-
EINLEITUNG
-
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Werkzeuge und ein Verfahren zur Ausrichtung und Montage eines Batteriemoduls.
-
Ein Batteriesystem oder Array kann eine Vielzahl von Batteriezellen in relativ geringer Entfernung zueinander enthalten. Batterien können grob in Primär- und Sekundärbatterien unterteilt werden. Primärbatterien, die auch als Einwegbatterien bezeichnet werden, sind dafür vorgesehen, so lange verwendet zu werden, bis sie erschöpft sind. Sekundärbatterien, die auch als wiederaufladbare Batterien bezeichnet werden, verwenden eine spezielle Chemie, die es ermöglicht, solche Batterien wiederholt aufzuladen und wiederzuverwenden, was im Vergleich zu Einwegbatterien wirtschaftliche, ökologische und benutzerfreundliche Vorteile bietet. Wiederaufladbare Batterien können zur Stromversorgung von so unterschiedlichen Gegenständen wie Spielzeug, Unterhaltungselektronik und Kraftfahrzeugen verwendet werden. Wiederaufladbare Batterien können in Paketen oder Modulen angeordnet und in speziell entwickelten Gehäusen verpackt sein. Zur Erleichterung der Montage von Batteriemodulen können spezielle Werkzeuge verwendet werden.
-
BESCHREIBUNG
-
Ein Werkzeugsystem ist so konfiguriert, dass es ein Batteriemodul mit einer Vielzahl von Batteriezellen, die in einem Batteriestapel angeordnet sind, ausrichtet und zusammenbaut. Jede Batteriezelle hat einen jeweiligen flexiblen elektrischen Anschluss, der entlang einer jeweiligen Anschlussachse angeordnet ist, und wobei jede Anschlussachse parallel zu einer anderen Anschlussachse ist. Das Werkzeugsystem umfasst eine Werkzeugvorrichtung, wie z. B. ein Ausrichtungselement, das mindestens einen Y-förmigen Schlitz mit einem V-Kollektor definiert, der in einem entlang einer Schlitzachse angeordneten Schlitz endet. Jeder Y-förmige Schlitz ist so konfiguriert, dass er zunächst die flexiblen elektrischen Anschlüsse von mindestens zwei der mehreren Batteriezellen in dem jeweiligen V-Kollektor aufnimmt. Jeder Y-förmige Schlitz ist dann so konfiguriert, dass er die erfassten flexiblen elektrischen Anschlüsse durch den jeweiligen Schlitz gruppiert, wenn die Werkzeugvorrichtung so positioniert ist, dass die Schlitzachse parallel zu den Anschlussachsen ist und die Werkzeugvorrichtung in das Batteriemodul eingreift. Das Werkzeugsystem umfasst auch einen Mechanismus, der so konfiguriert ist, dass er eine erste Kraft auf die Werkzeugvorrichtung entlang der Schlitzachse ausübt, um das Batteriemodul mit der Werkzeugvorrichtung in Eingriff zu bringen. Der Mechanismus gruppiert dadurch die erfassten flexiblen elektrischen Anschlüsse innerhalb des Schlitzes und richtet sie aus.
-
Die Werkzeugvorrichtung kann als einteilige Platte konfiguriert sein, die senkrecht zur Schlitzachse angeordnet ist, so dass die einteilige Platte eine Vielzahl der Y-förmigen Schlitze enthält.
-
Das Batteriemodul kann zusätzlich eine Vielzahl von Dehnungspolstern enthalten, so dass eines der Dehnungspolster zwischen zwei benachbarten Batteriezellen angeordnet ist. Das Werkzeugsystem kann außerdem eine Presse enthalten, die so konfiguriert ist, dass sie eine zweite Kraft auf den Batteriestapel in einer Richtung senkrecht zu den Anschlussachsen ausübt und dadurch die Vielzahl der Expansionspads zusammendrückt.
-
Die Werkzeugvorrichtung kann als eine Vielzahl von flexibel miteinander verbundenen Plattenteilen konfiguriert sein, die in einer Säule senkrecht zur Schlitzachse angeordnet sind. In einer solchen Ausführungsform kann jeder Plattenabschnitt einen Y-förmigen Schlitz definieren.
-
Die Werkzeugvorrichtung kann zusätzlich eine Vielzahl von ersten elastischen Elementen enthalten. In einer solchen Ausführungsform kann eines der ersten elastischen Elemente zwischen zwei benachbarten Plattenteilen angeordnet sein, so dass die ersten elastischen Elemente zusammen mit der Vielzahl von Dehnungspolstern durch die zweite von der Presse ausgeübte Kraft zusammengedrückt werden.
-
Die Werkzeugvorrichtung kann zusätzlich eine Führungsschiene enthalten, die so konfiguriert ist, dass sie die Vielzahl von Plattenabschnitten in der Säule anordnet und hält und die Bewegung der Vielzahl von Plattenabschnitten entlang der Führungsschiene senkrecht zur Schlitzachse erleichtert, wenn die zweite Kraft von der Presse ausgeübt wird.
-
Jeder Plattenabschnitt kann einen ersten Unterabschnitt und einen zweiten Unterabschnitt haben. Der erste Unterabschnitt und der zweite Unterabschnitt können zusammen einen Y-förmigen Schlitz definieren. In einer solchen Ausführungsform kann die Werkzeugvorrichtung zusätzlich eine Vielzahl von zweiten elastischen Elementen umfassen. Eines der zweiten elastischen Elemente kann zwischen dem ersten und dem zweiten Unterabschnitt angeordnet sein, so dass die zweiten elastischen Elemente zusammen mit der Vielzahl von Dehnungspolstern und der Vielzahl der ersten elastischen Elemente durch die zweite von der Presse ausgeübte Kraft zusammengedrückt werden.
-
Das Werkzeugsystem kann zusätzlich eine Druckplatte enthalten, die an der Werkzeughalterung befestigt ist und eine Reaktionsfläche aufweist, die so konfiguriert ist, dass sie die Kraft vom Mechanismus auf das Werkzeug überträgt.
-
Mindestens ein Y-förmiger Schlitz kann so konfiguriert sein, dass er die flexiblen elektrischen Anschlüsse von drei der mehreren Batteriezellen im V-Kollektor erfasst.
-
Der Mechanismus kann entweder einen Luft- oder einen Hydraulikdruckzylinder umfassen, der zum Aufbringen der ersten Kraft konfiguriert ist.
-
Ein Verfahren zum Ausrichten und Montieren eines Batteriemoduls wird ebenfalls offenbart. Die obigen Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der Ausführungsform(en) und der besten Art(en) zur Ausführung der beschriebenen Offenbarung leicht ersichtlich sein, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Figuren und den beigefügten Ansprüchen betrachtet werden.
-
Figurenliste
-
- 1 ist eine schematische perspektivische Explosionsansicht von oben eines Batteriemoduls mit einem Batteriemodulgehäuse und einem Stapel von Batteriezellen mit gruppierten und ausgerichteten elektrischen Anschlüssen, gemäß der Offenbarung.
- 2 ist eine schematische Vorderansicht des in 1 dargestellten Batteriestapels.
- 3 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Werkzeugsystems, das beim Zusammenbau des Batteriestapels verwendet wird, einschließlich einer Werkzeugvorrichtung oder eines Ausrichtungselements, gemäß der Offenbarung.
- 4 ist eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform der in 3 gezeigten Werkzeughalterung gemäß der Offenbarung.
- 5 ist eine schematische Darstellung einer Presse, die so konfiguriert ist, dass sie eine Druckkraft auf den in 2 dargestellten Batteriestapel ausübt, gemäß der Offenbarung.
- 6 ist eine schematische Seitenansicht einer anderen Ausführungsform der in 3 gezeigten Werkzeughalterung gemäß der Offenbarung.
- 7 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Ausrichten und Montieren eines in 1-6 dargestellten Batteriemoduls gemäß der vorliegenden Offenbarung.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
-
In 1 ist eine Explosionszeichnung eines Batteriemoduls oder -pakets 10 dargestellt. Wie dargestellt, enthält das Batteriemodul 10 eine Vielzahl von Batteriezellen 12, die in einem Batteriestapel 14 angeordnet sind. Jede Batteriezelle 12 in dem Batteriemodul 10 erzeugt und speichert elektrische Energie durch wärmeerzeugende elektrochemische Reaktionen. Das Batteriemodul 10 kann beispielsweise in einem Kraftfahrzeug (nicht dargestellt) eingesetzt werden, das einen Antriebsstrang zum Antrieb desselben hat und eine oder mehrere Energiequellen verwendet. Das Batteriemodul 10 kann so konfiguriert sein, dass es elektrische Energie für den Betrieb der Fahrzeugstromquellen erzeugt und speichert. Ein zusammengebautes Batteriemodul 10 umfasst eine Einfassung oder ein Gehäuse 16. 1 zeigt das Batteriemodul 10 in einer Explosionsdarstellung, um die Anordnung des Batteriestapels 14 innerhalb des Gehäuses 16 zu veranschaulichen.
-
Mit fortgesetztem Bezug auf 1 hat der Batteriestapel 14 eine erste Seitenfläche 14-1, eine zweite Seitenfläche 14-2, eine obere Fläche 14-3 und eine untere Fläche 14-4. Das Gehäuse 16 ist so konfiguriert, dass es die Anordnung der Batteriezellen 12 im Batteriestapel 14 beibehält, die Zellen vor Beschädigungen schützt und die Montage des Moduls 10 in seiner Betriebsumgebung (wie z. B. in einem oben beschriebenen Kraftfahrzeug) erleichtert. Das Gehäuse 16 umfasst eine erste Seitenplatte 18, eine zweite Seitenplatte 20 und eine Abdeckung oder Deckplatte 22, die an der ersten und zweiten Seitenplatte befestigt ist. Die erste Seitenplatte 18, die zweite Seitenplatte 20 und die Abdeckung 22 sind so konfiguriert, dass sie den Batteriestapel 14 an der jeweiligen ersten Seitenfläche 14-1, der zweiten Seitenfläche 14-2 und der oberen Fläche 14-3 begrenzen.
-
Wie in 1 zusätzlich dargestellt, kann eine Epoxidschicht 24 auf die untere Oberfläche 14-4 des Batteriestapels 14 aufgebracht werden. Das Batteriemodul 10 umfasst auch eine Kühlplatte 26, die so konfiguriert ist, dass sie die Wärmeübertragung vom Batteriestapel 14 an die Umgebung steuert. Die Kühlplatte 26 ist an den ersten und zweiten Seitenplatten 18, 20 befestigt, um dadurch den Batteriestapel 14 an der Bodenfläche 14-4 zu begrenzen. Die Kühlplatte 26 kann zusätzlich über die Epoxidschicht 24 an der Bodenfläche 14-4 des Batteriestapels 14 befestigt werden. Das Batteriemodulgehäuse 16 umfasst auch erste und zweite Zwischenverbindungsplatinen (ICBs) 28-1, 28-2. Die ICBs 28-1, 28-2 können an der Abdeckung 22 (in 3 dargestellt) befestigt, z. B. mit dieser vormontiert sein. Dementsprechend bilden die erste und zweite Seitenplatte 18, 20, die Abdeckung 22, die Kühlplatte 26 und die ICBs 28-1, 28-2 das Batteriemodulgehäuse 16.
-
Wie in 1 und 2 dargestellt, ist der Batteriestapel 14 entlang der Achse Y angeordnet. Jede Batteriezelle 12 im Batteriestapel 14 hat einen flexiblen elektrischen Anschluss, der entlang einer jeweiligen Anschlussachse angeordnet ist, so dass jede Anschlussachse parallel zu einer anderen Anschlussachse ist. In 1 ist beispielhaft eine erste Batteriezelle 12-1 mit einer ersten flexiblen elektrischen Klemme oder Kontaktfahne 30-1, die entlang einer ersten Achse X1 angeordnet ist, eine zweite Batteriezelle 12-2 mit einer zweiten flexiblen elektrischen Klemme 30-2, die entlang einer zweiten Achse X2 angeordnet ist, und eine dritte Batteriezelle 12-3 mit einer dritten flexiblen elektrischen Klemme 30-3, die entlang einer dritten Achse X3 angeordnet ist, dargestellt; alle sind in der Nähe der ersten ICB 28-1, d.h. an der Vorderseite des Batteriestapels 14, angeordnet. Die erste, zweite und dritte Klemme 30-1, 30-2, 30-3 können beispielsweise positive Klemmen sein, die zum Eingriff mit der ersten ICB 28-1 gruppiert sind. Die ersten, zweiten und dritten Achsen X1, X2, X3 sind parallel zueinander. Wie in 1 gezeigt, hat die erste Batteriezelle 12-1 auch einen weiteren Anschluss 32-1, der entlang der ersten Achse X1 angeordnet ist, die zweite Batteriezelle 12-2 hat einen weiteren Anschluss 32-2, der entlang der zweiten Achse X2 angeordnet ist, und die dritte Batteriezelle 12-3 hat einen weiteren elektrischen Anschluss 32-3, der entlang der dritten Achse X3 angeordnet ist; alle sind in der Nähe der zweiten ICB 28-2 angeordnet, d.h. auf der gegenüberliegenden Seite des Batteriestapels 14.
-
Wenn der erste, zweite und dritte Anschluss 30-1, 30-2, 30-3 positiv sind, würden die Batterieanschlüsse 32-1, 32-2, 32-3 negative Anschlüsse sein, die für den Eingriff mit der zweiten ICB 28-2 gruppiert sind. Alternativ kann, abhängig von der spezifischen Ausführungsform und dem Layout des Batteriemoduls 10, der erste Anschluss 30-1 der ersten Batteriezelle 12-1 mit dem zweiten Anschluss 30-2 der zweiten Batteriezelle 12-2 gruppiert werden, aber nicht mit dem dritten Anschluss 30-3 (der dritte Anschluss würde dann mit dem anderen benachbarten Anschluss gruppiert werden). In einer solchen Ausführungsform können die Anschlüsse 32-1 und 32-2 in ähnlicher Weise gruppiert sein, jedoch nicht mit dem Anschluss 32-3 auf der gegenüberliegenden Seite des Batteriestapels 14. Das Batteriemodul 10 kann zusätzlich eine Vielzahl von Erweiterungspads 34 umfassen (dargestellt in 2 und 5). Ein einzelnes Erweiterungspolster 34 kann zwischen jeweils zwei benachbarten Batteriezellen angeordnet sein, beispielsweise zwischen der ersten Batteriezelle 12-1 und der zweiten Batteriezelle 12-2, sowie zwischen der zweiten Batteriezelle 12-2 und der dritten Batteriezelle 12-3.
-
In 3 ist ein Werkzeugsystem 100 dargestellt. Das Werkzeugsystem 100 ist speziell so konfiguriert, dass es den Zusammenbau des Batteriestapels 14 auf der Vorderseite mit der ersten ICB 28-1 (und separat, auf der gegenüberliegenden Seite, mit der zweiten ICB 28-2) erleichtert. Das Werkzeugsystem 100 umfasst eine Werkzeughalterung oder ein Ausrichtungselement 102. Die Werkzeugvorrichtung 102 ist so konfiguriert, dass sie in den Batteriestapel 14 eingreift und die Batteriepole von mindestens zwei der benachbarten Batteriezellen, wie z. B. 12-1, 12-2 und 12-3 (in 4 dargestellt), gruppiert und ausrichtet. Die Werkzeughalterung 102 definiert Y-förmige Schlitze 104 mit einem V-Kollektor 106, der in einem im Wesentlichen geraden Schlitz 108 endet, der entlang einer Schlitzachse XT angeordnet ist. Jeder Y-förmige Schlitz 104 ist so konfiguriert, dass er anfänglich die jeweiligen flexiblen elektrischen Anschlüsse von mindestens zwei aus der Vielzahl der benachbarten Batteriezellen im V-Kollektor 106 erfasst.
-
Insbesondere kann in der in 4 dargestellten Ausführungsform des Batteriestapels 14 ein Y-förmiger Schlitz 104 so konfiguriert sein, dass er den ersten, zweiten und dritten Anschluss 30-1, 30-2, 30-3 aufnimmt. Die Batteriepole 32-1, 32-2, 32-3 können in ähnlicher Weise aufgenommen werden, z. B. mit einer anderen doppelten Werkzeugvorrichtung oder anschließend mit der Werkzeugvorrichtung 102. Insbesondere kann in der in 2 dargestellten Ausführungsform des Batteriestapels 14 ein Y-förmiger Schlitz 104 so konfiguriert sein, dass er den ersten, zweiten und dritten Anschluss 30-1, 30-2, 30-3 erfasst. Bei einer alternativen Ausführungsform des Batteriemoduls 10 kann die Werkzeugvorrichtung 102 so konfiguriert sein, dass jeder Y-förmige Schlitz 104 nur zwei benachbarte Anschlüsse des Batteriestapels 14 erfasst (nicht dargestellt).
-
Nach der Erfassung durch den Y-förmigen Schlitz 104 ist die Werkzeugvorrichtung 102 so konfiguriert, dass sie die erfassten flexiblen elektrischen Anschlüsse, wie den ersten, zweiten und dritten Anschluss 30-1, 30-2, 30-3, gruppiert, indem sie in den Schlitz 108 eingeklinkt werden. Die Gruppierung der jeweiligen Klemmen 30-1, 30-2, 30-3 soll erreicht werden, indem die Werkzeugvorrichtung 102 so positioniert wird, dass die Schlitzachse XT im Allgemeinen mit den Klemmenachsen X1, X2, X3 ausgerichtet ist und parallel zu ihnen verläuft, und die Werkzeugvorrichtung in einer solchen Ausrichtung in den Batteriestapel 14 eingreift. Die Werkzeugvorrichtung 102 muss daher möglicherweise rechtwinklig zu den ersten, zweiten und dritten Anschlüssen 30-1, 30-2, 30-3, d.h. senkrecht zur Achse Y, ausgerichtet werden. Obwohl sich die obige und folgende Beschreibung auf das Ausrichten und Gruppieren der ersten, zweiten und dritten Anschlüsse 30-1, 30-2, 30-3 auf der Vorderseite des Batteriestapels 14 konzentriert, würde ein analoger Vorgang in Bezug auf das Ausrichten und Gruppieren der Anschlüsse 32-1, 32-2 und 32-3 auf der gegenüberliegenden Seite des Stapels stattfinden.
-
Wie in 3 dargestellt, umfasst das Werkzeugsystem 100 auch einen Mechanismus 110. Der Mechanismus 110 ist so konfiguriert, dass er eine erste Kraft F1 auf die Werkzeugvorrichtung 102 entlang der Schlitzachse ausübt, um den Batteriestapel 14 mit der Werkzeugvorrichtung in Eingriff zu bringen und dadurch die erfassten flexiblen elektrischen Anschlüsse, wie den ersten, zweiten und dritten Anschluss 30-1, 30-2, 30-3 innerhalb des Schlitzes 108 zu gruppieren und auszurichten. So gruppiert und ausgerichtet, erleichtern die jeweiligen flexiblen elektrischen Anschlüsse das Abdecken der ersten ICB 28-1 an der Vorderseite (und der zweiten ICB 28-2 an der gegenüberliegenden Seite) des Batteriemoduls 10. Der Mechanismus 110 kann entweder ein Luft- oder ein Hydraulikdruckzylinder sein, der zum Aufbringen der ersten Kraft F1 konfiguriert ist. Wie in 5 dargestellt, kann das Werkzeugsystem 100 zusätzlich eine Presse 112 umfassen, die so konfiguriert ist, dass sie eine zweite Kraft F2 auf den Batteriestapel 14 in einer Richtung senkrecht zu den Anschlussachsen X1, X2, X3 ausübt und dadurch den Stapel durch Zusammendrücken der Vielzahl von Dehnungspolstern 34 zusammendrückt. Ein solches Zusammendrücken der Dehnungspolster 34 soll eine kompakte Anordnung des Batteriestapels 14 und einen passgenauen Sitz desselben innerhalb des Gehäuses 16 zur Erzeugung des Moduls 10 ermöglichen.
-
In einer in 4 gezeigten Grundausführung kann die Werkzeugvorrichtung 102 als eine durchgehende, d.h. einteilige Platte 102A konfiguriert sein, die senkrecht zur Schlitzachse angeordnet ist und die Vielzahl der Y-förmigen Schlitze 104 definiert. In einer anderen Ausführungsform, die in 6 dargestellt ist, kann die Werkzeugvorrichtung 102 als eine Vielzahl von flexibel miteinander verbundenen Plattenabschnitten 102B konfiguriert sein, die in einer Säule 102C senkrecht zur Schlitzachse angeordnet sind. Jeder Plattenabschnitt 102B ist so konfiguriert, dass er einen Y-förmigen Schlitz 104 definiert. Die in 6 gezeigte Ausführungsform der Werkzeugvorrichtung 102 kann zusätzlich eine Mehrzahl von ersten elastischen Elementen 114 umfassen.
-
Insbesondere kann ein bestimmtes erstes elastisches Element 114 zwischen jeweils zwei benachbarten Plattenabschnitten 102B angeordnet sein. In einer solchen Konstruktion der Werkzeugvorrichtung 102 ist die Mehrzahl der ersten elastischen Elemente 114 dazu vorgesehen, durch die zweite Kraft F2, die von der Presse 112 ausgeübt wird, zusammen mit der Mehrzahl der Dehnungspolster 34 zusammengedrückt zu werden. Beispielsweise kann, wie dargestellt, jedes erste elastische Element 114 als Schraubenfeder konfiguriert sein. Wie in 6 gezeigt, kann die Werkzeugvorrichtung 102 auch eine Führungsschiene 116 umfassen. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Führungsschiene 116 so konfiguriert, dass sie die Mehrzahl der Plattenabschnitte 102B in der Säule 102C anordnet und festhält. Außerdem ist die Führungsschiene 116 so konfiguriert, dass sie die Bewegung der betreffenden Plattenabschnitte 102B senkrecht zur Schlitzachse und entlang der Führungsschiene unter der zweiten Kraft F2 erleichtert.
-
Wie in 6 dargestellt, kann jeder Plattenabschnitt 102B einen ersten Unterabschnitt 102B-1 und einen zweiten Unterabschnitt 102B-2 aufweisen. Zusammen können der benachbarte erste Unterabschnitt 102B-1 und der zweite Unterabschnitt 102B-2 einen Y-förmigen Schlitz 104 definieren. Die Werkzeughalterung 104 kann zusätzlich eine Vielzahl von zweiten elastischen Elementen 118 umfassen. In einer solchen Ausführungsform ist eines der zweiten elastischen Elemente 118 zwischen dem ersten und zweiten Unterabschnitt 102B-1, 102B-2 angeordnet. Die zweiten elastischen Elemente 118 werden durch die zweite Kraft F2, die von der Presse 112 ausgeübt wird, zusammen mit der Mehrzahl der Dehnungspolster 34 und der Mehrzahl der ersten elastischen Elemente 114 zusammengedrückt. Wie oben beschrieben, ist die Anwendung der zweiten Kraft F2 dazu gedacht, den Batteriestapel 14 zusammenzudrücken, um den Einbau des Stapels in das Gehäuse 16 und die Bildung des Moduls 10 zu ermöglichen.
-
Mit erneutem Bezug auf 3 kann das Werkzeugsystem 100 zusätzlich eine Druckplatte 120 umfassen, die an der Werkzeugvorrichtung 102 befestigt ist und eine Reaktionsfläche 120A aufweist, die so konfiguriert ist, dass sie die erste Kraft F1 von dem Mechanismus 110 auf die Werkzeugvorrichtung überträgt. In der in 4 dargestellten Ausführungsform der Werkzeugvorrichtung 102 kann die Druckplatte 120 so konfiguriert sein, dass sie die erste Kraft F1 gezielt oder direkt auf die durchgehende Platte 102A überträgt, während in der in 6 dargestellten Ausführungsform der Werkzeugvorrichtung die Druckplatte so konfiguriert sein kann, dass sie die erste Kraft zunächst auf die Führungsschiene 116 überträgt. Dementsprechend ist das Werkzeugsystem 100, wie oben in Bezug auf 3-6 beschrieben, speziell konfiguriert, um die Montage des Batteriestapels 14 auf der Vorderseite mit der ersten ICB 28-1 (und separat, auf der gegenüberliegenden Seite, mit der zweiten ICB 28-2) zu erleichtern. Eine solche Konstruktion des Batteriestapels 14 bereitet den Batteriestapel für die endgültige Montage des Batteriemoduls 10 innerhalb des Gehäuses 16 vor.
-
7 zeigt ein Verfahren 200 zum Ausrichten und Montieren eines Batteriemoduls, wie das oben in Bezug auf die 1-6 beschriebene Batteriemodul 10. Das Verfahren 200 kann von speziell geschultem Personal in einer Fertigungsanlage durchgeführt werden und verschiedene Maschinen und Geräte einsetzen, die so konfiguriert sind, dass sie den Prozess der Herstellung solcher Batteriemodule automatisieren. Das Verfahren 200 beginnt in Rahmen 202 mit dem Einrichten von Batteriezellen, wie den Zellen 12-1, 12-2 und 12-3 mit den ersten, zweiten und dritten Anschlüssen 30-1, 30-2 und 30-3, in dem Batteriestapel 14. Nach dem Rahmen 202 fährt das Verfahren mit dem Rahmen 204 fort.
-
In Rahmen 204 umfasst das Verfahren das Aufbringen der ersten Kraft F1, beispielsweise über den Mechanismus 110, auf die Werkzeugvorrichtung 102, die Y-förmige(n) Schlitz(e) 104 definiert, von denen jeder den V-Kollektor 106 aufweist, der in dem entlang der Schlitzachse angeordneten Schlitz 108 gipfelt, um das Batteriemodul 10 mit der Werkzeugvorrichtung in Eingriff zu bringen. Wie oben in Bezug auf die 1-6 beschrieben, wird die erste Kraft F1 aufgebracht, wenn die Werkzeugvorrichtung 102 so positioniert ist, dass die Schlitzachse parallel zu den jeweiligen Anschlussachsen, wie der ersten Achse, der zweiten Achse und der dritten Achse X1, X2, X3, verläuft und die Werkzeugvorrichtung rechtwinklig zum Anschluss ist. In Rahmen 204 kann das Verfahren auch das Ausüben der zweiten Kraft F2 auf den Batteriestapel 14 über die Presse 112 in der Richtung senkrecht zu den Anschlussachsen, wie der ersten Achse, der zweiten Achse und der dritten Achse X1, X2, X3, umfassen, um dadurch die Dehnungspolster 34 zusammenzudrücken. Die Vielzahl der Dehnungspolster 34 kann zusammen mit der Vielzahl der ersten elastischen Elemente 114 und der zweiten elastischen Elemente 118 durch die zweite Kraft F2 zusammengedrückt werden.
-
In Rahmen 204 kann das Verfahren zusätzlich das Bewegen der Vielzahl von Plattenabschnitten, wie z. B. der Abschnitte 102B, entlang der Führungsschiene 116 senkrecht zur Schlitzachse unter der zweiten Kraft F2 umfassen. Die zweite Kraft F2 kann vor dem Aufbringen der ersten Kraft F1 aufgebracht werden. Nach Rahmen 204 schreitet das Verfahren zu Rahmen 206 fort. In Rahmen 206 umfasst das Verfahren zunächst das Einfangen von mindestens zwei der jeweiligen elektrischen Anschlüsse, wie dem ersten, zweiten und dritten Anschluss 30-1, 30-2, 30-3 der benachbarten Batteriezellen 12 im V-Kollektor 106 jedes Y-förmigen Schlitzes 104. Mit anderen Worten, die flexiblen elektrischen Anschlüsse von mindestens zwei der Batteriezellen werden in dem V-Kollektor 106 eines Y-förmigen Schlitzes 104 erfasst. Nach Rahmen 206 geht das Verfahren zu Rahmen 208 über. In Rahmen 208 umfasst das Verfahren das Gruppieren und Ausrichten der erfassten flexiblen elektrischen Anschlüsse, z. B. des ersten, zweiten und dritten Anschlusses 30-1, 30-2, 30-3, innerhalb des jeweiligen Schlitzes 108. Nach dem Gruppieren und Ausrichten der jeweiligen elektrischen Anschlüsse kann das Verfahren mit Rahmen 210 fortfahren.
-
In Rahmen 210 kann das Verfahren das Montieren oder Auflegen der ersten ICB 28-1 auf der Vorderseite und der zweiten ICB 28-2 auf der gegenüberliegenden Seite des Batteriestapels 14 umfassen. Die ICB 28-1 und 28-2 können jeweils mit dem Stapel 14 zusammengebaut werden, indem sie auf die gruppierten und ausgerichteten Anschlüsse 30-1, 30-2, 30-3 auf der Vorderseite des Stapels und auf die gruppierten und ausgerichteten Anschlüsse 32-1, 32-2, 32-3 auf der gegenüberliegenden Seite des Stapels geschoben werden. Die Werkzeugvorrichtung 102 kann in ihrer Position verbleiben, wobei die Y-förmigen Schlitze 104 mit den elektrischen Anschlüssen auf der Seite des Stapels 14 in Eingriff stehen, die die jeweilige ICB aufnimmt. In Rahmen 210 kann das Verfahren auch das Anbringen der ersten und zweiten Seitenplatten 18, 20, der Abdeckung 22 und der Kühlplatte 26 des Gehäuses 16 an dem Batteriestapel 14 umfassen, um dadurch das Batteriemodul 10 zu erzeugen. Das Verfahren kann in Rahmen 212 nach der Bildung des Gehäuses 16 abgeschlossen werden.
-
Die ausführliche Beschreibung und die Zeichnungen oder Figuren sind unterstützend und beschreibend für die Offenbarung, aber der Umfang der Offenbarung wird ausschließlich durch die Ansprüche definiert. Während einige der besten Modi und andere Ausführungsformen zur Ausführung der beanspruchten Offenbarung im Detail beschrieben wurden, gibt es verschiedene alternative Ausführungen und Ausführungsformen zum Ausführen der in den beigefügten Ansprüchen definierten Offenbarung. Darüber hinaus sind die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen oder die in der vorliegenden Beschreibung erwähnten Merkmale verschiedener Ausführungsformen nicht unbedingt als voneinander unabhängige Ausführungsformen zu verstehen. Vielmehr ist es möglich, dass jedes der in einem der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale mit einem oder mehreren anderen gewünschten Merkmalen anderer Ausführungsformen kombiniert werden kann, was zu anderen Ausführungsformen führt, die nicht in Worten oder durch Bezugnahme auf die Figuren beschrieben sind. Dementsprechend fallen solche anderen Ausführungsformen in den Rahmen des Anwendungsbereichs der beigefügten Ansprüche.
