DE69821519T2 - Stromversorgungseinheit enthaltend eine modulare Batterie - Google Patents
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Description
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Endplatte, die in einer Batterie-Stromquellenvorrichtung eingesetzt wird, welche als eine Motorantriebsquelle oder ähnliches für ein elektrisch angetriebenes Automobil verwendet wird.
- Bei einem bekannten Typ einer Batterie-Stromquelle dieser Art sind eine große Anzahl von Batteriemodulen durch in Reihe geschaltete elektrische und mechanische Verbindungen aufgebaut, welche aus einer Mehrzahl von Einzelzellen bestehen, wobei die Batteriemodule parallel angeordnet sind und in einem Haltergehäuse gehalten werden. Durch eine elektrische Reihenschaltung dieser Batteriemodule wird Hochspannungsstrom erzeugt.
- Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben eine Batterie-Stromquellenvorrichtung entwickelt, in der eine große Anzahl von Batteriemodulen parallel in einem Haltergehäuse angeordnet sind, das einen Haupt-Gehäusekörper und zwei Endplatten umfasst, wobei eine elektrische Reihenschaltung zwischen den Batteriemodulen durch Befestigungsenden der Batteriemodule in Befestigungsöffnungen erreicht wird, die in den Endplatten vorgesehen sind, und die Enden der Batteriemodule an einer Sammelschiene aus Metall angeschlossen sind, die an der Außenseite der Endplatten angeordnet ist.
- Mit diesem vorhergehenden Beispiel wird jedoch deutlich, dass durch die Tatsache, dass die Endplatten und Sammelschienen separat angeordnet waren, Probleme durch Mängel in Bezug auf die Stützkraft und die Steifheit der Batteriemodule auftraten und der Vorgang des Zusammensetzens der Batteriemodule in dem Haltergehäuse kompliziert war. Ebenso bestand das Problem des falschen Einbaus, wenn die Plus-Seite der Elektrode und die Minus-Seite der Elektrode der Batteriemodule falsch in dem Haltergehäuse zusammengesetzt waren, und das Problem des Auftretens von Verdrehungen zwischen den Einzelzellen, das durch das Anschließen der Batteriemodule an die Sammelschienen hervorgerufen wurde.
- Es ist auch eine Anordnung bekannt, in welcher ein elektrisch angetriebenes Automobil durch den Einbau von Batterie-Stromquellenbauteilen mit Hochspannungsstrom versorgt wird, die ein Paar Batterie-Stromquellenvorrichtungen umfassen, welche elektrisch in Reihe geschaltet sind.
- Eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Batterie-Stromquellenvorrichtung sowie Endplatten, die darin verwendet werden, vorzustellen, wobei die vorstehend dargestellten Probleme bei den Beispielen aus dem Stand der Technik behoben sind und die Spannungsermittlung der Batteriemodule und/oder die Ermittlung von überdurchschnittlichem Temperaturanstieg der Einzelzellen in einer praktischen Weise mit einem einfachen Aufbau ausgeführt werden kann.
- Um die vorstehend genannten Probleme zu beheben, besteht die vorliegende Erfindung in einer Batterie-Stromquellenvorrichtung, die eine große Anzahl von Batteriemodulen umfasst, welche aus einer Mehrzahl von Einzelzellen in einer Reihe bestehen, welche elektrisch und mechanisch in Reihe verbunden sind, parallel zueinander angeordnet sind und in einem Haltergehäuse gehalten werden, wobei Sammelschienen vorhanden sind, die einen elektrischen Kontakt zwischen den Anschlüssen der Batteriemodule an jeweiligen Endplatten bewirken, die an beiden Enden dieses Haltergehäuses angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Endplatten aus Harzplatten bestehen und die Sammelschienen an den Endplatten im Spritzgussverfahren befestigt sind, und dass ein nicht-kreisförmiges Schraubenmutter-Element, das eine positive Elektrode darstellt, an einem Ende eines Batteriemoduls vorgesehen ist, und ein nicht-kreisförmiges Schraubenmutter-Element, das eine negative Elektrode darstellt, an jeweils dem anderen Ende vorgesehen ist, wobei das Batteriemodul an einer Sammelschiene der beiden Endplatten befestigt ist, durch das Festsetzen von Schrauben-Elementen, die durch Durchgangslöcher, die in den Sammelschienen vorgesehen sind, in diese Schraubenmutter-Elemente geschraubt sind.
- Dank der vorstehend dargestellten Bauweise mit einer Batterie-Stromquellenvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Stützkraft und die Steifheit der Batteriemodule in hohem Maße vergrößert werden, da die Sammelschienen integral in den Endplatten zusammengesetzt sind, und die Batteriemodule können lediglich durch den Arbeitsvorgang des Festsetzens der Bolzen etc. mit den Sammelschienen verbunden werden. Folglich kann der Arbeitsvorgang des Zusammenbaus der Batteriemodule mit dem Haltergehäuse einfach und bequem ausgeführt werden.
- Passend dazu sind, gemäß der Erfindung, die Einzelzellen Nickel-Wasserstoff-Sekundärelemente, und alle Batteriemodule, die in dem Haltergehäuse angeordnet sind, sind als ein Ganzes elektrisch in Reihe geschaltet, indem sie abwechselnd durch eine Sammelschiene der einen Endplatte und einer Sammelschiene der anderen Endplatte verbunden sind, und außerdem werden die Batteriemodule in dem Haltergehäuse gehalten, wobei sie horizontal in einer Matrix-Form auf jeweiligen vertikalen und transversalen Geraden angeordnet sind.
- In einer Batterie-Stromquellenvorrichtung gemäß der Erfindung kann eine Bauweise übernommen werden, wobei Leitungen für die Messung der Spannungen zwischen den Anschlüssen von einzelnen oder einer Mehrzahl von Batteriemodulen im Spritzgussverfahren in einer Endplatte eingebettet sind, und Sicherungen auf den Leitungen für die Messung der Spannungen zwischen den Anschlüssen eingerichtet sind, wobei die Sicherungen auf Sicherungs-Befestigungselementen befestigt sind, die im Spritzgussverfahren in einer Endplatte befestigt sind, und die Leitungen an einer einzelnen Stelle zusammengefasst sind und einen von der Endplatte zur Außenseite herausgezogenen Zustand aufweisen; ferner sind die Leitungen der zwei Endplatten in nur einer Endplatte im Spritzgussverfahren eingebettet, wobei jede Leitung mit jeder Sammelschiene verbunden ist, wobei dadurch erreicht wird, dass die Spannung der Anschlüsse von zwei Batteriemodulen gemessen werden kann.
- Mittels einer solchen Bauweise kann eine Spannungsermittlungs-Vorrichtung für Batteriemodule vorgestellt werden, die eine einfache Bauweise aufweist und in der die Leitungen zum Messen der Spannungen zwischen den Anschlüssen von einzelnen oder einer Mehrzahl von Batteriemodulen in den Endplatten eingebaut sind und deshalb bequem zu handhaben sind und keine Möglichkeit besteht, die Leitungen falsch zu verbinden. Außerdem kann die Sicherheit in Bezug auf einen möglichen Kurzschluss durch den Einsatz von Sicherungen verbessert werden.
- In einer Batterie-Stromquellenvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Bauweise gewählt werden, wobei Temperaturfühler, deren elektrischer Widerstand sich aufgrund von Temperaturanstieg der Einzelzellen abrupt erhöht, von außen befestigt sind, wobei diese Temperaturfühler in Reihe geschaltet sind, wobei überdurchschnittlicher Temperaturanstieg in mindestens den Batteriemodul-Einheiten ermittelt wird; ebenso sind Befestigungselemente, welche die Enden der Verbindungsdrähte halten, in einer Endplatte im Spritzgussverfahren befestigt, wobei die Verbindungsdrähte die Temperaturfühler in Reihe verbinden; in Einheiten einer Mehrzahl von Batteriemodulen wird ungewöhnlicher Temperaturanstieg ermittelt durch die Bereitstellung von Verbindungsdrähten an Einheiten von Batteriemodulen und die elektrische Reihenschaltung von Befestigungselementen, welche die Enden von ihnen halten; Verbindungselemente, welche die elektrische Reihenschaltung zwischen Halterelementen bewirken, sind im Spritzgussverfahren an einer Endplatte befestigt; und außerdem wird ein überdurchschnittlicher Temperaturanstieg ermittelt, indem Temperatursensoren von außen befestigt sind, deren elektrischer Widerstand sich infolge eines Temperaturanstiegs aller Einzelzellen, die in dem Haltergehäuse angeordnet sind, abrupt erhöht, wobei alle diese Temperatursensoren in Reihe geschaltet sind.
- Durch die Wahl eines solchen Aufbaus kann überdurchschnittlicher Temperaturanstieg von Einzelzellen zumindest in Batteriemodul-Einheiten ermittelt werden, und falls erforderlich kann ein überdurchschnittlicher Temperaturanstieg aller Einzelzellen, die zu einer Batterie-Stromquellenvorrichtung gehören, durch einen einfachen Aufbau ermittelt werden, in dem nur zwei Leitungen einen nach außen herausgezogenen Zustand aufweisen.
- Durch die Konstruktion von Halterelementen und Verbindungselementen, welche die Halterelemente integral mit einer Endplatte verbinden, kann ferner der Konstruktionsprozess vereinfacht und die Aufgabe des Verbindens erleichtert werden. In einer Batterie-Stromquellenvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Aufbau gewählt werden, in dem ein nicht-kreisförmiges Schraubenmutter-Element, das eine Plus-Elektrode darstellt, an einem Ende eines Batteriemoduls vorgesehen ist, und ein nicht-kreisförmiges Schraubenmutter-Element, das eine Minus-Elektrode darstellt, an jeweils dem anderen Ende vorgesehen ist, wobei das Batteriemodul an einer Sammelschiene der beiden Endplatten befestigt ist, durch das Festsetzen von Schrauben-Elementen, die durch Durchgangslöcher, die in den Sammelschienen vorgesehen sind, in diese Schraubenmutter-Elemente geschraubt sind; die äußere Form des Schraubenmutter-Elements, das die Plus-Elektrode darstellt, und die äußere Form des Schraubenmutter-Elements, das die Minus-Elektrode darstellt, unterscheiden sich in der Weise, dass wenn die zwei Formen übereinandergelegt werden, keine vollständig von der anderen eingeschlossen wird; und eine Befestigungs-Aussparung in einer Form, die der äußeren Form des Schraubenmutter-Elements entspricht, ist in einer Endplatte vorgesehen, wobei das Schraubenmutter-Element in dieser Befestigungs-Aussparung eingepasst und gehalten wird; und ferner unterscheiden sich die Form der Befestigungs-Aussparung, in der das Schraubenmutter-Element, das die Plus-Elektrode darstellt, eingepasst und gehalten wird und die Form der Befestigungs-Aussparung, in der das Schraubenmutter-Element, das die Minus-Elektrode darstellt, eingepasst und gehalten wird.
- Durch die Wahl dieses Aufbaus können die Batteriemodule in einer einfachen Weise durch das Festsetzen der Schrauben-Elemente befestigt werden, und die Schrauben-Elemente werden festgesetzt durch das Halten der Schraubenmutter-Elemente mit nicht-kreisförmiger Form in den Befestigungs-Aussparungen, in denen diese passen. Dieses ermöglicht, ein Mitdrehen der Batteriemodule beim Festsetzen zu verhindern, so dass der Arbeitsvorgang des Festsetzens ohne Schwierigkeiten durchgeführt werden kann und das Drehen zwischen den Einzelzellen verhindert werden kann. Weil sich die Form der Schraubenmutter-Elemente, die die Plus-Elektroden darstellen und der Befestigungs-Aussparungen, die diesen entsprechen, von der Form der Schraubenmutter-Elemente, die die Minus-Elektroden darstellen und der Befestigungs-Aussparungen, die diesen entsprechen, unterscheidet, können ferner die Probleme des falschen Einfügens von Batteriemodulen behoben werden.
- In einer Batterie-Stromquellenvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Aufbau gewählt werden, worin eine der Endplatten des Haltergehäuses an dem Hauptkörper des Haltergehäuses befestigt ist, während die andere Endplatte in dem Hauptkörper des Haltergehäuses enthalten ist und einen in der Längsrichtung des Batteriemoduls beweglichen Zustand aufweist.
- Selbst wenn sich die relativen Positionen des Haltergehäuses und der Batteriemodule aufgrund von Unterschieden im thermischen Volumenausdehnungskoeffizient verändern, kann mittels eines solchen Aufbaus das Halten der Batteriemodule immer zuverlässig erreicht werden.
- In einer Batterie-Stromquellenvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Aufbau gewählt werden, worin das Haltergehäuse eine Batteriemodul-Trägerplatte umfasst, die parallel zu den zwei Endplatten angeordnet ist, wobei Durchgangslöcher, in denen die Batteriemodule einen frei eingefügten Zustand aufweisen, in der Batteriemodul-Trägerplatte vorgesehen sind, wobei eine Schwingungsdämpfungs-Platte vorgesehen ist, die entsprechend der Einfügungslöcher integral mit Schwingungsdämpfungs-Ringen ausgestattet ist, wobei diese in der Form zusammengesetzt sind, dass sie durch das Hineinpressen der Schwingungsdämpfungs-Ringe in die Einfügungslöcher in der Batteriemodul-Trägerplatte geformt sind, um sich entlang dieser zu erstrecken, so dass geeignete dazwischenliegende Stellen entlang der Längsrichtung der Batteriemodule in der Batteriemodul-Trägerplatte gestützt werden, in einem Zustand, in dem sie in die Schwingungsdämpfungs-Ringe eingefügt sind; und ein Batteriemodul an einer Verbindungsstelle zwischen einzelnen Zellen einen Isolierring umfasst, wobei der Isolierring an der Stelle, an der das Einfügen in einen Schwingungsdämpfungs-Ring ausgeführt wird, einen größeren Durchmesser als ein anderer Isolierring aufweist; und ferner die Batteriemodul-Trägerplatte durch eine Abtrennung dargestellt wird, die den Batteriemodul-Anordnungsraum innerhalb des Haltergehäuses unterteilt, und diese Abtrennung integral mit dem Haltergehäuse gebildet ist.
- Mittels dieses Aufbaus kann ein Schwingungsdämpfungs-Aufbau erzielt werden, der in einer einfachen Weise die Batteriemodule vor äußeren Schwingungen schützt.
- Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Batterie-Stromquellenaufbau gewählt werden, der eine Mehrzahl von den vorstehend dargestellten Batterie-Stromquellenvorrichtungen umfasst, wobei elektrische Reihenschaltung zwischen den Batterie-Stromquellenvorrichtungen bewirkt wird; und worin, in diesen Batterie-Stromquellenvorrichtungen, das Verbindungskabel, durch das die Batterie- Stromquellenvorrichtungen in Reihe geschaltet sind, einen flexiblen Zustand aufweist.
- Mit einem wie vorstehend beschriebenen Batterie-Stromquellenaufbau kann Hochspannungsstrom gewonnen werden, und der Aufbau ist für die Verwendung als Motorantriebsquelle für ein elektrisch angetriebenes Automobil geeignet, und dank der Verbindung zwischen den Stromquellenvorrichtungen, die durch ein flexibles Verbindungskabel erlangt wird, selbst wenn sich das Stellungsverhältnis der zwei Batterie-Stromquellenvorrichtungen verändert, kann weiterhin eine zuverlässige Verbindung zwischen den beiden erzielt werden. Um die vorstehend genannten Probleme zu beheben, stellt die vorliegende Erfindung eine Endplatte vor, die in einer Batterie-Stromquellenvorrichtung verwendet wird, in der eine große Anzahl von Batteriemodulen, die aus einer Mehrzahl von Einzelzellen in einer Reihe bestehen, welche elektrisch und mechanisch in Reihe geschaltet sind, parallel zueinander angeordnet sind und in einem Haltergehäuse gehalten werden, wobei Sammelschienen in Endplatten vorgesehen sind, die an beiden Enden dieses Haltergehäuses angeordnet sind, womit elektrischer Kontakt zwischen den Anschlüssen der Batteriemodule bewirkt wird, wobei diese Endplatte aus einer Harzplatte besteht und die Sammelschienen in der Harzplatte durch das Einbetten im Spritzgussverfahren befestigt sind, wobei Befestigungs-Aussparungen, in denen Enden von Batteriemodulen eingefügt und gehalten werden, in einer Außenfläche der Harzplatte gebildet sind, so dass Abschnitte von Sammelschienen, durch die die Enden der Batteriemodule verbunden sind, frei liegen, und in der Weise gebildet sind, dass Abschnitte von Sammelschienen in der anderen Außenfläche der Harzplatte, an der Kontakt durch die Schrauben-Elemente bewirkt wird, wo Verschluss-Aussparungen die Enden der Batteriemodule festklemmen, einen freigelegten Zustand aufweisen.
- Dank des vorstehend dargestellten Aufbaus, mit einer Endplatte gemäß der vorliegenden Erfindung, kann die Stützkraft und die Steifheit der Batteriemodule in hohem Maße vergrößert werden und die Aufgabe des Einbaus der Batteriemodule in das Haltergehäuse kann unkompliziert und einfach gestaltet werden.
- In einer Endplatte gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Aufbau gewählt werden, worin die Form der Befestigungs-Aussparung, in die das Ende des Batteriemoduls auf der Seite, welche die Plus-Elektrode darstellt, eingepasst und gehal ten wird, und die Form der Befestigungs-Aussparung, in die das Ende des Batteriemoduls auf der Seite, welche die Minus-Elektrode darstellt, eingepasst und gehalten wird, sich in der Weise unterscheiden, dass wenn die zwei Formen übereinandergelegt werden, keine vollständig von der anderen eingeschlossen wird; und die Befestigungs-Aussparung und Verschluss-Aussparung in der Weise gebildet sind, dass sie einen in funktioneller Hinsicht auswechselbaren Zustand aufweisen; und ferner die Verschluss-Aussparung, die hinter der Befestigungs-Aussparung angeordnet ist, in der das Ende eines Batteriemoduls, das einen Plus-Anschluss darstellt, eingepasst und gehalten wird, in der Weise gebildet ist, um eine Befestigungs-Aussparung bilden zu können, in die das Ende eines Batteriemoduls eingepasst und gehalten wird, welches einen Minus-Anschluss darstellt, und die Verschluss-Aussparung, die hinter der Befestigungs-Aussparung angeordnet ist, in der das Ende eines Batteriemoduls, das einen Minus-Anschluss darstellt, eingepasst und gehalten wird, in der Weise gebildet ist, um eine Befestigungs-Aussparung bilden zu können, in die das Ende eines Batteriemoduls eingepasst und gehalten wird, welches einen Plus-Anschluss darstellt.
- Dank dieses Aufbaus kann eine Endplatte vorgestellt werden, worin das Problem des falschen Einsetzens von Batteriemodulen behoben werden kann, und worin zwei Batterie-Stromquellenvorrichtungen in einem Batterie-Stromquellenaufbau gemeinsam eingesetzt werden können, der ein Paar linker und rechter Batterie-Stromquellenvorrichtungen umfasst.
- Um die vorstehend genannten Probleme zu beheben, gemäß der vorliegenden Erfindung, sind ferner in einer Vorrichtung, in der eine große Anzahl von Batteriemodulen, die aus einer Mehrzahl von Einzelzellen in einer Reihe bestehen, welche elektrisch und mechanisch in Reihe geschaltet sind, diese parallel zueinander angeordnet und werden in einem Haltergehäuse gehalten, und Luft wird gezwungen, in einer Richtung innerhalb dieses Haltergehäuses zu strömen und auf diese Weise die große Anzahl von Batteriemodulen in dem Haltergehäuse zu kühlen, wobei die Richtung des Luftstromes eine Richtung rechtwinklig zur Längsrichtung der Batteriemodule darstellt.
- Gemäß der Erfindung kann ein Aufbau passend gewählt werden, in dem die Einzelzellen Nickel-Wasserstoff-Sekundärelemente sind.
- Diese und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Abbildungen deutlich. Es zeigen:
-
1 eine graphische Darstellung einer Seitenansicht, welche die Beziehung zwischen einem Automobil und einer Batteriegruppen-Einheit darstellt; -
2 eine perspektivische Ansicht, die eine Skizze einer Batteriegruppen-Einheit darstellt; -
3 eine perspektivische Ansicht, die einen Batterie-Stromquellenaufbau darstellt; -
4A eine Vorderansicht, die ein Batteriemodul darstellt,4B eine Ansicht der linken Seite eines solchen Batteriemoduls und4C eine Ansicht der rechten Seite eines solchen Batteriemoduls; -
5 eine perspektivische Ansicht eines Batteriemoduls, in welchem eine äußere Röhre durch eine imaginäre Linie dargestellt ist; -
6 eine Querschnittsansicht von einem herausgetrennten Teil eines Batteriemoduls, welche Hauptteile von diesem darstellt; -
7 eine perspektivische Explosionsansicht einer Batterie-Stromquellenvorrichtung; -
8 eine Querschnittsansicht, die eine Batterie-Stromquellenvorrichtung darstellt; -
9 eine Querschnittsansicht, die Hauptteile einer Batterie-Stromquellenvorrichtung in einem größeren Maßstab darstellt; -
10 eine Vorderansicht einer ersten Endplatte, von der Seite der inneren Oberfläche aus gesehen; -
11A eine Querschnittsansicht in einem größeren Maßstab, entlang der Linie A–A von10 und11B eine Vorderansicht davon; -
12 eine Querschnittsansicht in einem größeren Maßstab, entlang der Linie B–B von10 ; -
13 eine Vorderansicht einer zweiten Endplatte, von der Seite der äußeren Oberfläche aus gesehen; -
14 eine Querschnittsansicht in einem größeren Maßstab, entlang der Linie C–C von13 ; -
15 eine graphische Darstellung, die darstellt, wie ein Batteriemodul verbunden ist; und -
16 eine graphische Darstellung, die darstellt, wie ein PTC-Sensor verbunden ist. -
1 zeigt einen hybriden Typ Automobil, dessen Maschinen-Antriebsquelle durch die Verbindung eines eingebauten Verbrennungsmotors und eines batteriebetriebenen Motors zusammengesetzt ist. In diesem hybriden Typ Automobil wird der eingebaute Verbrennungsmotor unter optimalen Bedingungen betrieben, und wenn die Ausgangsleistung für die Betriebsbedingungen unzureichend ist, wird dieser Mangel an Leistungsabgabe durch die Ausgangsleistung des batteriebetriebenen Motors ausgeglichen; und durch die Durchführung regenerativer Leistungsaufnahme während der Geschwindigkeitsabnahme, wird die Länge der zurückgelegten Strecke pro Kraftstoff-Einheit im Vergleich mit einem Automobil, in welchem ein gewöhnlicher eingebauter Verbrennungsmotor allein genutzt wird, in großem Maße gesteigert. - Als elektrische Stromquelle des batteriebetriebenen Motors werden Nickel-Wasserstoff- Sekundärelemente verwendet, wobei diese in einer Batteriegruppen-Einheit
1 untergebracht sind, wie in1 und2 dargestellt. Diese Batteriegruppen-Einheit1 ist in dem Raum zwischen dem Rücksitz2 und dem dahinterliegenden Kofferraum3 angeordnet. - Die Batteriegruppen-Einheit
1 umfasst ein äußeres Gehäuse4 , welches aus einer Harz-Form besteht, in der ein Gebläse5 angeordnet ist, und ein Paar linker und rechter Batterie-Stromquellenvorrichtungen6 ,6 , die innerhalb eines äußeren Gehäuses4 angeordnet sind. In jeder Batterie-Stromquellenvorrichtung6 sind 126 Einzelzellen (auch Batteriezellen genannt) durch eine elektrische Reihenschaltung miteinander verbunden, wobei diese aus Einheiten von Nickel-Wasserstoff-Sekundärelementen bestehen; dieser Aufbau ermöglicht eine Stromversorgung mit einer Spannung von etwa 125 V. Linke und rechte Batterie-Stromquellenvorrichtungen6 ,6 sind identisch gestaltet und durch eine elektrische Reihenschaltung miteinander verbunden, um einen Batterie-Stromquellenaufbau8 zu bilden, der zur Stromversorgung mit einer Spannung von etwa 250 V imstande ist. Genauer gesagt wird dem batteriebetriebenen Motor Strom mit einer Spannung von etwa 250 V zugeführt. -
3 stellt einen Batterie-Stromquellenaufbau8 dar, welcher aus einem linken und rechten Paar Batterie-Stromquellenvorrichtungen6 ,6 besteht. - Jede Batterie-Stromquellenvorrichtung
6 ist aus21 Batteriemodulen9 zusammengesetzt, die innerhalb eines Haltergehäuses10 gehalten werden, wobei die Batteriemodule9 parallel in drei transversalen Reihen und sieben vertikalen Reihen angeordnet sind und jedes Modul aus einer Reihe von sechs Einzelzellen7 besteht, die durch eine Reihenschaltung elektrisch und mechanisch miteinander verbunden sind. - Wie in
4 ,5 und6 dargestellt, wird die Reihenschaltung zwischen Einzelzellen7 in einem Batteriemodul9 durch die Nutzung von Punkt-Schweißstellen S mittels Verbindungsringen50 aus Metall bewirkt. Ebenso sind Vierkantmuttern11 , die mit Befestigungsflächen11a verbunden sind, an der Plus-Seite der Elektrode von Einzelzellen7 , durch die Nutzung des Punkt-Schweißens mittels Verbindungsringen50 , mit der Plus-Seite der Elektrode des Batteriemoduls9 verbunden. Außerdem sind sechseckige Muttern12 an der Minus-Seite der Elektrode von Einzelzellen7 , durch die Nutzung des Punkt-Schweißens mittels Verbindungsringen50 , mit der Minus-Seite der Elektrode des Batteriemoduls9 verbunden. Die Abmessungen zwischen den gegenüberliegenden Seiten der Vierkantmutter11 und die Abmessungen zwischen den gegenüberliegenden Seiten der sechseckigen Mutter12 sind gleich gestaltet, so dass keine Möglichkeit besteht, dass diese Muttern11 und12 in die falsche der quadratischen Befestigungs-Aussparung30a oder der sechseckigen Befestigungs-Aussparung30b eingefügt werden, die später noch beschrieben werden. Isolierringe13a ,13b , die aus Harz gestaltet sind, werden zwischen die Verbindungsteile gesetzt, um einem Kurzschluss der Plus-Seite der Elektrode und Minus-Seite der Elektrode in derselben Einzelzelle vorzubeugen. Es gibt zwei Sorten von diesen Isolierringen13a ,13b , die mit verschiedenen Außendurchmessern gestaltet sind; von insgesamt sechs Isolierringen13a ,13b , haben zwei von ihnen den größeren äußeren Durchmesser, gekennzeichnet durch13b . - Ein PTC- (Positiver Temperaturkoeffizient) Sensor
14 ist mit der Seitenumfangsfläche jeder Einzelzelle7 verbunden. Dieser PTC-Sensor ist ein Temperatur-Sensor, der Unregelmäßigkeiten durch einen abrupten Anstieg von elektrischem Widerstand ermittelt, der auftritt, wenn die Temperatur einer Einzelzelle7 aufgrund von irgendwelchen inneren Unregelmäßigkeiten ansteigt. Zum Beispiel kann ein Sensor eingesetzt werden, dessen elektrischer Widerstand abrupt ansteigt, wenn eine Temperatur von 80°C erreicht wird. Ein PTC-Sensor kann auch „Poly-Sensor" genannt werden. Sensoren, die sich von PTC-Sensoren unterscheiden, können natürlich anstelle eines solchen Temperatur-Sensors14 eingesetzt werden. Sechs PTC-Sensoren14 sind durch einen Verbindungsdraht15 in Reihe geschaltet und ein Anschlusselement16 , das aus einer biegsamen Platte besteht, ist an beiden Enden von ihnen befestigt. Die zwei Anschlusselemente16 ,16 sind so angeordnet, dass sie von beiden Enden des Batteriemoduls9 hervorstehen. - Die äußere Umfangsoberfläche des Batteriemoduls
9 ist mittels einer äußeren Röhre17 bedeckt, die aus Harz, so wie Polyvinyl-Chlorid, gestaltet ist, wobei sie eine elektrische Isolierung und Wärmeschrumpfungs-Eigenschaften aufweist. Der PTC-Sensor14 und sein Verbindungsdraht15 sind durch die Einzelzelle7 und die äußere Röhre17 geschützt. Die Vierkantmutter11 , welche die Plus-Seite der Elektrode darstellt, die sechseckige Mutter, welche die Minus-Seite der Elektrode darstellt, und die zwei Anschlusselemente16 ,16 sind in Bezug zu der äußeren Röhre17 freigelegt. - Wie in
3 ,7 und8 dargestellt, besteht das Haltergehäuse10 hauptsächlich aus einem Hauptkörper-Gehäuse18 , einer ersten Endplatte19 , einer zweiten Endplatte20 , drei Kühlrippen-Platten21 ,21 ,21 und zwei schwingungsunterdrückenden Gummiplatten22 ,22 . - Das Hauptkörper-Gehäuse
18 besteht aus einem Einheiten-Formteil aus Harz, das in der Form eines quaderförmigen Kastens gestaltet ist, dessen obere und untere Seiten offen sind. Der Raum26 , der innerhalb der zwei Endwände23 ,23 und zwei Seitenwände24 ,24 , die vier senkrechte Wände bilden, gebildet ist, ist durch zwei Zwischenwände25 ,25 , die parallel zu den zwei Endwänden23 ,23 gebildet sind, praktisch gleichmäßig in drei Räume26a ,26b ,26c aufgeteilt. Kühlrippen-Platten21 sind von oben eingesetzt, um jeweils in der Mitte des ersten abgeteilten Raumes26a positioniert zu sein, auf der Seite, die der zweiten Endplatte20 am nahesten ist, des zweiten abgeteilten Raumes26b , in der Mitte, und des dritten abgeteilten Raumes26c auf der Seite, die der ersten Endplatte19 am nahesten ist, wobei diese parallel zu den zwei Endwänden23 ,23 gestaltet und am Hauptkörper-Gehäuse18 befestigt sind. - Insgesamt
21 Einfügungsöffnungen23a ,25a ,21a sind in drei transversalen (horizontale Richtung) und sieben vertikalen (vertikale Richtung) Reihen zur Einfügung von Batteriemodulen9 , in denselben entsprechenden Positionen in den Endwänden23 ,23 , den Zwischenwänden25 ,25 und den Kühlrippen-Platten21 ,21 ,21 gebildet. Die Einfügungsöffnungen23a ,25a ,21a in den drei transversalen Reihen und sieben vertikalen Reihen sind mit derselben Neigung in den transversalen und horizontalen Richtungen angeordnet und sind so gestaltet, dass ihr Durchmesser größer ist als der äußere Durchmesser der Batteriemodule9 . - Die erste Endplatte
19 ist an einem Ende des Hauptkörper-Gehäuses18 durch Schrauben an der Endwand23 befestigt, durch die Nutzung von Schraub-Löchern70 an ihren vier Ecken. Bezugszeichen27 kennzeichnet einen Rahmenteil, der an der Außenfläche der Endwand23 des Hauptkörper-Gehäuses18 gestaltet ist, um die erste Endplatte19 aufzunehmen, die dort hinein passt. Die zweite Endplatte20 ist lösbar an der Endwand23 am anderen Ende des Hauptkörper-Gehäuses18 befestigt. Genauer gesagt ist die zweite Endplatte20 in einem beweglichen Zustand auf einem Rahmen27 angebracht, der am anderen Ende des Hauptkörper-Gehäuses18 angeordnet ist. - Wie in
7 –12 dargestellt, besteht die erste Endplatte19 aus einer Harzplatte und umfasst eine Sammelschiene28 , die in dieser Harzplatte im Spritzgussverfahren eingebettet und befestigt ist. Auf der Innenseite29 der Harzplatte sind quadratisch geformte Befestigungs-Aussparungen30a vorgesehen, zur Befestigung der Vierkantmutter11 , die hierin eingepasst ist und die Plus-Seite des Elektrodenanschlusses eines Batteriemoduls9 darstellt, und sechseckig geformte Befestigungs-Aussparungen30b , zur Befestigung der sechseckigen Mutter12 , die hierin eingepasst ist und die Minus-Seite des Elektrodenanschlusses eines Batteriemoduls9 darstellt. Diese Befestigungs-Aussparungen30a ,30b sind in entsprechenden Positionen zu den Einfügungsöffnungen23a ,25a ,21a und in einer Ge samtsumme von21 in drei transversalen Reihen und sieben vertikalen Reihen vorgesehen. Wie in10 dargestellt, sind die zwei verschiedenen Sorten von Befestigungs-Aussparungen30a ,30b abwechselnd angeordnet, in einer solchen Beziehung, dass die eine dieser nebeneinanderliegenden Aussparungen eine quadratisch geformte Befestigungs-Aussparung der Plus-Seite30a , während die andere eine sechseckig geformte Befestigungs-Aussparung der Minus-Seite30b darstellt. Die Befestigungs-Aussparungen30a ,30b sind in einer solchen Form gestaltet, dass die Muttern11 ,12 der Elektroden-Anschlüsse des Batteriemoduls9 dort hineinpassen, so kann die quadratische Mutter11 nur in der quadratischen Befestigungs-Aussparung30a aufgenommen werden und der Möglichkeit, dass sie unbeabsichtigt in der sechseckigen Befestigungs-Aussparung30b aufgenommen wird, kann vorgebeugt werden. - Insgesamt
21 Verschluss-Aussparungen32a ,32b sind in der Außenseite31 der ersten Endplatte19 in Positionen gebildet, die denen der Befestigungs-Aussparungen30a ,30b entsprechen. Es gibt zwei Typen von Formen dieser Verschluss-Aussparungen32a ,32b , nämlich quadratische und sechseckige: die quadratischen Verschluss-Aussparungen32a sind von exakt derselben Form wie die quadratischen Befestigungs-Aussparungen30a , die oben beschrieben wurden, und die sechseckigen Verschluss-Aussparungen32b sind von exakt derselben Form wie die sechseckigen Befestigungs-Aussparungen30b , die oben beschrieben wurden. Wie in10 dargestellt, ist jeweils eine sechseckige Verschluss-Aussparung32b hinter einer quadratischen Befestigungs-Aussparung30a und eine quadratische Verschluss-Aussparung32a ist hinter einer sechseckigen Befestigungs-Aussparung30b vorgesehen. Der Zweck dieser Konstruktion ist es, die Nutzung jeweils identischer erster Endplatten19 ,19 gemeinsam mit einem Paar rechter und linker Batterie-Stromquellenvorrichtungen6 ,6 , möglich zu machen, welche einen Batterie-Stromquellenaufbau8 bilden, wie in3 dargestellt. Wenn eine Batterie-Stromquellenvorrichtung der linken Seite 6 eingesetzt wird, ist die erste Endplatte19 in dem Hauptkörper-Gehäuse18 in dem oben beschriebenen Zu stand eingebaut, wenn aber eine Batterie-Stromquellenvorrichtung der rechten Seite 6 eingesetzt wird, ist die erste Endplatte19 in dem Hauptkörper-Gehäuse18 mit Aussparungen entsprechend der Verschluss-Aussparungen32a ,32b mit der Innenseite nach außen gekehrt eingebaut, so dass sie als Befestigungs-Aussparungen30a ,30b eingesetzt werden. - Sammelschienen aus Metall
28 , die eine elektrische Verbindung zwischen den Anschlüssen der Batteriemodule9 bewirken, sind im Spritzgussverfahren so eingebettet und befestigt, dass sie sich auf Höhe der halben Dicke der Harzplatte der ersten Endplatte19 befinden. Die Sammelschienen28 liegen an Teilen nach außen hin frei, die durch Befestigungs-Aussparungen30a ,30b sowie Verschluss-Aussparungen32a ,32b umgeben sind. - In der Mitte solcher freiliegender Teile sind Durchgangslöcher
33 vorgesehen. - Muttern
11 ,12 am Ende eines Batteriemoduls9 sind, in einem Zustand, in welchem sie in Befestigungs-Aussparungen30a ,30b angebracht sind, auf einen Schraubenbolzen34 geschraubt, der von der Seite der Verschluss-Aussparungen32a ,32b durch ein Durchgangsloch33 hindurchgeführt ist, und durch verschließende Schraubenbolzen34 sind Muttern11 und12 elektrisch und mechanisch mit der Sammelschiene28 verbunden. Da die Vierkantmutter11 , welche die Plus-Seite der Elektrode des BatteriemodulS9 darstellt, ohne jede Möglichkeit der Verwechslung in der quadratischen Befestigungs-Aussparung der Plus-Seite30a angebracht ist, ist die Plus-Seite der Elektrode des Batteriemoduls9 zuverlässig mit dem Plus-Teil der Sammelschiene28 verbunden. Und da die sechseckige Mutter12 , welche die Minus-Seite der Elektrode des Batteriemoduls9 darstellt, ohne jede Möglichkeit der Verwechslung in der sechseckigen Befestigungs-Aussparung der Minus-Seite30b angebracht ist, so ist die Minus-Seite der Elektrode des Batteriemoduls9 genauso zuverlässig mit dem Minus-Teil der Sammelschiene28 verbunden. Da die Befestigungs-Aussparungen30a ,30b verhindern, dass sich die Muttern11 und12 drehen, kann der Verschluss-Vorgang mittels eines Schraubenbolzens34 problemlos vor sich gehen. - Wie in
8 ,13 und14 dargestellt, ist die zweite Endplatte20 , wie die erste Endplatte19 , aufgebaut aus einer Harz-Platte und einer Sammelschiene28 , die im Spritzgussverfahren in der Harz-Platte eingebettet und befestigt ist. Die Innenseite29 der Harzplatte ist mit Befestigungs-Aussparungen30a ,30b ausgestattet, während die Außenseite31 mit Verschluss-Aussparungen32a ,32b ausgestattet ist. Genau wie in dem Fall der ersten Endplatte19 , sind die Muttern11 ,12 an den Enden der Batteriemodule9 elektrisch und mechanisch durch Schraubenbolzen34 mit der Sammelschiene28 verbunden. Sechseckige Befestigungs-Aussparungen30b der zweiten Endplatte20 sind natürlich an Punkten angeordnet, die sich gegenüber quadratischen Befestigungs-Aussparungen30a der ersten Endplatte19 befinden, während quadratische Befestigungs-Aussparungen30a der zweiten Endplatte20 an Punkten angeordnet sind, die sich gegenüber sechseckigen Befestigungs-Aussparungen30b der ersten Endplatte19 befinden. - Die
21 Batteriemodule9 , die in der Batterie-Stromquellenvorrichtung6 parallel angeordnet sind, sind mittels Sammelschienen28 der ersten Endplatte19 und Sammelschienen28 der zweiten Endplatte20 elektrisch in Reihe geschaltet. Insgesamt11 Sammelschienen28 sind in der ersten Endplatte19 eingebettet und befestigt, und sind in10 durch S1, S3, S5, S7, S9, S11, S13, S15, S17, S19 und S21 gekennzeichnet. In der zweiten Endplatte20 sind11 Sammelschienen28 eingebettet und befestigt, und sind in13 durch S2, S4, S6, S8, S10, S12, S14, S16, S18, S20 und S22 gekennzeichnet. Das Verbindungsverhältnis dieser Sammelschienen mit den Batteriemodulen9 ist in15 dargestellt. - Genau genommen sollten die Sammelschienen, die durch S1 und S22 gekennzeichnet sind, im Falle der ersteren besser als Minus-Anschlussschiene oder im Falle der letzteren besser als Plus-Anschlussschiene statt als Sammelschienen bezeichnet werden. Obwohl dieses nicht im Begriff einer Sammelschiene gemäß der vorliegenden Erfindung eingeschlossen ist, werden sie im Sinne der Bequemlichkeit in der Beschreibung dieser Ausführungsform als Sammelschienen bezeichnet und unten beschrieben. Die Sammelschienen, die durch S2~S21 gekennzeichnet sind, haben einen Kontakt zur Plus-Seite der Elektrode und einen Kontakt zur Minus-Seite der Elektrode der Batteriemodule
9 , die nebeneinander liegend elektrisch in Reihe geschaltet sind; auf diese Art und Weise sind die nebeneinander liegenden Batteriemodule9 elektrisch in Reihe geschaltet. Zum Beispiel, wie in15 dargestellt, ist die Sammelschiene, die durch S2 gekennzeichnet ist, verbunden mit einem Kontakt der Plus-Seite der Elektrode2a und einem Kontakt der Minus-Seite der Elektrode2b , während die Sammelschiene, die durch S21 gekennzeichnet ist, mit einem Kontakt der Plus-Seite der Elektrode21a und einem Kontakt der Minus-Seite der Elektrode21b versehen ist. Der Kontakt, der durch1ab in15 gekennzeichnet ist, ist der Minus-Anschluss für den gesamten Batterie-Stromquellenaufbau8 . Mit diesem ist ein Verbindungs-Endring35a (siehe7 ) des Antriebskraft-Kabels35 verbunden, das mit dem batteriebetriebenen Motor verbunden ist. Auch ist der Kontakt, der durch22ab in15 gekennzeichnet ist, der Plus-Anschluss von einem der Batterie-Stromquellenvorrichtungen6 . Dieser ist mit dem Ende eines Verbindungskabels36 (siehe3 ) verbunden, das mit dem Minus-Anschluss der anderen Batterie-Stromquellenvorrichtung6 verbunden ist. Die Spannung zwischen den zwei Kontakten1ab und22ab beträgt etwa 125 V. Das Verbindungskabel36 ist biegsam, so dass eine elektrische Verbindung zwischen den zwei Batterie-Stromquellenvorrichtungen6 ,6 zuverlässig geleistet werden kann, auch wenn durch thermische Ausdehnung/Kontraktion der Batteriemodule9 die zweite Endplatte20 einer Bewegung ausgesetzt ist. - Wie in
7 ,10 ,12 und15 dargestellt, sind in der ersten Endplatte19 Leitungen37 zur Messung der Spannung zwischen den Anschlüssen der Einheiten der zwei Batteriemodule9 ,9 , im Spritzgussverfahren in eine Harzplatte eingebettet. Wie durch die strichpunktierten Linien in15 dargestellt, sind Leitungen37 jeweils mit Sammelschienen28 verbunden, gekennzeichnet durch S1, S3 , S5, S7, S9, S11, S13, S15, S17, S19 und S21, so dass zum Beispiel die Spannung V1–3 zwischen den Sammelschienen S1 und S3 oder die Spannung V19–21 , zwischen den Sammelschienen S19 und S21 gemessen werden kann. Die Spannung V1–3 kennzeichnet die Spannung zwischen den zwei Batteriemodulen9 ,9 , die zwischen der Sammelschiene S1 und der Sammelschiene S3 elektrisch in Reihe geschaltet sind, mit anderen Worten die Spannung zwischen den zwölf Einzelzellen7 , während die Spannungen V3–5, V5–7, ..., V19–21, die in15 dargestellt sind, ebenfalls die Spannung zwischen den zwei Batteriemodulen9 ,9 darstellen. Durch das Messen dieser Spannungen werden, wenn irgendeine Unregelmäßigkeit in mindestens einer der zwölf Einzelzellen7 , die zu den entsprechenden zwei Batteriemodulen9 ,9 gehören, ermittelt wird, einige Unregelmäßigkeiten erzeugt, so dass Gegenmaßnahmen auf einen vergleichsweise engen Bereich beschränkt werden können. - Leitungen
37 sind, wie in10 dargestellt, innerhalb der Harzplatte der ersten Endplatte19 angeordnet und werden an einem einzelnen Punkt auf einer Seite der ersten Endplatte19 gesammelt, an dem sie zusammengeführt und an die Außenseite herausgeführt werden. Wie in7 dargestellt, sind in Harz verkleidete Leitungen37 in Bandform38 befestigt und führen zu einer Spannungsmessungs-Einheit. - Wie in
10 und11 dargestellt, wird einem Überschuss an elektrischem Strom in den Leitungen37 durch die Befestigung von Sicherungen39 an den Verbindungsstellen von Leitungen37 und Sammelschienen28 vorgebeugt. Diese Sicherungen39 sind durch Nachbefestigung an Erweiterungen (Sicherungs-Fassungselementen)40 befestigt, um Leitungsverbindungen einheitlich mit Sammelschienen28 zu verbinden. Es wurde eine Konstruktion gewählt, bei der die vordere und hintere Seite der Mitte der Erweiterung40 zur Außenseite hin durch Öffnungen41 ,42 frei liegt; nach dem Erzeugen eines abgetrennten Zustandes, durch das nachträgliche Durchstanzen eines Teils dieser Erweiterung40 , wird die Sicherung39 befestigt, um beide Seiten des abgetrennten Teils elektrisch miteinander zu verbinden (das abgetrennte Teil wird durch eine gedachte Linie in11B dargestellt). Für die Öffnungen41 ,42 wird dann eine Harzform39a verwendet. - Das Verdrahten von Leitungen
37 ist nur in der ersten Endplatte19 vorgesehen, während in der zweiten Endplatte20 überhaupt keine Verdrahtung vorgesehen ist. - Wie in
7 ,10 und12 dargestellt, ist im Spritzgussverfahren in der ersten Endplatte19 ein Befestigungselement43 in der Harzplatte befestigt, um das Anschlusselement16 mit einem Verbindungsdraht15 zu verbinden, wobei sechs der vorgenannten PTC-Sensoren14 in Reihe geschaltet sind. - Das Befestigungselement
43 ist mit einem Schraubloch45 ausgestattet, freigelegt an einer Durchgangsloch-Öffnung44 , die in der ersten Endplatte19 vorgesehen ist. Dann, nach dem Einfügen des Anschlusselements16 in die Durchgangsloch-Öffnung44 , wird es gebogen und als nächstes, durch die Benutzung einer Schraube46 , wie in12 dargestellt, wird das Anschlusselement16 elektrisch und mechanisch mit dem Befestigungselement43 verbunden. - Das Befestigungselement
43 ist an beiden Enden mit zwei Schraublöchern45 ,45 ausgestattet und dient als eine Sammelschiene, die eine elektrische Verbindung der Anschlusselemente16 ,16 der benachbarten Verbindungsdrähte15 bewirkt. Ein Befestigungselement, in10 und16 als P gekennzeichnet, hat jedoch nur ein einzelnes Schraubloch45 und dient lediglich als der Minus-Anschluss. - Ein Befestigungselement
43 wie oben beschrieben, ist auch in einer zweiten Endplatte20 in der Harzplatte im Spritzgussverfahren befestigt, wie in13 dargestellt. Das Befestigungselement43 dieser zweiten Endplatte20 ist auch mit zwei Schraublöchern45 ,45 ausgestattet und dient als eine Sammelschiene. Das Befestigungselement, in13 und16 als Q gekennzeichnet, hat jedoch nur ein einzelnes Schraubloch45 und dient lediglich als ein Plus-Anschluss. -
16 stellt einen Zustand dar, in welchem PTC-Sensoren14 , die mit allen 126 Einzelzellen7 verbunden sind, die in einer Batterie-Stromquellenvorrichtung6 vorgesehen sind, mittels Befestigungselementen43 der ersten Endplatte19 und der zweiten Endplatte20 elektrisch in Reihe geschaltet sind. Da sich dieser Fall mit dem Fall gleicht, in dem Batteriemodule9 , die in15 dargestellt sind, durch die Nutzung von Sammelschienen28 elektrisch in Reihe geschaltet sind, wird hier eine ausführliche Beschreibung ausgelassen. - Jeweils äußere herausführende Leitungen
47 ,48 sind verbunden (siehe3 ) mit dem Befestigungselement43 , das den Minus-Anschluss darstellt und durch P gekennzeichnet ist, und dem Befestigungselement43 , das den Plus-Anschluss darstellt und durch Q gekennzeichnet ist, und sind mit einer Widerstandsmessungs-Vorrichtung49 verbunden. In dem Fall, dass ein überdurchschnittlicher Temperaturanstieg in einer der vorgenannten 126 Einzelzellen7 auftritt, kann, als Folge der sehr starken Zunahme des Widerstandes des PTC-Sensors14 , der mit einer Einzelzelle7 verbunden ist, diese Unregelmäßigkeit von der Widerstandsmessungs-Vorrichtung49 ermittelt werden. Folglich ist es möglich, mittels einer einfachen Konstruktion, in der die Anzahl der äußeren herausführenden Leitungen47 ,48 mindestens zwei beträgt, überdurchschnittlichen Temperaturanstieg aller Einzelzellen7 der Batteriestromquelle6 zu ermitteln. Eine ähnliche Anordnung ist in der anderen Batterie-Stromquellenvorrichtung6 vorgesehen, die einen Batterie-Stromquellenaufbau8 darstellt. - Wie in
3 ,7 ,8 und9 dargestellt ist, sind beide Enden von 21 Batteriemodulen9 in dem Haltergehäuse10 der Batterie-Stromquellenvorrichtung6 in der ersten Endplatte19 und zweiten Endplatte20 befestigt und gestützt. Die Batteriemodule9 sind auch in Einfügungslöchern25a der Zwischenwände25 ,25 mittels Schwingungsdämpfungs-Ringen51 ,51 an zwei Punkten gestützt, an Stellen nach etwa 1/3 ihrer Länge, jeweils von beiden Enden in ihrer Längsrichtung. Diese Schwingungsdämpfungs-Ringe51 sind integral auf einer schwingungs-unterdrückenden Gummiplatte22 gebildet, in einer Weise, dass sie von ihrer vorderen Oberfläche hervorstehen. Die schwingungs-unterdrückende Gummiplatte22 , die mit21 Schwingungsdämpfungs-Ringen51 ausgestattet ist, ist entlang einer Seite der Zwischenwand25 , durch das Hineindrücken aller Schwingungsdämpfungs-Ringe51 in Einfügungslöcher25a der Zwischenwand25 befestigt. - Wie in
8 dargestellt, ist das äußere Gehäuse4 auf seiner unteren Fläche4a mit einem Befestigungssitz für das Haltergehäuse71 versehen, und die linken und rechten Haltergehäuse10 ,10 sind mittels Bolzen und Muttern in einem Bodenteil72 davon angebracht und befestigt. Auch ein Flansch74 ist vorgesehen, angebracht auf dem Automobil-Hauptkörper am Umfang des äußeren Gehäuses4 . - Wie in
15 dargestellt, sind alle Batteriemodule9 in einer Batterie-Stromquellenvorrichtung6 ständig elektrisch in Reihe geschaltet. Es ist jedoch zum Zwecke der Sicherheit während Reparaturarbeiten etc. praktisch, einen Sicherheitsstopfen75 vorzusehen, um diese Reihenschaltung zeitweise zu unterbrechen. Zu diesem Zwecke kann, wie durch die gedachte Linie in15 dargestellt, bei nachfolgender Bearbeitung eine Umgehung vorgesehen werden, wobei die Punkte, die durch17a und17b gekennzeichnet sind, und ein zu öffnender Sicherheitsstopfen75 durch Leitungen76 ,77 verbunden sind, zum Beispiel durch das Abtrennen von S17 Sammelschienen28 an einem Punkt, der durch N gekennzeichnet ist, nachdem diese an einer Öffnung freigelegt sind, die in der ersten Endplatte19 vorgesehen ist. - Mit der vorliegenden Erfindung kann die Stützkraft und Steifheit der Batteriemodule enorm gesteigert werden, und es können eine Batterie-Stromquellenvorrichtung und Endplatten zur Nutzung darin vorgesehen werden, wobei die Batteriemodule in dem Haltergehäuse in einer einfachen Art und Weise und ohne jede Möglichkeit, dass sie fasch eingesetzt werden, zusammengebaut werden können.
- Auch ist mit der vorliegenden Erfindung das Problem des Auftretens von Verdrehungen zwischen den Einzelzellen, aus welchen die Batteriemodule bestehen, durch das Festklemmen der Batteriemodule an die Sammelschienen gelöst, und es kann der Nutzen erzielt werden, dass die Spannungsermittlung der Batteriemodule und/oder die Ermittlung eines überdurchschnittlichen Temperaturanstiegs der Einzelzellen mittels eines einfachen Aufbaus wirksam erreicht werden kann.
Claims (11)
- Eine Batterie-Stromquellenvorrichtung, die eine große Anzahl von Batteriemodulen (
9 ) umfasst, welche aus einer Mehrzahl von Einzelzellen (7 ) in einer Reihe bestehen, welche elektrisch und mechanisch in Reihe verbunden sind, parallel zueinander angeordnet sind und in einem Haltergehäuse (10 ) gehalten werden, wobei Sammelschienen (28 ) vorhanden sind, die einen elektrischen Kontakt zwischen den Anschlüssen der Batteriemodule (9 ) an jeweiligen Endplatten (19 ,20 ) bewirken, die an beiden Enden des Haltergehäuses (10 ) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Endplatten (19 ,20 ) aus Harzplatten bestehen und die Sammelschienen (28 ) an den Endplatten (19 ,20 ) im Spritzgussverfahren befestigt sind, und dass ein nicht-kreisförmiges Schraubenmutter-Element (11 ), das eine positive Elektrode darstellt, an einem Ende eines Batteriemoduls (9 ) vorgesehen ist, und ein nicht-kreisförmiges Schraubenmutter-Element (12 ), das eine negative Elektrode darstellt, an jeweils dem anderen Ende vorgesehen ist, wobei das Batteriemodul (9 ) an einer Sammelschiene (28 ) der beiden Endplatten (19 ,20 ) befestigt ist, durch das Festsetzen von Schrauben-Elementen (34 ), die durch Durchgangslöcher (33 ), die in den Sammelschienen (28 ) vorgesehen sind, in die Schraubenmutter-Elemente (11 ,12 ) geschraubt sind. - Die Batterie-Stromquellenvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die äußere Form des Schraubenmutter-Elements (
11 ), das die positive Elektrode darstellt, und die äußere Form des Schraubenmutter-Elements (12 ), das die negative Elektrode darstellt, sich in der Weise unterscheiden, dass wenn die zwei Formen übereinandergelegt werden, keine vollständig von der anderen eingeschlossen wird. - Die Batterie-Stromquellenvorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei eine Befestigungs-Aussparung (
30a ,30b ) in einer Form, die der äußeren Form des Schraubenmutter-Elements (11 ,12 ) entspricht, in einer Endplatte vorgesehen ist, wobei das Schraubenmutter-Element (11 ,12 ) in der Befestigungs-Aussparung (30a ,30b ) eingepasst und gehalten wird. - Die Batterie-Stromquellenvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Form der Befestigungs-Aussparung (
30a ), in der das Schraubenmutter-Element (11 ), das die positive Elektrode darstellt, eingepasst und gehalten wird, und wobei die Form der Befestigungs-Aussparung (30b ), in der das Schraubenmutter-Element (12 ), das die negative Elektrode darstellt, eingepasst und gehalten wird, sich voneinander unterscheiden. - Die Batterie-Stromquellenvorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine der Endplatten (
19 ) des Haltergehäuses (10 ) an dem Hauptkörper des Haltergehäuses (10 ) befestigt ist, während die andere Endplatte (20 ) in dem Hauptkörper des Haltergehäuses (10 ) enthalten ist und einen in der Längsrichtung des Batteriemoduls (9 ) beweglichen Zustand aufweist. - Die Batterie-Stromquellenvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Haltergehäuse (
10 ) eine Batteriemodul-Trägerplatte (25 ) umfasst, die parallel zu den zwei Endplatten (19 ,20 ) angeordnet ist, Durchgangslöcher (25a ), in welchen die Batteriemodule (9 ) einen frei eingefügten Zustand aufweisen, in der Batteriemodul-Trägerplatte (25 ) vorgesehen sind, eine Schwingungsdämpfungs-Platte (22 ), die entsprechend der Einfügungslöcher (25a ) integral mit Schwingungsdämpfungs-Ringen (51 ) ausgestattet ist, wobei diese in der Form zusammengesetzt sind, dass sie durch das Hineinpressen der Schwingungsdämpfungs-Ringe (51 ) in die Einfügungslöcher (25a ) in der Batteriemodul-Trägerplatte (25 ) geformt sind, um sich entlang dieser zu erstrecken, so dass geeignete dazwischenliegende Stellen entlang der Längsrichtung des Batteriemoduls (9 ) in der Batteriemodul-Trägerplatte (25 ) gestützt werden, in einem Zustand, in dem sie in die Schwingungsdämpfungs-Ringe (51 ) eingefügt sind. - Die Batterie-Stromquellenvorrichtung nach Anspruch 6, wobei ein Batteriemodul (
9 ) an einer Verbindungsstelle zwischen einzelnen Zellen (7 ) einen Isolierring (13a ,13b ) umfasst, wobei der Isolierring (13b ) an der Stelle, an der das Einfügen in einen Schwingungsdämpfungs-Ring (51 ) ausgeführt wird, einen größeren Durchmesser aufweist als ein anderer Isolierring (13a ). - Die Batterie-Stromquellenvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Batteriemodul-Trägerplatte (
25 ) durch eine Abtrennung dargestellt wird, die den Batteriemodul-Anordnungsraum (26 ) innerhalb des Haltergehäuses (10 ) unterteilt, und wobei die Abtrennung integral mit dem Haltergehäuse (10 ) gebildet ist. - Die Batterie-Stromquellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, wobei eine Verschluss-Aussparung (
32b ) hinter der Befestigungs-Aussparung (30a ) angeordnet ist, in der das Schraubenmutter-Element (11 ), das die positive Elektrode darstellt, eingepasst und gehalten wird, und die Verschluss-Aussparung (32b ) in der Weise gebildet ist, um eine Befestigungs-Aussparung (30b ) darstellen zu können, in der das Schraubenmutter-Element (12 ), das die negative Elektrode darstellt, eingepasst und gehalten wird; und wobei eine Verschluss-Aussparung (32a ) hinter der Befestigungs-Aussparung (30b ) angeordnet ist, in der das Schraubenmutter-Element (12 ), das die negative Elektrode darstellt, eingepasst und gehalten wird, und die Verschluss-Aussparung (32a ) in der Weise gebildet ist, um eine Befestigungs-Aussparung (30a ) darstellen zu können, in der das Schraubenmutter-Element (11 ), das die positive Elektrode darstellt, eingepasst und gehalten wird. - Ein Batterie-Stromquellenaufbau, der eine Mehrzahl von Batterie-Stromquellenvorrichtungen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 umfasst, wobei die Batterie-Stromquellenvorrichtungen (
6 ) elektrisch in Reihe verbunden sind. - Der Batterie-Stromquellenaufbau nach Anspruch 10, wobei das Verbindungskabel (
36 ), durch das die Batterie-Stromquellenvorrichtungen (6 ) in Reihe verbunden sind, einen biegsamen Zustand aufweist.
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