DE102020127838A1

DE102020127838A1 - Batteriemodulrahmen für ein batteriemodul eines batteriesystems

Info

Publication number: DE102020127838A1
Application number: DE102020127838.1A
Authority: DE
Inventors: Weiping Zhao; Jeremy Christian Patterson; Amadeu Luiz Fazani Cavallieri
Original assignee: TE Connectivity Brasil Industria de Eletronicos Ltda; TE Connectivity Services GmbH
Current assignee: TE Connectivity Brasil Industria de Eletronicos Ltda; TE Connectivity Services GmbH
Priority date: 2019-10-24
Filing date: 2020-10-22
Publication date: 2021-04-29
Also published as: CN112713355A; US11302983B2; US20210126229A1; CN112713355B

Abstract

Ein Batteriemodulrahmen (110) beinhaltet einen ersten und einen zweiten Rahmenteilabschnitt (200, 300), die jeweils einen Hauptkörper (202, 302), eine obere Seitenwand (204, 304), die sich von dem Hauptkörper erstreckt, und eine untere Seitenwand (206, 306), die sich von dem Hauptkörper erstreckt, aufweisen. Der Hauptkörper weist ein Sammelschienen-Pad (208, 308) für eine Sammelschiene (116) auf, die dazu ausgebildet ist, mit Batteriezellen (108) des Batteriemoduls (102) elektrisch verbunden zu sein. Die obere und die untere Seitenwand beinhalten obere und untere Montageelemente (232, 332). Der erste und der zweite Rahmenteilabschnitt sind an einer Naht (450) gekoppelt, wobei die oberen Montageelemente (230; 330) an einer oberen trennbaren Grenzfläche (452) abnehmbar miteinander gekoppelt sind und wobei die unteren Montageelemente an einer unteren trennbaren Grenzfläche (454) abnehmbar miteinander gekoppelt sind. Der erste und der zweite Rahmenteilabschnitt sind miteinander gekoppelt, wobei die Sammelschienen-Pads der Hauptkörper koplanar sind.

Description

Der Gegenstand hierin bezieht sich allgemein auf Batteriemodule für Batteriesysteme.
Batteriemodule wie zum Beispiel diejenigen für Elektrofahrzeuge oder Hybridfahrzeuge beinhalten typischerweise eine Mehrzahl von Zellen, die zusammengefasst werden, um die Batteriemodule auszubilden. Die Batteriemodule werden miteinander verbunden, um Batteriesätze auszubilden. Jede der Zellen beinhaltet Zellenanschlüsse, die mithilfe von Sammelschienen elektrisch miteinander verbunden sind. Eine Montage des Batteriemoduls ist schwierig. Beispielsweise ist eine Einhausung der zahlreichen Komponenten problematisch. Einige bekannte Batteriemodule setzen einen Träger oder Rahmen zum Halten von Komponenten wie zum Beispiel der Sammelschienen ein, der so mit den Batteriezellen gekoppelt ist, dass das Batteriemodul ausgebildet wird. Jedoch weisen verschiedene Batteriemodule unterschiedliche Anzahlen von Batteriezellen auf, was zu vielen Rahmen mit unterschiedlichen Größen führt. Darüber hinaus sind die Rahmen typischerweise lang und schmal, was eine Fertigung und einen Einsatz solcher Rahmen problematisch macht. Beispielsweise unterliegen die Rahmen während der Fertigung oder während der Verwendung aufgrund von Erwärmungs- und Abkühlzyklen einem Verziehen. Das Verziehen kann zu einer Beschädigung oder einer Rissbildung des Rahmens oder einer falschen Platzierung einiger der Komponenten innerhalb des Batteriemoduls führen.
Darüber hinaus fordern Sicherheitsvorschriften wie zum Beispiel Abschnitt 38.3 des UN Manual of Tests and Criteria (UN Transportation Testing UN 38.3), dass die Batteriemodule während des Transports geschützt werden, um sie vor elektrischen Kurzschlüssen zu schützen, die zu einer Überhitzung und/oder einem Brand des Batteriemoduls führen könnten. Beispielsweise muss das Batteriemodul abgesichert werden, um Gefahren während des Transports zu vermeiden, zum Beispiel von dem Batteriemodulhersteller zu dem Fahrzeughersteller, der das Batteriemodul in ein Fahrzeug einbaut. Batteriemodulhersteller fügen dem Batteriemodul typischerweise eine zusätzliche Sicherung hinzu, die durch den Fahrzeughersteller entfernt wird, wenn das Batteriemodul in das Fahrzeug eingebaut wird. Solche zusätzlichen Sicherungen sind teuer und werden nach der einmaligen Verwendung entsorgt.
Das zu lösende Problem besteht darin, ein kostengünstiges und zuverlässiges Batteriemodul bereitzustellen.
Dieses Problem wird durch einen Batteriemodulrahmen gelöst, der einen ersten Rahmenteilabschnitt beinhaltet, der einen ersten Hauptkörper, eine erste obere Seitenwand, die sich von dem ersten Hauptkörper erstreckt, und eine erste untere Seitenwand, die sich von dem ersten Hauptkörper erstreckt, aufweist. Der erste Hauptkörper weist ein erstes Sammelschienen-Pad für eine Sammelschiene auf, die dazu ausgebildet ist, mit Batteriezellen des Batteriemoduls elektrisch verbunden zu sein. Die erste obere Seitenwand beinhaltet ein erstes oberes Montageelement. Die erste untere Seitenwand beinhaltet ein erstes unteres Montageelement. Der Batteriemodulrahmen beinhaltet einen zweiten Rahmenteilabschnitt, der von dem ersten Rahmenteilabschnitt getrennt und eigenständig ist. Der zweite Rahmenteilabschnitt weist einen zweiten Hauptkörper, eine zweite obere Seitenwand, die sich von dem zweiten Hauptkörper erstreckt, und eine zweite untere Seitenwand auf, die sich von dem zweiten Hauptkörper erstreckt. Der zweite Hauptkörper weist ein zweites Sammelschienen-Pad für eine Sammelschiene auf, die dazu ausgebildet ist, mit Batteriezellen des Batteriemoduls elektrisch verbunden zu sein. Die zweite obere Seitenwand beinhaltet ein zweites oberes Montageelement. Die zweite untere Seitenwand beinhaltet ein zweites unteres Montageelement. Der erste und der zweite Rahmenteilabschnitt sind an einer Naht gekoppelt, wobei das zweite obere Montageelement an einer oberen trennbaren Grenzfläche abnehmbar mit dem ersten oberen Montageelement gekoppelt ist und das zweite untere Montageelement an einer unteren trennbaren Grenzfläche abnehmbar mit dem ersten unteren Montageelement gekoppelt ist. Der erste und der zweite Rahmenteilabschnitt sind miteinander gekoppelt, wobei das erste und das zweite Sammelschienen-Pad des ersten und des zweiten Hauptkörpers koplanar sind.
Die Erfindung wird im Folgenden als Beispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, für die gilt:

1 ist eine perspektivische Vorderansicht eines Batteriesystems, das gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ausgebildet ist.
2 ist eine perspektivische Hinteransicht eines Batteriesystems, das gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ausgebildet ist.
3 ist eine Schnittansicht eines Batteriemoduls des Batteriesystems, die Batteriezellen und Zellenanschlüsse darstellt.
4 ist eine Explosionsansicht eines Batteriemodulrahmens gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
5 ist eine perspektivische Ansicht eines ersten Rahmenteilabschnitts des Batteriemodulrahmens gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
6 ist eine perspektivische Ansicht von Sammelschienen des ersten Rahmenteilabschnitts des Batteriemodulrahmens.
7 ist eine perspektivische Ansicht eines zweiten Rahmenteilabschnitts des Batteriemodulrahmens gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
8 ist eine perspektivische Ansicht einer Sammelschiene des zweiten Rahmenteilabschnitts.
9 ist eine perspektivische Ansicht eines dritten Rahmenteilabschnitts des Batteriemodulrahmens gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
10 ist eine perspektivische Ansicht von Sammelschienen des dritten Rahmenteilabschnitts.
11 ist eine perspektivische Ansicht des Batteriemodulrahmens in einem montierten Zustand gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
12 ist eine perspektivische Ansicht des Batteriemodulrahmens in einem montierten Zustand gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
13 ist eine perspektivische Ansicht eines hinteren Batteriemodulrahmens in einem montierten Zustand gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
14 ist eine perspektivische Ansicht des Batteriemodulrahmens in einem montierten Zustand gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
15 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Abschnitts des Batteriemodulrahmens gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
16 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Abschnitts des Batteriemodulrahmens gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
17 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts des Batteriemoduls, die eine Verbinderanordnung mit dem Batteriemodulrahmen gekoppelt veranschaulicht.
18 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts des Batteriemoduls, die den Batteriemodulrahmen mit den Batteriezellen gekoppelt darstellt.
19 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts des Batteriemoduls, die den Batterieanschluss mit der Batterieanschluss-Sammelschiene gekoppelt darstellt.
20 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts des Batteriemoduls, die die Batterieanschluss-Sammelschiene und eine Sicherungsbrücke gemäß einer beispielhaften Ausführungsform darstellt.
21 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts des Batteriemoduls, die die Sicherungsbrücke mit der Batterieanschluss-Sammelschiene gekoppelt gemäß einer beispielhaften Ausführungsform darstellt.

1 ist eine perspektivische Vorderansicht eines Batteriesystems 100, das gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ausgebildet ist. 2 ist eine perspektivische Hinteransicht eines Batteriesystems 100, das gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ausgebildet ist. Das Batteriesystem 100 beinhaltet ein Batteriemodul 102 und Batteriemodulrahmen 110, die an dem Batteriemodul 102 montiert sind. Der Batteriemodulrahmen 110 kann eine damit gekoppelte Abdeckung 111 beinhalten, die Komponenten bedeckt, die durch den Batteriemodulrahmen 110 gehalten werden. Optional können mehrere Batteriemodule 102 zusammen als Batteriesatz gestapelt werden, der als Teil des Batteriesystems 100 wie zum Beispiel eines Batteriesystems in einem Fahrzeug wie etwa einem Elektrofahrzeug oder einem Hybridelektrofahrzeug verwendet wird. Das Batteriesystem 100 kann bei alternativen Ausführungsformen in sonstigen Anwendungen verwendet werden. Das/Die Batteriemodul(e) 102 können in einem Gehäuse enthalten sein.
Bei einer beispielhaften Ausführungsform beinhaltet das Batteriesystem 100 ein Batteriesteuermodul 104, das in der Nähe des Batteriemoduls 102 oder an diesem montiert sein kann. Das Batteriesteuermodul 104 steuert Aktivitäten des Batteriemoduls 102 und/oder des Fahrzeugs. Das Batteriesteuermodul 104 kann eine Fahrzeugsystem-Steuereinheit beinhalten oder Daten mit dieser austauschen, um zu überprüfen, dass das Batteriemodul 102 innerhalb der Parameter arbeitet, die für den Ist-Zustand des Batteriemoduls 102 festgelegt sind. Das Batteriesteuermodul 104 kann die Spannung der Zellen des Batteriemoduls 102 überwachen. Das Batteriesteuermodul 104 kann die Temperatur des Batteriemoduls 102 überwachen. Das Batteriesteuermodul 104 kann dem Fahrzeug Fehlercodes bereitstellen.
Das Batteriesystem 100 beinhaltet eine Verbinderanordnung 106, die mit dem Batteriesteuermodul 104 wie zum Beispiel dem Batteriesteuermodul 104 gekoppelt ist. Die Verbinderanordnung 106 ist mit Spannungssensoren, Temperatursensoren oder sonstigen Typen von Sensoren innerhalb des Batteriemoduls 102 elektrisch gekoppelt und wird zu dem Batteriesteuermodul 104 geführt. Die Verbinderanordnung 106 kann durch den Batteriemodulrahmen 110 gehalten werden und sich von dem Batteriemodulrahmen 110 zu dem Batteriesteuermodul 104 erstrecken.
Das Batteriemodul 102 beinhaltet eine Mehrzahl von Batteriezellen 108 (mit einer gestrichelten Linie dargestellt) wie zum Beispiel prismatische Batteriezellen. Die Batteriezellen 108 sind nebeneinander in einer gestapelten Gestaltung angeordnet, um das Batteriemodul 102 auszubilden. Optional kann das Batteriemodul 102 einen Behälter oder ein sonstiges Gehäuse beinhalten, das die Batteriezellen 108 hält, zum Beispiel Endplatten oder sonstige Rahmenelemente, die die Batteriezellen 108 zusammen in dem Stapel halten. Eine Batterieabdeckung kann um die Batteriezellen 108 herum bereitgestellt werden. Die Batterieabdeckung kann jede der Batteriezellen 108 bedecken.
Jedes Batteriemodul 102 beinhaltet einen positiven Batterieanschluss 112 (1) und einen negativen Batterieanschluss 114 (1). Die Batterieanschlüsse 112, 114 werden durch den Batteriemodulrahmen 110 gehalten. Die Batterieanschlüsse 112, 114 sind dazu ausgebildet, mit externen Stromkabeln gekoppelt zu sein oder können alternativ zum Beispiel mithilfe von Stromanschlüssen oder Sammelschienen an Batterieanschlüsse 112, 114 eines weiteren Batteriemoduls 102 gebusst sein.
Die Batteriemodulrahmen 110 sind mit gegenüberliegenden Seiten des Stapels von Batteriezellen 108 gekoppelt und können hierin im Folgenden als vorderer Batteriemodulrahmen 110a (1) und hinterer Batteriemodulrahmen 110b (2) bezeichnet werden. Der vordere und der hintere Batteriemodulrahmen 110a, 110b können einander ähneln und ähnliche Elemente und Komponenten beinhalten. Bei verschiedenen Ausführungsformen beinhaltet der vordere Batteriemodulrahmen 110a den positiven Batterieanschluss 112 und den negativen Batterieanschluss 114, wohingegen der hintere Batteriemodulrahmen 110b keine Batterieanschlüsse beinhaltet. Bei sonstigen verschiedenen Ausführungsformen beinhaltet das Batteriemodul 102 einen einzelnen Batteriemodulrahmen 110, der mit einer Seite des Stapels von Batteriezellen 108 gekoppelt ist.
Jeder Batteriemodulrahmen 110 hält eine Mehrzahl von Sammelschienen 116 (2), die dazu ausgebildet ist, mit entsprechenden Batteriezellen 108 des Batteriemoduls 102 elektrisch verbunden zu sein. Die Sammelschienen 116 werden dazu verwendet, angrenzende Batteriezellen 108 elektrisch zu verbinden. Bei verschiedenen Ausführungsformen können die Sammelschienen 116 so durch einen dielektrischen Körper umspritzt sein, dass der Batteriemodulrahmen 110 ausgebildet wird. Bei sonstigen verschiedenen Ausführungsformen sind die Sammelschienen 116 mit dem Batteriemodulrahmen 110 gekoppelt. Bei einer beispielhaften Ausführungsform hält einer der Batteriemodulrahmen 110 Batterieanschluss-Sammelschienen 118 (in 4 dargestellt), die einen Teil der Batterieanschlüsse 112, 114 definieren können oder mit diesen elektrisch verbunden sein können. Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann es sich bei den Batterieanschluss-Sammelschienen 118 um abgesicherte Sammelschienen handeln, die eine abgesicherte Verbindung für das Batteriemodul 102 zum Beispiel für den Versand, die Handhabung und dergleichen vor einer Montage und Verwendung des Batteriemoduls 102 in dem Fahrzeug bereitstellen. Bei einer beispielhaften Ausführungsform hält einer der Batteriemodulrahmen 110 die Verbinderanordnung 106. Die Sammelschienen 116 weisen diesen zugehörige Spannungssensoren auf, und die Verbinderanordnung 106 ist zum Überwachen einer Spannung der Sammelschienen 116 und der Batteriezellen 108 mit entsprechenden Spannungssensoren elektrisch verbunden. Bei sonstigen verschiedenen Ausführungsformen können beide Batteriemodulrahmen 110 entsprechende Batterieanschluss-Sammelschienen 118 und/oder entsprechende Verbinderanordnungen 106 halten.
Die Batteriemodulrahmen 110 sind lang gestreckt, so dass sie die gesamte Breite des Batteriemoduls 102 entlang jeder der Batteriezellen 108 überspannen. Bei einer beispielhaften Ausführungsform wird jeder Batteriemodulrahmen 110 aus einer Mehrzahl von Rahmenteilabschnitten getrennt und eigenständig voneinander gefertigt und miteinander gekoppelt, um den Batteriemodulrahmen 110 auszubilden. Die einzelnen Rahmenteilabschnitte werden aus einem Kunststoffmaterial gefertigt und können getrennt geformt und anschließend miteinander gekoppelt werden, um den Batteriemodulrahmen 110 auszubilden. Ein Höhen-Breiten-Verhältnis jedes der einzelnen Rahmenteilabschnitte ist größer als ein Höhen-Breiten-Verhältnis des gesamten Batteriemodulrahmens 110, wodurch jeder der einzelnen Rahmenteilabschnitte besser zu fertigen ist, als einen sehr langen und schmalen einstückigen Batteriemodulrahmen zu fertigen. Die einzelnen Rahmenteilabschnitte sind kürzer als ein einstückiger Batteriemodulrahmen, wodurch das Risiko eines durch ein Erwärmen der Batteriezellen 108 verursachten Verziehens der einzelnen Rahmenteilabschnitte während eines Formens oder während eines Betriebs des Batteriemoduls 102 verringert wird.
Bei einer beispielhaften Ausführungsform ist der Batteriemodulrahmen 110 modular aufgebaut, was eine Verbindung verschiedener Rahmenteilabschnitte ermöglicht, um den Batteriemodulrahmen 110 zu verlängern oder zu verkürzen, um größere oder weniger Batteriezellen innerhalb eines Stapels unterzubringen, um das Batteriemodul 102 auszubilden. Beispielsweise kann der Batteriemodulrahmen 110 bei verschiedenen Ausführungsformen einen an einem rechten Ende befindlichen Rahmenteilabschnitt, einen an einem linken Ende befindlichen Rahmenteilabschnitt und einen mittleren Rahmenteilabschnitt beinhalten. Eine beliebige Anzahl der mittleren Rahmenteilabschnitte kann zwischen dem am rechten und dem am linken Ende befindlichen Rahmenteilabschnitt bereitgestellt werden, um den Batteriemodulrahmen 110 zu erweitern oder zu verlängern. Bei einigen Gestaltungen kann der mittlere Rahmenteilabschnitt entfernt werden, um eine direkte Verbindung des am rechten und des am linken Ende befindlichen Rahmenteilabschnitts zu ermöglichen.
Bei einer beispielhaften Ausführungsform beinhaltet jede Batteriezelle 108 ein Zellengehäuse, das kastenförmig sein kann, das zum Beispiel eine Oberseite, eine Unterseite, Seitenwände und Stirnwände beinhaltet. Das Zellengehäuse kann bei alternativen Ausführungsformen sonstige Formen aufweisen. Die Zellengehäuse werden mit den Stirnwänden gegeneinander gestapelt und die Seitenwände ausgerichtet, um die Batteriemodulrahmen 110 aufzunehmen. Die Batteriemodulrahmen 110 sind dazu ausgebildet, mit den Seitenwänden gekoppelt zu sein. Bei einer beispielhaften Ausführungsform beinhaltet das Batteriemodul 102 Endplatten 132, die an gegenüberliegenden Enden des Stapels von Batteriezellen 108 gekoppelt sind. Die Endplatten 132 können mit den äußeren Stirnwänden der äußersten Batteriezellen 108 gekoppelt sein. Optional können die Endplatten 132 durch Verstrebungen und/oder Abdeckungen 134, die sich über jede der Batteriezellen 108 erstrecken, zum Beispiel entlang der Oberseite und/oder der Unterseite des Batteriemoduls 102 miteinander gekoppelt sein.
Jede Batteriezelle 108 beinhaltet Zellenanschlüsse 130 (2) zum Beispiel an gegenüberliegenden Seiten des Zellengehäuses. Die Zellenanschlüsse 130 können positive Zellenanschlüsse und negative Zellenanschlüsse beinhalten. Die Zellenanschlüsse 130 sind mit den Sammelschienen 116 elektrisch verbunden. Optional können bei den Endbatteriezellen 108 in dem Zellenstapel die Zellenanschlüsse 130 den Batterieanschluss 112 oder 114 für das Batteriemodul 102 definieren.
3 ist eine Schnittansicht des Batteriemoduls 102, die die Batteriezellen 108 und die Zellenanschlüsse 130 darstellt. Der Batteriemodulrahmen 110 erstreckt sich entlang der Seiten der Batteriezellen 108. Der Batteriemodulrahmen 110 hält die Sammelschienen 116. Die Zellenanschlüsse 130 erstrecken sich von den Seiten der Batteriezellen 108, um eine Verbindung mit den Sammelschienen 116 herzustellen. Bei verschiedenen Ausführungsformen sind positive Zellenanschlüsse in Paaren angeordnet und durch die Sammelschiene 116 verbunden und sind die negativen Zellenanschlüsse in Paaren angeordnet und durch die Sammelschiene 116 verbunden. Bei einigen Ausführungsformen werden sämtliche der positiven Zellenanschlüsse auf einer Seite des Batteriemoduls 102 bereitgestellt und werden sämtliche der negativen Zellenanschlüsse auf der gegenüberliegenden Seite des Batteriemoduls 102 bereitgestellt. Bei sonstigen verschiedenen Ausführungsformen beinhalten beide Seiten des Batteriemoduls 102 sowohl positive Batteriezellen als auch negative Batteriezellen.
Die Zellenanschlüsse 130 können flache Pads beinhalten, die Verbindungsgrenzflächen für eine elektrische Verbindung mit entsprechenden Sammelschienen 116 definieren. Beispielsweise beinhalten die Zellenanschlüsse 130 bei verschiedenen Ausführungsformen Laschen wie zum Beispiel Schweißlaschen, die dazu ausgebildet sind, durch Laserschwei-ßen oder durch sonstige Prozesse mit der Sammelschiene 116 zusammengefügt zu werden. Die Zellenanschlüsse 130 können Stifte, die sich davon erstrecken, wie zum Beispiel Gewindestifte für eine mechanische und elektrische Verbindung mit den Sammelschienen 116 beinhalten. Bei sonstigen verschiedenen Ausführungsformen können die Zellenanschlüsse 130 Schweißlaschen zum Schweißen der Sammelschienen 116 an die Zellenanschlüsse 130 beinhalten. Bei sonstigen verschiedenen Ausführungsformen können die Zellenanschlüsse 130 Öffnungen wie zum Beispiel Gewindeöffnungen zum Aufnehmen von Befestigungselementen mit Gewinde beinhalten, um die Sammelschienen 116 elektrisch mit den Zellenanschlüssen 130 zu verbinden.
4 ist eine Explosionsansicht des Batteriemodulrahmens 110 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform wie zum Beispiel des vorderen Batteriemodulrahmens 110a, der die positiven und negativen Batterieanschlüsse 112, 114 aufweist (der in 2 dargestellte hintere Batteriemodulrahmen 110b kann ähnliche Elemente und Komponenten beinhalten). Der Batteriemodulrahmen 110 beinhaltet einen ersten Rahmenteilabschnitt 200, einen zweiten Rahmenteilabschnitt 300 und einen dritten Rahmenteilabschnitt 400. Bei der veranschaulichten Ausführungsform ist der erste Rahmenteilabschnitt 200 ein am rechten Ende befindlicher Rahmenteilabschnitt, ist der zweite Rahmenteilabschnitt 300 ein mittlerer Rahmenteilabschnitt und ist der dritte Rahmenteilabschnitt 400 ein am linken Ende befindlicher Rahmenteilabschnitt. Optional können mehrere zweite Rahmenteilabschnitte 300 zwischen dem ersten und dem dritten Rahmenteilabschnitt 200, 400 bereitgestellt werden, um die Länge des Batteriemodulrahmens 110 zum Herstellen einer Verbindung mit einer größeren Anzahl von Batteriezellen 108 zu erhöhen. Bei sonstigen verschiedenen Ausführungsformen kann der zweite Rahmenteilabschnitt 300 entfernt werden, um zu ermöglichen, dass der erste und der dritte Rahmenteilabschnitt 200, 400 direkt miteinander verbunden werden, um die Länge des Batteriemodulrahmens 110 zum Herstellen einer Verbindung mit weniger Batteriezellen 108 zu verringern. Die Rahmenteilabschnitte 200, 300, 400 können ähnliche Elemente und Bestandteile beinhalten, oder Elemente der Rahmenteilabschnitte 200, 300, 400 können mit Bezeichnungen „erster“, „zweiter“ bzw. „dritter“ gekennzeichnet sein.
Der erste Rahmenteilabschnitt 200 beinhaltet einen ersten Hauptkörper 202, eine erste obere Seitenwand 204, die sich von dem ersten Hauptkörper 202 erstreckt, und eine erste untere Seitenwand 206, die sich von dem ersten Hauptkörper 202 erstreckt. Der erste Hauptkörper 202 beinhaltet ein erstes Sammelschienen-Pad 208, das eine oder mehrere der Sammelschienen 116 hält oder aufnimmt. Das erste Sammelschienen-Pad 208 kann bei verschiedenen Ausführungsformen eine der Batterieanschluss-Sammelschienen 118 aufnehmen.
Der zweite Rahmenteilabschnitt 300 beinhaltet einen zweiten Hauptkörper 302, eine zweite obere Seitenwand 304, die sich von dem zweiten Hauptkörper 302 erstreckt, und eine zweite untere Seitenwand 306, die sich von dem zweiten Hauptkörper 302 erstreckt. Der zweite Hauptkörper 302 beinhaltet ein zweites Sammelschienen-Pad 308, das eine oder mehrere der Sammelschienen 116 hält oder aufnimmt.
Der dritte Rahmenteilabschnitt 400 beinhaltet einen dritten Hauptkörper 402, eine dritte obere Seitenwand 404, die sich von dem dritten Hauptkörper 402 erstreckt, und eine dritte untere Seitenwand 406, die sich von dem dritten Hauptkörper 402 erstreckt. Der dritte Hauptkörper 402 beinhaltet ein drittes Sammelschienen-Pad 408, das eine oder mehrere der Sammelschienen 116 hält oder aufnimmt. Das dritte Sammelschienen-Pad 408 kann bei verschiedenen Ausführungsformen eine der Batterieanschluss-Sammelschienen 118 aufnehmen.
5 ist eine perspektivische Ansicht des ersten Rahmenteilabschnitts 200 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform, die den ersten Hauptkörper 202 und die entsprechenden Sammelschienen 116, 118 darstellt. 6 ist eine perspektivische Ansicht der Sammelschienen 116 und der Batterieanschluss-Sammelschiene 118, die dazu ausgebildet sind, mit dem ersten Hauptkörper 202 (in 5 dargestellt) gekoppelt zu sein oder durch diesen gehalten zu werden. Der erste Hauptkörper 202 beinhaltet das erste Sammelschienen-Pad 208, das die Sammelschienen 116, 118 hält oder aufnimmt. Die erste obere Seitenwand 204 wird auf der Oberseite des ersten Hauptkörpers 202 bereitgestellt. Die erste untere Seitenwand 206 wird auf der Unterseite des ersten Hauptkörpers 202 bereitgestellt. Das erste Sammelschienen-Pad 208 erstreckt sich zwischen der ersten oberen und der ersten unteren Seitenwand 204, 206.
Der erste Hauptkörper 202 beinhaltet eine innere Fläche 210 und eine äußere Fläche 212. Die innere Fläche 210 ist so ausgebildet, dass sie den Batteriezellen 108 (in 1 und 2 dargestellt) zugewandt ist. Die äußere Fläche 212 ist so ausgebildet, dass sie von den Batteriezellen 108 weg gewandt ist. Bei verschiedenen Ausführungsformen werden die Sammelschienen 116, 118 durch das erste Sammelschienen-Pad 208 zum Beispiel an der inneren Fläche 210 oder an der äußeren Fläche 212 gehalten. Beispielsweise können die Sammelschienen 116, 118 mit der inneren Fläche 210 oder der äußeren Fläche 212 gekoppelt sein. Bei sonstigen verschiedenen Ausführungsformen sind die Sammelschienen 116, 118 zwischen der inneren und der äußeren Fläche 210, 212 in das erste Sammelschienen-Pad 208 eingebettet. Beispielsweise können die Sammelschienen 116, 118 durch den ersten Hauptkörper 202 überspritzt sein. Unter Bezugnahme auf 6 beinhaltet jede Sammelschiene 116 einen oberen Holm 140, einen unteren Holm 142 und Querholme 144, die sich zwischen dem oberen und dem unteren Holm 140, 142 erstrecken. Die Querholme 144 sind durch Schlitze 146 getrennt. Die Schlitze 146 können eine Luftströmung durch die Sammelschiene 116 zulassen. Bei einer beispielhaften Ausführungsform können der obere und der untere Holm 140, 142 Öffnungen 148 beinhalten, die dazu ausgebildet sind, Befestigungselemente wie zum Beispiel Befestigungselemente mit Gewinde aufzunehmen, um die Sammelschienen 116 mechanisch und elektrisch mit dem Hauptkörper 202 und/oder den Batteriezellen 108 zu verbinden.
Unter Bezugnahme auf 6 werden die Batterieanschluss-Sammelschienen 118 dazu verwendet, eine elektrische Verbindung mit entsprechenden Batterieanschlüssen 112, 114 (in 1 dargestellt) des Batteriemoduls 102 herzustellen. Bei einer beispielhaften Ausführungsform beinhaltet jede Batterieanschluss-Sammelschiene 118 einen oberen Holm 150, einen unteren Holm 152 und Querholme 154, die sich zwischen dem oberen und dem unteren Holm 150, 152 erstrecken. Die Querholme 154 sind durch Schlitze 156 getrennt. Die Schlitze 156 können eine Luftströmung durch die Batterieanschluss-Sammelschienen 118 zulassen. Die Schlitze 156 können mit entsprechenden Schlitzen 216, 416 in den Hauptkörpern 202, 402 ausgerichtet sein. Bei einer beispielhaften Ausführungsform können der obere und der untere Holm 150, 152 Öffnungen 158 beinhalten, die dazu ausgebildet sind, Befestigungselemente wie zum Beispiel Befestigungselemente mit Gewinde aufzunehmen, um die Batterieanschluss-Sammelschienen 118 mechanisch und elektrisch mit den entsprechenden Batterieanschlüssen 112, 114 zu verbinden.
Bei einer beispielhaften Ausführungsform handelt es sich bei den Batterieanschluss-Sammelschienen 118 um abgesicherte Sammelschienen, die modifizierbare abgesicherte Pfade durch das Batteriemodul 102 bereitstellen. Beispielsweise kann die Strombelastbarkeit der abgesicherten Pfade zu verschiedenen Zeiten erhöht oder verringert werden. Beispielsweise kann eine abnehmbare Komponente einbezogen werden, um die abgesicherten Pfade zu umgehen, die in der Struktur ausgebildet sind, um die Strombelastbarkeit zu erhöhen. Die Batterieanschluss-Sammelschienen 118 stellen abgesicherte Verbindungen für das Batteriemodul 102 zum Beispiel für den Versand, die Handhabung und dergleichen vor einer Montage und Verwendung des Batteriemoduls 102 in dem Fahrzeug bereit. Beispielsweise stellen die Batterieanschluss-Sammelschienen 118 abgesicherte Verbindungen innerhalb des Batteriemoduls 102 bereit, um eine Überhitzung oder Beschädigung des Batteriemoduls 102 zu verhindern. Die Batterieanschluss-Sammelschienen 118 können abgesicherte Verbindungen bereitstellen, um ein Kurzschließen des Batteriemoduls 102 zum Beispiel während des Versands oder der Handhabung des Batteriemoduls 102 vor dem Einbau und der Montage in das Fahrzeug zu verhindern, wenn das Batteriemodul 102 mit einer abgesicherten Schaltung verbunden wird, um das Batteriemodul 102 zu schützen. Die Batterieanschluss-Sammelschienen 118 stellen hochohmige Schaltungen in dem Batteriemodul 102 bereit, die als Opfervorrichtungen dienen, um einen Überstromschutz bereitzustellen. Wenn zum Beispiel zu viel Strom durch die Batterieanschluss-Sammelschienen 118 fließt, unterbrechen die Batterieanschluss-Sammelschienen 118 den Batteriekreis, um den übermäßigen Strom zu unterbrechen, so dass eine weitere Beschädigung durch eine Überhitzung oder einen Brand verhindert wird. Die Batterieanschluss-Sammelschienen 118 können Sicherheitsanforderungen wie zum Beispiel Abschnitt 38.3 des UN Manual of Tests and Criteria (UN Transportation Testing UN 38.3) für einen Transport des Batteriemoduls 102 erfüllen, zum Beispiel einen Transport zwischen dem Batteriemodulhersteller und dem Fahrzeughersteller, der das Batteriemodul 102 in das Fahrzeug einbaut. Beispielsweise kann es sich bei dem Transport um einen Versand in einem Flugzeug, Schiff, Zug, LKW und dergleichen handeln, zum Beispiel in einem Versandbehälter, der einem Unfall, einem Fallenlassen, einer Vibration, einem mechanischen Schlag und dergleichen ausgesetzt ist.
Die Batterieanschluss-Sammelschienen 118 werden dazu verwendet, eine elektrische Verbindung mit den Batterieanschlüssen 112 oder 114 (in 1 dargestellt) von entsprechenden Batteriemodulen 108 (in 1 dargestellt) herzustellen. Bei einer beispielhaften Ausführungsform beinhaltet jede Batterieanschluss-Sammelschiene 118 eine Platte 160, die sich von dem oberen Holm 150 erstreckt, die dazu ausgebildet ist, an den entsprechenden Batterieanschluss 112 oder 114 angeschlossen zu sein. Die Platte 160 beinhaltet eine Sammelschienensicherung darin, die eine abgesicherte Schaltung innerhalb der Platte 160 definiert. In einem Überstromzustand kann die Sammelschienensicherung schmelzen oder brechen, wodurch die Batterieanschluss-Sammelschiene 118 elektrisch von dem Batterieanschluss 112 oder 114 getrennt wird. Die Platte 160 beinhaltet Verbindungsstreifen 162 zwischen einem ersten Basisteilabschnitt 164 und einem zweiten Basisteilabschnitt 166. Eine beliebige Anzahl von Verbindungsstreifen 162 kann zwischen den Basisteilabschnitten 164, 166 bereitgestellt werden. Die Platte 160 weist einen oder mehrere Sicherungskanäle 168 auf, die den Verbindungsstreifen 162 zugehörig sind. Die Sicherungskanäle 168 verringern den Querschnitt der Platte 160 an dem Ort des entsprechenden Verbindungsstreifens 162 und des Sicherungskanals 168. Insofern versagt oder bricht die Sammelschienensicherung der Platte 160 in einem Überstromzustand an der verringerten Querschnittfläche an dem Ort des Verbindungsstreifens 162 und des Sicherungskanals 168. Bei einer beispielhaften Ausführungsform weist die Platte 160 einen verringerten abgesicherten Querschnitt relativ zu einem ersten Querschnitt des ersten Basisteilabschnitts 164 und einem zweiten Querschnitt des zweiten Basisteilabschnitts 166 auf. Beispielsweise können der Sicherungskanal/die Sicherungskanäle 168 die Querschnittfläche der Platte 160 im Vergleich mit den Basisteilabschnitten 164, 166 verringern. Die Verbindungsstreifen 162 können einen verringerten Querschnitt im Vergleich mit den Basisteilabschnitten 164, 166 aufweisen. Beispielsweise können die Dicke und/oder Breite eines Materials in dem Gebiet der Verbindungsstreifen 162 und der Sicherungskanäle 168 im Vergleich mit den Basisteilabschnitten 164, 166 verringert sein.
Der erste Hauptkörper 202 beinhaltet Rahmenelemente 214 und eine erste Stirnwand 222, die sich zwischen der ersten oberen Seitenwand 204 und der ersten unteren Seitenwand 206 erstrecken. Die Rahmenelemente 214 sind durch Schlitze 216 dazwischen getrennt. Die Schlitze 216 können eine Luftströmung durch den ersten Rahmenteilabschnitt 200 zulassen. Die Rahmenelemente 214 definieren das erste Sammelschienen-Pad 208. Die Sammelschienen 116 können mit entsprechenden Rahmenelementen 214 gekoppelt sein, zum Beispiel indem die Querholme 144 mit den Rahmenelementen 214 gekoppelt sind. Die Sammelschienen 116 können in die Schlitze 216 zwischen entsprechenden Rahmenelementen 214 aufgenommen sein. Die Sammelschienen 116, 118 können mithilfe von Befestigungselementen (nicht dargestellt) an den Rahmenelementen 214 und/oder der oberen und der unteren Seitenwand 204, 206 fixiert sein. Bei den Befestigungselementen kann es sich um Befestigungselemente mit Gewinde handeln.
Der erste Rahmenteilabschnitt 200 beinhaltet Montageklammern 220, die sich von der äu-ßeren Fläche 212 erstrecken. Die Montageklammern 220 werden dazu verwendet, den ersten Rahmenteilabschnitt 200 an dem Batteriemodul 102 (in 1 dargestellt) zu montieren. Beispielsweise können die Montageklammern 220 dazu verwendet werden, den ersten Rahmenteilabschnitt 200 an den Abdeckungen 134 oder sonstigen Komponenten des Batteriemoduls 102 zu positionieren und/oder zu fixieren. Die Montageklammern 220 können bei verschiedenen Ausführungsformen ablenkbare Laschen sein. Der erste Rahmenteilabschnitt 200 kann sonstige Montageelemente wie zum Beispiel zum Fixieren des ersten Rahmenteilabschnitts 200 an den Batteriezellen 108 beinhalten.
Der erste Rahmenteilabschnitt 200 beinhaltet ein erstes oberes Montageelement 230 an der ersten oberen Seitenwand 204 und ein erstes unteres Montageelement 232 an der ersten unteren Seitenwand 206. Das obere und das untere Montageelement 230, 232 werden dazu verwendet, den ersten Rahmenteilabschnitt 200 an dem zweiten Rahmenteilabschnitt 300 (oder dem dritten Rahmenteilabschnitt 400, wenn der zweite Rahmenteilabschnitt 300 entfernt worden ist) zu fixieren. Bei einer beispielhaften Ausführungsform werden das obere und das untere Montageelement 230, 232 an einer Kante 228 des ersten Rahmenteilabschnitts 200 bereitgestellt.
Bei der veranschaulichten Ausführungsform ähneln das obere und das untere Montageelement 230, 232 einander. Beispielsweise sind das obere und das untere Montageelement 230, 232 vom selben Typ (zum Beispiel sind beide buchsenartige Montageelemente). Das obere und das untere Montageelement 230, 232 können dieselbe Form aufweisen. Bei der veranschaulichten Ausführungsform beinhalten das obere und das untere Montageelement 230, 232 Aufnahmen 234. Bei verschiedenen Ausführungsformen sind das obere und das untere Montageelement 230, 232 Schwalbenschwanzaufnahmen, die gewinkelte Holme 236 aufweisen, die eine Führungsbahn 238 (siehe 5 bis 6) definieren, die dazu ausgebildet ist, entsprechende Schwalbenschwänze des zweiten Rahmenteilabschnitts 300 aufzunehmen. Sonstige Typen von Montageelementen können bei alternativen Ausführungsformen bereitgestellt werden. Bei sonstigen verschiedenen Ausführungsformen kann sich das obere Montageelement 230 von dem unteren Montageelement 232 unterscheiden. Beispielsweise kann es sich bei dem oberen Montageelement 230 um ein buchsenartiges Montageelement handeln und kann es sich bei dem unteren Montageelement 232 um ein steckerartiges Montageelement handeln oder umgekehrt.
7 ist eine perspektivische Ansicht des zweiten Rahmenteilabschnitts 300 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform, die den ersten Hauptkörper 302 und die entsprechende(n) Sammelschiene(n) 116 darstellt. 8 ist eine perspektivische Ansicht der Sammelschiene 116, die dazu ausgebildet sind, mit dem zweiten Hauptkörper 302 (in 7 dargestellt) gekoppelt zu sein oder durch diesen gehalten zu werden. Der zweite Hauptkörper 302 beinhaltet das zweite Sammelschienen-Pad 308, das die Sammelschiene 116 hält oder aufnimmt. Die zweite obere Seitenwand 304 wird auf der Oberseite des zweiten Hauptkörpers 302 bereitgestellt. Die zweite untere Seitenwand 306 wird auf der Unterseite des zweiten Hauptkörpers 302 bereitgestellt. Das zweite Sammelschienen-Pad 308 erstreckt sich zwischen der zweiten oberen und der zweiten unteren Seitenwand 304, 306.
Der zweite Hauptkörper 302 beinhaltet eine innere Fläche 310 und eine äußere Fläche 312. Die innere Fläche 310 ist so ausgebildet, dass sie den Batteriezellen 108 (in 1 und 2 dargestellt) zugewandt ist. Die äußere Fläche 312 ist so ausgebildet, dass sie von den Batteriezellen 108 weg gewandt ist. Bei einer beispielhaften Ausführungsform ist die äußere Fläche 312 dazu ausgebildet, die Sammelschiene 116 zu halten. Alternativ kann die innere Fläche 310 dazu ausgebildet sein, die Sammelschiene 116 zu halten. Beispielsweise kann die Sammelschiene 116 mit der inneren Fläche 310 oder der äußeren Fläche 312 gekoppelt sein. Bei sonstigen verschiedenen Ausführungsformen ist die Sammelschiene 116 zwischen der inneren und der äußeren Fläche 310, 312 in das erste Sammelschienen-Pad 308 eingebettet. Beispielsweise kann die Sammelschiene 116 durch den zweiten Hauptkörper 302 überspritzt sein.
Der zweite Hauptkörper 302 beinhaltet Rahmenelemente 314, die sich zwischen der zweiten oberen Seitenwand 304 und der zweiten unteren Seitenwand 306 erstrecken. Die Rahmenelemente 314 sind durch Schlitze 316 dazwischen getrennt. Die Schlitze 316 können eine Luftströmung durch den zweiten Rahmenteilabschnitt 300 zulassen. Die Rahmenelemente 314 definieren das zweite Sammelschienen-Pad 308. Die Sammelschiene 116 kann mit entsprechenden Rahmenelementen 314 gekoppelt sein. Die Sammelschiene 116 kann in die Schlitze 216 zwischen entsprechenden Rahmenelementen 314 aufgenommen sein. Die Sammelschiene 116 kann mithilfe von Befestigungselementen (nicht dargestellt) an den Rahmenelementen 314 und/oder der oberen und der unteren Seitenwand 304, 306 fixiert sein.
Der zweite Rahmenteilabschnitt 300 beinhaltet ein zweites oberes Montageelement 330 an der zweiten oberen Seitenwand 304 und ein zweites unteres Montageelement 332 an der zweiten unteren Seitenwand 306. Das obere und das untere Montageelement 330, 332 werden dazu verwendet, den zweiten Rahmenteilabschnitt 300 an dem ersten Rahmenteilabschnitt 200 zu fixieren. Bei einer beispielhaften Ausführungsform werden das obere und das untere Montageelement 330, 332 an einer Kante 328 des zweiten Rahmenteilabschnitts 300 bereitgestellt.
Bei der veranschaulichten Ausführungsform ähneln das obere und das untere Montageelement 330, 332 einander. Beispielsweise sind das obere und das untere Montageelement 330, 332 vom selben Typ (zum Beispiel sind beide steckerartige Montageelemente). Das obere und das untere Montageelement 330, 332 können dieselbe Form aufweisen. Bei der veranschaulichten Ausführungsform beinhalten das obere und das untere Montageelement 330, 332 Stifte oder Schwänze 334. Bei verschiedenen Ausführungsformen weisen die Schwänze 334 gewinkelte Seitenwände 336 auf, die einen Schwalbenschwanz definieren. Sonstige Typen von Montageelementen können bei alternativen Ausführungsformen bereitgestellt werden. Bei sonstigen verschiedenen Ausführungsformen kann sich das obere Montageelement 330 von dem unteren Montageelement 332 unterscheiden. Beispielsweise kann es sich bei dem oberen Montageelement 330 um ein steckerartiges Montageelement handeln und kann es sich bei dem unteren Montageelement 332 um ein buchsenartiges Montageelement handeln oder umgekehrt.
Der zweite Rahmenteilabschnitt 300 beinhaltet ein viertes oberes Montageelement 340 an der zweiten oberen Seitenwand 304 und ein viertes unteres Montageelement 342 an der zweiten unteren Seitenwand 306. Das obere und das untere Montageelement 340, 342 werden dazu verwendet, den zweiten Rahmenteilabschnitt 300 an dem dritten Rahmenteilabschnitt 400 zu fixieren. Bei einer beispielhaften Ausführungsform werden das obere und das untere Montageelement 340, 342 an einer Kante 326 des zweiten Rahmenteilabschnitts 300 gegenüber der Kante 328 bereitgestellt.
Bei der veranschaulichten Ausführungsform ähneln das obere und das untere Montageelement 340, 342 einander. Beispielsweise sind das obere und das untere Montageelement 340, 342 vom selben Typ (zum Beispiel sind beide buchsenartige Montageelemente). Das obere und das untere Montageelement 340, 342 können dieselbe Form aufweisen. Bei der veranschaulichten Ausführungsform beinhalten das obere und das untere Montageelement 340, 342 Aufnahmen 344. Bei verschiedenen Ausführungsformen weisen die Aufnahmen 344 gewinkelte Holme 346 auf, die eine Führungsbahn 348 definieren. Sonstige Typen von Montageelementen können bei alternativen Ausführungsformen bereitgestellt werden. Bei sonstigen verschiedenen Ausführungsformen kann sich das obere Montageelement 340 von dem unteren Montageelement 342 unterscheiden. Beispielsweise kann es sich bei dem oberen Montageelement 340 um ein buchsenartiges Montageelement handeln und kann es sich bei dem unteren Montageelement 342 um ein steckerartiges Montageelement handeln oder umgekehrt. Bei einer beispielhaften Ausführungsform stimmt das vierte obere Montageelement 340 mit dem ersten oberen Montageelement 230 überein und stimmt das vierte untere Montageelement 342 mit dem ersten unteren Montageelement 232 überein. Beispielsweise sind die Montageelemente 340, 342 mit den Montageelementen 230, 232 übereinstimmend bemessen, geformt und positioniert, so dass die Passgrenzfläche an der Kante 326 des zweiten Rahmenteilabschnitts 300 mit der Passgrenzfläche an der Kante 228 des ersten Rahmenteilabschnitts 200 übereinstimmt. Insofern sind der erste Rahmenteilabschnitt 200 und der zweite Rahmenteilabschnitt 300 beide für ein Passen an den dritten Rahmenteilabschnitt 400 ausgebildet.
9 ist eine perspektivische Ansicht des dritten Rahmenteilabschnitts 400 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform, die den dritten Hauptkörper 202 und die entsprechenden Sammelschienen 116, 118 darstellt. 10 ist eine perspektivische Ansicht der Sammelschienen 116 und der Batterieanschluss-Sammelschiene 118, die dazu ausgebildet sind, mit dem zweiten Hauptkörper 402 (in 9 dargestellt) gekoppelt zu sein oder durch diesen gehalten zu werden. Der dritte Hauptkörper 402 beinhaltet das dritte Sammelschienen-Pad 408, das die Sammelschienen 116, 118 hält oder aufnimmt. Die dritte obere Seitenwand 404 wird auf der Oberseite des dritten Hauptkörpers 402 bereitgestellt. Die dritte untere Seitenwand 406 wird auf der Unterseite des dritten Hauptkörpers 402 bereitgestellt. Das dritte Sammelschienen-Pad 408 erstreckt sich zwischen der dritten oberen und der dritten unteren Seitenwand 404, 406.
Der dritte Hauptkörper 402 beinhaltet eine innere Fläche 410 und eine äußere Fläche 412. Die innere Fläche 410 ist so ausgebildet, dass sie den Batteriezellen 108 (in 1 und 2 dargestellt) zugewandt ist. Die äußere Fläche 412 ist so ausgebildet, dass sie von den Batteriezellen 108 weg gewandt ist. Bei verschiedenen Ausführungsformen werden die Sammelschienen 116, 118 durch das dritte Sammelschienen-Pad 408 zum Beispiel an der inneren Fläche 410 oder an der äußeren Fläche 412 gehalten. Beispielsweise können die Sammelschienen 116, 118 mit der inneren Fläche 410 oder der äußeren Fläche 412 gekoppelt sein. Bei sonstigen verschiedenen Ausführungsformen sind die Sammelschienen 116, 118 zwischen der inneren und der äußeren Fläche 410, 412 in das dritte Sammelschienen-Pad 408 eingebettet. Beispielsweise können die Sammelschienen 116, 118 durch den dritten Hauptkörper 402 überspritzt sein.
Der dritte Hauptkörper 402 beinhaltet Rahmenelemente 414 und eine dritte Stirnwand 422, die sich zwischen der dritten oberen Seitenwand 404 und der dritten unteren Seitenwand 406 erstrecken. Die Rahmenelemente 414 sind durch Schlitze 416 dazwischen getrennt. Die Schlitze 416 können eine Luftströmung durch den dritten Rahmenteilabschnitt 400 zulassen. Die Rahmenelemente 414 definieren das dritte Sammelschienen-Pad 408. Die Sammelschienen 116 können mit entsprechenden Rahmenelementen 414 gekoppelt sein. Die Sammelschienen 116 können in die Schlitze 416 zwischen entsprechenden Rahmenelementen 414 aufgenommen sein. Die Sammelschienen 116, 118 können mithilfe von Befestigungselementen (nicht dargestellt) an den Rahmenelementen 414 und/oder der oberen und der unteren Seitenwand 404, 406 fixiert sein.
Der dritte Rahmenteilabschnitt 400 beinhaltet Montageklammern 420, die sich von der äu-ßeren Fläche 412 erstrecken. Die Montageklammern 420 werden dazu verwendet, den dritten Rahmenteilabschnitt 400 an dem Batteriemodul 102 zu montieren. Beispielsweise können die Montageklammern 420 dazu verwendet werden, den dritten Rahmenteilabschnitt 400 an den Abdeckungen 134 oder sonstigen Komponenten des Batteriemoduls 102 zu positionieren und/oder zu fixieren. Die Montageklammern 420 können bei verschiedenen Ausführungsformen ablenkbare Laschen sein. Der dritte Rahmenteilabschnitt 400 kann sonstige Montageelemente wie zum Beispiel zum Fixieren des dritten Rahmenteilabschnitts 400 an den Batteriezellen 108 beinhalten.
Der dritte Rahmenteilabschnitt 400 beinhaltet ein drittes oberes Montageelement 430 an der dritten oberen Seitenwand 404 und ein drittes unteres Montageelement 432 an der dritten unteren Seitenwand 406. Das obere und das untere Montageelement 430, 432 werden dazu verwendet, den dritten Rahmenteilabschnitt 400 an dem zweiten Rahmenteilabschnitt 300 (oder dem ersten Rahmenteilabschnitt 200, wenn der zweite Rahmenteilabschnitt 300 entfernt worden ist) zu fixieren. Bei einer beispielhaften Ausführungsform werden das obere und das untere Montageelement 430, 432 an einer Kante 428 des dritten Rahmenteilabschnitts 400 bereitgestellt.
Bei der veranschaulichten Ausführungsform ähneln das obere und das untere Montageelement 430, 432 einander. Beispielsweise sind das obere und das untere Montageelement 430, 432 vom selben Typ (zum Beispiel sind beide steckerartige Montageelemente). Das obere und das untere Montageelement 430, 432 können dieselbe Form aufweisen. Bei der veranschaulichten Ausführungsform beinhalten das obere und das untere Montageelement 430, 432 Stifte oder Schwänze 434. Bei verschiedenen Ausführungsformen weisen die Schwänze 434 gewinkelte Seitenwände 436 auf, die einen Schwalbenschwanz definieren. Sonstige Typen von Montageelementen können bei alternativen Ausführungsformen bereitgestellt werden. Bei sonstigen verschiedenen Ausführungsformen kann sich das obere Montageelement 430 von dem unteren Montageelement 432 unterscheiden. Beispielsweise kann es sich bei dem oberen Montageelement 430 um ein steckerartiges Montageelement handeln und kann es sich bei dem unteren Montageelement 432 um ein buchsenartiges Montageelement handeln oder umgekehrt. Bei einer beispielhaften Ausführungsform stimmt das dritte obere Montageelement 430 mit dem zweiten oberen Montageelement 330 überein und stimmt das dritte untere Montageelement 432 mit dem zweiten unteren Montageelement 332 überein. Beispielsweise sind die Montageelemente 330, 332 mit den Montageelementen 430, 432 übereinstimmend bemessen, geformt und positioniert, so dass die Passgrenzfläche an der Kante 428 des dritten Rahmenteilabschnitts 400 mit der Passgrenzfläche an der Kante 328 des zweiten Rahmenteilabschnitts 300 übereinstimmt. Insofern sind der zweite Rahmenteilabschnitt 200 und der dritte Rahmenteilabschnitt 300 beide für ein Passen an der Kante 228 des ersten Rahmenteilabschnitts 400 (oder für ein Passen an die Passgrenzfläche an der Kante 326 eines weiteren zweiten Rahmenteilabschnitts 300) ausgebildet.
11 ist eine perspektivische Ansicht des Batteriemodulrahmens 110 in einem montierten Zustand gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. 11 veranschaulicht den zweiten Rahmenteilabschnitt 300, der an einer trennbaren Passgrenzfläche mit dem ersten Rahmenteilabschnitt 200 gekoppelt ist, und veranschaulicht den dritten Rahmenteilabschnitt 400, der an einer trennbaren Passgrenzfläche an den zweiten Rahmenteilabschnitt 300 gekoppelt ist. Bei einer beispielhaften Ausführungsform sind die Sammelschienen-Pads 208, 308, 408 koplanar, wenn die Rahmenteilabschnitte 200, 300, 400 aneinander gekoppelt sind. Die Montageelemente der Rahmenteilabschnitte 200, 300, 400 koppeln die Hauptkörper 202, 302, 402 mechanisch aneinander, um eine durchgehende Platte über den Batteriemodulrahmen 110 hinweg auszubilden.
Die Rahmenteilabschnitte 200, 300 sind an einer Naht 450 des Batteriemodulrahmens 110 gekoppelt. Das erste obere Montageelement 230 ist an einer oberen trennbaren Grenzfläche 452 abnehmbar mit dem zweiten oberen Montageelement 330 gekoppelt. Das erste untere Montageelement 232 ist an einer unteren trennbaren Grenzfläche 454 abnehmbar mit dem zweiten unteren Montageelement 332 gekoppelt. Die Aufnahmen 234 nehmen die Schwänze 334 auf. Die Holme 236 verhindern eine horizontale und vertikale Bewegung der Schwänze 334 innerhalb der Aufnahmen 234. Bei einer beispielhaften Ausführungsform können die Schwänze 334 verriegelbar mit den Holmen 236 innerhalb der Aufnahme 234 gekoppelt sein.
Die Rahmenteilabschnitte 300, 400 sind an einer Naht 460 des Batteriemodulrahmens 110 gekoppelt. Das dritte obere Montageelement 430 ist an einer oberen trennbaren Grenzfläche 462 abnehmbar mit dem vierten oberen Montageelement 340 gekoppelt. Das dritte untere Montageelement 432 ist an einer unteren trennbaren Grenzfläche 464 abnehmbar mit dem vierten unteren Montageelement 342 gekoppelt. Die Aufnahmen 344 nehmen die Schwänze 434 auf. Die Holme 346 verhindern eine horizontale und vertikale Bewegung der Schwänze 434 innerhalb der Aufnahmen 344. Bei einer beispielhaften Ausführungsform können die Schwänze 434 verriegelbar mit den Holmen 346 innerhalb der Aufnahme 344 gekoppelt sein.
Bei der veranschaulichten Ausführungsform weisen die oberen und die unteren Seitenwände 204, 206, 304, 306, 404, 406 eine Dicke (zwischen der inneren und der äußeren Fläche) auf, die dicker als die Sammelschienen-Pads 208, 308, 408 ist. Taschen 470, 472, 474 sind zwischen den oberen und den unteren Seitenwänden 204, 206, 304, 306, 404, 406 in den Rahmenteilabschnitten 200, 300, 400 definiert, die die Sammelschienen 116 aufnehmen. Die dickeren Seitenwände 204, 206, 304, 306, 404, 406 verleihen den Rahmenteilabschnitten 200, 300, 400 eine Struktursteifigkeit. Die Schlitze 216, 316, 416 lassen eine Luftströmung durch den Batteriemodulrahmen 110 zu und/oder verringern die Menge des verwendeten Materials und/oder verringern das Gewicht des Batteriemodulrahmens 110.
Der erste Rahmenteilabschnitt 200 beinhaltet eine Montagelasche 224, die die entsprechende Batterieanschluss-Sammelschiene 118 aufnimmt und stützt. Der dritte Rahmenteilabschnitt 400 beinhaltet eine Montagelasche 424, die die entsprechende Batterieanschluss-Sammelschiene 118 aufnimmt und stützt. Bei einer beispielhaften Ausführungsform beinhaltet der Batteriemodulrahmen 110 Stützplatten 192 zum Stützen der Platten 160 der Batterieanschluss-Sammelschienen 118. Die Stützplatten 192 können mit den Montagelaschen 224, 424 gekoppelt sein.
12 ist eine perspektivische Ansicht des Batteriemodulrahmens 110 in einem montierten Zustand gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. 12 veranschaulicht den Batteriemodulrahmen 110, bei dem der erste Rahmenteilabschnitt 200 direkt mit dem dritten Rahmenteilabschnitt 400 gekoppelt ist. Bei dem Batteriemodulrahmen 110 ist der zweite Rahmenteilabschnitt 300 (in 11 dargestellt) entfernt worden. Der erste und der dritte Rahmenteilabschnitt 200, 400 sind an einer trennbaren Passgrenzfläche gekoppelt. Die Montageelemente der Rahmenteilabschnitte 200, 400 koppeln die Hauptkörper 202, 402 mechanisch aneinander, um eine durchgehende Platte über den Batteriemodulrahmen 110 hinweg auszubilden.
Während der Montage werden die Rahmenteilabschnitte 200, 400 an einer Naht 490 des Batteriemodulrahmens 110 gekoppelt. Das erste obere Montageelement 230 ist an einer oberen trennbaren Grenzfläche 492 abnehmbar mit dem dritten oberen Montageelement 430 gekoppelt. Das erste untere Montageelement 232 ist an einer unteren trennbaren Grenzfläche 494 abnehmbar mit dem dritten unteren Montageelement 432 gekoppelt. Die Aufnahmen 234 nehmen die Schwänze 434 auf.
13 ist eine perspektivische Ansicht des hinteren Batteriemodulrahmens 110b in einem montierten Zustand gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Der hintere Batteriemodulrahmen 110b ähnelt dem vorderen Batteriemodulrahmen 110a (in 11 dargestellt) und beinhaltet ähnliche Elemente und Komponenten; der hintere Batteriemodulrahmen 110b beinhaltet jedoch nicht die positiven und negativen Batterieanschluss-Sammelschienen 118 (in 11 dargestellt). 13 veranschaulicht den zweiten Rahmenteilabschnitt 300, der an einer trennbaren Passgrenzfläche mit dem ersten Rahmenteilabschnitt 200 gekoppelt ist, und veranschaulicht den dritten Rahmenteilabschnitt 400, der an einer trennbaren Passgrenzfläche an den zweiten Rahmenteilabschnitt 300 gekoppelt ist.
Die Montageelemente der Rahmenteilabschnitte 200, 300, 400 koppeln die Hauptkörper 202, 302, 402 mechanisch aneinander, um eine durchgehende Platte über den Batteriemodulrahmen 110 hinweg auszubilden. Das erste obere Montageelement 230 ist an der oberen trennbaren Grenzfläche 452 abnehmbar mit dem zweiten oberen Montageelement 330 gekoppelt. Das erste untere Montageelement 232 ist an der unteren trennbaren Grenzfläche 454 abnehmbar mit dem zweiten unteren Montageelement 332 gekoppelt. Das dritte obere Montageelement 430 ist an der oberen trennbaren Grenzfläche 462 abnehmbar mit dem vierten oberen Montageelement 340 gekoppelt. Das dritte untere Montageelement 432 ist an der unteren trennbaren Grenzfläche 464 abnehmbar mit dem vierten unteren Montageelement 342 gekoppelt.
14 ist eine perspektivische Ansicht des Batteriemodulrahmens 110 in einem montierten Zustand gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. 14 veranschaulicht den Batteriemodulrahmen 110, bei dem der erste Rahmenteilabschnitt 200 direkt mit dem dritten Rahmenteilabschnitt 400 gekoppelt ist. Bei dem Batteriemodulrahmen 110 ist der zweite Rahmenteilabschnitt 300 (in 13 dargestellt) entfernt worden. Die Montageelemente der Rahmenteilabschnitte 200, 400 koppeln die Hauptkörper 202, 402 mechanisch aneinander, um eine durchgehende Platte über den Batteriemodulrahmen 110 hinweg auszubilden. Das erste obere Montageelement 230 ist an der oberen trennbaren Grenzfläche 492 abnehmbar mit dem dritten oberen Montageelement 430 gekoppelt. Das erste untere Montageelement 232 ist an der unteren trennbaren Grenzfläche 494 abnehmbar mit dem dritten unteren Montageelement 432 gekoppelt.
15 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Abschnitts des Batteriemodulrahmens 110 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. 15 veranschaulicht das zweite obere Montageelement 330, das zum Passen an das erste obere Montageelement 230 bereit ist. Bei einer beispielhaften Ausführungsform wird der zweite Rahmenteilabschnitt 300 in einer Passrichtung 480 senkrecht zu dem ersten und dem zweiten Hauptkörper 202, 302 an den ersten Rahmenteilabschnitt 200 gepasst.
Die Aufnahme 234 und der Schwanz 334 weisen komplementäre Formen auf. Die Aufnahme 234 ist dazu bemessen und geformt, den Schwanz 334 aufzunehmen. Die Aufnahme 234 ist an einem äußeren Ende 235 dazu geöffnet, den Schwanz 334 aufzunehmen. Die Aufnahme 234 kann an einem inneren Ende 237 dazu geöffnet sein, den Schwanz 334 aufzunehmen. Die Holme 236 werden so auf gegenüberliegenden Seiten der Aufnahme 234 bereitgestellt, dass sie die Führungsbahn 238 definieren. Die Führungsbahn 238 führt den Schwanz 334 in die Aufnahme 234. Bei einer beispielhaften Ausführungsform sind die Holme 236 nichtparallel zueinander gewinkelt. Beispielsweise sind die Holme 236 bei der veranschaulichten Ausführungsform so nach innen gewinkelt, dass die Aufnahme 234 an der Oberseite schmaler und an der Unterseite breiter ist. Die Aufnahme 234 kann bei alternativen Ausführungsformen sonstige Formen aufweisen. Optional können sich die Holme 236 parallel zu der Passrichtung 480 befinden. Bei sonstigen verschiedenen Ausführungsformen können die Holme 236 quer zu der Passrichtung 480 gewinkelt sein, so dass die Holme 236 sich von dem äußeren Ende 235 zu dem inneren Ende 237 nach innen verjüngen, zum Beispiel so, dass sie den Schwanz 334 zusammendrücken oder einklemmen, wenn der Schwanz 334 in die Aufnahme 234 geführt wird.
Bei einer beispielhaften Ausführungsform beinhaltet die Aufnahme 234 ein Verriegelungselement 260 zum verriegelbaren Fixieren des Schwanzes 334 in der Aufnahme 234. Bei der veranschaulichten Ausführungsform ist das Verriegelungselement 260 durch eine oder mehrere Einhakflächen 262 definiert, die dazu ausgebildet sind, in den Schwanz 334 und die Aufnahme 234 einzugreifen und diesen zu fixieren. Bei der veranschaulichten Ausführungsform werden die Einhakflächen 262 entlang einer Basiswand 264 des oberen Montageelements 230 bereitgestellt. Die Einhakflächen 262 können zusätzlich oder alternativ entlang der Holme 236 bereitgestellt werden. Bei einer beispielhaften Ausführungsform beinhaltet das obere Montageelement 230 einen Entlastungskanal 266 zwischen den Verriegelungselementen 260, der dazu ausgebildet ist, ein Werkzeug wie zum Beispiel einen Schraubendreher aufzunehmen, um den Schwanz 334 aus dem Verriegelungselement 260 freizugeben. Sonstige Typen von Verriegelungselementen können bei alternativen Ausführungsformen bereitgestellt werden, zum Beispiel Öffnungen, ablenkbare Riegel und dergleichen.
Bei einer beispielhaften Ausführungsform beinhaltet das obere Montageelement 230 eine Stoppflanke 268, die sich davon erstreckt, zum Beispiel ein Äußeres der Aufnahme 234. Das zweite obere Befestigungselement 330 ist dazu ausgebildet, in die Stoppflanke 268 einzugreifen, um den zweiten Rahmenteilabschnitt 300 während des Passens relativ zu dem ersten Rahmenteilabschnitt 200 zu positionieren. Beispielsweise kann die Stoppflanke 268 eine Bewegung des zweiten Rahmenteilabschnitts 300 relativ zu dem ersten Rahmenteilabschnitt 200 in der Passrichtung 480 begrenzen, sobald der zweite Rahmenteilabschnitt 300 in die Stoppflanke 268 eingreift.
Bei einer beispielhaften Ausführungsform erstreckt sich der Schwanz 334 von der Kante 328 nach außen. Der Schwanz 334 beinhaltet einen Stützarm 338, der von der Kante 328 auskragt. Der Schwanz 334 erstreckt sich von dem Stützarm 338 nach unten. Bei einer beispielhaften Ausführungsform sind die Seitenwände 336 nichtparallel zueinander gewinkelt. Beispielsweise sind die Seitenwände 336 bei der veranschaulichten Ausführungsform so nach außen gewinkelt, dass der Schwanz 334 an der Oberseite schmaler und an der Unterseite breiter ist. Der Schwanz 334 kann bei alternativen Ausführungsformen sonstige Formen aufweisen. Optional können sich die Seitenwände 336 parallel zu der Passrichtung 480 befinden. Bei sonstigen verschiedenen Ausführungsformen können die Seitenwände 336 quer zu der Passrichtung 480 gewinkelt sein, so dass der Schwanz 334 sich von einem äußeren Ende 335 zu einem inneren Ende 337 nach innen verjüngt, zum Beispiel so, dass er wie ein Keil geformt ist, um in die Aufnahme 234 hinein gekeilt zu werden, wenn der Schwanz 334 in die Aufnahme 234 geführt wird.
Bei einer beispielhaften Ausführungsform beinhaltet der Schwanz 334 ein Verriegelungselement 360 zum verriegelbaren Fixieren des Schwanzes 334 in der Aufnahme 234. Bei der veranschaulichten Ausführungsform ist das Verriegelungselement 360 durch einen Flansch 362 definiert, der sich von der Unterseite des Schwanzes 334 erstreckt, der dazu ausgebildet ist, in die Verriegelungselemente 260 einzugreifen und den Schwanz 334 in der Aufnahme 234 zu fixieren. Das Verriegelungselement 360 kann bei alternativen Ausführungsformen an sonstigen Orten bereitgestellt werden, zum Beispiel entlang der Seitenwände 336. Sonstige Typen von Verriegelungselementen können bei alternativen Ausführungsformen bereitgestellt werden, zum Beispiel Öffnungen, ablenkbare Riegel und dergleichen.
16 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Abschnitts des Batteriemodulrahmens 110 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. 16 veranschaulicht das zweite untere Montageelement 332, das zum Passen an das erste untere Montageelement 232 bereit ist. Bei einer beispielhaften Ausführungsform können die unteren Montageelemente 232, 332 jeweils den oberen Montageelementen 230, 330 (beide in 5 dargestellt) ähneln, und gleiche Elemente können mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sein.
Die Aufnahme 234 und der Schwanz 334 weisen komplementäre Formen auf. Die Holme 236 werden so auf gegenüberliegenden Seiten der Aufnahme 234 bereitgestellt, dass sie die Führungsbahn 238 definieren, die dazu verwendet wird, den Schwanz 334 in die Aufnahme 234 zu führen. Bei einer beispielhaften Ausführungsform sind die Holme 236 nichtparallel zueinander gewinkelt, zum Beispiel indem sie so nach innen gewinkelt sind, dass die Aufnahme 234 an der Unterseite schmaler und an der Oberseite breiter ist. Die Seitenwände 336 des Schwanzes 334 sind nichtparallel zueinander gewinkelt, zum Beispiel indem sie so nach außen gewinkelt sind, dass der Schwanz 334 an der Unterseite schmaler und an der Oberseite breiter ist. Das Verriegelungselement 360 wird auf der Oberseite des Schwanzes 334 bereitgestellt. Bei einer beispielhaften Ausführungsform beinhaltet das Verriegelungselement 360 einen Entlastungskanal 366 in dem Flansch 362, der dazu ausgebildet ist, ein Werkzeug wie zum Beispiel einen Schraubendreher aufzunehmen, um das Verriegelungselement 360 aus dem Verriegelungselement 260 freizugeben.
17 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts des Batteriemoduls 102, die eine Verbinderanordnung 106 mit dem Batteriemodulrahmen 110 gekoppelt veranschaulicht. Die Sammelschienen 116 werden dazu verwendet, eine elektrische Verbindung mit entsprechenden Batteriezellen 108 (in 1 und 2 dargestellt) herzustellen. Die Verbinderanordnung 106 ist mit den Sammelschienen 116 elektrisch verbunden, zum Beispiel zum Überwachen einer Spannung der Sammelschienen 116.
Die Verbinderanordnung 106 beinhaltet einen elektrischen Verbinder 180 und eine Sensoranordnung 182, die mit dem elektrischen Verbinder 180 gekoppelt ist. Der elektrische Verbinder 180 kann ein Gehäuse beinhalten, das eine Mehrzahl von Kontakten hält. Der elektrische Verbinder 180 ist dazu ausgebildet, an das Batteriesteuermodul 104 (in 1 dargestellt) gepasst zu sein. Die Sensoranordnung 182 beinhaltet ein Kabel 184, das mit den Kontakten des elektrischen Verbinders 180 elektrisch verbunden ist. Bei der veranschaulichten Ausführungsform handelt es sich bei dem Kabel 184 um ein flexibles Flachkabel wie zum Beispiel um eine flexible Leiterplatte. Bei alternativen Ausführungsformen können sonstige Typen von Kabeln 184 wie zum Beispiel ein Kabel, das einzelne Leitungen aufweist, oder Leitungen, die innerhalb eines gemeinsamen Kabelmantels enthalten sind, aufweisen. Die Sensoranordnung 182 beinhaltet Spannungssensoren 186, die dazu ausgebildet sind, mit entsprechenden Sammelschienen 116 und/oder Batteriezellen 108 elektrisch verbunden zu sein. Bei einer beispielhaften Ausführungsform beinhaltet die Sensoranordnung 182 (nicht dargestellte) Temperatursensoren, die dazu ausgebildet sind, mit entsprechenden Sammelschienen 116 und/oder Batteriezellen 108 gekoppelt zu sein. Sonstige Typen von Sensoren können bei alternativen Ausführungsformen als Teil der Sensoranordnung 182 bereitgestellt werden.
18 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts des Batteriemoduls 102, die den Batteriemodulrahmen 110 mit den Batteriezellen 108 gekoppelt darstellt. 18 stellt eine Batterieanschluss-Sammelschiene 118 dar. Die Abdeckung 111 ist so mit dem Batteriemodulrahmen 110 gekoppelt, dass sie die Sammelschienen 116 bedeckt. Die Batterieanschluss-Sammelschiene 118 ist durch die Abdeckung 111 für eine Verbindung mit dem Batterieanschluss 112 oder 114 (in 1 dargestellt) freigelegt.
19 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts des Batteriemoduls 102, die den Batterieanschluss 114 mit der Batterieanschluss-Sammelschiene 118 gekoppelt darstellt. Der Batterieanschluss 114 beinhaltet eine Basis 194 und ein Anschlussende 195, das sich zum Anschließen an ein Stromkabel von der Basis erstreckt. Bei der veranschaulichten Ausführungsform handelt es sich bei dem Anschlussende 195 um eine Crimp-Hülse; bei alternativen Ausführungsformen können jedoch sonstige Typen von Anschlussenden bereitgestellt werden, zum Beispiel ein Schweiß-Pad. Die Basis 194 des Batterieanschlusses 114 überlappt die Platte 160 der Batterieanschluss-Sammelschiene 118 und ist mit der Platte 160 elektrisch verbunden. Bei einer beispielhaften Ausführungsform werden ein Gewindestift 196 und eine Gewindemutter 198 dazu verwendet, den Batterieanschluss 114 und die Batterieanschluss-Sammelschiene 118 mechanisch und elektrisch zu verbinden. Wenn die Mutter 198 festgezogen wird, wird die Basis 194 so gegen die Platte gepresst, dass sie den Batterieanschluss 114 elektrisch mit der Batterieanschluss-Sammelschiene 118 verbindet.
Bei einer beispielhaften Ausführungsform definiert der Batterieanschluss 114 eine Sicherungsbrücke 500 für die Sammelschienensicherung der Batterieanschluss-Sammelschiene 118. Die Basis 194 überspannt die Sammelschienensicherung der Batterieanschluss-Sammelschiene 118 so, dass die Sicherungsbrücke 500 definiert wird. Wenn die Mutter 198 festgezogen wird, wird die Sicherungsbrücke 500 nach unten gegen die Platte 160 gepresst und überspannt die Sicherungskanäle 168 (mit einer gestrichelten Linie dargestellt). Die Sicherungsbrücke 500 ist mit dem ersten und dem zweiten Basisteilabschnitt 164, 166 elektrisch gekoppelt. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann die Basis 194 gegen den ersten Basisteilabschnitt 164 und/oder den zweiten Basisteilabschnitt 166 unter Federvorspannung stehen, wenn die Mutter 198 festgezogen ist, um eine zuverlässige elektrische Verbindung mit der Platte 160 zu gewährleisten. Nach dem Einbau erhöht die überlappende Basis 194 die Strombelastbarkeit der Batterieanschluss-Sammelschiene 118 im Vergleich mit der Strombelastbarkeit, die durch die Platte 160 ohne die überlappende Basis 194 zugelassen wird. Ein Teil des Stroms fließt durch die Verbindungsstreifen 162 zwischen den Basisteilabschnitten 164, 166, während ein Teil des Stroms durch die Sicherungsbrücke 500 des Batterieanschlusses 114 fließt. Wenn der Batterieanschluss 114 montiert wird, wird die Sicherungsfunktion der Batterieanschluss-Sammelschienen 118 beseitigt.
20 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts des Batteriemoduls 102, die die Batterieanschluss-Sammelschiene 118 und eine Sicherungsbrücke 510 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform darstellt. 21 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts des Batteriemoduls 102, die die Sicherungsbrücke 510 mit der Batterieanschluss-Sammelschiene 118 gekoppelt darstellt. Die Sicherungsbrücke 510 ist von der Batterieanschluss-Sammelschiene 118 getrennt und eigenständig und ist von dem Batterieanschluss 114 (in 19 dargestellt) getrennt und eigenständig. Die Sicherungsbrücke 510 ist dazu ausgebildet, mit der Platte 160 der Batterieanschluss-Sammelschiene 118 gekoppelt zu sein, um den ersten und den zweiten Basisteilabschnitt 164, 166 zu überbrücken. Die Sicherungsbrücke 510 überspannt die Sicherungskanäle 168, um den ersten Basisteilabschnitt 164 und den zweiten Basisteilabschnitt 166 elektrisch zu verbinden. Die Sicherungsbrücke 510 erhöht die Strombelastbarkeit zwischen den Basisteilabschnitten 164, 166. Beispielsweise ist die kumulative Strombelastbarkeit der Sicherungsbrücke 510 und der Verbindungsstreifen 162 größer als die Strombelastbarkeit nur der Verbindungsstreifen 162.
Die Sicherungsbrücke 510 ist abnehmbar so mit der Platte 160 gekoppelt, dass die Strombelastbarkeit, wenn die Sicherungsbrücke 510 vorhanden und montiert ist (21), größer ist, als wenn die Sicherungsbrücke 510 unmontiert (20) und somit nicht vorhanden ist. Beispielsweise kann die Sicherungsbrücke 510 vor dem Einbau und der Montage des Batteriemoduls 102 in das Fahrzeug von der Platte 160 entkoppelt sein, wodurch eine abgesicherte Schaltung in der Batterieanschluss-Sammelschiene 118 bereitgestellt wird, zum Beispiel für den Versand und die Handhabung des Batteriemoduls 102 (etwa von der Zeit der Fertigung des Batteriemoduls 102 bis zum Einbau des Batteriemoduls 102 in das Fahrzeug). Nachdem das Batteriemodul 102 in das Fahrzeug eingebaut ist, kann die Sicherungsbrücke 510 so mit der Platte 160 gekoppelt sein, dass die Strombelastbarkeit des Batteriemoduls 102 durch die Batterieanschluss-Sammelschiene 118 erhöht wird. Die Sicherungsfunktion wird beseitigt, nachdem die Sicherungsbrücke 510 montiert ist, da das System in der Lage ist, den höheren Strom zu verarbeiten.
Optional kann die Sicherungsbrücke 510 eine Verbindungsstreifen-Grenzfläche 512 beinhalten, die in einen oder mehrere der Verbindungsstreifen 162 eingreift. Bei einer beispielhaften Ausführungsform beinhaltet die Sicherungsbrücke 510 eine erste Grenzfläche 514, die in den ersten Basisteilabschnitt 164 eingreift, und eine zweite Grenzfläche 516, die in den zweiten Basisteilabschnitt 166 eingreift. Der Körper der Sicherungsbrücke 510 verbindet die Grenzflächen 512, 514, 516 elektrisch, um die Basisteilabschnitte 164, 166 elektrisch zu verbinden. Beispielsweise kann es sich bei dem Körper der Sicherungsbrücke 510 um eine einzelne, unitäre Metallstruktur handeln. Optional kann sich die Sicherungsbrücke 510 in die Sicherungskanäle 168 erstrecken und in diese aufgenommen sein. Beispielsweise kann die Sicherungsbrücke 510 Vorsprünge 520 beinhalten, die sich in entsprechende Sicherungskanäle 168 erstrecken. Die Vorsprünge 520 können die Verbindungsstreifen-Grenzfläche 512 und/oder die erste Grenzfläche 514 und/oder die zweite Grenzfläche 516 definieren. Bei einer beispielhaften Ausführungsform ist die Sicherungsbrücke 510 ein Festklemmblock, der dazu ausgebildet ist, in die Platte 160 gepresst zu sein, um eine mechanische und elektrische Verbindung mit der Platte 160 herzustellen. Beispielsweise kann der Festklemmblock in den Sicherungskanälen 168 festgeklemmt sein.
Im montierten Zustand überspannt die Sicherungsbrücke 510 die Sicherungskanäle 168 zwischen den Basisteilabschnitten 164, 166. Die Vorsprünge 520 füllen zumindest zum Teil die Sicherungskanäle 168 zwischen dem ersten und dem zweiten Basisteilabschnitt 164, 166 und/oder zwischen den Verbindungsstreifen 162 auf. Optional können die Vorsprünge 520 eine komplementäre Form zu den Sicherungskanälen 168 aufweisen, so dass sie die Sicherungskanäle 168 im Wesentlichen oder vollständig auffüllen. Die Vorsprünge 520 können abgeschrägte Einführungen aufweisen, um die Montage zu vereinfachen. Die Vorsprünge 520 können in die Sicherungskanäle 168 eingepresst werden. Beispielsweise können die Vorsprünge durch eine Übermaßpassung in die Basisteilabschnitte 164, 166 und/oder die Verbindungsstreifen 162 eingreifen. Die Vorsprünge 520 und/oder die Platte 160 können Quetschrippen beinhalten, die verformt werden, wenn die Sicherungsbrücke 510 mit der Platte 160 gekoppelt wird. Bei der veranschaulichten Ausführungsform verlaufen die Vorsprünge 520 vollständig durch die Platte 160 hindurch. Im montierten Zustand führen die Verbindungsstreifen 162 Strom zwischen dem ersten und dem zweiten Basisteilabschnitt 164, 166, und die Sicherungsbrücke 510 führt Strom zwischen dem ersten und dem zweiten Basisteilabschnitt 164, 166. Beispielsweise können die Vorsprünge 520 direkt in beide Basisteilabschnitte 164, 166 eingreifen, um die Basisteilabschnitte 164, 166 elektrisch zu verbinden und Strom dazwischen zu führen. Die Vorsprünge 520 können darüber hinaus direkt in beide angrenzenden Verbindungsstreifen 162 eingreifen, um die Verbindungsstreifen 162 elektrisch zu verbinden und Strom dazwischen zu führen.
Die Batterieanschluss-Sammelschiene 118 stellt eine abgesicherte Schaltung für das Batteriemodul 102 bereit, um Sicherheitsanforderungen wie zum Beispiel Abschnitt 38.3 des UN Manual of Tests and Criteria (UN Transportation Testing UN 38.3) für einen Transport des Batteriemoduls 102 zu erfüllen, und stellt die Sicherungsbrücke 500 oder 510 bereit, die an das Batteriemodul 102 zu montieren ist, wenn das Batteriemodul 102 in dem Fahrzeug verwendet wird. Insofern ist das Batteriemodul 102 sicher, wenn es zwischen dem Batteriemodulhersteller und dem Fahrzeughersteller transportiert wird, der das Batteriemodul 102 in das Fahrzeug einbaut, indem ein abgesicherter Schaltungspfad bereitgestellt wird, der geöffnet werden kann, um eine Überhitzung und einen Brand zu verhindern, zum Beispiel wenn es während des Transports kurzgeschlossen wird. Die Sicherungsbrücke 500 oder 510 erhöht jedoch im eingebauten Zustand die Strombelastbarkeit der Platte 160 auf annehmbare Leistungsstufen, wie sie zum Beispiel den Sammelschienen 116 entsprechen, um einen normalen Betrieb des Batteriemoduls 102 in dem Fahrzeug zuzulassen. Das Batteriemodul 102 ist während der Verwendung in dem Fahrzeug weniger anfällig für Fehlfunktionen durch eine durchgebrannte Sicherung, da die Batterieanschluss-Sammelschiene 118 in der Lage ist, normale Betriebsströme zu verarbeiten, die die Sammelschienen 116 verarbeiten. Darüber hinaus stellt die Sicherungsbrücke 500 oder 510 eine kostengünstige Lösung zum Erhöhen der Strombelastbarkeit der Batterieanschluss-Sammelschiene 118 im Vergleich mit herkömmlichen Sicherungen bereit, die in einigen herkömmlichen Batteriemodulen eingesetzt und dann entsorgt werden, nachdem das Batteriemodul in das Fahrzeug eingebaut worden ist.

Claims

Batteriemodulrahmen (110) für ein Batteriemodul (102), der aufweist: einen ersten Rahmenteilabschnitt (200), der einen ersten Hauptkörper (202), eine erste obere Seitenwand (204), die sich von dem ersten Hauptkörper erstreckt, und eine erste untere Seitenwand (206), die sich von dem ersten Hauptkörper erstreckt, aufweist, wobei der erste Hauptkörper ein erstes Sammelschienen-Pad (208) für eine Sammelschiene (116) aufweist, die dazu ausgebildet ist, mit Batteriezellen (108) des Batteriemoduls elektrisch verbunden zu sein, wobei die erste obere Seitenwand ein erstes oberes Montageelement (230) beinhaltet, wobei die erste untere Seitenwand ein erstes unteres Montageelement (232) beinhaltet; und einen zweiten Rahmenteilabschnitt (300), der von dem ersten Rahmenteilabschnitt getrennt und eigenständig ist, wobei der zweite Rahmenteilabschnitt einen zweiten Hauptkörper (302), eine zweite obere Seitenwand (304), die sich von dem zweiten Hauptkörper erstreckt, und eine zweite untere Seitenwand (306), die sich von dem zweiten Hauptkörper erstreckt, aufweist, wobei der zweite Hauptkörper ein zweites Sammelschienen-Pad (308) für eine Sammelschiene aufweist, die dazu ausgebildet ist, mit Batteriezellen des Batteriemoduls elektrisch verbunden zu sein, wobei die zweite obere Seitenwand ein zweites oberes Montageelement (330) beinhaltet, wobei die zweite untere Seitenwand ein zweites unteres Montageelement (332) beinhaltet; wobei der erste und der zweite Rahmenteilabschnitt an einer Naht (450) gekoppelt sind, wobei das zweite obere Montageelement an einer oberen trennbaren Grenzfläche (452) abnehmbar mit dem ersten oberen Montageelement gekoppelt ist und das zweite untere Montageelement an einer unteren trennbaren Grenzfläche (454) abnehmbar mit dem ersten unteren Montageelement gekoppelt ist, wobei der erste und der zweite Rahmenteilabschnitt miteinander gekoppelt sind, wobei das erste und das zweite Sammelschienen-Pad des ersten und des zweiten Hauptkörpers koplanar sind.
Batteriemodulrahmen (110) nach Anspruch 1, wobei das erste obere Montageelement (230) eine Aufnahme (234) beinhaltet und wobei das zweite obere Montageelement (330) einen Schwanz (334) beinhaltet, der in die Aufnahme aufgenommen ist.
Batteriemodulrahmen (110) nach Anspruch 1, wobei das erste obere Montageelement (230) und das erste untere Montageelement (232) beide entweder steckerartige Montageelemente oder buchsenartige Montageelemente sind und wobei das zweite obere Montageelement (330) und das zweite untere Montageelement (332) beide das andere der steckerartigen Montageelemente oder buchsenartigen Montageelemente sind.
Batteriemodulrahmen (110) nach Anspruch 1, wobei das erste obere Montageelement (230) und das erste untere Montageelement (232) Riegel beinhalten und das zweite obere Montageelement (330) und das zweite untere Montageelement (332) Riegel beinhalten, die mit den Riegeln des ersten oberen Montageelements und des ersten unteren Montageelements interagieren, um den ersten Rahmenteilabschnitt (200) mit dem zweiten Rahmenteilabschnitt (300) zu koppeln.
Batteriemodulrahmen (110) nach Anspruch 1, wobei das erste obere Montageelement (230) Holme (236) beinhaltet, die eine Führungsbahn (238) definieren, die das zweite obere Montageelement (330) aufnimmt, wobei die Holme nichtparallel zueinander sind.
Batteriemodulrahmen (110) nach Anspruch 1, wobei die erste obere Seitenwand (204) eine Stoppflanke (268) beinhaltet, wobei die zweite obere Seitenwand (304) in die Stoppflanke eingreift, um den ersten Rahmenteilabschnitt (200) relativ zu dem zweiten Rahmenteilabschnitt (300) zu positionieren.
Batteriemodulrahmen (110) nach Anspruch 1, wobei der erste Rahmenteilabschnitt (200) und der zweite Rahmenteilabschnitt (300) in einer Passrichtung (480) senkrecht zu dem ersten und dem zweiten Hauptkörper gepasst sind.
Batteriemodulrahmen (110) nach Anspruch 1, der des Weiteren einen dritten Rahmenteilabschnitt (400) aufweist, der von dem ersten und dem zweiten Rahmenteilabschnitt (200, 300) getrennt und eigenständig ist, wobei der dritte Rahmenteilabschnitt einen dritten Hauptkörper (402), eine dritte obere Seitenwand (404), die sich von dem dritten Hauptkörper erstreckt, und eine dritte untere Seitenwand (406), die sich von dem dritten Hauptkörper erstreckt, aufweist, wobei der dritte Hauptkörper ein drittes Sammelschienen-Pad (408) für eine Sammelschiene (116) aufweist, die dazu ausgebildet ist, mit Batteriezellen (108) des Batteriemoduls (102) elektrisch verbunden zu sein, wobei die dritte obere Seitenwand ein drittes oberes Montageelement (430) beinhaltet, wobei die dritte untere Seitenwand ein drittes unteres Montageelement (432) beinhaltet; wobei die zweite obere Seitenwand des zweiten Rahmenteilabschnitts des Weiteren ein viertes oberes Montageelement (340) aufweist und die zweite untere Seitenwand (306) des zweiten Rahmenteilabschnitts des Weiteren ein viertes unteres Montageelement (342) aufweist; und wobei das dritte obere Montageelement abnehmbar mit dem vierten oberen Montageelement gekoppelt ist und das dritte untere Montageelement abnehmbar mit dem vierten unteren Montageelement gekoppelt ist, so dass sich der zweite Rahmenteilabschnitt zwischen dem ersten Rahmenteilabschnitt und dem dritten Rahmenteilabschnitt befindet.
Batteriemodulrahmen (110) nach Anspruch 8, wobei das dritte obere Montageelement (430) mit dem zweiten oberen Montageelement (330) übereinstimmt und das dritte untere Montageelement (432) mit dem zweiten unteren Montageelement (332) übereinstimmt und wobei das erste obere Montageelement (230) mit dem vierten oberen Montageelement (340) übereinstimmt und das erste untere Montageelement (232) mit dem vierten unteren Montageelement (342) übereinstimmt.
Batteriemodulrahmen (110) nach Anspruch 1, wobei der erste Rahmenteilabschnitt (200) Rahmenelemente beinhaltet, die sich zwischen der ersten oberen Seitenwand (204) und der ersten unteren Seitenwand (206) erstrecken, wobei die Rahmenelemente das erste Sammelschienen-Pad (208) definieren, wobei die Rahmenelemente mit der entsprechenden Sammelschiene (116) gekoppelt sind.