnitt 52 zwischen den Verbindungsabschnitten 51 in jeder der Sammelschienen 5 ausgebildet wird. In einem Fall, in dem beispielsweise die Sammelschienen, die die Endelektrodenanschlüsse 21A bis 21D und 22A bis 22D zwischen den Akkus 2A bis 2D elektrisch verbinden, eine blockförmige Masse sind, ist es, wenn die Trennabstände zwischen den Endelektrodenanschlüssen zwischen den Akkus, beispielsweise die Trennabstände zwischen den Endelektrodenanschlüssen 21A und 21B zwischen den Akkus 2A und 2B, geändert werden, schwierig, die Sammelschiene der blockförmigen Masse so zu verformen, dass der oben erwähnte Änderungsumfang absorbiert wird. Zusätzlich wird eine Belastung auf die Endelektrodenanschlüsse 21A bis 21D und 22A bis 22D ausgeübt, die elektrisch mit der Sammelschiene der blockförmigen Masse durch den Kontaktpunkt verbunden sind, der physikalisch in Kontakt mit der Sammelschiene der blockförmigen Masse ist. Im Gegensatz dazu kann bei den laminierten Sammelschienen 3 und 4, da jede Sammelschiene 5 ein plattenförmiges Element ist und der Verformungszulassungsabschnitt 52 in der Sammelschiene 5 ausgebildet ist, selbst wenn die Trennabstände zwischen den Endelektrodenanschlüssen 21A bis 21D und 22A bis 22D zwischen den Akkus 2A bis 2D geändert werden, der Verformungszulassungsabschnitt 52 verformt werden, um den Trennungsabstand der Verbindungsabschnitte 51, die einander in der ersten Richtung gegenüberliegen, zu ändern. Daher kann der Änderungsbetrag der Trennabstände zwischen den Endelektrodenanschlüssen 21A bis 21D und 22A bis 22D zwischen den Akkus 2A bis 2D in den laminierten Sammelschienen 3 und 4 absorbiert werden, so dass es möglich ist, die auf die Endelektrodenanschlüsse 21A bis 21D und 22A bis 22D ausgeübte Last zu unterdrücken.
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Zusätzlich ist es in einem Fall, in dem Leitungsdrähte verwendet werden, um die Endelektrodenanschlüsse 21A bis 21D und 22A bis 22D zwischen den Akkus 2A bis 2D elektrisch zu verbinden, um den Änderungsbetrag in den Trennabständen zwischen den Endelektrodenanschlüssen 21A bis 21D und 22A bis 22D zwischen den Akkus 2A bis 2D zu absorbieren, notwendig, die elektrischen Drähte vorzubereiten, die länger als die Trennabstände sind, und ist es notwendig, die Endelektrodenanschlüsse 21A bis 21D und 22A bis 22D zwischen den Akkus 2A bis 2D in einem lockeren Zustand anzuschließen. Um insbesondere der Zunahme der Leistungsabgabe des Fahrzeugs in jüngster Zeit gerecht zu werden, ist die Anzahl der Akkus erhöht und sind die Akkus sind in einem engen Abstand in dem Gehäuse des Batteriemoduls 1 installiert. Bei der Konfiguration, bei der die Akkus, wie oben beschrieben, elektrisch durch die Leitungsdrähte verbunden sind, besteht daher die Möglichkeit, dass die Verschwendung der Leitungsdrähte zunimmt und sich ein externer Gegenstand in einem Bereich fängt, in dem der elektrische Draht lose ist. Im Gegensatz dazu kann bei den laminierten Sammelschienen 3 und 4 der Verformungszulassungsabschnitt 52 den Änderungsbetrag in der gleichen Weise wie die elektrischen Drähte absorbieren, wobei Längen der Sammelschienen 5 in der ersten Richtung derart konfiguriert sein können, dass sie gleich den Trennabständen zwischen den Endelektrodenanschlüssen 21A bis 21D und 22A bis 22D zwischen den Akkus 2A bis 2D sind, so dass die Länge der Sammelschiene 5 so konfiguriert werden kann, dass sie die minimal notwendige Länge ist. Daher ist es möglich, die Verschwendung der Sammelschienen 5 zu unterdrücken. Zusätzlich ist es möglich, die Kosten zu verringern, die zur Herstellung der laminierten Sammelschienen 3 und 4 erforderlich sind.
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Zusätzlich umfasst jede der laminierten Sammelschienen 3 und 4 gemäß der Ausführungsform ein Abdeckelement 6, das eine Isoliereigenschaft aufweist und den Außenumfang der Sammelschienen 5 im laminierten Zustand bedeckt. Das Abdeckelement 6 wird durch Einsetzen und Spritzgießen der Sammelschienen 5 in dem laminierten Zustand ausgebildet, so dass zumindest die Verformungszulassungsabschnitte 52 darin angeordnet sind. Da das Abdeckelement 6 die Sammelschienen 5, die in dem Zustand laminiert werden, in dem die Verbindungsabschnitte 51 der Sammelschienen 5, die in der Plattendickenrichtung aneinander angrenzen, in jeder der laminierten Sammelschienen 3 und 4 miteinander in Kontakt sind, im Vergleich zu einem Fall integral hält, bei dem die Sammelschienen 5 laminiert werden, indem das Durchgangsloch 51a in die Endelektrodenanschlüsse 21A bis 21D und 22A bis 22D in Bezug auf jede der Sammelschienen 5 bei dem Prozess eingefügt wird, bei dem die Bedienperson die laminierten Sammelschienen 3 und 4 mit den Endelektrodenanschlüssen 21A bis 21D und 22A bis 22D verbindet, ist es möglich, die Handhabbarkeit der laminierten Sammelschienen 3 und 4 zu verbessern, so dass es möglich ist, die Bearbeitbarkeit zu verbessern. Da das Abdeckelement 6 durch Spritzgießen des Harzelements ausgebildet wird, kann außerdem in dem Fall, in dem eine äußere Kraft auf die laminierten Sammelschienen 3 und 4 ausgeübt wird und die Verformungszulassungsabschnitte 52 verformt werden, das Abdeckelement verformt werden, wobei es der Verformung der Verformungszulassungsabschnitte 52 folgt. Mit anderen Worten ist es bei den laminierten Sammelschienen 3 und 4, selbst in einem Fall, in dem die Verformungszulassungsabschnitte 52 durch das Abdeckelement 6 verformt werden, da die Verformungszulassungsabschnitte 52, die jeweils in der Plattendickenrichtung einander benachbart sind, in dem Zustand beibehalten werden können, in dem Verformungszulassungsabschnitte 52 miteinander in Kontakt stehen, möglich, die Produktzuverlässigkeit der laminierten Sammelschienen 3 und 4 und des Batteriemoduls 1 zu verbessern.
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Das oben beschriebene Batteriemodul 1 umfasst eine Vielzahl der Akkus 2A bis 2D, wobei in einem Fall, in dem die Akkus mit der gleichen Anzahl von Batteriezellen 10 wie ein Satz einer Akkugruppe konfiguriert sind, zwei oder mehr Sätze einer Akkugruppe BP1 und einer Akkugruppe BP2 existieren. Zusätzlich umfasst das Batteriemodul 1 die laminierten Sammelschienen 3 und 4, die eine Vielzahl der Sammelschienen 5 aufweisen, die in einer identischen Form ausgebildet sind, wobei die laminierten Sammelschienen 3 und 4 durch Laminieren der Sammelschienen 5 in der Plattendickenrichtung ausgebildet werden. Gleichzeitig muss bei den laminierten Sammelschienen 3 und 4 die Schichtungszahl der Sammelschienen 5, die eine identische Form haben, nur derart variieren, dass sie Stromführungskapazitäten unter Berücksichtigung von Stromwerten aufweist, die zwischen den Akkus 2A und 2B und zwischen den Akkus 2C und 2D fließen. Daher können selbst in einem Fall, in dem das Batteriemodul 1 die Vielzahl von Akkugruppen BP1 und BP2 enthält, die laminierten Sammelschienen 3 und 4 leicht ausgebildet werden, so dass das Batteriemodul 1 einfach ausgebildet werden kann.
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Obwohl bei dieser Ausführungsform jede der laminierten Sammelschienen 3 und 4 so konfiguriert ist, dass sie das Abdeckelement 6 aufweist, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern es kann jede der laminierten Sammelschienen 3 und 4 ohne das Abdeckelement 6 konfiguriert sein. In einem Fall, in dem jede der laminierten Sammelschienen 3 und 4 ohne das Abdeckelement 6 konfiguriert ist, ist in einigen Fällen jede der laminierten Sammelschienen 3 und 4 in dem Zustand, in dem die Verformungszulassungsabschnitte 52, die in der Plattendickenrichtung einander benachbart sind, während des Laminierens der Sammelschienen 5 gepresst werden, so dass sich die Kontakteigenschaft der Verbindungsabschnitte 51, die in der Plattendickenrichtung einander benachbart sind verringern kann. Daher werden nach dem Laminieren der Sammelschienen 5 die Verbindungsabschnitte 51 lasergeschweißt, um die Kontakteigenschaften der Verbindungsabschnitte 51, die in der Plattendickenrichtung aneinander angrenzen, zu verbessern. Bei der Konfiguration ohne das Abdeckelement 6 ist es selbst in einem Fall, in dem die Schichtungszahl der Sammelschienen 5 bei jeder der laminierten Sammelschienen 3 und 4 groß ist, möglich zu verhindern, dass die Dicke jeder der laminierten Sammelschienen 3 und 4 in der Plattendickenrichtung durch das Abdeckelement 6 zunimmt.
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In dem Batteriemodul 1 gemäß der Ausführungsform sind die Akkugruppen BP1 und BP2 so konfiguriert, dass sie durch den Kabelbaum WH parallel verbunden sind. Die Akkugruppen BP1 und BP2 sind jedoch nicht darauf beschränkt, sondern die Akkugruppen können in Reihe geschaltet sein. Zum Beispiel sind in einem Fall, in dem mehrere Akkugruppen, die durch mehrere Arten von Fahrzeugen in Reihe geschaltet sind, montiert sind und Spezifikationswerte der Leistungsausgabe unter den Fahrzeugtypen unterschiedlich sind, die zwischen den Akkugruppen fließenden Stromwerte unterschiedlich unter den Arten von Fahrzeugen. Selbst in dem oben beschriebenen Fall, ist es bei den laminierten Sammelschienen 3 und 4, da die Schichtungszahl der Sammelschienen 5, die eine identische Form haben, nur variieren muss, selbst in einem Fall, in dem die Spezifikationswerte der Leistungsabgabe unter den Fahrzeugtypen unterschiedlich sind, möglich, auf einfache Art und Weise laminierte Sammelschienen auszubilden, die den Stromwerten entsprechen, die zwischen den Akkugruppen fließen.
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Um die oben beschriebene Aufgabe zu lösen, muss bei der laminierten Sammelschiene und dem Batteriemodul gemäß der Ausführungsform beim Ausbilden der laminierten Sammelschiene eine Bedienperson nur eine Vielzahl von Sammelschienen laminieren, die eine identische Form aufweisen, so dass Verformungszulassungsabschnitte in einer Plattendickenrichtung einander überlappen und Verbindungsabschnitte der Sammelschienen, die einander benachbart sind, miteinander in Kontakt sind, wobei es ist nicht notwendig ist, die Sammelschienen, die unterschiedliche Formen aufweisen, in einer speziellen Weise zu laminieren, so dass es möglich ist eine Wirkung zu erzielen, die in der Lage ist, eine laminierte Sammelschiene und ein Batteriemodul gemäß der Ausführungsform einfach zu auszubilden.
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Obwohl die vorliegende Erfindung in Bezug auf spezifische Ausführungsformen für eine vollständige und klare Offenbarung beschrieben wurde, sind die beigefügten Ansprüche nicht darauf beschränkt, sondern sollen so ausgelegt werden, dass sie sämtliche Modifikationen und alternativen Konstruktionen verkörpern, die der Fachmann ersinnen kann, die ziemlich genau in die hier dargelegte grundlegende Lehre fallen.
