DE102019133087A1

DE102019133087A1 - Batteriezusammenschaltungsbaugruppe und verfahren

Info

Publication number: DE102019133087A1
Application number: DE102019133087.4A
Authority: DE
Inventors: Daniel Paul Roberts; Francisco Fernandez-Galindo
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2018-12-06
Filing date: 2019-12-04
Publication date: 2020-06-10
Also published as: CN111293263A; US20200185683A1; US11145936B2

Abstract

Die Offenbarung stellt eine Batteriezusammenschaltungsbaugruppe und ein Verfahren bereit. Eine Batteriezusammenschaltungsbaugruppe beinhaltet unter anderem mindestens eine erste Fühlerleitung, die funktionsfähig an eine Struktur an einer ersten Seitenfläche eines Arrays von Batteriezellen gekoppelt ist, und mindestens eine zweite Fühlerleitung, die funktionsfähig an eine Struktur an einer anderen, zweiten Seitenfläche des Arrays gekoppelt ist. Die Baugruppe beinhaltet ferner einen Multiport-Anschluss, der dazu konfiguriert ist, Signale von sowohl der mindestens einen ersten Fühlerleitung als auch der mindestens einen zweiten Fühlerleitung zu kommunizieren. Ein Batterieüberwachungsverfahren beinhaltet unter anderem Kommunizieren von Signalen von einer Vielzahl von Fühlerleitungen durch einen Multiport-Anschluss. Mindestens eine der Fühlerleitungen ist funktionsfähig mit einer ersten Struktur an einer ersten Seitenfläche eines Batteriearrays verbunden und mindestens eine der Fühlerleitungen ist funktionsfähig mit einer zweiten Struktur auf einer anderen, zweiten Seitenfläche des Batteriearrays verbunden.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenbarung betrifft im Allgemeinen eine Zusammenschaltungsbaugruppe für ein Antriebsbatteriearray. Die Zusammenschaltungsbaugruppe beinhaltet einen Mehrfachanschluss. Fühlerleitungen auf unterschiedlichen Seiten der Zusammenschaltungsbaugruppe erstrecken sich zu dem Mehrfachanschluss.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Elektrifizierte Fahrzeuge unterscheiden sich von herkömmlichen Kraftfahrzeugen, da elektrifizierte Fahrzeuge unter Verwendung einer oder mehrerer elektrischer Maschinen, die von einer Antriebsbatterie mit Leistung versorgt werden, selektiv angetrieben werden. Die elektrischen Maschinen können die elektrifizierten Fahrzeuge anstelle von oder zusätzlich zu einer Brennkraftmaschine antreiben. Beispielhafte elektrifizierte Fahrzeuge beinhalten Hybridelektrofahrzeuge (hybrid electric vehicle - HEV), Plug-in-Hybridelektrofahrzeuge (plug-in hybrid electric vehicle - PHEV), Brennstoffzellenfahrzeuge (fuel cell vehicle - FCV) und Batterieelektrofahrzeuge (battery electric vehicle - BEV).
Bei der Antriebsbatterie handelt es sich um eine Batterie mit relativ hoher Spannung, welche die elektrischen Maschinen und andere elektrische Verbraucher des elektrifizierten Fahrzeugs selektiv mit Leistung versorgt. Die Antriebsbatterie kann Module beinhalten. Jedes Modul beinhaltet Batteriezellen, die Energie speichern. Fühlerleitungen können verwendet werden, um die Batteriezellen zu überwachen. Die Fühlerleitungen ermöglichen Spannungsüberwachung und Zellenausgleich.
KURZDARSTELLUNG
Eine Batteriezusammenschaltungsbaugruppe gemäß einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet unter anderem mindestens eine Fühlerleitung, die funktionsfähig an eine Struktur an einer ersten Seitenfläche gekoppelt ist, und mindestens eine zweite Fühlerleitung, die funktionsfähig an eine Struktur an einer anderen, zweiten Seitenfläche gekoppelt ist. Die Baugruppe beinhaltet ferner einen Mehrfach- bzw. Multiport-Anschluss, der dazu konfiguriert ist, Signale von sowohl der mindestens einen ersten Fühlerleitung als auch der mindestens einen zweiten Fühlerleitung zu kommunizieren.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform der vorgenannten Baugruppe liegt die erste Seitenfläche quer zur zweiten Seitenfläche.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer beliebigen der vorgenannten Baugruppen liegt die erste Seitenfläche gegenüber der zweiten Seitenfläche.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer beliebigen der vorgenannten Baugruppen ist der Multiport-Anschluss an der ersten Seitenfläche angeordnet und beinhaltet die Baugruppe ferner eine Fühlerleitungsüberführung, die sich von der mindestens einen zweiten Fühlerleitung zu dem Multiport-Anschluss erstreckt.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer beliebigen der vorgenannten Baugruppen ist die Fühlerleitungsüberführung eine flexible Leiterplatte.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer beliebigen der vorgenannten Baugruppen ist die Struktur an der ersten Seitenfläche eine Sammelschiene, die elektrisch an mindestens einen Pluspol der Batterie gekoppelt ist, und ist die Struktur an der zweiten Seitenfläche eine Sammelschiene, die elektrisch an mindestens einen Minuspol der Batterie gekoppelt ist.
Eine weitere nicht einschränkende Ausführungsform einer beliebigen der vorgenannten Baugruppen beinhaltet eine erste und zweite Klappe, die jeweils gelenkig mit einer Grundfläche verbunden sind. Die Struktur an der ersten Seitenfläche ist an der ersten Klappe angebracht. Die Struktur an der zweiten Seitenfläche ist an der zweiten Klappe angebracht.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer beliebigen der vorgenannten Baugruppen beinhalten die erste und zweite Klappe jeweils mindestens ein Einrastmerkmal, das dazu konfiguriert ist, in eine Endplatte eines Batteriemoduls einzugreifen.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer beliebigen der vorgenannten Baugruppen stellt die Grundfläche einen Abschnitt eines Gehäuses für Batteriezellen bereit.
Eine weitere nicht einschränkende Ausführungsform einer beliebigen der vorgenannten Baugruppen beinhaltet eine Gehäuseabdeckung. Die Struktur an der ersten Seitenfläche ist an einer ersten Seitenfläche der Gehäuseabdeckung angebracht. Die Struktur an der zweiten Seitenfläche ist an einer gegenüberliegenden zweiten Seitenfläche der Gehäuseabdeckung angebracht.
Ein Batterieüberwachungsverfahren gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet unter anderem Kommunizieren von Signalen von einer Vielzahl von Fühlerleitungen durch einen Multiport-Anschluss einer Zusammenschaltungsbaugruppe. Mindestens eine der Fühlerleitungen ist funktionsfähig mit einer ersten Struktur an einer ersten Seitenfläche der Zusammenschaltungsbaugruppe verbunden und mindestens eine der Fühlerleitungen ist funktionsfähig mit einer zweiten Struktur an einer anderen, zweiten Seitenfläche der Zusammenschaltungsbaugruppe verbunden.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform des vorgenannten Verfahrens liegt die erste Seitenfläche quer zur zweiten Seitenfläche.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform des vorgenannten Verfahrens liegt die erste Seitenfläche gegenüber der zweiten Seitenfläche.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform des vorgenannten Verfahrens ist die erste Struktur eine erste Sammelschiene, die elektrisch an einen Pluspol einer Batterie gekoppelt ist, und ist die zweite Struktur eine zweite Sammelschiene, die elektrisch an einen Minuspol der Batterie gekoppelt ist.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorgenannten Verfahren ist die Vielzahl von Fühlerleitungen an der Zusammenschaltungsbaugruppe gesichert. Das Verfahren beinhaltet ferner Bewegen der Zusammenschaltungsbaugruppe in einer einzelnen Richtung relativ zu der Batterie, um den Pluspol in einen Schlitz der ersten Sammelschiene und den Minuspol in einen Schlitz der zweiten Sammelschiene zu schieben.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorgenannten Verfahren sind die Vielzahl von Fühlerleitungen und der Multiport-Anschluss Abschnitte einer Zusammenschaltungsbaugruppe mit einer ersten und zweiten Seitenfläche, die jeweils schwenkbar mit einer Grundfläche verbunden sind. Das Verfahren beinhaltet ferner Schwenken der ersten Seitenfläche relativ zu der Grundfläche, um den Pluspol in einen Schlitz der ersten Sammelschiene einzuführen, und Schwenken der zweiten Seitenfläche relativ zu der Grundfläche, um den Minuspol in einen Schlitz der zweiten Sammelschiene einzuführen.
Eine weitere nicht einschränkende Ausführungsform eines beliebigen der vorgenannten Verfahren beinhaltet Einrasten der ersten Seitenfläche und der zweiten Seitenfläche an einer Endplatte.
Eine weitere nicht einschränkende Ausführungsform eines beliebigen der vorgenannten Verfahren beinhaltet Sichern der mindestens einen Fühlerleitung unter Verwendung eines thermoplastischen Nietvorgangs.
Die Ausführungsformen, Beispiele und Alternativen der vorstehenden Absätze, die Ansprüche oder die folgende Beschreibung und die nachfolgenden Zeichnungen, einschließlich sämtlicher von deren verschiedenen Aspekten oder jeweiligen individuellen Merkmale, 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, solche Merkmale sind nicht miteinander vereinbar.
Figurenliste
Die verschiedenen 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 Antriebsstrangs für ein elektrifiziertes Fahrzeug.
2 veranschaulicht eine Zusammenschaltungsbaugruppe, die innerhalb eines Batteriepacks des Antriebsstrangs der 1 genutzt wird.
3A-3C veranschaulichen Seitenansichten verschiedener Phasen der Montage, wenn die Zusammenschaltungsbaugruppe der 2 in ein Batteriearray eingebaut wird.
4A-4C veranschaulichen schematische Endansichten der Zusammenschaltungsbaugruppe und des Batteriearrays bei den Phasen der 3A-3C.
5 veranschaulicht eine Draufsicht auf eine Zusammenschaltungsbaugruppe gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
6A-6C veranschaulichen Endansichten der Montagephasen, wenn die Zusammenschaltungsbaugruppe der 5 an einem Batteriearray gesichert wird.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Diese Offenbarung betrifft im Allgemeinen eine Zusammenschaltungsbaugruppe eines Batteriepacks. Die Zusammenschaltungsbaugruppe beinhaltet einen Multiport-Anschluss, der eine Schnittstelle zum Kommunizieren mit Fühlerleitungen an unterschiedlichen Seiten eines Arrays von Batteriezellen bereitstellt. Die Zusammenschaltungsbaugruppe kann in einigen Ausführungsbeispielen ferner Abschnitte eines Gehäuses für ein Batteriearray bereitstellen.
Bisher würden die unterschiedlichen Seiten des Arrays jeweils Fühlerleitungen beinhalten, die jeweils mit einem separaten Multiport-Anschluss kommunizieren. Fühlerleitungen, die sich von unterschiedlichen Seiten des Arrays zu dem Multiport-Anschluss erstrecken, können die Montage gegenüber derartigen Ausgestaltungen vereinfachen.
1 veranschaulicht schematisch einen Antriebsstrang 10 für ein elektrifiziertes Fahrzeug. Es versteht sich, dass, wenn auch die Darstellung einem Hybridelektrofahrzeug (HEV) entspricht, die hierin beschriebenen Konzepte nicht auf HEV begrenzt sind und sich auf andere elektrifizierte Fahrzeuge erstrecken können, einschließlich unter anderem Plug-in-Hybridelektrofahrzeuge (PHEV), Brennstoffzellenfahrzeuge und Batterieelektrofahrzeuge (BEV).
In einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Antriebsstrang 10 um ein Antriebsstrangsystem mit Leistungsverzweigung, das ein erstes Antriebssystem 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 Elektromotor 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 erzeugen Drehmoment, um einen oder mehrere Sätze von Fahrzeugantriebsrädern 28 des elektrifizierten Fahrzeugs anzutreiben.
Der Motor 14, der in diesem Beispiel eine Brennkraftmaschine ist, und der Generator 18 können durch eine Kraftübertragungseinheit 30 miteinander verbunden sein. In einer nicht einschränkenden Ausführungsform ist die Kraftübertragungseinheit 30 ein Planetenradsatz, der ein Hohlrad 32, ein Sonnenrad 34 und eine Trägerbaugruppe 36 beinhaltet. Selbstverständlich können andere Typen von Kraftübertragungseinheiten, einschließlich anderer Zahnradsätze und Getriebe, verwendet werden, um den Motor 14 mit dem Generator 18 zu verbinden.
Der Generator 18 kann durch den Motor 14 über die Kraftübertragungseinheit 30 angetrieben werden, um kinetische Energie in elektrische Energie umzuwandeln. Der Generator 18 kann alternativ als Elektromotor zum Umwandeln von elektrischer Energie in kinetische Energie fungieren, 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.
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 das Drehmoment vom Motor 14 auf ein Differential 48, um letztlich den Fahrzeugantriebsrädern 28 Traktion bereitzustellen. 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 mechanisch über das Differenzial 48 mit einer Radachse 50 gekoppelt, um ein Drehmoment an die Fahrzeugantriebsräder 28 zu verteilen.
Der Motor 22 (d. h. die zweite elektrische Maschine) kann zudem eingesetzt werden, um die Fahrzeugantriebsräder 28 durch Ausgeben von Drehmoment an eine Welle 52 anzutreiben, die ebenfalls mit der zweiten Kraftübertragungseinheit 44 verbunden ist. In einer Ausführungsform wirken der Elektromotor 22 und der Generator 18 als Teil eines Nutzbremssystems zusammen, bei dem sowohl der Elektromotor 22 als auch der Generator 18 als Motoren zum Ausgeben von Drehmoment verwendet werden können. Beispielsweise können der Motor 22 und der Generator 18 jeweils elektrische Energie an das Batteriepack 24 ausgeben.
Das Batteriepack 24 ist eine beispielhafte Art einer Batteriebaugruppe des elektrifizierten Fahrzeugs. Das Batteriepack 24 kann eine Hochspannungsbatterie sein, die in der Lage ist, eine elektrische Leistung auszugeben, um den Motor 22 und den Generator 18 zu betreiben. Andere Arten von Energiespeichervorrichtungen und/oder -ausgabevorrichtungen können bei dem elektrifizierten Fahrzeug, das den Antriebsstrang 10 aufweist, ebenfalls verwendet werden. Das Batteriepack 24 ist ein Antriebsbatteriepack, da das Batteriepack 24 Leistung zum Antreiben der Räder 28 bereitstellen kann. Das Batteriepack 24 kann ein oder mehr Module 54 beinhalten.
Bezugnehmend nun auf 2 beinhaltet jedes der Module 54 eine Vielzahl von Batteriezellen 58, die entlang einer Achse A angeordnet ist. Die Module 54 beinhalten ferner die Zusammenschaltungsbaugruppe 60, Endplatten 66 und eine Batterietrogstruktur 68.
Die Batteriezellen 58 sind innerhalb der Zusammenschaltungsbaugruppe 60 aufgenommen und axial zwischen den Endplatten 66 eingelegt. Die Batteriezellen 58 sind auf der Batterietrogstruktur 68 angeordnet. In diesem Beispiel umschließen die Zusammenschaltungsbaugruppe 60, die Endplatten 66 und die Batterietrogstruktur 68 im Wesentlichen die Batteriezellen 58. Die Zusammenschaltungsbaugruppe 60 stellt somit einen Teil einer Gehäusestruktur - hier einen Gehäusedeckel - bereit. Die Zusammenschaltungsbaugruppe 60 kann an Stelle eines separaten Gehäusedeckels verwendet werden, wodurch die Gesamtzahl der Teile und die Komplexität reduziert werden.
Die Zusammenschaltungsbaugruppe 60 beinhaltet eine erste Seitenfläche 72, eine zweite Seitenfläche 76 und eine Grundfläche 78. Die erste Seitenfläche 72 liegt der zweiten Seitenfläche 76 gegenüber. Die erste Seitenfläche 72 und die zweite Seitenfläche 76 erstrecken sich von der Grundfläche 78. Ein axialer Querschnitt der Zusammenschaltungsbaugruppe 60 weist ein „U“-förmiges Profil auf. Die erste Seitenfläche 72, die zweite Seitenfläche 76 und die Grundfläche 78 können aus einem Material auf Polymerbasis gefertigt sein.
Die Zusammenschaltungsbaugruppe 60 beinhaltet ferner Sammelschienen 80, einen Multiport-Anschluss 84, mindestens eine Fühlerleitung 88 und mindestens eine Fühlerleitung 92.
In diesem Beispiel sind einige der Sammelschienen 80 an der ersten Seitenfläche 72 angebracht und elektrisch an Pluspole Tp, die sich von jeder der Batteriezellen 58 erstrecken, gekoppelt. Die zweite Seitenfläche 76 beinhaltet entsprechende Sammelschienen, die elektrisch an Minuspole der Batteriezellen 58 gekoppelt sind.
Der Multiport-Anschluss 84 befindet sich an der ersten Seitenfläche 72. Die zweite Seitenfläche 76 beinhaltet keinen Multiport-Anschluss.
Die mindestens eine erste Fühlerleitung 88 verbindet eine oder mehrere Strukturen an der ersten Seitenfläche 72 funktionsfähig mit dem Multiport-Anschluss 84. In diesem Beispiel sind die Strukturen an der ersten Seitenfläche 72 die Sammelschienen 80, die an der ersten Seitenfläche 72 angebracht sind. Somit verbindet die mindestens eine erste Fühlerleitung 88 in dem nicht einschränkenden Ausführungsbeispiel die Sammelschienen 80, die an der ersten Seitenfläche 72 angebracht sind, funktionsfähig mit dem Multiport-Anschluss 84.
Die mindestens eine zweite Fühlerleitung 92 verbindet eine oder mehrere Strukturen an der zweiten Seitenfläche 76 funktionsfähig mit dem Multiport-Anschluss 84. In diesem Beispiel sind die Strukturen an der zweiten Seitenfläche 76 die Sammelschienen, die an der zweiten Seitenfläche 76 angebracht sind. Somit verbindet die mindestens eine zweite Fühlerleitung 92 in dem nicht einschränkenden Ausführungsbeispiel die Sammelschienen, die an der zweiten Seitenfläche 76 angebracht sind, funktionsfähig mit dem Multiport-Anschluss 84.
Für eine Erstreckung von der zweiten Seitenfläche 76 zu dem Multiport-Anschluss 84 kann die mindestens eine zweite Fühlerleitung 92 in eine Überführung 94 integriert sein, die sich von der zweiten Seitenfläche 76 über die Grundfläche 78 zur ersten Seitenfläche 72 erstreckt. Die Überführung 94 könnte eine flexible Leiterplatte oder ein flexibles Flachkabel sein. Andere Strukturen könnten genutzt werden, um die Funktionalität der Überführung in anderen Beispielen bereitzustellen. Die Überführung 94 kann an einer Fläche der Grundfläche 78, die den Batteriezellen zugewandt ist, angebracht sein oder an einer Außenfläche der Grundfläche 78, die von den Batteriezelle 58 weg weist, angebracht sein.
In einigen Beispielen wird ein thermoplastischer Nietvorgang verwendet, um die mindestens eine erste Fühlerleitung 88, die mindestens eine zweite Fühlerleitung 92 und die Überführung 94 an der ersten Seitenfläche 72, der zweiten Seitenfläche 76 und der Grundfläche 78 zu sichern. In einem Beispiel ist der thermoplastische Nietvorgang ein Wärmenietvorgang. Andere Beispiele könnten die mindestens eine erste Fühlerleitung 88, die mindestens eine zweite Fühlerleitung 92 und die Überführung 94 auf andere Art und Weise sichern. Thermoplastisches Nieten könnte stattdessen oder zusätzlich verwendet werden, um die Sammelschienen 80 an der ersten Seitenfläche 72 und der zweiten Seitenfläche 76 zu halten.
Der Multiport-Anschluss 84 ist in diesem Beispiel ein Anschluss mit Stiften. Jede der Fühlerleitungen 88, 92 kann einem der Stifte des Multiport-Anschlusses 84 zugeordnet sein. Die mindestens eine erste Fühlerleitung 88 und die mindestens eine zweite Fühlerleitung 92 werden in diesem Beispiel durch einen relativ kleinen Messdraht bereitgestellt.
Der Multiport-Anschluss 84 ist dazu konfiguriert, mit einem weiteren Anschluss 96 in Eingriff zu treten, wenn er innerhalb eines Fahrzeugs mit dem Batteriepack 24 eingebaut wird. Signale, wie etwa Spannungssignale, können dann von dem Multiport-Anschluss 84 der Zusammenschaltungsbaugruppe 60 an den Anschluss 96 oder andere Bereiche des Fahrzeugs kommuniziert werden. Die Signale können Spannungen sein, die direkt von einer oder mehreren der Batteriezellen 58 gemessen werden. Der Thermistorwiderstand könnte ebenfalls durch die Fühlerleitungen 88 gemessen und verwendet werden, um eine Temperatur des Arrays von Batteriezellen 58 oder innerhalb von Abschnitten des Arrays von Batteriezellen 58 zu bewerten und zu überwachen.
In einigen Beispielen können die Signale von dem Multiport-Anschluss 84 an ein Batterieenergiesteuermodul (battery energy control module - BECM) des Fahrzeugs kommuniziert werden. Das BECM kann Ladezustandsberechnungen durchführen, Batteriespannungspegel bewerten und andere Steuerfunktionen auf Grundlage der Signale, die durch den Multiport-Anschluss 84 empfangen werden, ausführen. Das BECM kann die Signale von den Fühlerleitungen 88, 92 verwenden, um Batteriezellenspannung, Batteriezellenstrom und Batteriezellentemperaturen zu überwachen.
Insbesondere verwendet jedes Modul 54 des Batteriepacks 24 in dem nicht einschränkenden Ausführungsbeispiel nur den einzelnen Multiport-Anschluss 84, um Signale von Fühlerleitungen auf unterschiedlichen Seiten des Moduls 54 zu kommunizieren.
In der Vergangenheit beinhalteten Zusammenschaltungsbaugruppen mehrere unterschiedliche Anschlüsse, die in Eingriff gebracht werden müssen, um ein Batteriemodul funktionsfähig mit einem BECM zu verbinden. Zum Beispiel erforderten frühere Zusammenschaltungsbaugruppen zum funktionsfähigen Verbinden mit dem BECM eine Verbindung mit einem Anschluss auf einer ersten Seitenfläche und erforderten weiter eine Verbindung zu einem weiteren Anschluss auf einer zweiten Seitenfläche. Mehrere Anschlüsse können einen vergrößerten Bauraum erfordern und können die Montage verkomplizieren.
Bezugnehmend nun auf die 3A und 4A beinhaltet das Montieren der Zusammenschaltungsbaugruppe 60 gemäß einem nicht einschränkenden Ausführungsbeispiel Bewegen der Zusammenschaltungsbaugruppe 60 relativ zu den Batteriezellen 58 in einer Richtung D. Während dieser Bewegung gleiten die Pluspole T_P in jeweilige Schlitze 98, die in der ersten Seitenfläche 72 und den Sammelschienen 80, die an der ersten Seitenfläche 72 angebracht sind, bereitgestellt sind. Gleichermaßen gleiten die Minuspole T_N während dieser Bewegung in jeweilige Schlitze 98, die in der zweiten Seitenfläche 76 und den Sammelschienen 80, die an der zweiten Seitenfläche 76 angebracht sind, bereitgestellt sind. Die Pluspole T_P und die Minuspole T_N erstrecken sich seitlich weg von den Batteriezellen 58, wenn die Zusammenschaltungsbaugruppe 60 in der Richtung D über den Batteriezellen 58 bewegt wird.
Nach dem Positionieren der Zusammenschaltungsbaugruppe 60 über den Batteriezellen 58, wie in den 3B und 4B gezeigt, werden die Pluspole T_P und die Minuspole T_N dann in die Position der 3C und 4C gebogen. Das Biegen der Pluspole T_P und der Minuspole T_N über den Sammelschienen 80 koppelt die Pluspole T_P und die Minuspole T_N elektrisch an die jeweiligen Sammelschienen 80.
Bezugnehmend nun auf 5 kann eine weitere Zusammenschaltungsbaugruppe 60A die erste Seitenfläche 72A und die zweite Seitenfläche 76A, die gelenkig mit der Grundfläche 78A verbunden sind, beinhalten. Der Multiport-Anschluss 84A ist an der erste Seitenfläche 72A angeordnet und funktionsfähig mit mindestens einer ersten Fühlerleitung 88A an der ersten Seitenfläche 72A verbunden.
Die Überführung 94A erstreckt sich über die Grundfläche 78A, um mindestens eine zweite Fühlerleitung 92A an der zweiten Seitenfläche 76A funktionsfähig mit dem Multiport-Anschluss 84A zu verbinden.
5 zeigt die erste Seitenfläche 72A und die zweite Seitenfläche 76A in eine Position gedreht, in der die erste Seitenfläche 72A, die zweite Seitenfläche 76A und die Grundfläche 78A entlang einer im Allgemeinen gemeinsamen Ebene angeordnet sind.
Während der Montage kann die Grundfläche 78A benachbart zu den Batteriezellen 58 platziert sein, wie in 6A gezeigt. Die erste Seitenfläche 72A und die zweite Seitenfläche 76A werden dann in einer Richtung R in die Position der 6B gedreht. Während der Drehung der ersten Seitenfläche 72A bewegen sich die Pluspole T_P in Schlitze 98A an der ersten Seitenfläche 72A und bewegen sich die Minuspole T_N in Schlitze 98A an der zweiten Seitenfläche 76A. Anders als die Schlitze 98 der Ausführungsform der 2-4C weisen die Schlitze 98A kein offenes Ende auf.
In diesem Beispiel können die erste Seitenfläche 72A und die zweite Seitenfläche 76A Einrastmerkmale 100 beinhalten (5), die in entsprechende Einrastmerkmale an den Endplatten eingreifen, zum Beispiel wenn die erste Seitenfläche 72A und die zweite Seitenfläche 76A in die Position der 6B gedreht sind. Beispielhafte Einrastmerkmale 100 können Finger, die sich in eine entsprechende Öffnung einklinken, weihnachtsbaumförmige Stifte, die in einer entsprechenden Öffnung aufgenommen werden, pfeilförmige Verlängerungen, die in einer entsprechenden Öffnung aufgenommen werden, Keile, die in eine Öffnung eingepasst werden, oder einige Kombinationen dieser Einrastmerkmale beinhalten.
Die Pluspole T_P und die Minuspole T_N werden dann über den Sammelschienen 80 an der ersten Seitenfläche 72A und der zweiten Seitenfläche 76A in die Position der 6C gefaltet. Dies koppelt die Pluspole T_P und die Minuspole T_N elektrisch an die jeweiligen Sammelschienen 80.
Der Multiport-Anschluss 84A kann dann mit einem entsprechenden Anschluss in Eingriff gebracht werden, um Signale von den Fühlerleitungen 88A, die mit einer Struktur an der ersten Seitenfläche 72A kommunizieren, und von den Fühlerleitungen 92A, die mit einer Struktur an der zweiten Seitenfläche 76A kommunizieren, zu kommunizieren.
In den Ausführungsbeispielen kommunizieren die Fühlerleitungen mit Strukturen an jeweiligen Seitenflächen, die einander gegenüberliegen. Diese Offenbarung ist jedoch nicht auf Fühlerleitungen beschränkt, die mit Strukturen an Seitenflächen, die einander direkt gegenüberliegen, kommunizieren.
Andere Beispiele könnten Seitenflächen beinhalten, die quer zueinander liegen. Diese Seitenflächen werden durch eine erste bzw. zweite Fühlerleitung überwacht und die erste und zweite Fühlerleitung kommunizieren mit einem einzelnen Multiport-Anschluss. Zum Beispiel könnte die mindestens eine zweite Fühlerleitung 92A unter Bezugnahme auf 5 eine Struktur an der Grundfläche 78A überwachen, während die mindestens eine erste Fühlerleitung weiterhin die Struktur an der ersten Seitenfläche 72A überwacht.
Ferner könnten die Multiport-Anschlüsse 84, 84A an anderen Seitenflächen, wie etwa den Grundflächen 78, 78A angebracht sein, auch wenn die Ausführungsbeispiele die Multiport-Anschlüsse 84, 84A an einer Seitenfläche, die funktionsfähig an Fühlerleitungen gekoppelt ist, zeigen.
Einige Merkmale der Ausführungsbeispiele beinhalten eine Zusammenschaltungsplatine mit einer Überführung, die die Verwendung eines einzelnen Multiport-Anschlusses, der beide Seitenflächen eines Arrays von Batteriezellen überwachen kann, erleichtert. Die Zusammenschaltungsplatine kann einen Teil eines Gehäuses für ein Array von Batteriezellen, wie etwa eine Gehäuseabdeckung, ersetzen.
Die vorstehende Beschreibung ist beispielhafter und nicht einschränkender Natur. Variationen und Modifikationen der offenbarten Beispiele, die nicht notwendigerweise vom Wesen der vorliegenden Offenbarung abweichen, können für den Fachmann ersichtlich werden. Daher kann der Umfang des dieser Offenbarung gewährten Rechtsschutzes nur durch das Studium der folgenden Ansprüche ermittelt werden.

Claims

Batteriezusammenschaltungsbaugruppe, umfassend: mindestens eine erste Fühlerleitung, die funktionsfähig an eine Struktur an einer ersten Seitenfläche gekoppelt ist; mindestens eine zweite Fühlerleitung, die funktionsfähig an eine Struktur an einer anderen, zweiten Seitenfläche gekoppelt ist; und einen Multiport-Anschluss, der dazu konfiguriert ist, Signale von sowohl der mindestens einen ersten Fühlerleitung als auch der mindestens einen zweiten Fühlerleitung zu kommunizieren.
Batteriezusammenschaltungsbaugruppe nach Anspruch 1, wobei die erste Seitenfläche quer zur zweiten Seitenfläche liegt.
Batteriezusammenschaltungsbaugruppe nach Anspruch 1, wobei die erste Seitenfläche der zweiten Seitenfläche gegenüberliegt.
Batteriezusammenschaltungsbaugruppe nach Anspruch 1, wobei der Multiport-Anschluss an der ersten Seitenfläche angeordnet ist, und ferner umfassend eine Fühlerleitungsüberführung, die sich von der mindestens einen zweiten Fühlerleitung zu dem Multiport-Anschluss erstreckt, und wobei die Fühlerleitungsüberführung optional eine flexible Leiterplatte ist.
Batteriezusammenschaltungsbaugruppe nach Anspruch 1, wobei die Struktur an der ersten Seitenfläche eine Sammelschiene ist, die elektrisch an mindestens einen Pluspol der Batterie gekoppelt ist, und die Struktur an der zweiten Seitenfläche eine Sammelschiene ist, die elektrisch an mindestens einen Minuspol der Batterie gekoppelt ist.
Batteriezusammenschaltungsbaugruppe nach Anspruch 1, ferner umfassend eine erste und zweite Klappe, die jeweils gelenkig mit einer Grundfläche verbunden sind, wobei die Struktur an der ersten Seitenfläche an der ersten Klappe angebracht ist, wobei die Struktur an der zweiten Seitenfläche an der zweiten Klappe angebracht ist, und wobei optional die erste und zweite Klappe jeweils mindestens ein Einrastmerkmal beinhalten, das dazu konfiguriert ist, in eine Endplatte eines Batteriemoduls einzugreifen.
Batteriezusammenschaltungsbaugruppe nach Anspruch 6, wobei die Grundfläche einen Abschnitt eines Gehäuses für Batteriezellen bereitstellt.
Batteriezusammenschaltungsbaugruppe nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Gehäuseabdeckung, wobei die Struktur an der ersten Seitenfläche an einer ersten Seitenfläche des Gehäuseabdeckung angebracht ist, wobei die Struktur an der zweiten Seitenfläche an einer gegenüberliegenden zweiten Seitenfläche der Gehäuseabdeckung angebracht ist.
Batterieüberwachungsverfahren, umfassend: Kommunizieren von Signalen von einer Vielzahl von Fühlerleitungen durch einen Multiport-Anschluss, wobei mindestens eine der Fühlerleitungen funktionsfähig mit einer ersten Struktur an einer ersten Seitenfläche einer Zusammenschaltungsbaugruppe verbunden ist und mindestens eine der Fühlerleitungen funktionsfähig mit einer zweiten Struktur an einer anderen, zweiten Seitenfläche der Zusammenschaltungsbaugruppe verbunden ist.
Batterieüberwachungsverfahren nach Anspruch 9, wobei die erste Seitenfläche quer zur zweiten Seitenfläche liegt.
Batterieüberwachungsverfahren nach Anspruch 9, wobei die erste Seitenfläche der zweiten Seitenfläche gegenüberliegt.
Batterieüberwachungsverfahren nach Anspruch 9, wobei die erste Struktur eine erste Sammelschiene ist, die elektrisch an einen Pluspol einer Batterie gekoppelt ist, und die zweite Struktur eine zweite Sammelschiene ist, die elektrisch an einen Minuspol der Batterie gekoppelt ist.
Batterieüberwachungsverfahren nach Anspruch 12, wobei die Vielzahl von Fühlerleitungen an der Zusammenschaltungsbaugruppe gesichert ist, und ferner umfassend: Bewegen der Zusammenschaltungsbaugruppe in einer einzelnen Richtung relativ zu der Batterie, um den Pluspol in einen Schlitz der ersten Sammelschiene und den Minuspol in einen Schlitz der zweiten Sammelschiene zu schieben.
Batterieüberwachungsverfahren nach Anspruch 12, ferner umfassend: Schwenken der ersten Seitenfläche relativ zu einer Grundfläche der Zusammenschaltungsbaugruppe, um den Pluspol in einen Schlitz der ersten Sammelschiene einzuführen; und Schwenken der zweiten Seitenfläche relativ zu der Grundfläche, um den Minuspol in einen Schlitz der zweiten Sammelschiene einzuführen, und optional ferner umfassend Einrasten der ersten Seitenfläche und der zweiten Seitenfläche an einer Endplatte.
Batterieüberwachungsverfahren nach Anspruch 9, ferner umfassend Sichern der mindestens einen Fühlerleitung unter Verwendung eines thermoplastischen Nietvorgangs.