DE112016006639T5

DE112016006639T5 - Entkoppelte ausrichtungsummantelung für eine variable verbindungsführung

Info

Publication number: DE112016006639T5
Application number: DE112016006639.2T
Authority: DE
Inventors: Andrew Joseph Wisniewski
Original assignee: Continental Automotive Systems Inc
Current assignee: Vitesco Technologies USA LLC
Priority date: 2016-03-24
Filing date: 2016-12-22
Publication date: 2019-01-24
Also published as: CN109155490A; US10483514B2; CN109155490B; US20200119325A1; WO2017164948A1; US11469549B2; US20170279103A1

Abstract

Eine Ummantelung (18, 118) ist dazu ausgebildet, um einen Leiterrahmen (12, 112, 212) mit einem Batteriesystem für ein Hybridkraftfahrzeug zu verbinden. Die Ummantelung ist abnehmbar am Leiterrahmen befestigbar. Die Ummantelung weist wenigstens ein Ummantelungs-Ausrichtungsmerkmal auf (20, 20A, 20B, 20B, 220A, 220B), und ist in einer vorbestimmten Ausrichtung abnehmbar am Leiterrahmen befestigt. Das Ummantelungs-Ausrichtungsmerkmal ist mit einem dazu passenden Leiterrahmen-Ausrichtungsmerkmal (22A, 22B, 122A, 122B, 122B, 222A, 222B) ausgerichtet. Die Ummantelung kann einen Hohlzylinderabschnitt (28) und wenigstens ein Verbindungsmerkmal (40, 240) umfassen, das ausgebildet ist, um die Ummantelung an dem Leiterrahmen anzubringen. Die Ummantelung kann als Teil eines Verbindungssystems (10, 110, 210) vorgesehen werden, das den Leiterrahmen umfasst. In diesem Fall ist der Leiterrahmen dazu ausgebildet, um eine elektrische und mechanische Verbindung zwischen einem Wechselrichter (14) und dem Batteriesystem des Elektromotors bereitzustellen.

Description

Technischer Bereich
Die vorliegende Offenbarung betrifft Hybrid- und Elektrofahrzeugsysteme, insbesondere Hauptrahmen-/Leiterrahmen-Verbindungen für Wechselrichter.
Hintergrund
Gesetzliche Vorschriften und Kundenwünsche verlangen, dass Kraftstoffverbrauch und Emissionen von Fahrzeugen kontinuierlich verbessert werden. Gleichzeitig ist die Erschwinglichkeit der Fahrzeuge von Belang, und zwar angesichts der zahlreichen Anforderungen an die Fahrzeuge und steigender Kosten. Dementsprechend besteht Bedarf an kraftstoffsparenden und emissionsarmen Motoren, die auch ohne zusätzliche Komplexität und Kosten auskommen.
Elektrisch betriebene und Hybridfahrzeuge (Fahrzeuge, die mit herkömmlichen fossilen Brennstoffen in Kombination mit elektrischer Energie betrieben werden) sind eine praktikable Lösung zur Reduzierung von Emissionen und zur Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs. Solche Fahrzeuge werden zunehmend zu attraktiven Alternativen zu Autos mit fossilen Brennstoffen. Elektro- und Hybridfahrzeuge erfordern Hochspannungsapplikationen mit relativ großen Batteriesystemen, welche im Vergleich zu einer 12 Volt (V)-Autobatterie relativ große Leistungsmengen aufweisen. Darüber hinaus entstehen aufgrund der hohen Spannungsanforderungen erhebliche Sicherheitsbedenken.
Die Einführung von 48-Volt-Ecodrive-Spannungsversorgungssystemen bietet eine Mild-Hybrid-Lösung, die kostengünstiger und weniger sicherheitsgefährdend ist, aber dennoch eine Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs und eine Reduzierung der Emissionen ermöglicht. Diese Systeme können unter anderem elektronische Start-Stopp-Funktionen bieten. Typischerweise umfasst ein 48-Volt-System eine 48-Volt-Spannungsversorgung und einen Leiterrahmen oder Hauptrahmen, der einen Verbinderabschnitt zum Verbinden des Leiterrahmens mit einem Elektromotor/Generator aufweist. Der Leiterrahmen und der Verbinderabschnitt sind jeweils speziell auf die Spezifikationen eines bestimmten Fahrzeugs abgestimmt.
Dementsprechend besteht ein Bedarf an einem 48-Volt-Leiterrahmen, der ohne nennenswerte Umrüstung in mehreren Fahrzeugen angeschlossen werden kann.
Zusammenfassung
Offenbart werden ein System, eine Vorrichtung und ein Verfahren, das eine Verbindungsummantelung von einem Leiterrahmen entkoppelt, so dass die Verbindungsummantelung in jede gewünschte Richtung ausgerichtet werden kann, mit minimalen Änderungen an den Werkzeugen zur Herstellung des Leiterrahmens.
In einer Ausführungsform, die mit den anderen hierin beschriebenen Ausführungsformen kombiniert oder separat von diesen verwendet werden kann, ist ein Verbindungssystem für ein Hybridkraftfahrzeug vorgesehen. Das Verbindungssystem umfasst einen Leiterrahmen, der ausgebildet ist, um eine elektrische und mechanische Verbindung zwischen einem Wechselrichter und einem Batteriesystem eines Elektromotors herzustellen. Der Leiterrahmen weist wenigstens ein Leiterrahmen-Ausrichtungsmerkmal auf. Das System umfasst auch eine Ummantelung, die ausgebildet ist, um den Leiterrahmen mit dem Batteriesystem zu verbinden. Die Ummantelung ist abnehmbar am Leiterrahmen befestigt, wobei die Ummantelung wenigstens ein Ummantelungs-Ausrichtungsmerkmal aufweist. Die Ummantelung ist abnehmbar an dem Leiterrahmen in einer vorbestimmten Ausrichtung befestigt, wobei das wenigstens eine Ummantelungs-Ausrichtungsmerkmal mit dem wenigstens einen Leiterrahmen-Ausrichtungsmerkmal ausgerichtet wird.
In einer weiteren Ausführungsform, die mit den anderen hierin beschriebenen Ausführungsformen kombiniert oder separat von diesen verwendet werden kann, ist eine Ummantelung vorgesehen, die ausgebildet ist, um einen Leiterrahmen mit einem Batteriesystem eines Elektromotors zu verbinden, und die abnehmbar an dem Leiterrahmen befestigt werden kann. Die Ummantelung umfasst einen Hohlzylinderabschnitt und wenigstens ein Ummantelungs-Ausrichtungsmerkmal, das ausgebildet ist, um die Ummantelung mit dem Leiterrahmen in einer vorbestimmten Ausrichtung auszurichten. Wenigstens ein Verbindungsmerkmal ist ausgebildet, um die Ummantelung am Leiterrahmen zu befestigen.
In noch einer weiteren Ausführungsform, die mit den anderen hierin beschriebenen Ausführungsformen kombiniert oder separat von diesen verwendet werden kann, ist ein Verfahren zum Bilden eines Verbindungssystems für ein Hybridkraftfahrzeug vorgesehen. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Formens einer Verbindungsummantelung, welche ein Verbindungsummantelungs-Ausrichtungsmerkmal aufweist, aus einer statischen Verbindungsummantelungsform. Das Verfahren umfasst auch das Einsetzen eines Einsatzstücks in eine Leiterrahmen-Form, um einen Leiterrahmen-Ausrichtungsmerkmal-Formabschnitt zu definieren. Weiterhin umfasst das Verfahren das Formen eines Leiterrahmens, welcher ein Leiterrahmen-Ausrichtungsmerkmal aufweist, aus der Leiterrahmen-Form. Das Verfahren umfasst auch das Anbringen der Verbindungsummantelung an dem Leiterrahmen in einer vorbestimmten Ausrichtung, wobei das Verbindungsummantelungs-Ausrichtungsmerkmal mit dem Leiterrahmen-Ausrichtungsmerkmal ausgerichtet ist.
Die vorliegende Offenbarung stellt auch weitere optionale Merkmale bereit, in Kombination oder einzeln, die Folgendes, ohne Beschränkung darauf, umfassen: die Ummantelung einschließlich wenigstens eines Verbindungsmerkmals, das die Ummantelung mit dem Leiterrahmen verbindet; wobei die Ummantelung eine Wand aufweist, die als Hohlzylinder geformt ist, wobei die Wand eine Öffnung entlang einer Höhe der Wand definiert; wobei das wenigstens eine Leiterrahmen-Ausrichtungsmerkmal zwei Leiterrahmen-Schlitze aufweist, wobei das wenigstens eine Ummantelungs-Ausrichtungsmerkmal zwei Ummantelungsschlitze aufweist und jeder Leiterrahmen-Schlitz mit einem Ummantelungsschlitz ausgerichtet ist, um die Ummantelung mit dem Leiterrahmen auszurichten; einen Bolzen, der sich von dem Leiterrahmen aus erstreckt; wobei die Ummantelung einen hohlen Innenraum innerhalb der Wand definiert, wobei sich der Bolzen in den hohlen Innenraum erstreckt; einen Wechselrichter, der elektrisch und mechanisch mit dem Leiterrahmen verbunden ist; einen Batteriesystemverbinder, der an der Ummantelung befestigt ist; wobei das wenigstens eine Ummantelungs-Ausrichtungsmerkmal ein erstes Ummantelungs-Ausrichtungsmerkmal umfasst, das entlang einer ersten Linie angeordnet ist, und ein zweites Ummantelungs-Ausrichtungsmerkmal, das entlang einer zweiten Linie angeordnet ist, wobei die erste und zweite Linie einen Winkel von etwa 120 Grad dazwischen aufweisen, gemessen von einer Mitte der Ummantelung aus; wobei das wenigstens eine Leiterrahmen-Ausrichtungsmerkmal ein erstes Leiterrahmen-Ausrichtungsmerkmal und ein zweites Leiterrahmen-Ausrichtungsmerkmal umfasst; wobei der Batteriesystemverbinder ein erstes Verbindungs-Ausrichtungsmerkmal aufweist, das mit dem ersten Ummantelungs-Ausrichtungsmerkmal und dem ersten Leiterrahmen-Ausrichtungsmerkmal ausgerichtet ist; wobei der Batteriesystemverbinder ein zweites Verbindungs-Ausrichtungsmerkmal aufweist, das mit dem zweiten Ummantelungs-Ausrichtungsmerkmal und dem zweiten Leiterrahmen-Ausrichtungsmerkmal ausgerichtet ist; wobei das erste Leiterrahmen-Ausrichtungsmerkmal und das erste Verbindungs-Ausrichtungsmerkmal entlang der ersten Linie angeordnet sind; wobei das zweite Leiterrahmen-Ausrichtungsmerkmal und das zweite Verbindungs-Ausrichtungsmerkmal entlang der zweiten Linie angeordnet sind; wobei die Ummantelung mit dem Leiterrahmen verpresst ist; wobei die Ummantelung an den Leiterrahmen eingeklipst ist; wobei die Ummantelungswand einen in einer Basisabschnittsebene angeordneten Basisabschnitt definiert; wobei das wenigstens eine Verbindungsmerkmal eine Mehrzahl von Verbindungsmerkmalen umfasst, die sich vom Basisabschnitt und über die Basisabschnittsebene hinaus erstrecken, wobei die Mehrzahl von Verbindungsmerkmalen die Ummantelung an den Leiterrahmen klemmt; wobei das Verfahren das Bilden der Verbindungsummantelung umfasst, die wenigstens ein Verbindungsmerkmal umfasst; und wobei das Verfahren das Befestigen des Verbindungsmerkmals an dem Leiterrahmen umfasst.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung ergeben sich aus der Berücksichtigung der folgenden Beschreibung und der beigefügten Ansprüche im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen. Es soll davon ausgegangen werden, dass die Beschreibung und die konkreten Beispiele nur der Veranschaulichung dienen und nicht dazu dienen, den Umfang der vorliegenden Offenbarung einzuschränken.
Figurenliste
Beispiele sind in den Zeichnungen veranschaulicht, die im Folgenden beschrieben werden. Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen nur der Veranschaulichung und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise einschränken. In den Zeichnungen ist:

1A eine perspektivische Teil-Explosionsdarstellung eines Verbindungssystems gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung;
1B eine Querschnittsansicht einer Ummantelung des Verbindungssystems aus 1A nach den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung;
1C eine Draufsicht auf einen Batteriesystemverbinder zur Verwendung mit dem Verbindungssystem aus 1 A gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung;
1D eine perspektivische Ansicht eines Teils des Verbindungssystems aus 1A einschließlich des Batteriesystemverbinders aus 1C gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung;
1E eine perspektivische Bodenansicht eines Teils des Verbindungssystems aus 1A, gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung;
1F eine Draufsicht auf das Verbindungssystem aus den 1A, 1D und 1E gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung;
1G eine Draufsicht auf ein weiteres Verbindungssystem nach den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung;
1H eine perspektivische Darstellung des Verbindungssystems aus 1G, in Übereinstimmung mit den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung;
2A eine perspektivische Explosionsdarstellung eines weiteren Verbindungssystems gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung;
2B eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Teils des Verbindungssystems aus 2A in Übereinstimmung mit den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung;
2C eine perspektivische Darstellung eines Teils des Verbindungssystems aus den 2A und 2B gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung; und
3 ein Blockdiagramm, das ein Verfahren zum Bilden eines Verbindungssystems für ein Hybridkraftfahrzeug gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.

Detaillierte Beschreibung
Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und soll die vorliegende Offenbarung, Anwendung oder Verwendungen nicht einschränken.
In der folgenden Beschreibung und in den Ansprüchen werden bestimmte Begriffe verwendet, die sich auf bestimmte Systemkomponenten und Konfigurationen beziehen. Dem Fachmann ist bekannt, das Firmen unterschiedliche Bezeichnungen für dieselben Komponenten verwenden. Dieses Dokument soll nicht zwischen Komponenten unterscheiden, die sich zwar im Namen unterscheiden, aber nicht in der Funktion. In der folgenden Erläuterung und in den Ansprüchen werden die Begriffe „einschließlich“ und „umfassend“ in einer allgemeinen Bedeutung verwendet und sind daher so zu verstehen, dass sie „einschließlich, aber nicht beschränkt auf....“ bedeuten.
Im Folgenden werden Beispiele der Offenbarung beschrieben. Es sei darauf hingewiesen, dass diese und andere Beispiele oder Umsetzungen beispielhaft sind, und deshalb für die Offenbarung eher darstellend als einschränkend sein sollen. Während die Offenbarung weitgehend auf verschiedene Arten von Systemen anwendbar ist, ist es unmöglich, alle möglichen Beispiele und Zusammenhänge der Offenbarung in die nachfolgende Beschreibung aufzunehmen. Beim Studium dieser Offenbarung wird der Fachmann viele alternative Beispiele für die vorliegende Offenbarung erkennen. Andere Beispiele können verwendet und weitere Änderungen können vorgenommen werden, ohne vom Geist oder Umfang des hier vorgestellten Gegenstands abzuweichen.
Unter Bezugnahme auf die 1A bis 1G ist ein Verbindungssystem für ein Hybridkraftfahrzeug dargestellt und im Allgemeinen mit Bezugszeichen 10 bezeichnet. Das Verbindungssystem 10 umfasst einen Leiterrahmen 12 (der auch oder stattdessen als Hauptrahmen bezeichnet werden kann), der ausgebildet ist, um eine elektrische und mechanische Verbindung zwischen einem Wechselrichter 14 und einem Batteriesystem (nicht dargestellt) eines Elektromotors herzustellen. Der Wechselrichter 14 kann beispielsweise ein 48-V-DC/DC-Wechselrichter zum Betreiben eines Motors sein, der für Motor-Start-Stopp-Anwendungen geeignet ist. In einigen Beispielen wird der Wechselrichter 14 mit dem Elektromotor selbst kombiniert. Das Verbindungssystem 10 kann auch eine Leiterplatte (PCB) (nicht dargestellt) aufweisen, die am Leiterrahmen 12 befestigt ist, beispielsweise an Leitungen 16 zum Steuern des Wechselrichters 14 und/oder des Batteriesystems.
Eine Ummantelung 18 ist abnehmbar am Leiterrahmen 12 befestigt. Die Ummantelung 18 ist dazu ausgebildet, um den Leiterrahmen 12 mit dem Batteriesystem (nicht dargestellt) zu verbinden. Die Ummantelung 18 weist wenigstens ein Ausrichtungsmerkmal 20A, 20B auf, wobei der Leiterrahmen 12 wenigstens ein Ausrichtungsmerkmal 22A, 22B aufweist. Die Ummantelung 18 ist abnehmbar an dem Leiterrahmen 12 in einer vorbestimmten Ausrichtung befestigt, wobei das wenigstens eine Ummantelungs-Ausrichtungsmerkmal 20 mit dem wenigstens einen Leiterrahmen-Ausrichtungsmerkmal 22 ausgerichtet ist.
In einigen Beispielen hat die Ummantelung 18 zwei Ausrichtungsmerkmale 20A, 20B in Form von Schlitzen. Beispielsweise umfassen die zwei Ummantelungs-Ausrichtungsmerkmale ein erstes Ummantelungs-Ausrichtungsmerkmal 20A und ein zweites Ummantelungs-Ausrichtungsmerkmal 20B. Der Leiterrahmen 12 weist ebenso zwei Ausrichtungsmerkmale 22 auf, die in diesem Beispiel Schlitze sind. So umfassen beispielsweise die beiden Ausrichtungsmerkmale 22 des Leiterrahmens 12 ein erstes Leiterrahmen-Ausrichtungsmerkmal 22A und ein zweites Leiterrahmen-Ausrichtungsmerkmal 22B. Das erste Ausrichtungsmerkmal 20A der Ummantelung 18 ist entlang einer ersten Linie A angeordnet, wobei das zweite Ausrichtungsmerkmal 20B der Ummantelung 18 entlang einer zweiten Linie B angeordnet ist. Ebenso ist das erste Ausrichtungsmerkmal 22A des Leiterrahmens 12 entlang der ersten Linie A angeordnet, und das zweite Ausrichtungsmerkmal 22B des Leiterrahmens 12 ist entlang der zweiten Linie B angeordnet. Die Leitungen A, B (und damit die Ausrichtungsmerkmale 20A, 20B, 22A, 22B) sind um die Mitte C der Verbindungsummantelung 18 herum angeordnet, wobei jede einen Winkel α dazwischen aufweist (siehe 1F). In einigen Beispielen beträgt der Winkel α etwa 120 Grad. Der Winkel α kann jedoch ein beliebiger Winkel sein, der zwei Ummantelungs-Ausrichtungsmerkmale 20A, 20B oder zwei Leiterrahmen-Ausrichtungsmerkmale 22A, 22B trennt.
Unter Bezugnahme auf 1B umfasst das Ummantelungs-Ausrichtungsmerkmal 20A, 20B in einigen Ausführungsformen einen Schlitzabschnitt 21 und einen Vorsprungsabschnitt 23. In einigen Beispielen hat der Schlitzabschnitt 21 eine Breite w_S , die gleich einer Breite w_P des Vorsprungsabschnitts 23 ist. Somit sind der Schlitzabschnitt 21 und der Vorsprungsabschnitt 23 entlang einer Linie angeordnet, z.B. der ersten Linie A oder der zweiten Linie B. Das Leiterrahmen-Ausrichtungsmerkmal 22 des Leiterrahmens 12 ist dazu ausgebildet, um den Vorsprungsabschnitt 23 des Ummantelungs-Ausrichtungsmerkmals 20 aufzunehmen.
Ein Batteriesystemverbinder 24, dargestellt in 1C, ist an der Verbindungsummantelung 18 angebracht, um den Leiterrahmen 12 und den Wechselrichter 14 mit dem Batteriesystem zu verbinden. Wie die Ummantelung 18 und der Leiterrahmen 12 weist auch der Batteriesystemverbinder 24 wenigstens ein Ausrichtungsmerkmal 26A, 26B auf. Wie dargestellt ist, umfasst der Batteriesystemverbinder ein erstes Ausrichtungsmerkmal 26A und ein zweites Ausrichtungsmerkmal 26B. Jedes der Batteriesystemverbinder-Ausrichtungsmerkmale 26A, 26B ist ähnlich entlang der Linien A, B (die sich in der Ausrichtung von 1C aus der Seite heraus erstrecken) angeordnet, wobei die Batteriesystemverbinder-Ausrichtungsmerkmale 26A, 26B um den Winkel α beabstandet voneinander entlang eines Kreises angeordnet sind, der um die Mitte C der Ummantelung 18 angeordnet ist. In einigen Beispielen beträgt der Winkel α etwa 120 Grad.
In den veranschaulichten Beispielen sind die Batteriesystemverbinder-Ausrichtungsmerkmale 26A, 26B in der Form von Vorsprüngen, die sich in die Schlitze 20A, 20B, 22A, 22B der Ummantelung 18 und des Leiterrahmen 12 erstrecken. So erstreckt sich beispielsweise das erste Batteriesystemverbinder-Ausrichtungsmerkmal 26A in den ersten Ummantelungs-Ausrichtungsmerkmal-Schlitz 20A und den ersten Leiterrahmen-Ausrichtungsmerkmal-Schlitz 22A, wenn es montiert ist, und das zweite Batteriesystemverbinder-Ausrichtungsmerkmal 26B erstreckt sich in den zweiten Ummantelungs-Ausrichtungsmerkmal-Schlitz 20B und den zweiten Leiterrahmen-Ausrichtungsmerkmal-Schlitz 22B, wenn es montiert ist. Somit dienen die Ausrichtungsmerkmal-Vorsprünge 26A, 26B des Batteriesystemverbinders 24 dazu, den Leiterrahmen 12 und die Ummantelung 18 in der ausgerichteten Position zu halten.
Wiederum mit Bezug auf die 1A bis 1G weist die Verbindungsummantelung 18 einen Hohlzylinderabschnitt 28 mit einer Wand 29 auf, die eine Öffnung 30 entlang einer Höhe h der Verbindungsummantelung 18 definiert. Die Wand 29 des Hohlzylinderabschnitts 28 definiert einen hohlen Innenraum 32 innerhalb der Wand 29. Ein Bolzen 34 (z.B. ein Befestigungsstutzen) erstreckt sich vom Leiterrahmen 12 in den hohlen Innenraum 32. Der Bolzen 34 wird dann weiter mit dem Batteriesystemverbinder 24 verbunden. Die Öffnung 30 ermöglicht es, dass sich ein Abschnitt eines Verbinderkörpers 35 des Batteriesystemverbinders 24 aus der Wand 29 heraus durch die Seite der Ummantelung 18 erstreckt, wie es in 1D dargestellt ist.
Die Ummantelung 18 kann, z.B. durch eine lösbare Befestigung, in geeigneter Weise am Leiterrahmen 12 befestigt werden. In einigen Beispielen wird die Ummantelung 18 am Leiterrahmen 12 befestigt. In diesem Beispiel definiert die Wand 29 einen Basisabschnitt 36, der in einer Basisabschnittsebene P an einem Ende 38 der Wand 29 angeordnet ist. Ein oder mehrere Verbindungsmerkmale 40 (in diesem Fall gibt es drei Verbindungsmerkmale 40) erstrecken sich vom Basisabschnitt 36 und aus der Basisabschnittsebene P heraus (über die Basisabschnittsebene P hinaus). Die Verbindungsmerkmale 40, die als Laschen dargestellt sind, dienen zum Einklipsen und Befestigen der Ummantelung 18 an einer Basis 42 am Leiterrahmen 12. Die Ummantelung 18 könnte mit der Basis 42 am Leiterrahmen 12 verpresst werden, indem die Ummantelung 18 über die Basis 42 gedrückt wird, bis sich die Verbindungsmerkmale 40 über die Basis 42 hinaus erstrecken, um mit der Basis 42 formschlüssig in Eingriff zu kommen.
Unter Bezugnahme auf 1F wurde das System 10 zu einer ersten Konfiguration geformt. In dieser ersten Konfiguration wurde ein Einsatz in dem Werkzeug für die Form zur Erzeugung des Leiterrahmen 12 so ausgerichtet, dass die Öffnung 30 mit der Mittellinie M in einem Winkel β von der Achse X senkrecht zur Ebene des Leiterrahmens 12 angeordnet ist. Mit anderen Worten, aufgrund der besonderen Konfiguration des Fahrzeugs, für das das Verbindungssystem 10 verwendet werden soll, war gewünscht, den Verbinderkörper 35 unter dem Winkel β von der Achse X senkrecht zur Ebene des Leiterrahmens 12 auszurichten. Daher wurde der Einsatz dem Formwerkzeug hinzugefügt, so dass der Leiterrahmen 12 die Ausrichtungsmerkmale 22A, 22B hatte, die in der in 1F dargestellten Ausrichtung geformt waren, wobei jedes um den Winkel α (wobei der Winkel α z.B. 120 Grad beträgt) von der Mittellinie M der Öffnung 30 ausgerichtet ist, wobei die Mittellinie M um den Winkel β von der Achse X senkrecht zur Ebene des Leiterrahmens 12 ausgerichtet ist. In einigen Beispielen entspricht der Winkel β etwa 5 Grad. Es soll davon ausgegangen werden, dass es, während die Ausrichtungsmerkmale in einem Winkel von etwa 120 Grad von der Mittellinie M der Seitenöffnung 30 ausgerichtet dargestellt sind, derart zu verstehen ist, dass die Ausrichtungsmerkmale 20A, 20B, 22A, 22B, 22B jeden anderen gewünschten Abstand aufweisen könnten.
Nunmehr mit Bezug auf die 1F und 1G ist ein ähnliches Verbindungssystem für ein Hybridkraftfahrzeug dargestellt und im Allgemeinen mit Bezugszeichen 110 gekennzeichnet. Es ist zu verstehen, dass das Verbindungssystem 110 die gleichen Elemente und Merkmale wie das vorstehend beschriebene Verbindungssystem 10 aufweist, sofern sie nicht als unterschiedlich bezeichnet sind. Daher werden hier nur die Unterschiede zwischen den Verbindungssystemen 10, 110 beschrieben. So ist beispielsweise die Ummantelung 18 des Verbindungssystems 110 genau die gleiche wie die oben beschriebene Ummantelung 18. Der einzige Unterschied im System 110 besteht darin, dass der Einsatz in das Formwerkzeug vor dem Formen des Leiterrahmens 112 gedreht wurde, so dass die Ausrichtungsmerkmale 122A, 122B des Leiterrahmens 112 in verschiedenen Winkeln in Bezug auf die Achse X senkrecht zur Ebene des Leiterrahmens 112 ausgerichtet sind. Die Ausrichtungsmerkmale 122A, 122B sind weiterhin unter dem Winkel α zueinander und in Bezug auf die Mittellinie M der Öffnung 30 der Ummantelung 18 ausgerichtet; im Beispiel der 1G und 1H ist die Mittellinie M der Öffnung 30 jedoch unter einem Winkel Δ von der Achse X ausgerichtet, die senkrecht zur Ebene des Leiterrahmen 12 steht. Somit wurde jedes der Ausrichtungsmerkmale 122A, 122B im Beispiel der 1G und 1H in Bezug auf die Achse X neu ausgerichtet, im Vergleich zur Ausrichtung der in 1F dargestellten Leiterrahmen-Ausrichtungsmerkmale 22A, 22B. Nur die Ausrichtungsmerkmale 122A, 122B wurden verschoben, aber dies ermöglicht eine Neuausrichtung der Ummantelung 18 in Bezug auf den Leiterrahmen 12, so dass die Öffnung 30 in eine andere Richtung zeigt, und dementsprechend wird sich der Verbinderkörper 35 in eine andere Richtung als die Ausrichtung der 1A bis 1E erstrecken. In diesem Beispiel ist der Winkel Δ gleich etwa 15 Grad, jedoch kann der Winkel Δ andere Werte aufweisen.
Es ist zu verstehen, dass der Winkel zwischen der Achse X senkrecht zur Ebene des Leiterrahmens 12, 112 und der Mittellinie M der Öffnung 30 in der Ummantelung 18 nun durch einfaches Verschieben eines Einsatzes innerhalb des Formwerkzeugs, mit dem die Ausrichtungsmerkmale 22A, 22B, 122A, 122B, 122B des Leiterrahmens 12, 112 in beliebiger Ausrichtung um die Mittelachse C durch den Bolzen 34 verlaufen, leicht erneut ausgebildet werden kann. Dementsprechend muss das gesamte Werkzeug für den Leiterrahmen 12, 112 nicht neu angefertigt werden, um die Öffnung 30 in der Ummantelung 18 und dem Verbinderkörper 35 des Batteriesystemverbinders 24 neu auszurichten.
Der Fachmann versteht, dass die Ummantelung 18 um 360 Grad um die Basis 42 des Leiterrahmen 12, 112 gedreht werden kann, um eine beliebige Ausrichtung der Öffnung 30 in der Ummantelung 18 in Bezug auf die Ebene des Leiterrahmen 12, 112 zu erhalten. Die Ausrichtungsmerkmale 22A, 22B, 122A, 122B, 122B des Leiterrahmens 12, 112 können einfach, wie oben beschrieben wurde, neu angeordnet werden, um unterschiedliche Ausrichtungen zu ermöglichen.
Nunmehr unter Bezugnahme auf die 2A bis 2C ist eine weitere Variante eines Verbindungssystems dargestellt und im Allgemeinen mit Bezugszeichen 210 gekennzeichnet. Auch hier ist zu verstehen, dass das Verbindungssystem 210 den vorstehend beschriebenen Verbindungssystemen 10, 110 sehr ähnlich ist und als das Gleiche zu betrachten ist, sofern nichts Unterschiedliches beschrieben ist.
Der Hauptunterschied zwischen dem in den 2A bis 2C dargestellten Verbindungssystem 210 besteht darin, dass die Verbindungsmerkmale 240 der Ummantelung 218 nicht unter einer Basis 42 am Leiterrahmen 212 (wie in 1E dargestellt ist) eingeklipst werden, sondern dass die Verbindungsmerkmale 240 vielmehr in eine Nut 244 in einem Rahmen 246 am Leiterrahmen 212 einrasten. In diesem Beispiel erstrecken sich die Verbindungsmerkmale 240 nicht aus der Ebene des Basisabschnitts 236 der Wand 229 der Ummantelung 218. Die Ummantelung 218 könnte mit dem Rahmen 246 auf dem Leiterrahmen 212 verpresst werden, indem die Ummantelung 218 über den Rahmen 246 gedrückt wird, bis die Verbindungsmerkmale 240 (die in der Form von Laschen sind) mit der Nut 244 im Rahmen 246 in Eingriff kommen.
In allen anderen Fällen sind der Leiterrahmen 212 und die Ummantelung 218 als gleichartig zu den oben beschriebenen Leiterrahmen 112 und der Ummantelung 18 zu betrachten. So kann beispielsweise die Ausrichtung der in den 2A bis 2C veranschaulichten Leiterrahmen-Ausrichtungsmerkmale 222A, 222B durch Umrüsten der Form für den Leiterrahmen 212 bewegt werden, wobei aber die Verbindungsummantelung 218 auch durch das geringfügige Umrüsten der Form für den Leiterrahmen 212 gleich bleibt, wobei die Ummantelungs-Ausrichtungsmerkmale 220A, 220B in der dargestellten Ausrichtung verbleiben.
Nunmehr unter Bezugnahme auf 3 wird ein Verfahren 300 zum Bilden eines Verbindungssystems 10, 110, 210 für ein Hybridkraftfahrzeug dargestellt und allgemein mit Bezugszeichen 300 gekennzeichnet. Das Verfahren umfasst einen Schritt 302 des Formens einer Verbindungsummantelung 18, 218, welche ein Verbindungsummantelungs-Ausrichtungsmerkmal 20A, 20B, 220A, 220B aufweist, aus einer statischen Verbindungsummantelungsform. Wie oben beschrieben worden ist, ist die Form für die Ummantelung 18, 218 unveränderlich und muss nicht unbedingt umgerüstet oder anderweitig geändert werden, um an Fahrzeuge mit unterschiedlichen Innenräumen angepasst zu werden. Das Verfahren 300 umfasst jedoch einen Schritt 304 des Einsetzens eines Einsatzstücks in eine Leiterrahmen-Form, um einen Leiterrahmen-Ausrichtungsmerkmal-Form-Abschnitt zu definieren. Dies ist das einzige Formmerkmal, bei dem eine Änderung erforderlich ist, um die Richtung zu ändern, in die sich der Verbinderkörper 35 von der Ummantelung 18, 218 aus erstreckt. Der Einsatz kann gedreht und in der gewünschten Ausrichtung an der Leiterrahmen-Form befestigt werden.
Weiterhin umfasst das Verfahren 300 einen Schritt 306 des Formens eines Leiterrahmens 12, 112, 212 mit einem Leiterrahmen-Ausrichtungsmerkmal aus der Leiterrahmen-Form. Das Leiterrahmen-Ausrichtungsmerkmal 22A, 22B, 122A, 122B, 122B, 222A, 222B wird die Ausrichtung durch die Ausrichtung des Einsatzes innerhalb der Leiterrahmen-Form festgelegt. Das Verfahren 300 umfasst dann einen Schritt 308 des Befestigens der Verbindungsummantelung 18, 218 an dem Leiterrahmen 12, 112, 212 in einer vorbestimmten Ausrichtung, wo das Verbindungsummantelungs-Ausrichtungsmerkmal 20A, 20B, 220A, 220B mit dem Leiterrahmen-Ausrichtungsmerkmal 22A, 22B, 122A, 122B, 222A, 222B ausgerichtet ist. Ein Beispiel für eine solche Ausrichtung ist oben beschrieben.
In einigen Variationen könnte das Verfahren 300 auch einen Schritt des Bildens der Verbindungsummantelung 18, 218 mit wenigstens einem Verbindungsmerkmal 40 (wie oben beschrieben) umfassen, und einen Schritt des Anbringens des Verbindungsmerkmals 40 an dem Leiterrahmen 12, 112, 212 umfassen.
Es wird weiterhin davon ausgegangen, dass jedes der oben beschriebenen Konzepte allein oder in Kombination mit einem oder allen anderen der oben beschriebenen Konzepte verwendet werden kann. Wie ein Fachmann leicht erkennen wird, ist die obige Beschreibung als eine Veranschaulichung der Prinzipien der Offenbarung gedacht. Diese Beschreibung soll den Umfang oder die Anwendung der Offenbarung nicht einschränken, da die Offenbarung auch Änderungen, Variationen und Veränderungen unterliegen kann, ohne von Geist und Umfang der Offenbarung abzuweichen, wie sie in den folgenden Ansprüchen definiert ist.

Claims

Verbindungssystem (10, 110, 210) für ein Hybridkraftfahrzeug, wobei das Verbindungssystem (10, 110, 210) umfasst: einen Leiterrahmen (12, 112, 212), der ausgebildet ist, um eine elektrische und mechanische Verbindung zwischen einem Wechselrichter (14) und einem Batteriesystem eines Elektromotors bereitzustellen, wobei der Leiterrahmen (12, 112, 212) wenigstens ein Leiterrahmen-Ausrichtungsmerkmal (22A, 22B, 122A, 122B, 122A, 222A, 222B) aufweist; und eine Ummantelung (18, 118), die ausgebildet ist, um den Leiterrahmen (12, 112, 212) mit dem Batteriesystem zu verbinden, wobei die Ummantelung (18, 118) abnehmbar an dem Leiterrahmen (12, 112, 212) befestigt ist, wobei die Ummantelung (18, 118) wenigstens ein Ummantelungs-Ausrichtungsmerkmal (20, 20A, 20B, 220A, 220B) aufweist, wobei die Ummantelung (18), 118) lösbar an dem Leiterrahmen (12, 112, 212) in einer vorbestimmten Ausrichtung befestigt ist, wobei das wenigstens eine Ummantelungs-Ausrichtungsmerkmal (20, 20A, 20B, 220A, 220B) mit dem wenigstens einen Leiterrahmen-Ausrichtungsmerkmal (22A, 22B, 122A, 122B, 122B, 222A, 222B) ausgerichtet ist.
Verbindungssystem (10, 110, 210) nach Anspruch 1, wobei die Ummantelung (18, 118) umfasst: wenigstens ein Verbindungsmerkmal (40, 240), das die Ummantelung (18, 118) an dem Leiterrahmen (12, 112, 212) befestigt; und/oder eine Wand (29, 229), die als ein Hohlzylinder geformt ist, wobei die Wand (29, 229) eine Öffnung (30) entlang einer Höhe (h) der Wand (29, 229) definiert.
Verbindungssystem (10, 110, 210) nach Anspruch 2, wobei: das wenigstens eine Leiterrahmen-Ausrichtungsmerkmal (22A, 22B, 122A, 122B, 122B, 222A, 222B) zwei Leiterrahmen-Schlitze umfasst, das wenigstens eine Ummantelungs-Ausrichtungsmerkmal (20, 20A, 20B, 20B, 220A, 220B) zwei Ummantelungs-Schlitze umfasst, und jeder Leiterrahmen-Schlitz der beiden Leiterrahmen-Schlitze mit einem Ummantelungs-Schlitz der beiden Ummantelungs-Schlitze ausgerichtet ist.
Verbindungssystem (10, 110, 210) nach Anspruch 2, weiterhin umfassend einen Bolzen (34), der sich von dem Leiterrahmen (12, 112, 212) erstreckt.
Verbindungssystem (10, 110, 210) nach Anspruch 4, wobei die Ummantelung (18, 118) einen hohlen Innenraum (32) innerhalb der Wand (29, 229) definiert und der Bolzen (34) sich in den hohlen Innenraum (32) erstreckt.
Verbindungssystem (10, 110, 210) nach Anspruch 5, weiterhin umfassend: einen Wechselrichter (14), der elektrisch und mechanisch mit dem Leiterrahmen (12, 112, 212) verbunden ist; und einen Batteriesystemverbinder (24), der an der Ummantelung (18, 118) befestigt ist.
Verbindungssystem (10, 110, 210) nach Anspruch 6, wobei das wenigstens eine Ausrichtungsmerkmal (20, 20A, 20B, 20A, 220A, 220B) ein erstes Ummantelungs-Ausrichtungsmerkmal (20A, 220A) umfasst, das entlang einer ersten Linie (A) angeordnet ist, und ein zweites Ummantelungs-Ausrichtungsmerkmal (20B 220B), das entlang einer zweiten Linie (B) angeordnet ist, wobei die erste und zweite Linie (A, B) einen Winkel von etwa 120 Grad dazwischen aufweisen, gemessen von einer Mitte (C) der Ummantelung (18, 118).
Verbindungssystem (10, 110, 210) nach Anspruch 7, wobei das wenigstens eine Leiterrahmen-Ausrichtungsmerkmal (22A, 22B, 122A, 122B, 122B, 222A, 222B) ein erstes Leiterrahmen-Ausrichtungsmerkmal (22A, 122A, 222A) und ein zweites Leiterrahmen-Ausrichtungsmerkmal (222B, 122B, 222B) umfasst, wobei der Batteriesystemverbinder (24) ein erstes Batterieverbinder-Ausrichtungsmerkmal (26A) aufweist, das mit dem ersten Ummantelungs-Ausrichtungsmerkmal (20A, 220A) und dem ersten Leiterrahmen-Ausrichtungsmerkmal (22A, 122A, 222A) ausgerichtet ist, wobei der Batteriesystemverbinder (24) ein zweites Batterieverbinder-Ausrichtungsmerkmal (26B) aufweist, das mit dem zweiten Ummantelungs-Ausrichtungsmerkmal (20B, 220B) und dem zweiten Leiterrahmen-Ausrichtungsmerkmal (22B, 122B, 222B) ausgerichtet ist, wobei das erste Leiterrahmen-Ausrichtungsmerkmal (22A, 122A, 222A) und das erste Batterieverbinder-Ausrichtungsmerkmal (26A) entlang der ersten Linie (A) angeordnet sind, und das zweite Leiterrahmen-Ausrichtungsmerkmal (22B, 122B, 222B) und das zweite Batterieverbinder-Ausrichtungsmerkmal (26B) entlang der zweiten Linie (B) angeordnet sind.
Verbindungssystem (10, 110, 210) nach Anspruch 8, wobei die Ummantelung (18, 118) mit dem Leiterrahmen (12, 112, 212) verpresst oder an diesen eingeklipst ist.
Verbindungssystem (10, 110, 210) nach Anspruch 9, wobei die Wand (29, 229) einen Basisabschnitt (36, 236) definiert, der in einer Basisabschnittsebene (P) angeordnet ist, wobei das wenigstens eine Verbindungsmerkmal (40, 240) eine Mehrzahl von Verbindungsmerkmalen (40, 240) umfasst, die sich vom Basisabschnitt (36, 236) und über die Basisabschnittsebene (P) hinaus erstrecken, wobei die Mehrzahl von Verbindungsmerkmalen (40, 240) die Ummantelung (18, 118) an den Leiterrahmen (12, 112, 212) klemmen.
Ummantelung (18, 118), die ausgebildet ist, um einen Leiterrahmen (12, 112, 212) mit einem Batteriesystem eines Elektromotors zu verbinden, wobei die Ummantelung (18, 118) abnehmbar an dem Leiterrahmen (12, 112, 212) befestigbar ist, wobei die Ummantelung (18, 118) umfasst: einen Hohlzylinderabschnitt (28); wenigstens ein Ausrichtungsmerkmal (20, 20A, 20B, 20B, 220A, 220B), das ausgebildet ist, um die Ummantelung (18, 118) mit dem Leiterrahmen (12, 112, 212) in einer vorbestimmten Ausrichtung auszurichten; und wenigstens ein Verbindungsmerkmal (40, 240), das ausgebildet ist, um die Ummantelung (18, 118) an dem Leiterrahmen (12, 112, 212) zu befestigen.
Ummantelung (18, 118) nach Anspruch 11, wobei der Hohlzylinderabschnitt (28) eine Öffnung (30) entlang einer Höhe des Hohlzylinderabschnitts (28) definiert, wobei das wenigstens eine Ausrichtungsmerkmal (20, 20A, 20B, 20B, 220A, 220B) zwei Schlitze umfasst, die so ausgebildet sind, dass sie mit Schlitzen des Leiterrahmens (12, 112, 212) ausgerichtet sind, wobei ein erster Schlitz der beiden Schlitze entlang einer ersten Linie (A) angeordnet ist, und ein zweiter Schlitz der beiden Schlitze entlang einer zweiten Linie (B) angeordnet ist, wobei die erste und zweite Linie (A, B) einen Winkel von etwa 120 Grad dazwischen aufweisen, gemessen von einer Mitte (C) der Ummantelung (18, 118).
Ummantelung (18, 118) nach Anspruch 12, wobei der Hohlzylinderabschnitt (28) einen Basisabschnitt (36, 236) aufweist, der in einer Basisabschnittsebene (P) angeordnet ist, wobei das wenigstens eine Verbindungsmerkmal (40, 240) eine Mehrzahl von Verbindungsmerkmalen (40, 240) umfasst, die sich von dem Basisabschnitt (36, 236) und über die Basisabschnittsebene (P) hinaus erstrecken.
Verfahren (300) zum Bilden eines Verbindungssystems (10, 110, 210) für ein Hybridkraftfahrzeug, wobei das Verfahren (300) umfasst: Formen einer Verbindungs-Ummantelung (18, 118), welche ein der Verbindungs-Ummantelung-Ausrichtungsmerkmal (20, 20A, 20B, 20B, 220A, 220B) aufweist, aus einer statischen Verbindungs-Ummantelungs-Form; Einsetzen eines Einsatzstücks in eine Leiterrahmen-Form, um einen Leiterrahmen-Ausrichtungsmerkmal-Formabschnitt zu formen; Formen eines Leiterrahmens (12, 112, 212), welcher ein Leiterrahmen-Ausrichtungsmerkmal (22A, 22B, 122A, 122A, 122B, 222A, 222B) aufweist, aus der Leiterrahmen-Form; und Anbringen der Verbindungs-Ummantelung (18, 118) an dem Leiterrahmen (12, 112, 212) in einer vorbestimmten Ausrichtung, wobei das Ummantelungs-Ausrichtungsmerkmal (20, 20A, 20B, 220A, 220B) mit dem Leiterrahmen-Ausrichtungsmerkmal (22A, 22B, 122A, 122B, 122B, 222A, 222B) ausgerichtet ist.
Verfahren nach Anspruch 14, weiterhin umfassend: Bilden der Verbindungs-Ummantelung (18, 118), die wenigstens ein Verbindungsmerkmal (40, 240) umfasst; und Anbringen des Verbindungsmerkmals (40, 240) an dem Leiterrahmen (12, 112, 212).