-
GEBIET DER TECHNIK
-
Diese Offenbarung betrifft im Allgemeinen Traktionsbatteriepacks elektrifizierter Fahrzeuge und insbesondere Baugruppen zum Montieren interner Batteriekomponenten an interne Batteriestrukturen.
-
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
-
Ein Hochspannungstraktionsbatteriepack versorgt üblicherweise eine elektrische Maschine und andere elektrische Verbraucher eines elektrifizierten Fahrzeugs mit Leistung. Der Traktionsbatteriepack beinhaltet eine Vielzahl von Batteriezellen und verschiedene andere interne Batteriekomponenten, die innerhalb einer äußeren Gehäusebaugruppe zum Stützen des elektrischen Antriebs des elektrifizierten Fahrzeugs untergebracht sind. Einige Traktionsbatteriepacks haben Batteriearrays verschiedener Größen integriert, um die Energiekapazitätsanforderungen zu erfüllen.
-
KURZDARSTELLUNG
-
Ein Traktionsbatteriepack gemäß einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet unter anderem eine äußere Gehäusebaugruppe, die einen Innenraum bereitstellt, eine interne Batteriekomponente, die innerhalb des Innenraums untergebracht ist, eine interne Batteriestruktur, die innerhalb des Innenraums an einer Stelle benachbart zu der internen Batteriekomponente angeordnet ist, und eine Trägerplattenbaugruppe, die an die interne Batteriestruktur montierbar und dazu angeordnet ist, einen Montagepunkt zum Sichern der internen Batteriekomponente an der internen Batteriestruktur zu bilden.
-
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform des vorstehenden Traktionsbatteriepacks beinhaltet die äußere Gehäusebaugruppe eine Gehäuseschale, die sich entlang einer Mittellängsachse erstreckt. Die interne Batteriestruktur erstreckt sich entlang einer zweiten Längsachse, die quer zu der Mittellängsachse ist.
-
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Traktionsbatteriepacks ist die interne Batteriestruktur ein starrer Querträger, der eine Verbindung zwischen einem Paar sich in Längsrichtung erstreckender Seitenwände einer Gehäuseschale der äußeren Gehäusebaugruppe herstellt.
-
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorstehenden Traktionsbatteriepacks ist die interne Batteriekomponente ein Batteriearray.
-
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorstehenden Traktionsbatteriepacks beinhaltet die Trägerplattenbaugruppe eine Trägerplatte und eine Käfigmutter, die innerhalb der Trägerplatte gehalten wird.
-
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorstehenden Traktionsbatteriepacks ist die Käfigmutter eine frei bewegliche Käfigmutter.
-
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorstehenden Traktionsbatteriepacks ist die Trägerplatte an einem Paar gegenüberliegender vertikaler Wände einer Strebe der internen Batteriestruktur montiert. Die Käfigmutter beinhaltet einen Zylinder, der innerhalb einer Nut aufgenommen ist, die sich zwischen dem Paar gegenüberliegender vertikaler Wände erstreckt.
-
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorstehenden Traktionsbatteriepacks ist die Trägerplatte innerhalb einer Nut aufgenommen, die in einer Basis der internen Batteriestruktur ausgebildet ist, und beinhaltet die Käfigmutter einen Zylinder, der innerhalb einer Nut aufgenommen ist, die sich von der Nut nach außen erstreckt.
-
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorstehenden Traktionsbatteriepacks erstreckt sich ein Befestigungsmittel durch eine Stützstruktur der internen Batteriekomponente und dann in eine Käfigmutter der Trägerplattenbaugruppe zum Sichern der internen Batteriekomponente an der internen Batteriestruktur.
-
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorstehenden Traktionsbatteriepacks ist eine Trägerplatte der Trägerplattenbaugruppe durch eine Schweißnaht an der internen Batteriestruktur gesichert.
-
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorstehenden Traktionsbatteriepacks beinhaltet die Trägerplattenbaugruppe eine Trägerplatte und eine Vielzahl von Käfigmuttern, die innerhalb der Trägerplatte gehalten wird.
-
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorstehenden Traktionsbatteriepacks bildet jede der Vielzahl von Käfigmuttern einen getrennten Montagepunkt der Trägerplattenbaugruppe.
-
Ein Traktionsbatteriepack gemäß einem weiteren beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet unter anderem eine äußere Gehäusebaugruppe, die eine Schale und eine Abdeckung beinhaltet, eine interne Batteriestruktur, die sich zwischen einem Paar sich in Längsrichtung erstreckender Seitenwände der Schale erstreckt, ein erstes Batteriearray, das sich auf einer ersten Seite der internen Batteriestruktur befindet, eine erste Trägerplattenbaugruppe, die an die interne Batteriestruktur montiert und dazu konfiguriert ist, das erste Batteriearray an der internen Batteriestruktur zu sichern, ein zweites Batteriearray, das sich auf einer zweiten Seite der internen Batteriestruktur befindet, und eine zweite Trägerplattenbaugruppe, die an die interne Batteriestruktur montiert und dazu konfiguriert ist, das zweite Batteriearray an der internen Batteriestruktur zu sichern. Das erste Batteriearray beinhaltet eine erste Länge und das zweite Batteriearray beinhaltet eine zweite Länge, die sich von der ersten Länge unterscheidet.
-
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform des vorstehenden Traktionsbatteriepacks ist die interne Batteriestruktur ein starrer Querträger, der sich entlang einer Achse erstreckt, die quer zu einer Mittellängsachse der Schale ist.
-
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Batteriepacks sind die interne Batteriestruktur, eine Trägerplatte der ersten Trägerplattenbaugruppe und eine Trägerplatte der zweiten Trägerplattenbaugruppe jeweils aus einer gemeinsamen Art von Material hergestellt.
-
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer beliebigen der vorstehenden Batteriepacks handelt es sich bei der gemeinsamen Art von Material um Aluminium.
-
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorstehenden Batteriepacks beinhaltet jede von der ersten Trägerplattenbaugruppe und der zweiten Trägerplattenbaugruppe eine Trägerplatte und eine Käfigmutter, die innerhalb der Trägerplatte gehalten wird.
-
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorstehenden Batteriepacks ist die Trägerplatte an einer Strebe oder einer Basis der internen Batteriestruktur montiert. Die Käfigmutter beinhaltet einen Zylinder, der innerhalb einer Nut aufgenommen ist, die durch die Strebe oder die Basis gebildet ist.
-
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines belieben der vorstehenden Batteriepacks erstreckt sich ein Befestigungsmittel durch eine Stützstruktur des ersten Batteriearrays oder des zweiten Batteriearrays und dann in die Käfigmutter zum Sichern des ersten Batteriearrays oder des zweiten Batteriearrays an der internen Batteriestruktur.
-
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorstehenden Batteriepacks beinhaltet mindestens eine von der ersten Trägerplattenbaugruppe oder der zweiten Trägerplattenbaugruppe eine Trägerplatte und eine Vielzahl von Käfigmuttern, die innerhalb der Trägerplatte gehalten wird.
-
Die Ausführungsformen, Beispiele und Alternativen der vorhergehenden Absätze, der Patentansprüche oder der folgenden Beschreibung und Zeichnungen, die beliebige ihrer verschiedenen Aspekte oder jeweiligen individuellen Merkmale beinhalten, können unabhängig voneinander oder in beliebiger Kombination betrachtet werden. In Verbindung mit einer Ausführungsform beschriebene Merkmale sind auf alle Ausführungsformen anwendbar, sofern derartige Merkmale nicht unvereinbar sind.
-
Die verschiedenen Merkmale und Vorteile dieser Offenbarung werden für den Fachmann aus der folgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich. Die der detaillierten Beschreibung beigefügten Zeichnungen lassen sich kurzgefasst wie folgt beschreiben.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
- 1 veranschaulicht schematisch ein elektrifiziertes Fahrzeug.
- 2 veranschaulicht einen Traktionsbatteriepack eines elektrifizierten Fahrzeugs.
- 3 ist eine perspektivische Ansicht des Traktionsbatteriepacks aus 2, wobei ausgewählte Abschnitte entfernt sind, um einen Innenraum des Traktionsbatteriepacks besser zu veranschaulichen.
- 4 veranschaulicht einer internen Batteriestruktur des Transaktionsbatteriepacks aus 3.
- 5 ist eine Querschnittsansicht durch den Schnitt 5-5 aus 4.
- 6 veranschaulicht ein Batteriearray, das durch eine Trägerplattenbaugruppe an einer internen Batteriestruktur gesichert ist.
- 7 veranschaulicht eine weitere beispielhafte Trägerplattenbaugruppe eines Traktionsbatteriepacks.
- 8 veranschaulicht eine weitere beispielhafte interne Batteriestruktur und Trägerplattenbaugruppe zur Verwendung innerhalb eines Traktionsbatteriepacks.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
-
Diese Offenbarung legt ausführlich beispielhafte Traktionsbatteriepackausgestaltungen zur Verwendung in elektrifizierten Fahrzeugen dar. Beispielhafte Traktionsbatteriepacks können eine äußere Gehäusebaugruppe, die einen Innenraum bildet, ein Batteriearray, das innerhalb des Innenraums untergebracht ist, eine interne Batteriestruktur benachbart zu dem Batteriearray und eine Trägerplattenbaugruppe beinhalten, die dazu angeordnet ist, das Batteriearray an der internen Batteriestruktur zu sichern. Die Trägerplattenbaugruppe kann eine Trägerplatte und eine bewegliche Käfigmutter beinhalten. Die Käfigmutter kann ein Befestigungsmittel zum Sichern des Batteriearrays an der internen Batteriestruktur unterbringen. Diese und andere Merkmale werden in den folgenden Absätzen dieser detaillierten Beschreibung ausführlicher erörtert.
-
1 veranschaulicht schematisch ein elektrifiziertes Fahrzeug 10. Das elektrifizierte Fahrzeug 10 kann eine beliebige Art von elektrifiziertem Antriebsstrang beinhalten. In einer Ausführungsform ist das elektrifizierte Fahrzeug 10 ein Batterieelektrofahrzeug (battery electric vehicle - BEV). Die in dieser Schrift beschriebenen Konzepte sind jedoch nicht auf BEVs beschränkt und könnten sich auf andere elektrifizierte Fahrzeuge erstrecken, zu denen unter anderem Hybridelektrofahrzeuge (hybrid electric vehicles - HEVs), Plug-in-Hybridelektrofahrzeuge (plug-in hybrid electric vehicles - PHEVs), Brennstoffzellenfahrzeuge usw. gehören. Daher könnte das elektrifizierte Fahrzeug 10, obwohl dies in der beispielhaften Ausführungsform nicht konkret dargestellt ist, mit einer Brennkraftmaschine ausgestattet sein, die entweder allein oder in Kombination mit anderen Leistungsquellen eingesetzt werden kann, um das elektrifizierte Fahrzeug 10 anzutreiben.
-
In der veranschaulichten Ausführungsform handelt es sich bei dem elektrifizierten Fahrzeug 10 um eine Geländelimousine (sport utility vehicle - SUV). Bei dem elektrifizierten Fahrzeug 10 könnte es sich jedoch alternativ um ein Auto, einen Van, einen Pickup oder eine beliebige andere Fahrzeugkonfiguration handeln. Wenngleich in den Figuren dieser Offenbarung eine spezifische Beziehung der Komponenten veranschaulicht ist, sollen die Veranschaulichungen diese Offenbarung nicht einschränken. Die Platzierung und Ausrichtung der verschiedenen Komponenten des elektrifizierten Fahrzeugs 10 sind schematisch gezeigt und könnten innerhalb des Umfangs dieser Offenbarung variieren. Darüber hinaus sind die verschiedenen dieser Offenbarung beigefügten Figuren nicht zwingend maßstabsgetreu gezeichnet und können einige Merkmale vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um gewisse Details einer konkreten Komponente oder eines konkreten Systems hervorzuheben.
-
In der veranschaulichten Ausführungsform ist das elektrifizierte Fahrzeug 10 ein vollelektrisches Fahrzeug, das ausschließlich durch elektrische Leistung, wie etwa durch eine oder mehrere elektrische Maschinen 12, ohne Unterstützung von einer Brennkraftmaschine angetrieben wird. Die elektrische Maschine 12 kann als Elektromotor, elektrischer Generator oder beides betrieben werden. Die elektrische Maschine 12 nimmt elektrische Leistung auf und kann die elektrische Leistung in Drehmoment zum Antreiben eines oder mehrerer Räder 14 des elektrifizierten Fahrzeugs 10 umwandeln.
-
Ein Spannungsbus 16 kann die elektrische Maschine 12 elektrisch an einen Traktionsbatteriepack 18 koppeln. Der Traktionsbatteriepack 18 ist eine beispielhafte Batterie eines elektrifizierten Fahrzeugs. Der Traktionsbatteriepack 18 kann ein Hochspannungstraktionsbatteriepack sein, der eine oder mehrere Batteriearrays 20 (d. h. Batteriebaugruppen oder Gruppierungen von wiederaufladbaren Batteriezellen) beinhaltet, die dazu in der Lage sind, elektrische Leistung zum Versorgen der elektrischen Maschine 12 und/oder anderer elektrischer Verbraucher des elektrifizierten Fahrzeugs 10 mit Leistung auszugeben. Alternativ oder zusätzlich könnten auch andere Arten von Energiespeichervorrichtungen und/oder Ausgabevorrichtungen verwendet werden, um das elektrifizierte Fahrzeug 10 mit elektrischer Leistung zu versorgen.
-
Der Traktionsbatteriepack 18 kann an einem Unterboden 22 des elektrifizierten Fahrzeugs 10 gesichert sein. Der Traktionsbatteriepack 18 könnte sich jedoch innerhalb des Umfangs dieser Offenbarung an einer anderen Stelle an dem elektrifizierten Fahrzeug 10 befinden.
-
2 und 3 veranschaulichen einen Traktionsbatteriepack 18, der in einem elektrifizierten Fahrzeug, wie etwa dem elektrifizierten Fahrzeug 10 aus 1, eingesetzt werden kann. 2 ist eine zusammengebaute, perspektivische Ansicht des Traktionsbatteriepacks 18 und Abschnitte (z. B. eine Gehäuseabdeckung 24) des Traktionsbatteriepacks 18 sind in 3 entfernt, um seinen internen Inhalt besser zu visualisieren.
-
In dem Traktionsbatteriepack 18 kann eine Vielzahl von Batteriezellen 26 untergebracht sein, die Energie zum Versorgen unterschiedlicher elektrischer Verbraucher des elektrifizierten Fahrzeugs 10 mit Leistung speichert. Der Traktionsbatteriepack 18 könnte innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung eine beliebige Anzahl an Batteriezellen 26 einsetzen.
-
Dementsprechend ist diese Offenbarung nicht auf die in 2-3 gezeigte exakte Konfiguration beschränkt.
-
Die Batteriezellen 26 können nebeneinander entlang einer oder mehrerer Stapelachsen gestapelt sein, um Gruppierungen von Batteriezellen 26 zu konstruieren, die gelegentlich als „Zellenstapel“ oder „Zellenarrays“ bezeichnet werden. In einer Ausführungsform handelt es sich bei den Batteriezellen 26 um prismatische Lithium-Ionen-Zellen. Innerhalb des Umfangs dieser Offenbarung könnten jedoch alternativ Batteriezellen genutzt werden, die andere Geometrien (zylindrisch, beutelförmig usw.), andere Chemikalien (Nickel-Metall-Hydrid, Blei-Säure usw.) oder beides aufweisen.
-
Die Batteriezellen 26 jeder Gruppierung können zusammen mit beliebigen Trägerstrukturen (z. B. Arrayrahmen, Abstandshaltern, Schienen, Wänden, Platten, Einfassungen usw.) zusammenfassend als Batteriebaugruppe oder Batteriearray 20 bezeichnet werden. Der in 3 dargestellte Batteriepack 18 beinhaltet fünf Reihen (als Reihe R1, R2, R3, R4 und R5 gekennzeichnet) von zwei seitlich benachbarten Batteriearrays 20 für insgesamt zehn Batteriearrays 20. Der Traktionsbatteriepack 18 könnte jedoch eine größere oder kleinere Anzahl an Batteriearrays beinhalten und dennoch in den Umfang dieser Offenbarung fallen.
-
Eine äußere Gehäusebaugruppe 28 kann jedes Batteriearray 20 des Traktionsbatteriepacks 18 unterbringen. Die äußere Gehäusebaugruppe 28 kann ein abgedichtetes Gehäuse sein und innerhalb des Umfangs dieser Offenbarung eine beliebige Größe, Form und Konfiguration verkörpern. In einer Ausführungsform beinhaltet die äußere Gehäusebaugruppe 28 die Gehäuseabdeckung 24 und eine Gehäuseschale 30. Zusammen können die Gehäuseabdeckung 24 und die Gehäuseschale 30 einen Innenraum 32 zum Unterbringen der Batteriearrays 20 und anderer internen Batteriekomponenten (z. B. einer elektrischen Zentrale mit Bus, eines elektrischen Batteriesteuermoduls, einer Verdrahtung, eines Verbinders usw.) des Traktionsbatteriepacks 18 bilden.
-
Eine interne Batteriestruktur 34, wie etwa ein relativ starrer Querträger, kann zwischen jeder benachbarten Reihe von Batteriearrays 20 positioniert sein. Im Allgemeinen sind die internen Batteriestrukturen 34 angeordnet, um dem Traktionsbatteriepack 18 eine Starrheit zu verleihen und, wie nachfolgend genauer erörtert, Montagepunkte zum Sichern der Batteriearrays 20 und/oder anderer interner Batteriekomponenten bezogen auf die Gehäuseschale 30 zu bilden.
-
In einer Ausführungsform ist eine interne Batteriestruktur 34 zwischen den Reihen R1 und R2 der Batteriearrays 20 angeordnet, ist eine weitere interne Batteriestruktur 34 zwischen den Reihen R2 und R3 angeordnet, ist eine weitere interne Batteriestruktur 34 zwischen den Reihen R3 und R4 angeordnet und ist noch eine weitere interne Batteriestruktur 34 zwischen den Reihen R4 und R5 angeordnet, sodass insgesamt vier batterieinterne Strukturen 34 innerhalb der Gehäuseschale 30 bereitgestellt sind. Die Gesamtanzahl der internen Batteriestrukturen 34, die innerhalb des Innenraums 32 bereitgestellt ist, der durch die äußere Gehäusebaugruppe 28 gebildet ist, soll diese Offenbarung nicht einschränken.
-
Die internen Batteriestrukturen 34 können eine Verbindung zwischen sich in Längsrichtung erstreckenden Seitenwänden 36 der Gehäuseschale 30 herstellen und sind daher in der veranschaulichten Ausführungsform in einer Fahrzeugquerausrichtung angeordnet. In einer Ausführungsform erstrecken sich sowohl die Batteriearrays 20 als auch die internen Batteriestrukturen 34 entlang Achsen A2 (siehe 3), die im Allgemeinen senkrecht zu einer Mittellängsachse A1 der Gehäuseschale 30 sind. Andere Anordnungen werden jedoch ebenfalls in Betracht gezogen.
-
Der Traktionsbatteriepack 18 kann Batteriearrays 20 mit mindestens zwei unterschiedlichen Größen beinhalten. Zum Beispiel beinhalten in der veranschaulichten Ausführungsform die Batteriearrays 20 der ersten Reihe R1 eine erste Länge L1, die kürzer ist als eine zweite Länge L2 der Batteriearrays 20 jeder der Reihen R2, R3, R4 und R5. Die tatsächlichen Abmessungen der ersten Länge L1 und der zweiten Länge L2 sollen diese Offenbarung nicht einschränken und könnten in Abhängigkeit von den Ausgestaltungsanforderungen des Traktionsbatteriepacks 18 variieren. Das Vorhandensein unterschiedlicher Batteriearrays 20 innerhalb des Traktionsbatteriepacks 18 kann die Montagekomplexität erhöhen, indem die Notwendigkeit von internen Batteriestrukturen 34 erforderlich wird, die mehrere unterschiedliche Montagekonfigurationen (z. B. verschiedene Stellen mit Gewindemontagebohrungen, einzigartige Halterungsausgestaltungen usw.) beinhalten. Diese Offenbarung ist daher auf Baugruppen gerichtet, die eine einstellbare Lösung zum Montieren von Batteriearrays und/oder anderen internen Batteriekomponenten mit variierenden Größen bezogen auf eine gemeinsame Ausgestaltung von internen Batteriestrukturen bereitstellen.
-
Nun unter Bezugnahme auf 4, 5 und 6 mit weiterer Bezugnahme auf 1-3 kann jede interne Batteriestruktur 34 eine Basis 38 und eine Strebe 40 beinhalten, die von der Basis 38 nach oben vorsteht. Zusammen können die Basis 38 und die Strebe 40 eine einheitliche, einstückige Ausgestaltung der internen Batteriestruktur 34 bilden. Die Strebe 40 kann ein Paar gegenüberliegender vertikaler Wände 42 beinhalten. Die vertikalen Wände 42 können durch eine Nut 44 getrennt sein. Die Nut 44 kann sich über eine gesamte Länge der internen Batteriestruktur 34 erstrecken.
-
Die interne Batteriestruktur 34 kann eine metallische Komponente sein. In einer Ausführungsform ist die interne Batteriestruktur 34 aus Aluminium konstruiert. Andere Materialien werden jedoch innerhalb des Umfangs dieser Offenbarung ebenfalls in Erwägung gezogen.
-
Eine oder mehrere Trägerplattenbaugruppen 46 können an jeder internen Batteriestruktur 34 des Traktionsbatteriepacks 18 montiert sein. Die Trägerplattenbaugruppen 46 können Montagepunkte zum Sichern der Batteriearrays 20 (und/oder anderer interner Batteriekomponenten) direkt an der internen Batteriestruktur 34 bilden. Die durch die Trägerplattenbaugruppen 46 bereitgestellten Montagepunkte können zum Beispiel ohne die Notwendigkeit bereitgestellt werden, Bohrungen in der internen Batteriestruktur 34 mit einem Gewinde zu versehen.
-
Jede Trägerplattenbaugruppe 46 kann eine Trägerplatte 48 und eine Käfigmutter 50 beinhalten, die innerhalb der Trägerplatte 48 untergebracht ist. Die Käfigmutter 50 kann innerhalb eines Schlitzes 52 der Trägerplatte 48 aufgenommen sein. Der Schlitz 52 kann so bemessen und geformt sein, dass er die Käfigmutter 50 hält, während er eine gewisse axiale Bewegung der Käfigmutter 50 bezogen auf die Trägerplatte 48 ermöglicht. Die Käfigmutter 50 kann somit eine bewegliche Ausgestaltung aufweisen, um größere Positionstoleranzen zu akzeptieren, wenn die Batteriearrays 20 bezogen auf die interne Batteriestruktur 34 montiert werden. In einer Ausführungsform ist die Käfigmutter 50 dazu konfiguriert, ein Befestigungsmittel von jeder Seite aufzunehmen.
-
Die Trägerplatte 48 und die Käfigmutter 50 können aus unterschiedlichen metallischen Materialien hergestellt sein. In einer Ausführungsform ist die Trägerplatte 48 aus Aluminium konstruiert und ist die Käfigmutter 50 aus Stahl konstruiert. Andere Materialien können jedoch ebenfalls geeignet sein. In einer anderen Ausführungsform sind die Trägerplatte 48 und die interne Batteriestruktur 34 aus demselben Material (z. B. Aluminium) hergestellt.
-
Die Trägerplattenbaugruppe 46 kann bezogen auf die interne Batteriestruktur 34 derart positioniert sein, dass die Käfigmutter 50 mit der Nut 44 aufgenommen ist und die Montageflansche 54 der Trägerplatte 48 eine Schnittstelle mit den vertikalen Wänden 42 der Strebe 40 bilden. Die Trägerplattenbaugruppe 46 kann entlang einer Länge der internen Batteriestruktur 34 verschoben oder anderweitig bewegt werden, bis eine gewünschte Position erreicht ist. Die Montageflansche 54 der Trägerplatte 48 können dann fest an den vertikalen Wänden 42 gesichert werden, wie zum Beispiel durch Schweißnähte 56.
-
Die Fähigkeit, die Position der Trägerplattenbaugruppe 46 vor ihrer dauerhaften Fixierung an der internen Batteriestruktur 34 einzustellen, ermöglicht, dass eine gemeinsame Ausgestaltung der internen Batteriestrukturen für alle Traktionsbatteriepackmodelle verwendet werden kann, und kann ferner die Verwendung einer gemeinsamen Rückhaltestrategie ermöglichen, wodurch die Komplexität der Baugruppe reduziert wird. Ferner erleichtert die Verwendung eines gemeinsamen Materials sowohl für die Trägerplatte 48 als auch die interne Batteriestruktur 34 eine erhöhte Schweißbarkeit dieser zwei aneinander angrenzenden Strukturen.
-
Die Käfigmutter 50 kann einen Zylinder 68 beinhalten, der eine Öffnung 64 beinhaltet, die sich dadurch erstreckt. Die Öffnung 64 kann bemessen sein, um ein Befestigungsmittel aufzunehmen. In einer Ausführungsform erstreckt sich der Zylinder 68 in eine Richtung zu der Gehäuseschale 30, wenn die Käfigmutter 50 innerhalb des Schlitzes 52 der Trägerplatte 48 aufgenommen ist.
-
Ein Befestigungsmittel 58 (siehe 6), wie etwa eine Schraube oder ein Säulenbolzen, kann genutzt werden, um ein Batteriearray 20 fest an der internen Batteriestruktur 34 zu sichern. Das Befestigungsmittel 58 kann durch ein/en Befestigungsmittelgehäuse oder - flansch 60 einer Arraystützstruktur 62 (z. B. eine obere Platte, eine untere Platte, eine Endplatte, eine Seitenplatte, einen Arrayrahmen usw.) des Batteriearrays 20 und dann in die Öffnung 64 der Käfigmutter 50 eingeführt werden. Mindestens ein Abschnitt eines Schafts 66 des Befestigungsmittels 58 kann innerhalb der Nut 44 der Strebe 40 der internen Batteriestruktur 34 untergebracht sein.
-
Die in 4, 5 und 6 gezeigten beispielhaften Trägerplattenbaugruppen 46 beinhalten jeweils eine einzige Käfigmutter 50. In anderen Umsetzungen könnte die Trägerplatte 48 jedoch dazu konfiguriert sein, mehrere Käfigmuttern 50 zu beinhalten (siehe z. B. 7).
-
In den vorhergehend beschriebenen Ausführungsformen sind die Batteriearrays 20 an dem oberen Abschnitt der internen Batteriestruktur 34 gesichert. Andere Ausgestaltungen werden jedoch ebenfalls in Betracht gezogen. 8 veranschaulicht zum Beispiel eine Montagekonfiguration, in der ein Batteriearray 20 an einem unteren Abschnitt einer internen Batteriestruktur 134 gesichert ist.
-
Die interne Batteriestruktur 134 aus 8 kann eine Basis 138 und eine Strebe 140 beinhalten, die von der Basis 138 nach oben vorsteht. Die Basis 138 kann gegen einen Boden 70 der Gehäuseschale 30 aufgenommen sein. Die Basis 138 kann eine oder mehrere Nuten 144 beinhalten, die zum Unterbringen einer Trägerplattenbaugruppe 146 bemessen sind. Die Trägerplattenbaugruppe 146 kann verschiebbar innerhalb der Nut 144 aufgenommen sein, um einen oder mehrere Montagepunkte zum Sichern des Batteriearrays 20 an der internen Batteriestruktur 134 zu bilden.
-
Die Trägerplattenbaugruppe 146 kann eine Trägerplatte 148 und eine Käfigmutter 150 beinhalten, die innerhalb der Trägerplatte 148 untergebracht ist. Die Käfigmutter 150 kann innerhalb eines Schlitzes 152 der Trägerplatte 148 aufgenommen sein. Der Schlitz 152 kann so bemessen und geformt sein, dass er die Käfigmutter 150 hält, während er eine gewisse axiale Bewegung der Käfigmutter 150 bezogen auf die Trägerplatte 148 ermöglicht. Die Käfigmutter 150 kann somit eine bewegliche Ausgestaltung aufweisen, um größere Positionstoleranzen zu akzeptieren, wenn das Batteriearray 20 bezogen auf die interne Batteriestruktur 134 montiert wird.
-
Die Trägerplatte 148 und die Käfigmutter 150 können aus unterschiedlichen metallischen Materialien hergestellt sein. In einer Ausführungsform ist die Trägerplatte 148 aus Aluminium konstruiert und ist die Käfigmutter 150 aus Stahl konstruiert. Andere Materialien können jedoch ebenfalls geeignet sein. In einer anderen Ausführungsform sind die Trägerplatte 148 und die interne Batteriestruktur 134 aus demselben Material (z. B. Aluminium) hergestellt.
-
Die Trägerplattenbaugruppe 146 kann bezogen auf die interne Batteriestruktur 134 derart positioniert sein, dass die Käfigmutter 150 innerhalb der Nut 144 aufgenommen ist und die Montageflansche 154 der Trägerplatte 148 eine Schnittstelle mit Wänden 142 der Basis 138 bilden. Die Trägerplattenbaugruppe 146 kann entlang einer Länge der internen Batteriestruktur 134 verschoben oder anderweitig bewegt werden, bis eine gewünschte Montageposition erreicht ist. Die Montageflansche 154 der Trägerplatte 148 können dann fest an den Wänden 142 gesichert werden, wie zum Beispiel durch Schweißnähte 156.
-
Die Fähigkeit, die Position der Trägerplattenbaugruppe 146 vor ihrer dauerhaften Fixierung an der internen Batteriestruktur 134 einzustellen, ermöglicht, dass eine gemeinsame Ausgestaltung der internen Batteriestrukturen für alle Traktionsbatteriepackmodelle verwendet werden kann, und kann ferner die Verwendung einer gemeinsamen Rückhaltestrategie ermöglichen, wodurch die Komplexität der Baugruppe reduziert wird. Ferner erleichtert die Verwendung eines gemeinsamen Materials für die Trägerplatte 148 und die interne Batteriestruktur 134 eine Schweißbarkeit der zwei aneinander angrenzenden Strukturen.
-
Die Käfigmutter 150 kann einen Zylinder 168 beinhalten, der eine Öffnung 164 zum Aufnehmen eines Befestigungsmittels definiert. In einer Ausführungsform erstreckt sich der Zylinder 168 von dem Boden 70 der Gehäuseschale 30 weg (z. B. zu der Gehäuseabdeckung), wenn die Käfigmutter 150 innerhalb des Schlitzes 152 der Trägerplatte 148 aufgenommen ist.
-
Ein Befestigungsmittel 158, wie etwa eine Schraube oder ein Säulenbolzen, kann genutzt werden, um ein Batteriearray 20 fest an der internen Batteriestruktur 134 zu sichern. Das Befestigungsmittel 158 kann durch ein Befestigungsmittelgehäuse 160 einer Arraystützstruktur 162 (z. B. eine Endplatte, eine Seitenplatte, einen Arrayrahmen usw.) des Batteriearrays 20 und dann in die Öffnung 164 der Käfigmutter 150 eingeführt werden, um das Batteriearray 20 an der internen Batteriestruktur 134 zu montieren.
-
Die beispielhaften Traktionsbatteriepacks dieser Offenbarung haben Trägerplattenbaugruppen integriert, die eine einstellbare Struktur zum Montieren mehrerer Batteriearraygrößen bereitstellen. Die Baugruppen ermöglichen eine gemeinsame Rückhaltestrategie und eine gemeinsame Ausgestaltung der internen Batteriestrukturen, die für alle Traktionsbatteriepackmodelle verwendet werden können. Die vorgeschlagenen Baugruppen reduzieren die Baugruppenkomplexität weiter, indem sie ermöglichen, dass Befestigungsmittel entweder unter Verwendung einer oberen oder einer unteren Montagekonfiguration gesichert werden.
-
Obwohl die unterschiedlichen nicht einschränkenden Ausführungsformen als spezifische Komponenten oder Schritte aufweisend veranschaulicht sind, sind die Ausführungsformen dieser Offenbarung nicht auf diese konkreten Kombinationen beschränkt. Es ist möglich, einige der Komponenten oder Merkmale aus einer beliebigen der nicht einschränkenden Ausführungsformen in Kombination mit Merkmalen oder Komponenten aus einer beliebigen der anderen nicht einschränkenden Ausführungsformen zu verwenden.
-
Es versteht sich, dass gleiche Bezugszeichen in den mehreren Zeichnungen entsprechende oder ähnliche Elemente kennzeichnen. Es versteht sich, dass in diesen beispielhaften Ausführungsformen zwar eine konkrete Komponentenanordnung offenbart und veranschaulicht ist, andere Anordnungen aber ebenfalls von den Lehren dieser Offenbarung profitieren könnten.
-
Die vorstehende Beschreibung soll als veranschaulichend und nicht in einschränkendem Sinne ausgelegt werden. Ein Durchschnittsfachmann versteht, dass gewisse Modifikationen in den Umfang der vorliegenden Offenbarung fallen könnten. Aus diesen Gründen sollten die folgenden Patentansprüche genau gelesen werden, um den wahren Umfang und Inhalt dieser Offenbarung zu bestimmen.
