DE112021004994T5

DE112021004994T5 - Fahrzeugbatteriesatz mit einem bolzenlosen verbindersystem

Info

Publication number: DE112021004994T5
Application number: DE112021004994.1T
Authority: DE
Inventors: James Dawson; Jason Degen
Original assignee: Eaton Intelligent Power Ltd
Current assignee: Eaton Intelligent Power Ltd
Priority date: 2020-11-03
Filing date: 2021-11-03
Publication date: 2023-07-06
Also published as: WO2022098799A2; WO2022098799A3; CN116547848A; JP2023548014A; KR20230101842A

Abstract

Batteriesatz zur Verwendung in einem Leistungsverwaltungssystem. Der Batteriesatz schließt eine bolzenlose Schiene mit einer ersten männlichen Klemmenbaugruppe und einer zweiten männlichen Klemmenbaugruppe ein. Ein Batteriemodul weist eine innere Batteriezelle, die innerhalb des Modulgehäuses positioniert ist, und eine weibliche Klemmenbaugruppe mit einem ersten weiblichen Klemmengehäuse, das dem Batteriemodulgehäuse zugeordnet ist, und eine erste weibliche Klemmenbaugruppe, die innerhalb des ersten weiblichen Klemmengehäuses positioniert ist, auf. Wenn die erste männliche Klemmenbaugruppe innerhalb einer Ausdehnung der ersten weiblichen Klemmenbaugruppe positioniert ist und die zweite männliche Klemmenbaugruppe innerhalb einer Ausdehnung der zweiten weiblichen Klemmenbaugruppe positioniert ist, koppelt die bolzenlose Schiene das erste Batteriemodul elektrisch mit dem zweiten Batteriemodul.

Description

VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Vorteile der vorläufigen US-Patentanmeldung 63/109.135 , die am 3. November 2020 eingereicht wurde und deren Offenbarung durch diesen Verweis hierin enthalten ist.
BEREICH DER OFFENBARUNG
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen Batteriesatz zur Verwendung innerhalb eines Leistungsverteilungssystems eines Fahrzeugs. Der Batteriesatz schließt eine Vielzahl von Batteriemodulen ein, die mechanisch und elektrisch miteinander verbunden sind unter Verwendung mindestens eines bolzenlosen Verbindersystems mit: (i) einer weiblichen Verbinderbaugruppe, (ii) einem Leiter und (iii) einer männlichen Verbinderbaugruppe.
HINTERGRUND
In den letzten Jahrzehnten hat die Zahl der elektrischen Komponenten in Automobilen und anderen Straßen- und Geländefahrzeugen wie Pick-up-Trucks, Nutzfahrzeugen, Sattelschleppern, Motorrädern, Geländewagen und Sport Utility Vehicles (zusammenfassend „Kraftfahrzeuge“) dramatisch zugenommen. Elektrische Komponenten werden in Kraftfahrzeugen aus einer Vielzahl von Gründen verwendet, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, Überwachen, Verbessern und/oder Steuern von Fahrzeugleistung, Emissionen, Sicherheit und zur Schaffung von Komfort für die Fahrzeuginsassen. Es wurde viel Zeit, viele Ressourcen und viel Energie aufgewendet, um Stromverteilungskomponenten zu entwickeln, die den unterschiedlichen Anforderungen und der Komplexität des Kraftfahrzeugmarktes gerecht werden; herkömmliche Leistungsverteilungskomponenten weisen jedoch eine Vielzahl von Mängeln auf.
Kraftfahrzeuge stellen sowohl für die elektrischen Komponenten als auch für die Baugruppen von Verbindern aufgrund einer Anzahl von Bedingungen eine große Herausforderung dar. Dazu gehören unter anderem Platzmangel, der die Erstinstallation erschwert, raue Betriebsbedingungen, große Umgebungstemperaturbereiche, anhaltende Vibrationen, Wärmebelastung und Langlebigkeit, die alle zum Ausfall von Komponenten und/oder Verbindern führen können. So sind zum Beispiel fehlerhaft installierte Verbinder, die üblicherweise in der Baugruppe auftreten, und gelöste Verbinder, die üblicherweise im Feld auftreten, zwei wichtige Fehlerarten für elektrische Komponenten und Kraftfahrzeuge. Jede dieser Fehlerarten führt zu erheblichen Reparatur- und Gewährleistungskosten. So werden zum Beispiel die jährlichen Rückstellungen für Gewährleistung bei allen Automobilherstellern und ihren direkten Lieferanten weltweit auf 50 bis 150 Milliarden Dollar geschätzt. Angesichts dieser anspruchsvollen elektrischen Umgebungen wurde viel Zeit, Geld und Leistung aufgewendet, um Leistungsverteilungskomponenten zu finden, die den Anforderungen der Märkte gerecht werden. Diese Offenbarung behebt die Unzulänglichkeiten herkömmlicher Leistungsverteilungskomponenten. Eine vollständige Erörterung der Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung wird auf die folgende detaillierte Beschreibung verwiesen, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erfolgt.
KURZDARSTELLUNG
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen Batteriesatz zur Verwendung innerhalb eines Leistungsverteilungssystems, das innerhalb eines Flugzeugs, eines Kraftfahrzeugs, eines Militärfahrzeugs (z. B. Panzer, Personentransporter, Schwerlastkraftwagen und Truppentransporter), eines Busses, einer Lokomotive, einer Planierraupe, eines Baggers, eines Traktors, Wasserfahrtanwendungen (z. B. Frachtschiff, Tanker, Freizeitboot, Unterseeboot und Segelyacht), einer Bergbauausrüstung, einer Forstausrüstung, einer Landwirtschaftsausrüstung (z. B. Traktor, Schneidmaschinen, Pflanzmaschinen, Mähdrescher, Dreschmaschinen, Erntemaschinen), einer Telekommunikationshardware (z. B. Server), eines Leistungsspeicherungssystems (z. B. Notstromspeicherungssystem), einer Hardware für erneuerbare Energien (z. B. Windkraftanlagen und Solarzellenanordnungen), eines 24-48-Volt-Systems, für eine Hochleistungsanwendung, für eine Hochstromanwendung, für eine Hochspannungsanwendung installiert werden kann.
Der hierin offenbarte erfindungsgemäße Batteriesatz schließt eine Vielzahl von Batteriemodulen ein, wobei die Batteriemodule unter Verwendung mindestens eines bolzenlosen Verbindersystems mechanisch und elektrisch miteinander verbunden sind. Dieses bolzenlose Verbindersystem schließt ein: (i) eine weibliche Verbinderbaugruppe, (ii) einen Leiter (z. B. Schiene) und (iii) eine bolzenlose männliche Verbinderbaugruppe. In einer Ausführungsform ist die weibliche Verbinderbaugruppe als Teil einer einzigartigen elektrischen Übertragungsbaugruppe gebildet, die in den Batteriemodulen enthalten ist, um das Laden/Entladen einer Vielzahl von Batteriezellen zu erleichtern. In anderen Ausführungsformen können die weibliche Verbinderbaugruppe oder die weibliche Klemmenbaugruppe gekoppelt sein mit Folgendem: (i) einem Stromabnehmer, der mit einer Vielzahl von Batteriezellen verbunden ist, und/oder (ii) einem Stromabnehmer einer einzelnen Batteriezelle. Weitere strukturelle und funktionale Aspekte und Vorteile der Leistungsverteilungskomponenten werden im Abschnitt „Detaillierte Beschreibung“ und in den Figuren offenbart.
Figurenliste
Die beigefügten Zeichnungen oder Figuren, die eingeschlossen sind, um ein weiteres Verständnis bereitzustellen, und die in dieser Patentschrift enthalten sind und einen Teil dieser Patentschrift bilden, veranschaulichen offenbarte Ausführungsformen und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der offenbarten Ausführungsformen zu erklären. In den Figuren beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf die gleichen oder ähnliche Elemente in den Figuren. In den Zeichnungen:

1A ist eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines Batteriemoduls und einer Vielzahl bolzenloser Schienenbaugruppen eines bolzenlosen Verbindersystems, wobei die Kombination des Batteriemoduls und der bolzenlosen Schienenbaugruppen eine Vielzahl von bolzenlosen Verbindersystemen einschließen;
1B ist eine perspektivische Ansicht der ersten Ausführungsform eines Batteriemoduls mit einer Vielzahl von weiblichen Verbinderbaugruppen;
2 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts des Batteriemoduls und einer Vielzahl von bolzenlosen Schienenbaugruppen von 1, wobei das Batteriemodulgehäuse als transparent gezeigt ist und eine Vielzahl von Batteriezellen entfernt wurde, um die elektrische Übertragungsbaugruppe zu zeigen;
3 ist eine teilweise Explosionsansicht der in 2 gezeigten elektrischen Übertragungsbaugruppe, die einschließt: (i) ein negatives Verbindermodul, (ii) ein Innenschnittstellenmodul, (iii) ein Außenschnittstellenmodul, (iv) ein Strombrücken-Schnittstellenmodul und (v) ein positives Verbindermodul;
4 ist eine perspektivische Ansicht des negativen Verbindermoduls von 3;
5 ist eine Draufsicht auf das negative Verbindermodul von 4;
6 ist eine Vorderansicht des negativen Verbindermoduls von 4;
7 ist eine erste Endansicht des negativen Verbindermoduls von 4;
8 ist eine zweite Endansicht des negativen Verbindermoduls von 4;
9 ist eine Explosionsansicht des negativen Verbindermoduls, das einschließt: (i) eine negative Stützstruktur, (ii) eine negative weibliche Verbinderbaugruppe mit einer weiblichen Gehäusebaugruppe und einer weiblichen Klemmenbaugruppe und (iii) eine negative Schiene;
10 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausdehnung des negativen Verbindermoduls von 9, wobei die weibliche Klemmenbaugruppe und die negative Schiene weggelassen wurden;
11 ist eine vergrößerte Ansicht der weiblichen Gehäusebaugruppe des negativen Verbindermoduls von 10;
12 ist eine perspektivische Ansicht der weiblichen Klemmenbaugruppe und der negativen Schiene des negativen Verbindermoduls von 9, die in einem gekoppelten Zustand gezeigt sind;
13 ist eine Draufsicht auf die weibliche Klemmenbaugruppe und die negative Schiene von 12;
14 ist eine Vorderansicht der weiblichen Klemmenbaugruppe und der negativen Schiene von 12;
15 ist eine Seitenansicht der weiblichen Klemmenbaugruppe und der negativen Schiene von 12;
16 ist eine perspektivische Ansicht der negativen Schiene des negativen Verbindermoduls von 10;
17 ist eine perspektivische Ansicht der weiblichen Klemmenbaugruppe des negativen Verbindermoduls von 10;
18 ist eine perspektivische Ansicht des Innenschnittstellenmoduls der elektrischen Übertragungsbaugruppe von 3;
19 ist eine Draufsicht auf das Innenschnittstellenmodul von 18;
20 ist eine Vorderansicht des Innenschnittstellenmoduls von 18;
21 ist eine erste Endansicht des Innenschnittstellenmoduls von 18;
22 ist eine zweite Endansicht des Innenschnittstellenmoduls von 18;
23 ist eine Explosionsansicht des Innenschnittstellenmoduls von 3, die eine Innenstützstruktur und eine Innenschnittstellenschiene zeigt;
24 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausdehnung des Innenschnittstellenmoduls von 23, wobei die Innenschnittstellenschiene von der Innenstützstruktur entfernt wurde;
25 ist eine perspektivische Ansicht der Innenschnittstellenschiene des Innenschnittstellenmoduls von 23;
26 ist eine perspektivische Ansicht des Außenschnittstellenmoduls von 3;
27 ist eine Draufsicht auf das Außenschnittstellenmodul von 26;
28 ist eine Vorderansicht des Außenschnittstellenmoduls von 26;
29 ist eine Explosionsansicht des Außenschnittstellenmoduls, das eine äußere Stützstruktur und eine äußere Schnittstellenschiene zeigt;
30 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausdehnung des Außenschnittstellenmoduls von 29, wobei die äußere Schnittstellenschiene von der äußeren Stützstruktur entfernt wurde;
31 ist eine perspektivische Ansicht der äußeren Schnittstellenschiene von 29;
32 ist eine perspektivische Ansicht eines Strombrücken-Schnittstellenmoduls von 3;
33 ist eine Draufsicht auf das Strombrücken-Schnittstellenmodul von 32;
34 ist eine Vorderansicht des Strombrücken-Schnittstellenmoduls von 32;
35 ist eine erste Endansicht des Strombrücken-Schnittstellenmoduls von 32;
36 ist eine zweite Endansicht des Strombrücken-Schnittstellenmoduls von 32;
37 ist eine Explosionsansicht des Strombrücken-Schnittstellenmoduls von 3, das eine Strombrücken-Stützstruktur und eine Strombrücken-Schnittstellenschiene zeigt;
38 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausdehnung des Strombrücken-Schnittstellenmoduls von 37, wobei die Strombrücken-Schnittstellenschiene von der Strombrücken-Stützstruktur entfernt wurde;
39 ist eine perspektivische Ansicht der Strombrücken-Schnittstellenschiene;
40 ist eine perspektivische Ansicht des positiven Verbindermoduls von 3;
41 ist eine Draufsicht auf das positive Verbindermodul von 40;
42 ist eine Vorderansicht des positiven Verbindermoduls von 40;
43 ist eine Querschnittsansicht des positiven Verbindermoduls von 3 entlang der Linie 43-43 von 41;
44 ist eine erste Endansicht des positiven Verbindermoduls von 40;
45 ist eine zweite Endansicht des positiven Verbindermoduls von 40;
46 ist eine Explosionsansicht des positiven Verbindermoduls von 3, die Folgendes zeigt: (i) eine positive Stützstruktur, (ii) eine positive weibliche Verbinderbaugruppe aufweisend eine weibliche Gehäusebaugruppe und eine weibliche Klemmenbaugruppe und (iii) eine Pluspolschiene;
47 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausdehnung des positiven Verbindermoduls von 46, wobei die weibliche Klemmenbaugruppe und Pluspolschiene weggelassen wurden;
48 ist eine vergrößerte Ansicht der positiven weiblichen Verbinderbaugruppe von 47;
49 ist eine Querschnittsansicht des positiven Verbindermoduls entlang der Linie 49-49 von 47;
50 ist eine perspektivische Ansicht der weiblichen Klemmenbaugruppe und der positiven Schiene des positiven Verbindermoduls von 46, die in einem gekoppelten Zustand gezeigt sind;
51 ist eine Draufsicht auf die weibliche Klemme und die Pluspolschiene von 50;
52 ist eine Seitenansicht der weiblichen Klemme und der Pluspolschiene von 50;
53 ist eine perspektivische Ansicht der Pluspolschiene;
54 ist eine perspektivische Ansicht der weiblichen Klemmenbaugruppe;
55 ist eine perspektivische Ansicht der elektrischen Übertragungsbaugruppe von 1, wobei die elektrische Übertragungsbaugruppe die Vielzahl von weiblichen Verbinderbaugruppen einschließt;
56 ist eine Vorderansicht der elektrischen Übertragungsbaugruppe von 55;
57 ist eine Rückansicht der elektrischen Übertragungsbaugruppe von 55;
58 ist eine Draufsicht auf die elektrische Übertragungsbaugruppe von 55;
59 ist eine Unteransicht der elektrischen Übertragungsbaugruppe von 55;
60 ist eine Draufsicht einer Schienenbaugruppe von 1, die eine Schiene und gegenüberliegende männliche Verbinderbaugruppen einschließt;
61 ist eine Querschnittsansicht der Schienenbaugruppe entlang der Linie 61-61 von 60;
62 ist eine Explosionsansicht eines Abschnitts der Schienenbaugruppe von 60, die ein männliches Klemmengehäuse und eine männliche Klemmenbaugruppe zeigt;
63 ist eine perspektivische Ansicht der männlichen Klemmenbaugruppe von 62, die den männlichen Klemmenkörper und das innere Federelement in einem abgebauten Zustand zeigt;
64 ist eine perspektivische Ansicht der männlichen Klemmenbaugruppe von 62 in einem teilweise zusammengebauten Zustand;
65 ist eine Seitenansicht der männlichen Klemmenbaugruppe von 62 in einem zusammengebauten Zustand;
66 ist eine Querschnittsansicht der männlichen Klemmenbaugruppe entlang der Linie 66-66 von 65;
67 ist eine Seitenansicht des Abschnitts der Schienenbaugruppe von 60;
68 ist eine Querschnittsansicht des Abschnitts der Schienenbaugruppe entlang der Linie 68-68 von 67;
69 ist eine Seitenansicht eines Abschnitts der Schienenbaugruppe von 60;
70 ist eine Querschnittsansicht des Abschnitts der Schienenbaugruppe entlang der Linie 70-70 von 69;
71 ist eine perspektivische Ansicht des Batteriemoduls und der bolzenlosen Schienenbaugruppe von 1, wobei das Batteriemodulgehäuse weggelassen wurde und ein Abschnitt der Batteriezellen entfernt wurde, um die interne elektrische Übertragungsbaugruppe zu zeigen;
72 ist eine Seitenansicht des Batteriemoduls und der bolzenlosen Schienenbaugruppe von 71;
73 ist eine Seitenansicht des bolzenlosen Verbindersystems von 1 in einem vollständig verbundenen Zustand, wobei eine Ausdehnung der bolzenlosen männlichen Verbinderbaugruppe und der weiblichen Verbinderbaugruppe weggelassen wurde;
74 ist eine Querschnittsansicht des bolzenlosen Verbindersystems entlang der Linie 74-74 von 73;
75 ist eine perspektivische Ansicht eines Batteriesatzes mit einer Vielzahl von bolzenlosen Verbindersystemen, welche die in den Batteriemodulen von 1 enthaltenen Batteriezellen unter Verwendung einer Vielzahl bolzenloser Schienenbaugruppen koppeln;
76 ist eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform eines Batteriesatzes mit einer Vielzahl von bolzenlosen Verbindersystemen, welche die in den Batteriemodulen von 78 enthaltenen Batteriezellen unter Verwendung einer Vielzahl bolzenloser Schienenbaugruppen koppeln;
77 ist eine Explosionsansicht des Batteriesatzes von 76, wobei das Gehäuse weggelassen wurde und die einzelnen Batteriemodule sichtbar sind;
78 ist eine perspektivische Ansicht des in dem Batteriesatz von 77 enthaltenen Batteriemoduls, wobei eine Ausdehnung des Gehäuses entfernt wurde, um die darin enthaltenen Batteriezellen zu zeigen;
79 ist eine perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform eines Batteriemoduls, das in der zweiten Ausführungsform eines Batteriesatzes von 76 verwendet werden kann;
80 ist eine perspektivische Ansicht einer dritten Ausführungsform eines Batteriesatzes mit oberen und unteren Gehäusen, internen Stützablagen und einer Vielzahl von bolzenlosen Verbindersystemen, welche die in den Batteriemodulen von
81 enthaltenen Batteriezellen unter Verwendung einer Vielzahl bolzenloser Schienenbaugruppen koppeln;
81 ist eine Explosionsansicht des Batteriemoduls von 80;
82 ist eine alternative Ausführungsform einer Batteriezelle mit einer Vielzahl von weiblichen Verbinderbaugruppen;
83 ist eine perspektivische Ansicht eines Batteriesatzes von 75, der innerhalb einer Bodengruppe-Montageplattform eines Fahrzeugs installiert ist;
84 ist eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugs, das die Bodengruppe-Montageplattform von 83 einschließt;
85 ist eine perspektivische Ansicht eines Fahrgastbusses einschließlich eines Batteriesatzes, der eine Vielzahl von bolzenlosen Verbindersystemen aufweist, welche die in den Batteriemodulen enthaltenen Batteriezellen unter Verwendung einer Vielzahl von bolzenlosen Schienenbaugruppen miteinander koppelt;
86 ist eine perspektivische Ansicht eines großen Schiffes einschließlich eines Batteriesatzes, der eine Vielzahl von bolzenlosen Verbindersystemen aufweist, die in den Batteriemodulen enthaltenen Batteriezellen unter Verwendung einer Vielzahl von bolzenlosen Schienenbaugruppen miteinander koppelt;
87 ist eine perspektivische Ansicht eines Schiffs einschließlich eines Batteriesatzes mit einer Vielzahl von bolzenlosen Verbindersystemen, welche die in den Batteriemodulen enthaltenen Batteriezellen unter Verwendung einer Vielzahl bolzenloser Schienenbaugruppen miteinander koppelt;
88 ist eine zweite Ausführungsform eines bolzenlosen Verbindersystems mit einer männlichen Verbinderbaugruppe, einer Schiene und einer weiblichen Verbinderbaugruppe, wobei das bolzenlose Verbindersystem in einem vollständig verbundenen Zustand ist;
89 ist eine Hinteransicht des bolzenlosen Verbindersystems von 88;
90 ist eine Explosionsansicht des bolzenlosen Verbindersystems von 88, das eine weibliche Klemmenbaugruppe und eine männliche Klemmenbaugruppe zeigt;
91 ist eine perspektivische Ansicht der weiblichen Verbinderbaugruppe von 88, die eine weibliche Klemmenbaugruppe und ein weibliches Klemmengehäuse zeigt;
92 ist eine Vorderansicht der weiblichen Verbinderbaugruppe von 91;
93 ist eine Hinteransicht der weiblichen Verbinderbaugruppe von 91;
94 ist eine perspektivische Ansicht der weiblichen Klemmenbaugruppe von 91;
95 ist eine Vorderansicht der weiblichen Klemmenbaugruppe von 91;
96 ist eine Hinteransicht der weiblichen Klemmenbaugruppe von 91;
97 ist eine perspektivische Ansicht einer Batteriezelle mit einer zweiten Ausführungsform eines bolzenlosen Verbindersystems;
98 ist eine Explosionsansicht des Batteriemoduls, das eine Vielzahl von Batteriezellen von 97 einschließt;
99 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration eines Batteriesatzes zeigt, der ein bolzenloses Verbindersystem aufweist;
100 ist ein Blockdiagramm, das Komponenten des Batteriemoduls zeigt;
101 ist ein Blockdiagramm, das Komponenten des Batteriemodulgehäuses zeigt;
102 ist ein Blockdiagramm, das Komponenten der Batteriezellen zeigt;
103 ist ein Blockdiagramm, das Komponenten des Innenschnittstellenmoduls zeigt;
104 ist ein Blockdiagramm, das Komponenten des Außenschnittstellenmoduls zeigt;
105 ist ein Blockdiagramm, das Komponenten des Strombrücken-Schnittstellenmoduls zeigt;
106 ist ein Blockdiagramm, das Komponenten des negativen Verbindermoduls zeigt;
107 ist ein Blockdiagramm, das Komponenten der Schienenhalterung des negativen Verbindermoduls zeigt;
108 ist ein Blockdiagramm, das Komponenten der Batteriezellenschnittstelle des negativen Verbindermoduls zeigt;
109 ein Blockdiagramm, das Komponenten des negativen weiblichen Gehäuses des negativen Verbindermoduls zeigt;
110 ist ein Blockdiagramm, das Komponenten der weiblichen Minuspol-Baugruppe des negativen Verbindermoduls zeigt;
111 ist ein Blockdiagramm, das Komponenten des positiven Verbindermoduls zeigt;
112 ist ein Blockdiagramm, das Komponenten der Schienenhalterung des positiven Verbindermoduls zeigt;
113 ist ein Blockdiagramm, das Komponenten der Batteriezellenschnittstelle des positiven Verbindermoduls zeigt;
114 ein Blockdiagramm, das Komponenten des positiven weiblichen Gehäuses des positiven Verbindermoduls zeigt;
115 ist ein Blockdiagramm, das Komponenten der weiblichen Pluspol-Baugruppe des positiven Verbindermoduls zeigt;
116 ist ein Blockdiagramm, das Komponenten der Schienenbaugruppe zeigt;
117 ist ein Blockdiagramm, das Komponenten der männlichen Gehäusebaugruppe zeigt;
118 ist ein Blockdiagramm, das Komponenten der männlichen Klemmenbaugruppe zeigt; und
119 ist ein Blockdiagramm, das Komponenten des Federelements zeigt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
In der folgenden detaillierten Beschreibung werden zahlreiche spezifische Details anhand von Beispielen aufgeführt, um ein umfassendes Verständnis der relevanten Lehren bereitzustellen. Es sollte jedoch jedem Fachmann klar sein, dass die vorliegende Lehre auch ohne solche Details praktiziert werden kann. In anderen Beispielen wurden bekannte Verfahren, Prozeduren, Komponenten und/oder Schaltungen auf einer relativ hohen Ebene und ohne Details beschrieben, um zu vermeiden, dass Gesichtspunkte der vorliegenden Lehren unnötig verdeckt werden.
Während diese Offenbarung eine Anzahl von Ausführungsformen in vielen unterschiedlichen Formen einschließt, sind in den Zeichnungen bestimmte Ausführungsformen dargestellt und werden hierin detailliert beschrieben, wobei die vorliegende Offenbarung als eine beispielhafte Darstellung der Prinzipien der offenbarten Verfahren und Systeme zu betrachten ist und nicht beabsichtigt, die breiten Gesichtspunkte der offenbarten Konzepte auf die veranschaulichten Ausführungsformen zu beschränken. Wie sich zeigen wird, sind die offenbarten Verfahren und Systeme zu anderen und unterschiedlichen Konfigurationen fähig, und einige Details können modifiziert werden, ohne vom Anwendungsbereich der offenbarten Verfahren und Systeme abzuweichen. So können zum Beispiel eine oder mehrere der folgenden Ausführungsformen in Teilen oder als Ganzes mit den offenbarten Verfahren und Systemen kombiniert werden. Dementsprechend sind die Zeichnungen und ausführlichen Beschreibungen als veranschaulichend zu betrachten und nicht als einschränkend oder begrenzend.
Die Figuren zeigen Anwendungen 10 aufweisend ein Leistungsverteilungssystem 50 mit einem Batteriesatz 80. Diese Anwendungen 10 schließen, ohne darauf beschränkt zu sein, ein: ein Flugzeug, ein Kraftfahrzeug 20 (84), ein Militärfahrzeug (z. B. Panzer, Personentransporter, Schwerlastkraftwagen und Truppentransporter), einen Bus 25 (85), eine Lokomotive, einen Traktor, ein Boot, ein U-Boot, ein großes Schiff 30 (86), ein Schiff 35 (87), einen Tanker, eine Segelyacht, Telekommunikationshardware (z. B. Server), ein Leistungsspeicherungssystem (z. B. Notstromspeicherungssysteme), Hardware für erneuerbare Energien (z. B. Windkraftanlagen und Solarzellenanordnungen). In diesen Anwendungen 10 ist das Leistungsverteilungssystem 50 wesentlich, um Industriestandards, Produktions- und Leistungsanforderungen zu erfüllen. Wie in 75, 77, 80 und 83 bis 87 gezeigt, schließt jede Anwendung, wie ein Schiff 30, 35, ein Bus 25 und/oder ein Kraftfahrzeug 20, mindestens einen Batteriesatz 80 ein, der aufweist: (i) eine Vielzahl von Batteriemodulen oder bolzenlosen Batteriemodulen 100 und/oder eine Vielzahl von Batteriezellen oder bolzenlosen Batteriezellen 30169 und (ii) eine Vielzahl von Schienenbaugruppen oder bolzenlosen Schienenbaugruppen 70, die Batteriemodule 100 und/oder eine Vielzahl von bolzenlosen Batteriezellen 30169 miteinander koppeln. Zusätzlich werden andere Ausführungsformen, Konfigurationen und Verwendungen für den Batteriesatz 80, Batteriemodule 100 und bolzenlose Batteriezellen 30169, die innerhalb dieser Anmeldung beschrieben sind, durch diese Offenbarung berücksichtigt. Der Batteriesatz 80 schließt eine Vielzahl von Verbindersystemen oder bolzenlosen Verbindersystemen 998 ein, die in den Batteriemodulen 100 enthaltenen Batteriezellen 170 unter Verwendung einer Vielzahl bolzenloser Schienenbaugruppen 70 miteinander koppelt. Insbesondere schließt das bolzenlose Verbindersystem 998 ein: (i) eine bolzenlose weibliche Verbinderbaugruppe oder weibliche Klemmenverbinderbaugruppe 2000, 3000 der Batteriemodule 100 und (ii) eine bolzenlose männliche Klemmenverbinderbaugruppe oder männliche Klemmenverbinderbaugruppe 1000 der bolzenlosen Schienenbaugruppe 70. Somit schließt jedes Batteriemodul 100 üblicherweise zwei weibliche Klemmenverbinderbaugruppen 2000, 3000 ein, die positive und negative externe Verbindungen 140, 150 des Batteriemoduls 100 bilden. Eine der externen Verbindungen 140, 150 eines ersten Batteriemoduls 100 kann mit einer der externen Verbindungen 140,150 eines zweiten Batteriemoduls 100 unter Verwendung einer bolzenlosen Schienenbaugruppe 70 gekoppelt sein, während die anderen externen Verbindungen 140,150 des ersten Batteriemoduls 100 und des zweiten Batteriemoduls 100 unter Verwendung zweier bolzenloser Schienenbaugruppen 70 mit anderen Strukturen gekoppelt sein können. Dementsprechend weist ein Batteriesatz 80, der neun Batteriemodule 100 (siehe 75) einschließt, üblicherweise mindestens sechzehn bolzenlose Verbindersysteme 998 und vorzugsweise mehr als achtzehn bolzenlose Verbindersysteme 998 auf.
I. Batteriemodulgehäuse
Die Batteriemodule 100 schließen ein: (i) ein Batteriemodulgehäuse 110, (ii) die Batteriezellen 170 und (iii) die elektrische Übertragungsbaugruppe 200. Das Batteriemodulgehäuse 110 schließt eine Vielzahl von Wänden 112 (z. B. eine Anordnung von vier Seitenwänden 114a-114d, eine untere Wand 114e und eine obere Wand 114f) ein, die eine Aufnahme 118 bilden, die konfiguriert ist zum Aufnehmen und Schützen: (i) der Batteriezellen 170 und (ii) der elektrischen Übertragungsbaugruppe 200. Die obere Wand 114f schließt mindestens zwei Batteriemodulöffnungen 116a, 116b ein, die dort hindurch gebildet sind, wobei die Öffnungen 116a, 116b konfiguriert sind, um eine Ausdehnung der weiblichen Verbinderbaugruppe 2000, 3000 aufzunehmen, die in einer Ausdehnung der elektrischen Übertragungsbaugruppe 200 gebildet ist. Insbesondere ermöglichen die Öffnungen 116a, 116b, dass die männliche Verbinderbaugruppe 1000 mit den weiblichen Verbinderbaugruppen 2000, 3000 zusammenpasst, was wiederum einem elektrischen Strom ermöglicht, in die und aus den Batteriezellen 170 zu fließen, die in dem Batteriemodul 100 enthalten sind. Es versteht sich, dass die Verbindung zwischen den weiblichen und männlichen Verbinderbaugruppen 1000, 2000, 3000 bolzenlos ist und „PCT“-konform (push, click, tug - drücken, einrasten, kräftig ziehen) sein kann. Wie in dieser Anmeldung erörtert, ist diese bolzenfreie Verbindung ein wesentlicher Vorteil gegenüber herkömmlichen Batteriemodulverbindern, die Bolzenverbindungen nutzen.
II. Batteriezellen
Die Batteriemodule 100 enthalten eine Vielzahl von Batteriezellen 170, die eine Beutelkonfiguration (siehe 71 bis 72), eine zylindrische Konfiguration (siehe 76 bis 79), eine prismatische Konfiguration (siehe 80 bis 81), eine beliebige Kombination davon und/oder jede andere bekannte Batteriezellenkonfiguration aufweisen kann. Insbesondere schließt die Beutelkonfiguration in 71 bis 72 ein:

(i) Gehäuse 174, (ii) einen Pluspol 178 und (iii) einen Minuspol 182. Das Gehäuse 174 ist dazu ausgelegt, die Materialien, welche die elektrische Ladung speichern, wie Lithium oder andere ähnliche Metalle, unterzubringen. Der Pluspol und der Minuspol 178, 182 koppeln die in dem Gehäuse 174 enthaltenen Materialien mit der elektrischen Übertragungsbaugruppe 200. Die Klemmen 178, 182 können eine blattförmige Konfiguration aufweisen (siehe 71 bis 72); jedoch sind andere Klemmenformen möglich (z. B. bolzenlose Verbinder, Bolzenverbinder, andere Strukturen, die verschweißt werden können oder zwischen der elektrischen Übertragungsbaugruppe 200 angeordnet werden können). Der Pluspol und der Minuspol 178, 182 sind üblicherweise aus unterschiedlichen Materialien gebildet, um das Laden und Entladen der Batteriezelle 170 zu erleichtern. Zum Beispiel kann der Pluspol oder die Anode 178 gebildet sein aus: (i) Graphit, (ii) Silicium oder (iii) Graphen, während der Minuspol oder die Kathode 182 gebildet sein kann aus: (i) Kobalt, (ii) Eisen, (iii) Nickel-Magnesium, (iv) Nickel oder (v) Schwefel. Es versteht sich, dass andere Materialien für die Klemmen 178, 182 verwendet werden können. Die Batteriezellen 170 können eine Ausgangsspannung, die zwischen 0,2 Volt und 10 Volt ist, einen Ampere-Stundenrate zwischen 10 Ah bis 100 Ah und eine Energiedichte, die zwischen 20 Wh/kg und 500 WH/kg liegt, aufweisen (siehe Qiao, Y., et. al. A 500 Wh/kg Lithium-Metal Cell Based on Anionic Redox. Joule, diese Ausgabe, 1445-1458, was hierin durch Bezugnahme darauf enthalten ist).

III. Elektrische Übertragungsbaugruppe
Die elektrische Übertragungsbaugruppe 200: (i) verbindet die Batteriezellen 170 miteinander und (ii) stellt eine externe Verbindung 140, 150 bereit, sodass die Vielzahl von Batteriezellen 170 mit einer Komponente gekoppelt werden kann, die außerhalb des Batteriemodulgehäuses 110 liegt. Insbesondere verbindet die elektrische Übertragungsbaugruppe 200 eine Vielzahl von Batteriezellen 170 in Reihe, um Folgendes zu bilden: (i) einen positiven oder ersten Batteriezellenstapel 204 und (ii) einen negativen oder zweiten Batteriezellenstapel 208. Diese Reihenverbindungen sind dazu ausgelegt, die Spannung des Batteriemoduls 100 zu erhöhen. Um diese Konstruktion zu erleichtern, wird die Positionsbeziehung des Pluspols und des Minuspols 178, 182 für jede Batteriezelle 170 abgewechselt (siehe 72). Wie nachstehend ausführlicher erörtert wird, kann das Abwechseln des Pluspols und des Minuspols 178, 182 erfordern, dass sich die in der Übertragungsbaugruppe 200 enthaltenen Materialien ebenfalls abwechseln. Dies ist am besten in Verbindung mit den 3, 56 und 71 zu sehen, wobei die Oberflächenschattierung, die eine größere Dichte oder einen steileren Winkel aufweist, eine Ausdehnung der Schiene darstellt, die aus Aluminium gebildet ist und dazu ausgelegt ist, mit dem Pluspol 178 der Batteriezelle 170 gekoppelt zu werden, und die Oberflächenschattierung, die weniger dicht ist oder einen flacheren Winkel aufweist, eine Ausdehnung der Schiene darstellt, die aus Kupfer gebildet ist und dazu ausgelegt ist, mit dem Minuspol 182 der Batteriezelle 170 gekoppelt zu werden.
Der erste und der zweite Batteriezellenstapel 204, 208 können eine beliebige Anzahl von einzelnen Batteriezellen 170 enthalten. Zum Beispiel können der erste und der zweite Batteriezellenstapel 204, 208 jeweils enthalten: (i) zwischen zwei Batteriezellen 170 bis zu einer beliebigen Anzahl von Batteriezellen 170, (ii) vorzugsweise zwischen acht Batteriezellen 170 bis dreihundert Batteriezellen 170, (iii) mehr bevorzugt zwischen vierzehn Batteriezellen 170 und hundert Batteriezellen 170 und (iv) am meisten bevorzugt zwischen zwanzig Batteriezellen 170 bis fünfzig Batteriezellen 170. Um diese Reihenverbindungen zu erreichen, schließt die elektrische Übertragungsbaugruppe 200 ein Innenschnittstellenmodul 350 und ein Außenschnittstellenmodul 450 ein. Die spezifische Struktur und Konstruktion dieser Module 350, 450 wird nachstehend ausführlicher erörtert.
Die elektrische Übertragungsbaugruppe 200 verbindet auch den ersten Batteriezellenstapel 204 und den zweiten Batteriezellenstapel 208 in Reihe unter Verwendung eines Strombrücken-Schnittstellenmoduls 700. Es versteht sich, dass nur ein einzelnes Strombrücken-Schnittstellenmodul 700 innerhalb der elektrischen Übertragungsbaugruppe 200 eingeschlossen ist, da das Batteriemodul 100 nur zwei Batteriezellenstapel 204, 208 der Batteriezellen 170 enthält. In anderen Ausführungsformen kann das Strombrücken-Schnittstellenmodul 700 weggelassen werden, da das Batteriemodul 100 nur einen Batteriezellenstapel 204 enthalten kann. Oder das Batteriemodul 100 kann mehr als zehn Strombrücken-Schnittstellenmodule 700 enthalten, da das Batteriemodul 100 mehr als 20 Batteriezellenstapel 204, 208 aufweisen kann. Dennoch ist es bevorzugt, weniger als drei Strombrücken-Schnittstellenmodule 700 innerhalb eines einzelnen Batteriemoduls 100 zu haben, da die Wartung großer Batteriemodule innerhalb eines Batteriesatzes schwieriger ist als die Wartung eines Batteriesatzes 80, der mehrere kleinere Batteriemodule einschließt. Zum Beispiel ist es schwieriger, eine einzelne Zelle innerhalb eines großen Moduls bei einer Zeitbeschränkung zu finden und zu ersetzen, um die Anwendung 10 (z. B. Fahrzeug, Schiff, Boot oder usw.) wieder funktionsfähig zu bekommen, als das Batteriemodul zu ersetzen und dann an der Diagnose des Problems zu arbeiten, nachdem die Servicearbeiten an der Anwendung 10 (z. B. Fahrzeug, Schiff, Boot oder usw.) abgeschlossen wurden. Die spezifische Struktur und die Konstruktion dieses Strombrückenmoduls 700 werden nachstehend ausführlicher erörtert.
Wie in den Figuren gezeigt, enthält die elektrische Übertragungsbaugruppe 200 mindestens eine weibliche Verbinderbaugruppe 2000, 3000, die konfiguriert ist, um ein Ausdehnung einer männlichen Verbinderbaugruppe oder einer bolzenlosen männlichen Verbinderbaugruppe 1000 aufzunehmen. Vorzugsweise schließt die elektrische Übertragungsbaugruppe 200 zwei weibliche Verbinderbaugruppen 2000, 3000 ein, wobei: (i) eine erste bolzenlose Verbinderbaugruppe, eine erste weibliche Verbinderbaugruppe, eine positive bolzenlose weibliche Verbinderbaugruppe oder eine positive weibliche Verbinderbaugruppe 3000 (a) in dem positiven Verbindermodul 210 enthalten ist, (b) eine positive externe Verbindung 140 für das Batteriemodul 100 bereitstellt, und (c) dazu ausgelegt ist, um eine Ausdehnung einer positiven männlichen Klemmenbaugruppe 1430 aufzunehmen, und (ii) eine zweite bolzenlose weibliche Verbinderbaugruppe, wobei die zweite weibliche Verbinderbaugruppe, eine negative bolzenlose weibliche Verbinderbaugruppe, oder eine negative weibliche Verbinderbaugruppe 2000 (a) in dem negativen Verbindermodul 550 enthalten ist, (b) eine negative externe Verbindung 150 für das Batteriemodul 100 bereitstellt, und (c) dazu ausgelegt ist, eine Ausdehnung einer männlichen Minuspol-Baugruppe 1430 aufzunehmen. Während das in den Figuren gezeigte Batteriemodul 100 zwei weibliche Verbinderbaugruppen 2000, 3000 enthält, versteht es sich, dass das Batteriemodul 100 mehr oder weniger weibliche Verbinderbaugruppen 2000, 3000 aufweisen kann. Zum Beispiel kann das Batteriemodul 100 nur eine einzelne weibliche Verbinderbaugruppe 2000, 3000 aufweisen oder das Batteriemodul 100 kann über zehn weibliche Verbinderbaugruppen 2000, 3000 einschließen.
A. Negatives Verbindermodul
Unter Bezugnahme auf 4 bis 17 schließt das negative Verbindermodul 550 ein:

(i) eine negative Stützstruktur 554, (ii) eine negative Schiene, eine interne negative Schiene, eine zweite innere Schiene oder zweite Schiene 650 und (iii) eine negative bolzenlose weibliche Verbinderbaugruppe, eine bolzenlose weibliche Verbinderbaugruppe, eine negative weibliche Verbinderbaugruppe oder weibliche Verbinderbaugruppe 2000. Die negative Stützstruktur 554 weist einen länglichen Körper auf und schließt ein: (i) eine Schienenhalterung 580, (ii) eine Vielzahl von Stützvorsprüngen 620 und (ii) eine Vielzahl von Stützenaufnahmen 635. Die negative Stützstruktur 554 ist ausgelegt zum: (i) Ermöglichen der Ausrichtung der negativen Schiene 650 mit dem Minuspol 182 der Batteriezelle 170 und (ii) Bereitstellen von genügend Platz für das Außenschnittstellenmodul 450, um die Außenschiene 520 außerhalb der negativen Schiene 650 zu positionieren. Diese Konfiguration ermöglicht es der Übertragungsbaugruppe 200, angemessen mit den Batteriezellen 170 gekoppelt zu werden. Die Schienenhalterung 580 erstreckt sich von einer oberen Oberfläche 558 der negativen Stützstruktur 554 nach unten und ist dazu ausgelegt, die negative Schiene 650 zum Koppeln mit dem Minuspol 182 der Batteriezelle 170 aufzunehmen und zu positionieren. Die Schienenhalterung 580 schließt ein: (i) Montageoberfläche 584 und (ii) Schienenkoppler 600. Die Montageoberfläche 584 ist von der vorderen Oberfläche 556 der negativen Stützstruktur 554 aus niedergedrückt oder vertieft, wobei die Eindrückung oder Vertiefung eine Schienenaufnahme 582 bildet. Die Schienenaufnahme 582 ist dazu ausgelegt, die negative Schiene 650 aufzunehmen und die vordere Oberfläche 652 der Schiene 650 im Wesentlichen bündig mit einer Ausdehnung 564 der Innenstützstruktur 554 zu platzieren, die zu der Montageoberfläche 584 benachbart ist. Mit anderen Worten weist die Schienenaufnahme 582 eine Tiefe, Breite und Höhe auf, die etwa gleich der Tiefe, Breite und Höhe der Schiene 650 ist. Es versteht sich, dass bei anderen Ausführungsformen: (i) die vordere Oberfläche 652 der Schiene 650 ggf. nicht im Wesentlichen bündig mit einer Ausdehnung 564 der negativen Stützstruktur 554 ist, und (ii) die Montageoberfläche 584 und somit die Schienenaufnahme 582 weggelassen werden können.

Der Schienenkoppler 600 schließt mindestens einen Vorsprung 602 ein, der sich von einer äußeren Kante der Montageoberfläche 584 nach innen erstreckt und dazu ausgelegt ist, eine Ausdehnung der Schiene 650 zu überlagern, wenn die Schiene 650 in die Schienenaufnahme 582 eingeführt ist. Um die Schiene 650 innerhalb der Aufnahme 582 und unter dem Vorsprung 602 zu positionieren, übt ein Monteur oder eine Maschine eine Kraft aus, die ausreicht, um zu bewirken, dass sich der Vorsprung 602 elastisch verformt, um die Schiene 650 aufzunehmen. Sobald die Schiene 650 von der Aufnahme 582 aufgenommen ist, kehrt der Vorsprung 602 in seine ursprüngliche Position zurück und überlagert so die Ausdehnung der Schiene 650. Durch Überlagern einer Ausdehnung der Schiene 650 stellt der Vorsprung 602 sicher, dass die Schiene 650 innerhalb der Aufnahme 582 zurückgehalten wird. Es versteht sich, dass andere Verfahren zum Koppeln der Schiene 650 mit der negativen Stützstruktur 554 verwendet werden können. Zum Beispiel kann die Schiene 650 in eine Form eingeführt werden und das Polymer, das zum Bilden der Stützstruktur 554 verwendet wird, kann um die Schiene 650 herum eingespritzt werden. In weiteren Ausführungsformen kann der Koppler 600 zusätzliche Strukturen (z. B. andere Vorsprünge) oder unterschiedliche Strukturen (z. B. einige davon sind nachstehend offenbart) einschließen, die dazu ausgelegt sind, die Schiene 650 innerhalb der Aufnahme 582 zurückzuhalten.
Die Vielzahl von Stützvorsprüngen 620 und eine Vielzahl von Stützenaufnahmen 635 erleichtern die bolzenlose Montage der Übertragungsbaugruppe 200. Die Vielzahl von Stützvorsprüngen 620 schließt ein: (i) einen ersten Stützvorsprung 622, der sich in der Nähe eines ersten Endes der Stützstruktur 554 befindet, und (ii) einen zweiten Stützvorsprung 624, der sich in der Nähe eines zweiten gegenüberliegenden Endes der Stützstruktur 554 befindet. Der erste und der zweite Stützvorsprung 622,624 erstrecken sich von einer oberen Oberfläche 558 der Stützstruktur 554 nach oben und sind konfiguriert, um mit einer Aufnahme (nicht gezeigt) zu interagieren, die an der Innenoberfläche der oberen Wand 114f des Batteriemoduls 100 montiert ist. Diese gegenüberliegende Positionsbeziehung der Stützvorsprünge 622, 624 hilft sicherzustellen, dass die gesamte Stützstruktur 554 innerhalb und an dem Gehäuse 110 gesichert ist, während die Anzahl der Vorsprünge 622, 624 und/oder Strukturen minimiert wird. Dies ist wünschenswert, weil: (i) es das Gewicht der Übertragungsbaugruppe 200 reduziert, wodurch das Gewicht des Batteriemoduls 100 reduziert wird und (ii) es keine Bolzen oder andere Verbinder erfordert, wodurch Ausfallmodi und Montagezeiten reduziert werden. Dennoch werden durch diese Offenbarung andere Konfigurationen der Stützvorsprünge 622, 624 berücksichtigt. Zum Beispiel können die Stützvorsprünge 622, 624 durch eine Stützwand ersetzt werden, die sich um einen Abschnitt oder den gesamten Umfang der Stützstruktur 554 herum erstreckt. In einem anderen Beispiel können sich die Stützvorsprünge 622, 624 von den Seiten der Stützstruktur 554 aus statt von der oberen Oberfläche 558 der Stützstruktur 554 aus erstrecken. In einer weiteren Ausführungsform können zusätzliche Stützvorsprünge 622, 624 hinzugefügt werden, um sich von der Rückseite und den Seiten der Stützstruktur 554 aus zu erstrecken, sodass die Übertragungsbaugruppe 200 innerhalb und an dem Batteriemodulgehäuse 110 in mehreren unterschiedlichen Richtungen (z. B. oben, Seite und hinten) gesichert ist.
Wie die Vielzahl von Stützvorsprüngen 620 schließt die Stützstruktur 554 ein: (i) eine erste Stützenaufnahme 636, die sich in der Nähe eines ersten Endes der Stützstruktur 554 befindet, und (ii) eine zweite Stützenaufnahme 640, die sich in der Nähe eines zweiten gegenüberliegenden Endes der Stützstruktur 554 befindet. Die erste und zweite Stützenaufnahme 636, 640 erstrecken sich von einer unteren Oberfläche 560 aus nach unten. Die Stützenaufnahme 636, 640 ist konfiguriert, um mit dem ersten und dem zweiten Stützvorsprung 402, 404 zusammenzuwirken, die sich von anderen Strukturen (z. B. Innenschnittstellenmodul 350) innerhalb der Übertragungsbaugruppe 200 aus erstrecken. Diese gegenüberliegende Positionsbeziehung der Stützenaufnahme 636, 640 hilft sicherzustellen, dass die gesamte Stützstruktur 554 mit anderen Strukturen 350, 450 innerhalb des Batteriemodulgehäuses 110 gesichert ist, während die Anzahl der Aufnahmen 636, 640 und/oder Strukturen minimiert wird. Dies ist wünschenswert, da dies das Gewicht der Übertragungsbaugruppe 200 und wiederum das Gewicht des Batteriemoduls 100 reduziert. Dennoch werden durch diese Offenbarung andere Konfigurationen der Stützenaufnahme 636, 640 berücksichtigt.
Die negative weibliche Verbinderbaugruppe 2000 besteht hauptsächlich aus: (i) einem negativen weiblichen Gehäuse 2100 und (ii) einer negativen bolzenlosen weiblichen Klemmenbaugruppe, einer bolzenlosen weiblichen Klemmenbaugruppe, einer negativen weiblichen Klemmenbaugruppe oder einer weiblichen Klemmenbaugruppe 2430. Das weibliche Gehäuse 2100 ist ausgelegt zum: (i) Aufnehmen der weiblichen Klemmenbaugruppe 2430, (ii) Erleichtern der Kopplung der männlichen Klemmenbaugruppe 1430 mit der weiblichen Klemmenbaugruppe 2430, (iii) Minimieren der Wahrscheinlichkeit, dass ein Fremdobjekt versehentlich mit der weiblichen Klemmenbaugruppe 2430 in Kontakt kommt, und (iv) Erfüllen von Industriestandards wie USCAR-Spezifikationen. In den Figuren ist das weibliche Gehäuse 2100 einstückig mit der negativen Stützstruktur 554 gebildet und erstreckt sich von einer oberen Oberfläche 558 der Stützstruktur 554 aus nach oben. Diese Strukturen werden unter Verwendung eines Spritzgussverfahrens einstückig gebildet, es versteht sich jedoch, dass andere Prozesse verwendet werden können (z. B. 3D-Druck und andere Arten von Formgeben). Andere strukturelle Anordnungen werden jedoch berücksichtigt. Zum Beispiel kann das weibliche Gehäuse 2100 schwenkbar an einer Seite der Stützstruktur 554 angebracht sein, unter Verwendung einer Presspassung oder Schnappverschlusskonfiguration entfernbar hiermit gekoppelt sein, oder überhaupt nicht mit der Stützstruktur 554 gekoppelt sein und stattdessen mit dem Batteriemodulgehäuse 110 oder dem Zellengehäuse 174 gekoppelt sein.
Das weibliche Gehäuse 2100 schließt eine Wandanordnung 2110 mit vier Seitenwänden 2112a-2112d ein. Die Seitenwände 2112a-2112d erstrecken sich von einer oberen Oberfläche 558 der Stützstruktur 554 aus nach oben und weisen eine Konfiguration auf, die im Wesentlichen mit der Konfiguration der weiblichen Klemmenbaugruppe 2430 übereinstimmt. In der in den Figuren gezeigten Ausführungsform weist die weibliche Klemmenbaugruppe 2430 eine quaderförmige Konfiguration auf und somit weisen die Seitenwände 2112a-2112d eine lineare Konfiguration auf und bilden eine quaderförmige Aufnahme 2120. Es versteht sich jedoch, dass Änderungen an der Form der weiblichen Klemmenbaugruppe 2430 (z. B. Verwenden einer zylindrischen Klemme) erfordern können, dass die Form und Konfiguration der Seitenwände 2112a-2112d geändert werden, um die Form der Klemme (z. B. Hohlzylinder) zu spiegeln.
Die Seitenwände 2112a-2112d weisen eine Höhe auf, die größer als die Höhe der weiblichen Klemmenbaugruppe 2430 ist. Das Delta zwischen diesen Höhen ermöglicht es, dass die Seitenwände 2112a-2112d mindestens ein männliches Kompressionsmittel 2140 einschließen. Wie in den Figuren gezeigt, ist das männliche Kompressionsmittel 2140 eine geneigte Oberfläche oder Rampenoberfläche 2144, die sich von einer äußersten Kante 2120a-2120d der Seitenwände 2112a-2112d aus zu den obersten Kanten 2430a-2430d der weiblichen Klemmenbaugruppe 2430 erstreckt. In der offenbarten Ausführungsform erstreckt sich die geneigte Oberfläche oder Rampenoberfläche 2144 von jeder der äußersten Kanten 2120a-2120d und weist eine im Wesentlichen lineare Konfiguration auf. Es versteht sich jedoch, dass sich die geneigte Oberfläche oder Rampenoberfläche 2144 nur von einer oder zwei der äußersten Kanten 2120a-2120d aus erstrecken kann. Das männliche Kompressionsmittel 2140 und die geneigte Oberfläche oder Rampenoberfläche 2144, die in den Figuren gezeigt ist, sind dazu ausgelegt, die Kontaktarme 1494a-1494 h zu komprimieren, wenn sich die männliche Klemmenbaugruppe 1430 aus einem getrennten Zustand, in dem sie von der weiblichen Klemmenbaugruppe 2430 getrennt ist, in einen vollständig verbundenen Zustand S_FC bewegt, um innerhalb einer Ausdehnung der weiblichen Klemmenbaugruppe 2430 positioniert zu werden (siehe 2 und 71 bis 74). Somit ist der Abstand zwischen gegenüberliegenden äußersten Kanten 2120a-2120d gleich einem Seitenwandabstand, wobei der Seitenwandabstand größer als der hinterste Kantenabstand ist, der sich zwischen gegenüberliegenden hintersten Kanten 2124a-2124d der geneigten Oberfläche oder Rampenoberfläche 2144 erstreckt. Und wobei der hinterste Kantenabstand größer als oder gleich einem Aufnahmeabstand ist, der sich zwischen gegenüberliegenden Innenoberflächen 2434a-2434d der Aufnahme 2472 der weiblichen Klemmenbaugruppe 2430 erstreckt. Insbesondere ist der Seitenwandabstand zwischen 0,1 % und 15 % größer als der Aufnahmeabstand, und wobei der Aufnahmeabstand gleich oder zwischen 0,1 % und 3 % größer als der hinterste Kantenabstand ist. Mit anderen Worten ist die geneigte Oberfläche oder Rampenoberfläche 2144 relativ zur Außenoberfläche der Seitenwände 2112a-2112d und/oder zu den Innenoberflächen 2434a-2434d der Aufnahme 2472 der weiblichen Klemmenbaugruppe 2430 abgewinkelt. Insbesondere beträgt der Innenwinkel, der sich zwischen der Innenoberfläche der geneigten oder Rampenoberfläche 2144 und der Außenoberfläche der Seitenwände 2112a-2112d erstreckt, zwischen 0,1 Grad und 10 Grad.
Diese geneigte Oberfläche oder Rampenoberfläche 2144 ist aus einem Polymer oder Kunststoffmaterial hergestellt und weist als solches einen Reibungskoeffizienten auf, der niedriger ist als ein Reibungskoeffizient, der einer Metalloberfläche zugeordnet ist. Mit anderen Worten wird ein erster Reibungswert gebildet, wenn die Ausdehnung (z. B. ein Kontaktarm 1494a-1494h) der bolzenlosen männlichen Klemmenbaugruppe 1430 mit einem männlichen Klemmenkompressionsmittel 2140 in Eingriff steht, das aus einem nichtmetallischen Material (z. B. Kunststoff) gebildet ist. In einer alternativen Ausführungsform würde ein zweiter Reibungswert gebildet werden, wenn die Ausdehnung (z. B. ein Kontaktarm 1494a-1494h) der bolzenlosen männlichen Klemmenbaugruppe 1430 mit einem männlichen Klemmenkompressionsmittel in Eingriff steht, das aus einem metallischen Material (z. B. Kupfer) gebildet ist. Beim Vergleichen des Reibungswerts von der offenbarten Ausführungsform mit dem Reibungswert der alternativen Ausführungsform versteht es sich, dass der erste oder Reibungswert von der offenbarten Ausführungsform kleiner als zweite oder der Reibungswert der alternativen Ausführungsform ist.
Der geringere Reibungskoeffizient reduziert die Kraft, die erforderlich ist, um die männliche Klemmenbaugruppe 2430 in die weibliche Klemmenbaugruppe 1430 einzuführen. Dies ist vorteilhaft, da: (i) Industriespezifikationen, einschließlich USCAR 25, Anforderungen aufweisen, dass die Einführkraft nicht größer als 45 Newton für einen Klasse 2-Verbinder und 75 Newton für einen Klasse 3-Verbinder sein darf und (ii) das Verwenden einer größeren Federvorspannkraft, die dadurch die Einführkraft erhöht, wünschenswert ist, um sicherzustellen, dass die Kontaktarme der männlichen Klemmenbaugruppe mit den Innenoberflächen 2434a-2434d der Aufnahme 2472 der weiblichen Klemmenbaugruppe 2430 in Kontakt bleiben. Ferner ist dieser geringere Reibungskoeffizient vorteilhaft, da sich die bolzenlose Verbinderbaugruppe 998 von dem getrennten Zustand in einen vollständig verbundenen Zustand bewegen kann, während die Klasse 2/Klasse 3 -USCAR-Spezifikationen erfüllt werden, ohne einen Hebelunterstützung zu erfordern. Das Beseitigen der Hebelunterstützung reduziert die Größe, das Gewicht und die Fertigungskosten des Verbindersystems 998. Es versteht sich, dass zum weiteren Reduzieren des Reibungskoeffizienten die geneigte Oberfläche oder Rampenoberfläche 2144 mit einer Substanz beschichtet sein kann, die diesen Koeffizient reduziert, oder die geneigte Oberfläche oder Rampenoberfläche 2144 aus einem Material hergestellt sein kann, das einen noch geringeren Reibungskoeffizienten aufweist.
Aufgrund der Konfiguration der männlichen und weiblichen Verbinder 1000, 2000 werden unterschiedliche Kraftpegel während verschiedener Stufen des Bewegens des bolzenlosen Verbindersystems 998 von dem getrennten Zustand in den vollständig verbundenen Zustand S_FC benötigt. Zum Beispiel ist eine erste Kraft erforderlich, um die bolzenlose männliche Klemmenbaugruppe 1430 zu bewegen, wenn eine Ausdehnung (z. B. ein Kontaktarm 1494a-1494h) der bolzenlosen männlichen Klemmenbaugruppe 1430 in Gleiteingriff mit dem männlichen Klemmenkompressionsmittel 2140 steht, und eine zweite Kraft ist erforderlich, um die bolzenlose männliche Klemmenbaugruppe 1430 zu bewegen, wenn die Ausdehnung (z. B. ein Kontaktarm 1494a-1494h) bolzenlose männliche Klemmenbaugruppe 1430 in der weiblichen Klemmenaufnahme 2473 positioniert ist. Es versteht sich, dass die zweite Kraft kleiner als die erste Kraft ist. Dies ist vorteilhaft, da es dem Benutzer eine taktische Rückmeldung bereitstellt, um den Benutzer zu informieren, dass die männliche Klemmenbaugruppe 1430 ordnungsgemäß innerhalb der weiblichen Klemmenbaugruppe 2430 sitzt. Tatsächlich fühlt sich diese taktische Rückmeldung für den Benutzer an, als ob die bolzenlose männliche Klemmenbaugruppe 1430 in die weibliche Klemmenbaugruppe 2430 gezogen wird.
Um die Wahrscheinlichkeit zu minimieren, dass ein Fremdobjekt versehentlich mit der weiblichen Klemmenbaugruppe 2430 in Kontakt kommt, kann das Gehäuse 2100 einen optionalen berührungssicheren Pfosten 2200 einschließen. Wie in PCT/US 2019/036070 offenbart, ist der berührungssichere Pfosten 2200 konfiguriert, um in eine berührungssichere Pfostenöffnung 1510 zu passen, die innerhalb der Vorderwand der männlichen Klemme 1470 ausgebildet ist. Insbesondere ist der Abstand zwischen den äußersten Kanten 2120a-2120d der Seitenwände 2112a-2112d und einer äußersten Kante 2215 des berührungssicheren Pfosten 2200 kleiner als 10 mm und vorzugsweise kleiner als 6 mm. Die Form der berührungssicheren Pfostenöffnung 1510 ist konfiguriert, um die Form des berührungssicheren Pfosten 2200 im Wesentlichen zu spiegeln. Hier weist die berührungssichere Pfostenöffnung 1510 eine im Wesentlichen rechteckige Form und insbesondere eine im Wesentlichen quadratische Form auf, während der berührungssichere Pfosten 2200 in Form eines länglichen rechteckigen Prismas mit zwei Vertiefungen vorliegt, die auf gegenüberliegenden Seiten des Prismas gebildet sind. Die Spiegelung dieser Formen trägt dazu bei, das korrekte Einsetzen des berührungssicheren Pfostens 2200 in die berührungssichere Pfostenöffnung 1510 sicherzustellen und kann eine Verringerung der Vibration zwischen der männlichen Verbinderbaugruppe 1430 und der weiblichen Klemmenbaugruppe 2430 bereitstellen. Diese Verringerung der Vibration zwischen diesen Komponenten kann dazu beitragen, Ausfälle des Verbindersystems zu reduzieren. Es versteht sich, dass der berührungssichere Pfosten 2200 und seine zugeordnete Öffnung 1510 weggelassen werden können oder eine andere Konfiguration aufweisen können (z. B. wie in der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 63/222.859 offenbart, die hierin durch Bezugnahme aufgenommen wird).
Um die Änderung zu minimieren, dass die männliche Verbinderbaugruppe 1000 von der weiblichen Verbinderbaugruppe 2000 abgetrennt werden kann, kann die weibliche Verbinderbaugruppe 2000 eine optionale nicht verformbare weibliche CPA-Struktur 2300 einschließen, die dazu ausgelegt und konfiguriert ist, um mit den männlichen CPA-Strukturen 1170 zu interagieren, wenn die Verbinderbaugruppen 1000, 2000 miteinander gekoppelt sind. Die nicht verformbare weibliche CPA-Struktur 2300 ist einstückig mit einer Seitenwand 2112a-2112d des Gehäuses 2100 ausgebildet. Zusätzliche Details über die Struktur und/oder Funktion der weiblichen CPA-Struktur 2300 sind in PCT US2019/036070 , PCT US2020/049870 , PCT US2021/033446 offenbart, die alle durch Bezugnahme hierin aufgenommen sind.
Die weibliche Klemmenbaugruppe 2430 der weiblichen Verbinderbaugruppe 2000 besteht aus einem weiblichen Klemmenkörper 2432, der eine Vielzahl von Seitenwänden 2434a-2434d aufweist, die einstückig mit einer Rückwand 2434e ausgebildet sind. Jede der Seitenwände 2434a-2434d und die Rückwand 2434e weisen Innenoberflächen 2436a-243 6e auf, deren Kombination eine quaderförmige Klemmenaufnahme 2472 bildet. Die quaderförmige Klemmenaufnahme 2472 weist einen Aufnahmeabstand auf, der sich zwischen den Innenoberflächen 2436a-2436d gegenüberliegender Seitenwände 2434a-2434d erstreckt. Wie vorstehend erörtert, ist der Aufnahmeabstand: (i) kleiner als der Seitenwandabstand und (ii) gleich oder größer als der hinterste Kantenabstand. Zusätzlich ist der Aufnahmeabstand zwischen 0,1 % und 15 % kleiner als ein männlicher Klemmenbaugruppenabstand, der sich zwischen den äußersten Ausdehnungen gegenüberliegender Kontaktarme 1494a-1494 h erstreckt. Das Ausbilden einer Klemmenaufnahme 2472, die einen Aufnahmeabstand aufweist, der kleiner als der männliche Klemmenbaugruppenabstand ist, stellt sicher, dass die Kontaktarme 1494a-1494 h komprimiert werden, wenn die männliche Klemmenbaugruppe 1430 in die weibliche Klemmenbaugruppe 2430 eingeführt wird. Diese Kompression der männlichen Klemmenbaugruppe 1430 komprimiert das interne Federelement 1440c. Somit übt das Federelement 1440c eine nach außen gerichtete Vorspannkraft auf die Kontaktarme 1494a-1494 h aus, um sicherzustellen, dass sie in Kontakt mit den Innenoberflächen 2436a-2436d der Klemmenaufnahme 2472 bleiben, um die elektrische und mechanische Kopplung der männlichen Klemmenbaugruppe 1430 mit der weiblichen Klemmenbaugruppe 2430 zu erleichtern.
Die weibliche Klemmenbaugruppe 2430 ist üblicherweise aus Metall und vorzugsweise einem hochleitfähigen Metall, wie Kupfer, gebildet. Die weibliche Klemmenbaugruppe 2430 kann mit Ni-Ag plattiert oder verkleidet werden, um zu verhindern, dass die Schiene 650 korrodiert, während und/oder nachdem die weibliche Klemmenbaugruppe 2430 an die Schiene 650 geschweißt wird/wurde. Wie in den Figuren gezeigt, sind die Seitenwände 2434a-2434d nicht einstückig miteinander ausgebildet und stattdessen nur einstückig mit der Rückwand 2434e ausgebildet. In anderen Ausführungsformen kann die weibliche Klemmenbaugruppe 2430 einstückig ausgebildete Seitenwände 2434a-2434d aufweisen, die Seitenwände 2434a-2434d können aus einem anderen Material hergestellt sein und/oder die weibliche Klemmenbaugruppe 2430 kann nicht mit Ni-Ag plattiert oder verkleidet sein. Sobald die weibliche Klemmenbaugruppe 2430 gefertigt ist, kann sie mit der negativen Schiene 650 gekoppelt und innerhalb des weiblichen Gehäuses 2100 installiert werden.
Die negative Schiene 650, die in 2 bis 4, 5, 9 und 12 bis 16 gezeigt ist, schließt ein: (i) eine Batteriezellenschnittstelle 654, (ii) eine weibliche Klemmenschnittstelle 690 und (iii) ein Zwischensegment 710, das die Batteriezellenschnittstelle 654 und die weibliche Klemmenschnittstelle 690 zusammenfügt. Die Batteriezellenschnittstelle 654 ist ausgelegt, um: (i) mit einer beutelartigen Batteriezelle 170 (siehe 71 bis 72) gekoppelt zu werden und (ii) innerhalb der in der negativen Stützstruktur 554 ausgebildeten Schienenaufnahme 582 eingeführt zu werden und innerhalb der Aufnahme 582 durch den Schienenkoppler 600 zurückgehalten zu werden. Um die Batteriezellenschnittstelle 654 mit den Batteriezellen 170 zu koppeln, und insbesondere den Minuspol 182 der Batteriezellen 170, wird ein Schweißprozess genutzt (z. B. kann Ultraschall-, Laser-, Widerstands-, Druck-, Flash-, Reibungs-, Diffusions-, Sprengschweißen, Kaltumformung oder eine andere Art von Schweißverfahren verwendet werden). Durch das Verwenden des Schweißprozesses entfällt die Notwendigkeit von Gewindeverbindern und Widerstandsverluste werden dadurch reduziert, Ausfallmodi werden reduziert und der Zusammenbau ist schneller. In anderen Ausführungsformen können jedoch Nicht-Schweißverfahren (z. B. Reibschluss, Schraubenverbinder oder andere mechanische/chemische Verbindungsverfahren) oder eine Kombination von Nicht-Schweißverfahren und Schweißverfahren genutzt werden. Um die Kopplung zwischen der Batteriezellenschnittstelle 654 und dem Batteriezellen-Minuspol 182 zu erleichtern und eine Übertragung von elektrischem Strom zwischen der Schiene 650 und den Klemmen 182 zu ermöglichen, ist die Batteriezellenschnittstelle 654 vollständig aus einem Kupfer gebildet. Mit anderen Worten ist die Batteriezellenschnittstelle 654 nicht bimetallisch. Obschon Kupfer in dieser Ausführungsform benutzt wird (wie durch die Verwendung von Oberflächenschattierung mit weniger Dichte oder einem flacheren Winkel gezeigt), versteht es sich, dass andere Materialien oder Kombinationen von Materialien verwendet werden können.
Wie oben erörtert, schließt der in den Figuren gezeigte Schienenkoppler 600 mindestens einen Vorsprung 602 ein, der sich von einer äußeren Kante der Montageoberfläche 584 nach innen erstreckt und dazu ausgelegt ist, eine Ausdehnung der Schiene 650 zu überlagern, wenn die Schiene 650 in die Schienenaufnahme 582 eingeführt ist. Um dem Vorsprung 602 zu ermöglichen, eine Ausdehnung der Schiene 650 zu überlagern, schließt die Schiene 650 einen Stützstrukturkoppler 658 ein, der als Kopplungsvertiefungen 662, 664 gezeigt ist, die sich von den gegenüberliegenden Enden 652a, 652b der Schiene 650 aus nach innen erstrecken. Die Konfiguration der Schienenaufnahme 582, des Schienenkopplers 600 und des Stützstrukturkopplers 658 arbeiten zusammen zum:

(i) Befestigen der Schiene 650 an der Stützstruktur 554, (ii) Platzieren der vorderen Oberfläche 652 der Batteriezellenschnittstelle 654 im Wesentlichen bündig mit der vorderen Oberfläche 556 der Stützstruktur 554 und (iii) Positionieren der Schiene 650, um mit der Batteriezelle 170 gekoppelt zu werden. Es versteht sich, dass alternative Strukturen und/oder Verfahren zum Erreichen der vorstehenden Punkte in anderen Ausführungsformen verwendet werden können. Insbesondere können die Schienenaufnahme 582, der Schienenkoppler 600 und der Stützstrukturkoppler 658 durch eine beliebige Art von Schienenrückhaltemittel ersetzt werden. Das Rückhaltemittel kann jede bekannte Form der Konfiguration annehmen, welche die Schiene 650 zuverlässig mit der Stützstruktur 554 koppeln kann.

Die weibliche Klemmenschnittstelle 690: (i) weist eine Breite und eine Länge auf, die ausreichend sind (z. B. größer als), um die Rückwand 2434e der weiblichen Klemmenbaugruppe 2430 aufzunehmen, (ii) ist dazu ausgelegt, um den berührungssicheren Pfosten 2200 zu passen und (iii) ermöglicht eine Stromübertragung von dem Zwischensegment 710 auf die weibliche Klemmenbaugruppe 2430. In der in den Figuren gezeigten Ausführungsform weist die weibliche Klemmenschnittstelle 690 eine U-förmige Konfiguration mit einer darin ausgebildeten Öffnung 694 auf, die ermöglicht, dass die weibliche Klemmenschnittstelle 690 seitlich um den berührungssicheren Pfosten 2200 eingeführt werden kann. Sobald die weibliche Klemmenschnittstelle 690 um den berührungssicheren Pfosten 2200 eingeführt wurde und die Batteriezellenschnittstelle 654 ordnungsgemäß in der Schienenaufnahme 582 sitzt, kann der weibliche Klemmenkörper 2432 damit gekoppelt werden, um einen gekoppelten Zustand zu bilden. Die Kopplung kann einen Schweißprozess nutzen (z. B. kann Ultraschall-, Laser-, Widerstands-, Druck-, Flash-, Reibungs-, Diffusions-, Sprengschweißen, Kaltumformung oder ein anderer Typ von Schweißverfahren verwendet werden). In anderen Ausführungsformen kann der weibliche Klemmenkörper 2432 unter Verwendung eines Nicht-Schweißverfahrens (z. B. Reibschluss, Schraubenverbinder oder ein anderes mechanisches/chemisches Verbindungsverfahren) oder einer Kombination aus einem Schweißverfahren und einem Nicht-Schweißverfahren mit der weiblichen Klemmenschnittstelle 690 gekoppelt werden. In dieser Ausführungsform ist die weibliche Klemmenschnittstelle 690 aus einem einzigen Material (z. B. Kupfer) hergestellt und somit nicht bimetallisch. Zusätzlich kann die weibliche Klemmenschnittstelle 690 aus dem gleichen Material wie die Batteriezellenschnittstelle 654 hergestellt sein, und daher ist die Kombination dieser Strukturen nicht bimetallisch. In anderen Ausführungsformen kann jedoch: (i) die U-förmige Struktur weggelassen werden, da die weibliche Klemmenschnittstelle 690 möglicherweise nicht dazu ausgelegt ist, um den berührungssicheren Pfosten 2200 zu passen, (ii) die weibliche Klemmenschnittstelle 690 aus einem anderen Material hergestellt sein und somit können diese Strukturen und Schiene 650 bimetallisch sein und/oder (iii) sie kann mit einem anderen Material (z. B. Zinn) plattiert oder verkleidet sein.
Das Zwischensegment 710 fügt die Batteriezellenschnittstelle 654 und die weibliche Klemmenschnittstelle 690 zusammen. In dieser Ausführungsform ist das Zwischensegment 710 ein einzelnes Material (z. B. Kupfer) und somit nicht bimetallisch. Zusätzlich kann das Zwischensegment 710 aus dem gleichen Material hergestellt sein wie eines von Folgenden: (i) die Batteriezellenschnittstelle 654 oder (ii) die weibliche Klemmenschnittstelle 690, und daher ist die Kombination dieser Strukturen nicht bimetallisch. Schließlich kann das Zwischensegment 710 aus dem gleichen Material wie die Batteriezellenschnittstelle 654 und die weibliche Klemmenschnittstelle 690 hergestellt sein, und daher ist die Kombination dieser Strukturen nicht bimetallisch. In dieser abschließenden Konfiguration sind alle Gesichtspunkte der Schiene 650 aus demselben Material (z. B. Kupfer) gebildet und somit ist die Schiene 650 nicht bimetallisch. Wenn jedoch eine Kombination von Materialien in einer alternativen Ausführungsform verwendet wird, können diese Komponenten unter Verwendung von Laserschweißen, Widerstandsstumpfschweißen, Druckschweißen, Blitzstumpfschweißen, Reibschweißen, Diffusionsschweißen, Sprengschweißen, Kaltumformen oder einem anderen Typ von Schweiß- oder Schmelzverfahren zusammengefügt werden. Das Zwischensegment 710 ist dazu ausgelegt, dass es die Batteriezellenschnittstelle 654 im Wesentlichen senkrecht zur weiblichen Klemmenschnittstelle 690 platziert. Diese Konfiguration ist wünschenswert, da sie ermöglicht, dass die Batteriezellen 170 horizontal (siehe 71 bis 72) innerhalb des Batteriemoduls 100 gestapelt werden, und gleichzeitig ermöglicht, dass der weibliche Klemmenkörper 2432 von der Oberseite des Batteriemoduls 100 aus zugänglich ist. Alternativ wäre, wenn diese Strukturen nicht im Wesentlichen senkrecht wären und stattdessen parallel wären, der weibliche Klemmenkörper 2432 von der Seite des Batteriemoduls 100 aus zugänglich. Diese Konfiguration ist angesichts der derzeitigen Konfiguration des Batteriesatzes 80 nicht wünschenswert; sie kann jedoch in anderen Konfigurationen von Batteriesätzen 80 wünschenswert sein. Insgesamt und wie in 9 und 16 bis 17 am besten zu sehen ist, sind der weibliche Klemmenkörper 2432 und die negative Schiene 650 aus verschiedenen Gründen, einschließlich der Montage, der Zweckmäßigkeit des Plattierens des Klemmenkörpers 2432 und der Einfachheit der Herstellung, nicht einstückig ausgebildet. Obschon die Figuren diese Komponenten als nicht einstückig miteinander ausgebildet zeigen, versteht es sich, dass sie in anderen Ausführungsformen einstückig miteinander ausgebildet sein können.
b. Innenschnittstellenmodul
Unter Bezugnahme auf 18 bis 25 schließt das Innenschnittstellenmodul 350 ein:

(i) eine Innenstützstruktur 354 und (ii) eine Innenschiene, eine interne Innenschiene oder eine fünfte innere Schiene 420. Die Innenstützstruktur 354 weist einen länglichen Körper auf und schließt ein: (i) eine Schienenhalterung 370, (ii) eine Vielzahl von Stützvorsprüngen 400 und (iii) eine Vielzahl von Stützenaufnahmen 410. Die Innenstützstruktur 354 ist ausgelegt zum: (i) Ermöglichen der Ausrichtung der Innenschiene 420 mit den Klemmen 178, 182 der Batteriezellen 170 und (ii) Bereitstellen von ausreichend Platz zum Positionieren der Innenschiene 420 innerhalb der Außenschiene 520. Diese Konfiguration ermöglicht es der Übertragungsbaugruppe 200, angemessen mit den Batteriezellen 170 gekoppelt zu werden. Die Schienenhalterung 370 erstreckt sich von einer oberen Oberfläche 358 der Innenstützstruktur 354 aus nach unten und ist dazu ausgelegt, die Innenschiene 420 zum Koppeln mit dem Minuspol 182 der Batteriezelle 170 aufzunehmen und zu positionieren. Die Schienenhalterung 370 schließt ein: (i) Montageoberfläche 380 und (ii) Schienenkoppler 390. Die Montageoberfläche 380 ist von der vorderen Oberfläche 356 der Innenstützstruktur 354 aus niedergedrückt oder vertieft, wobei die Eindrückung oder Vertiefung von einer Schienenaufnahme 372 bildet. Die Schienenaufnahme 372 ist dazu ausgelegt, die Innenschiene 420 aufzunehmen und die vordere Oberfläche 422 der Schiene 420 im Wesentlichen bündig mit einer Ausdehnung 364 der Innenstützstruktur 354 zu platzieren, die zu der Montageoberfläche 380 benachbart ist. Mit anderen Worten weist die Schienenaufnahme 372 eine Tiefe, Breite und Höhe auf, die etwa gleich der Tiefe, Breite und Höhe der Schiene 420 ist. Es versteht sich, dass bei anderen Ausführungsformen: (i) die vordere Oberfläche 422 der Schiene 420 ggf. nicht im Wesentlichen bündig mit einer Ausdehnung 364 der Innenstützstruktur 354 ist, und (ii) die Montageoberfläche 380 und somit die Schienenaufnahme 372 weggelassen werden können.

Der Schienenkoppler 390 schließt ein: (i) mindestens einen Vorsprung 392, der sich von einer äußeren Kante der Montageoberfläche 380 aus nach innen erstreckt und dazu ausgelegt ist, eine Ausdehnung der Schiene 420 zu überlagern, wenn die Schiene 420 in die Schienenaufnahme 372 eingeführt wird, und (ii) ein Schienenrückhalteelement 394 mit Vorsprüngen 396, die konfiguriert sind, um sich durch die Schiene 420 und in die Montageoberfläche 380 zu erstrecken. Um die Schiene 420 innerhalb der Aufnahme 372 und unter dem Vorsprung 392 zu positionieren, übt ein Monteur oder eine Maschine eine Kraft aus, die ausreicht, um zu bewirken, dass sich der Vorsprung 392 elastisch verformt, um die Schiene 420 aufzunehmen. Sobald die Schiene 420 von der Aufnahme 372 aufgenommen ist, kehrt der Vorsprung 392 in seine ursprüngliche Position zurück und überlagert so die Ausdehnung der Schiene 420. Durch Überlagern einer Ausdehnung der Schiene 420 stellt der Vorsprung 392 sicher, dass die Schiene 420 innerhalb der Aufnahme 372 zurückgehalten wird. Nachdem die Schiene 420 innerhalb der Aufnahme 372 sitzt, richten der Monteur oder die Maschine die Vorsprünge 396 mit Durchbrechungen 440 aus, die in der Schiene 420 ausgebildet sind, und üben eine Kraft aus, die ausreicht, um die Vorsprünge 396 in Öffnungen zu drücken, die in der Montageoberfläche 380 ausgebildet sind. Die Vorsprünge 396 werden aufgrund einer Reib- oder Druckpassung innerhalb der Öffnungen zurückgehalten. Es versteht sich, dass andere Verfahren zum Koppeln der Schiene 420 mit der Innenstützstruktur 354 verwendet werden können. Zum Beispiel kann die Schiene 420 in eine Form eingeführt werden und das Polymer, das zum Bilden der Stützstruktur 354 verwendet wird, kann um die Schiene 420 herum eingespritzt werden. In weiteren Ausführungsformen kann der Koppler 390 zusätzliche Strukturen (z. B. andere Vorsprünge) oder unterschiedliche Strukturen (z. B. einige davon sind nachstehend offenbart) einschließen, die dazu ausgelegt sind, die Schiene 420 innerhalb der Aufnahme 372 zurückzuhalten.
Die Vielzahl von Stützvorsprüngen 400 und eine Vielzahl von Stützenaufnahmen 410 erleichtern die bolzenlose Montage der Übertragungsbaugruppe 200. Die Vielzahl von Stützvorsprüngen 400 schließt Folgendes ein: (i) einen ersten Stützvorsprung 402, der sich in der Nähe eines ersten Endes der Stützstruktur 354 befindet, und (ii) einen zweiten Stützvorsprung 404, der sich in der Nähe eines zweiten gegenüberliegenden Endes der Stützstruktur 354 befindet. Der erste und der zweite Stützvorsprung 402, 404 erstrecken sich von einer oberen Oberfläche 358 der Stützstruktur 354 aus nach oben und sind konfiguriert, um zu interagieren mit: (i) einer Vielzahl von Stützenaufnahmen 410 der benachbarten Innenstützstruktur 354, (ii) einer Vielzahl von Stützenaufnahmen 770 der Strombrücken-Stützstruktur 702 oder (iii) einer Vielzahl von Stützvorsprüngen 310 der positiven Stützstruktur 254. Diese gegenüberliegende Positionsbeziehung der Stützvorsprünge 402, 404 hilft sicherzustellen, dass die gesamte Stützstruktur 354 innerhalb und an dem Gehäuse 110 gesichert ist, während die Anzahl der Vorsprünge 402, 404 und/oder Strukturen minimiert wird. Dies ist wünschenswert, weil: (i) es das Gewicht der Übertragungsbaugruppe 200 reduziert, wodurch das Gewicht des Batteriemoduls 100 reduziert wird und (ii) es keine Bolzen oder andere Verbinder erfordert, wodurch Ausfallmodi und Montagezeiten reduziert werden. Dennoch werden durch diese Offenbarung andere Konfigurationen der Stützvorsprünge 402, 404 berücksichtigt. Zum Beispiel können die Stützvorsprünge 402, 404 durch eine Stützwand ersetzt werden, die sich um einen Abschnitt oder den gesamten Umfang der Stützstruktur 354 herum erstreckt. In einem anderen Beispiel können sich die Stützvorsprünge 402, 404 von den Seiten der Stützstruktur 354 aus statt von der oberen Oberfläche 358 der Stützstruktur 354 aus erstrecken. In einer weiteren Ausführungsform können zusätzliche Stützvorsprünge 402, 404 hinzugefügt werden, um sich von der Rückseite und den Seiten der Stützstruktur 354 aus zu erstrecken, sodass die Übertragungsbaugruppe 200 innerhalb und an dem Batteriemodulgehäuse 110 in mehreren unterschiedlichen Richtungen (z. B. oben, Seite und hinten) gesichert ist.
Wie die Vielzahl von Stützvorsprüngen 400 schließt die Stützstruktur 354 ein: (i) eine erste Stützenaufnahme 412, die sich in der Nähe eines ersten Endes der Stützstruktur 354 befindet, und (ii) eine zweite Stützenaufnahme 414, die sich in der Nähe eines zweiten gegenüberliegenden Endes der Stützstruktur 354 befindet. Die erste und zweite Stützenaufnahme 412, 414 erstrecken sich von einer unteren Oberfläche 360 aus nach unten. Die Stützenaufnahmen 412, 414 sind konfiguriert, um zu interagieren mit: (i) einer Vielzahl von Stützvorsprüngen 400 der benachbarten Innenstützstruktur 354, (ii) einer Vielzahl von Stützvorsprüngen 760 der Strombrücken-Stützstruktur 702 oder (iii) einer Vielzahl von Stützvorsprüngen 310 der positiven Stützstruktur 254. Diese gegenüberliegende Positionsbeziehung der Stützenaufnahme 412, 414 hilft sicherzustellen, dass die gesamte Stützstruktur 354 mit anderen Strukturen 350, 450 innerhalb des Batteriemodulgehäuses 110 gesichert ist, während die Anzahl der Aufnahmen 412, 414 und/oder Strukturen minimiert wird. Dies ist wünschenswert, da dies das Gewicht der Übertragungsbaugruppe 200 und wiederum das Gewicht des Batteriemoduls 100 reduziert. Dennoch werden durch diese Offenbarung andere Konfigurationen der Stützenaufnahme 412, 414 berücksichtigt.
Die in 18 bis 20, 23, 25 gezeigte Innenschiene 420 schließt eine Batteriezellenschnittstelle 430 ein. Die Batteriezellenschnittstelle 430 ist ausgelegt, um:

(i) mit mehreren beutelartigen Batteriezellen 170 (siehe 71 bis 72) gekoppelt zu werden und (ii) innerhalb der Schienenaufnahme 372 eingeführt zu werden, die in der Innenstützstruktur 354 ausgebildet ist und durch den Schienenkoppler 390 innerhalb der Aufnahme 372 zurückgehalten wird. Um die Batteriezellenschnittstelle 430 mit den Batteriezellen 170 zu koppeln, wird ein Schweißprozess genutzt (z. B. kann Ultraschall-, Laser-, Widerstands-, Druck-, Flash-, Reibungs-, Diffusions-, Sprengschweißen, Kaltumformung oder eine andere Art von Schweißverfahren verwendet werden). Durch das Verwenden des Schweißprozesses entfällt die Notwendigkeit von Gewindeverbindern und Widerstandsverluste werden dadurch reduziert, Ausfallmodi werden reduziert und der Zusammenbau ist schneller. In anderen Ausführungsformen können jedoch Nicht-Schweißverfahren (z. B. Reibschluss, Schraubenverbinder oder andere mechanische/chemische Verbindungsverfahren) oder eine Kombination von Nicht-Schweißverfahren und Schweißverfahren genutzt werden.

Die Innenschiene 420 ist aus zwei unterschiedlichen Materialien gebildet zum: (i) Erleichtern der Kopplung zwischen: (a) der Batteriezellenschnittstelle 430, (b) dem Batteriezellen-Pluspol 178 und (c) dem Batteriezellen-Minuspol 182 und (ii) Ermöglichen, dass elektrischer Strom zwischen den Strukturen übertragen wird. Insbesondere ist ein erster Abschnitt 442 der Innenschiene 420 aus einem ersten Material (z. B. Aluminium) und ein zweiter Abschnitt 444 der Innenschiene 420 aus einem zweiten Material (z. B. Kupfer) gebildet. Somit ist die Innenschiene 420 bimetallisch. Diese bimetallische Konfiguration ist aufgrund der Struktur und des chemischen Aufbaus der Batteriezellen 170 vorteilhaft. Um diese bimetallische Schiene 420 zu bilden, werden der erste und der zweite Abschnitt 442, 444 unter Verwendung eines beliebigen bekannten Prozesses, einschließlich Laserschweißen, Widerstandsstumpfschweißen, Druckschweißen, Blitzstumpfschweißen, Reibschweißen, Diffusionsschweißen, Sprengschweißen oder Kaltumformen, miteinander gekoppelt. Zusätzlich können der erste und der zweite Abschnitt 442, 444 Strukturen aufweisen, die ineinandergreifen (z. B. Schwalbenschwanz) oder überlappen, um sicherzustellen, dass die Abschnitte 442, 444 als einzelne Schiene zusammengefügt bleiben.
Das Bilden der Schiene 420 aus zwei unterschiedlichen Materialien ermöglicht es, dass der erste Abschnitt 442 mit dem Minuspol 182 einer ersten Batteriezelle 170 gekoppelt werden kann, während der zweite Abschnitt 444 mit dem Pluspol 178 einer zweiten Batteriezelle 170 gekoppelt werden kann. Die Kopplung dieser zwei Batterieklemmen 178, 182 mit der Schiene 420 verbindet die Batteriezellen 170 in Reihe und schließt somit ein, dass die Spannung der Kombination von Batteriezellen 170 erhöht wird. Der Konstrukteur koppelt die Batteriezellen 170 weiter in Reihe, bis die gewünschte Spannung für das Batteriemodul 100 erreicht ist. Dies kann erfordern, dass nur zwei Batteriezellen 170 miteinander für Niederspannungsanwendungen gekoppelt werden oder dass über 25 Batteriezellen 170 zusammen für eine Hochspannungsanwendung gekoppelt werden. Während Aluminium (wie durch das Verwenden von Oberflächenschattierung mit größerer Dichte oder einem steileren Winkel gezeigt) und Kupfer (wie durch Verwenden von Oberflächenschattierung mit weniger Dichte oder einem flacheren Winkel gezeigt) in dieser Ausführungsform benutzt werden, versteht es sich, dass andere Materialien oder Kombinationen von Materialien verwendet werden können. Zum Beispiel kann die Schiene 430 aus einem einzigen Material hergestellt sein, wenn die Batteriezellen 170 verändert werden, um eine solche Konfiguration zu ermöglichen.
Wie oben erörtert, schließt der in den Figuren gezeigte Schienenkoppler 390 mindestens einen Vorsprung 392 ein, der sich von einer äußeren Kante der Montageoberfläche 380 aus nach innen erstreckt und dazu ausgelegt ist, eine Ausdehnung der Schiene 420 zu überlagern, wenn die Schiene 420 in die Schienenaufnahme 372 eingeführt ist. Um dem Vorsprung 392 zu ermöglichen, eine Ausdehnung der Schiene 420 zu überlagern, schließt die Schiene 420 einen Stützstrukturkoppler 432 ein, der als Kopplungsvertiefungen 436, 438 gezeigt ist, die sich von den gegenüberliegenden Enden 434a, 434b der Schiene 420 aus nach innen erstrecken. Zusätzlich schließt der Stützstrukturkoppler 432 Durchbrechungen 440 ein, die innerhalb der Schiene 420 ausgebildet sind, um Vorsprünge 396 eines Rückhalteelements 394 aufzunehmen, wobei die Vorsprünge 396 konfiguriert sind, um sich durch die Durchbrechungen 440 zu erstrecken und durch die Montageoberfläche 380 der Schienenhalterung 370 aufgenommen zu werden. Die Konfiguration der Schienenaufnahme 372, des Schienenkopplers 390, des Schienenrückhalteelements 394, des Stützstrukturkopplers 432 und der Schienendurchbrechungen 440 arbeitet zusammen zum: (i) Befestigen der Schiene 420 an der Stützstruktur 354, (ii) Platzieren der vorderen Oberfläche 422 der Batteriezellenschnittstelle 430 im Wesentlichen bündig mit der vorderen Oberfläche 356 der Stützstruktur 354 und (iii) Positionieren der Schiene 420, um mit der Batteriezelle 170 gekoppelt zu werden. Es versteht sich, dass alternative Strukturen und/oder Verfahren zum Erreichen der vorstehenden Punkte in anderen Ausführungsformen verwendet werden können. Insbesondere können die Schienenaufnahme 372, der Schienenkoppler 390, das Schienenrückhalteelement 394, der Stützstrukturkoppler 432 und die Schienendurchbrechungen 440 durch einen beliebigen Typ von Schienenrückhaltemittel ersetzt werden. Das Rückhaltemittel kann jede bekannte Form der Konfiguration annehmen, welche die Schiene 420 zuverlässig mit der Stützstruktur 354 koppeln kann.
c. Außenschnittstellenmodul
Unter Bezugnahme auf 26 bis 31 schließt das Außenschnittstellenmodul 450 ein:

(i) eine Außenstützstruktur 454 und (ii) eine Außenschiene, eine interne Außenschiene, vierte Innenschiene 520. Die Außenstützstruktur 454 weist einen länglichen Körper auf und schließt ein: (i) eine Schienenhalterung 470, (ii) eine Vielzahl von Stützendurchbrechungen 510. Die Außenstützstruktur 454 ist ausgelegt zum:
- (i) Ermöglichen der Ausrichtung der Außenschiene 520 mit den Klemmen 178, 182 der Batteriezellen 170 und (ii) Bereitstellen von ausreichend Platz zum Positionieren der Außenschiene 520 außerhalb der Innenschiene 420. Diese Konfiguration ermöglicht es der Übertragungsbaugruppe 200, angemessen mit den Batteriezellen 170 gekoppelt zu werden. Die Schienenhalterung 470 erstreckt sich von einer oberen Oberfläche 458 der Außenstützstruktur 454 aus nach unten und ist dazu ausgelegt, die Außenschiene 520 zum Koppeln mit dem Minuspol 182 der Batteriezelle 170 aufzunehmen und zu positionieren. Die Schienenhalterung 470 schließt ein: (i) Montageoberfläche 480 und (ii) Schienenkoppler 490. Die Montageoberfläche 480 ist von der vorderen Oberfläche 456 der Außenstützstruktur 454 aus niedergedrückt oder vertieft, wobei die Eindrückung oder Vertiefung eine Schienenaufnahme 472 bildet. Die Schienenaufnahme 472 ist dazu ausgelegt, die Außenschiene 520 aufzunehmen und die vordere Oberfläche 522 der Schiene 520 im Wesentlichen bündig mit einer Ausdehnung 464 der Außenstützstruktur 454 zu platzieren, die zu der Montageoberfläche 480 benachbart ist. Mit anderen Worten weist die Schienenaufnahme 472 eine Tiefe, Breite und Höhe auf, die etwa gleich der Tiefe, Breite und Höhe der Schiene 520 ist. Es versteht sich, dass bei anderen Ausführungsformen: (i) die vordere Oberfläche 522 der Schiene 520 ggf. nicht im Wesentlichen bündig mit einer Ausdehnung 464 der Außenstützstruktur 454 ist, und (ii) die Montageoberfläche 480 und somit die Schienenaufnahme 472 weggelassen werden können.

Der Schienenkoppler 490 schließt ein: (i) mindestens einen Vorsprung 492, der sich von einer äußeren Kante der Montageoberfläche 480 aus nach innen erstreckt und dazu ausgelegt ist, eine Ausdehnung der Schiene 520 zu überlagern, wenn die Schiene 520 in die Schienenaufnahme 472 eingeführt wird, und (ii) ein Schienenrückhalteelement 494 mit Vorsprüngen 496, die konfiguriert sind, um sich durch die Schiene 520 und in die Montageoberfläche 480 zu erstrecken. Um die Schiene 520 innerhalb der Aufnahme 472 und unter dem Vorsprung 492 zu positionieren, übt ein Monteur oder eine Maschine eine Kraft aus, die ausreicht, um zu bewirken, dass sich der Vorsprung 492 elastisch verformt, um die Schiene 520 aufzunehmen. Sobald die Schiene 520 von der Aufnahme 472 aufgenommen ist, kehrt der Vorsprung 492 in seine ursprüngliche Position zurück und überlagert so die Ausdehnung der Schiene 520. Durch Überlagern einer Ausdehnung der Schiene 520 stellt der Vorsprung 492 sicher, dass die Schiene 520 innerhalb der Aufnahme 472 zurückgehalten wird. Nachdem die Schiene 520 innerhalb der Aufnahme 472 sitzt, richten der Monteur oder die Maschine die Vorsprünge 496 mit Durchbrechungen 540 aus, die in der Schiene 520 ausgebildet sind, und üben eine Kraft aus, die ausreicht, um die Vorsprünge 496 in Öffnungen zu drücken, die in der Montageoberfläche 480 ausgebildet sind. Die Vorsprünge 496 werden aufgrund einer Reib- oder Druckpassung innerhalb der Öffnungen zurückgehalten. Es versteht sich, dass andere Verfahren zum Koppeln der Schiene 520 mit der Außenstützstruktur 454 verwendet werden können. Zum Beispiel kann die Schiene 520 in eine Form eingeführt werden und das Polymer, das zum Bilden der Stützstruktur 454 verwendet wird, kann um die Schiene 520 herum eingespritzt werden. In weiteren Ausführungsformen kann der Koppler 490 zusätzliche Strukturen (z. B. andere Vorsprünge) oder unterschiedliche Strukturen (z. B. einige davon sind nachstehend offenbart) einschließen, die dazu ausgelegt sind, die Schiene 520 innerhalb der Aufnahme 472 zurückzuhalten.
Die Vielzahl von Stützendurchbrechungen 510 erleichtert die bolzenlose Montage der Übertragungsbaugruppe 200. Insbesondere schließt die Stützstruktur 454 ein: (i) eine erste Stützendurchbrechung 512, die sich in der Nähe eines ersten Endes der Stützstruktur 454 befindet, und (ii) eine zweite Stützendurchbrechung 514, die sich in der Nähe eines zweiten gegenüberliegenden Endes der Stützstruktur 454 befindet. Diese gegenüberliegende Positionsbeziehung der Stützendurchbrechung 512, 514 hilft sicherzustellen, dass die gesamte Stützstruktur 454 innerhalb des Batteriemodulgehäuses 110 gesichert ist, während die Anzahl der Durchbrechungen 512, 514 und/oder Strukturen minimiert wird. Dies ist wünschenswert, da dies das Gewicht der Übertragungsbaugruppe 200 und wiederum das Gewicht des Batteriemoduls 100 reduziert. Die erste und die zweite Stützendurchbrechung 512, 514 sind konfiguriert, um die Vielzahl von Stützvorsprüngen 400 des Innenschnittstellenmoduls 350 aufzunehmen. Wie vorstehend erörtert, interagieren die Stützvorsprünge 400 und insbesondere der erste und der zweite Stützvorsprung 402, 404, die einem ersten Innenschnittstellenmodul 350 zugeordnet sind, mit der Vielzahl von Stützenaufnahmen 410 und insbesondere der ersten und zweiten Stützenaufnahme 412, 414, die einem zweiten Innenschnittstellenmodul 350 zugeordnet sind. Die Vielzahl von Stützendurchbrechungen 510 und insbesondere die erste und zweite Durchbrechung 512, 514 sind dazu ausgelegt, eine Ausdehnung der Kombination der Vorsprünge 402, 404 und der Aufnahme 412, 414 zu umgeben. Mit anderen Worten ist das Außenschnittstellenmodul 450 nicht in einer einzigen Position innerhalb der Übertragungsbaugruppe 200 fixiert. Stattdessen kann das Außenschnittstellenmodul 450 nach oben oder unten und von Seite zu Seite bewegt werden, um die Montage der Batteriezellen 170 zu erleichtern. Aufgrund der Wechselwirkung zwischen den Stützendurchbrechungen 510, den Stützvorsprüngen 400 und den Stützenaufnahmen 410 müssen die Stützendurchbrechungen 510 so positioniert werden, dass die Stützvorsprünge 400 und die Stützenaufnahmen 410 in die Stützendurchbrechungen 510 eingeführt werden. Es versteht sich, dass ein anderes Verfahren und/oder Strukturen verwendet werden können, um das Außenschnittstellenmodul 450 innerhalb der Übertragungsbaugruppe 200 zu koppeln.
Die in 26, 28, 29 und 31 gezeigte Außenschiene 520 schließt eine Batteriezellenschnittstelle 530 ein. Die Batteriezellenschnittstelle 530 ist ausgelegt, um:

(i) mit mehreren beutelartigen Batteriezellen 170 (siehe 71 bis 72) gekoppelt zu werden und (ii) innerhalb der Schienenaufnahme 472 eingeführt zu werden, die in der Außenstützstruktur 454 ausgebildet ist und durch den Schienenkoppler 490 innerhalb der Aufnahme 472 zurückgehalten wird. Um die Batteriezellenschnittstelle 530 mit den Batteriezellen 170 zu koppeln, wird ein Schweißprozess genutzt (z. B. kann Ultraschall-, Laser-, Widerstands-, Druck-, Flash-, Reibungs-, Diffusions-, Sprengschweißen, Kaltumformung oder eine andere Art von Schweißverfahren verwendet werden). Durch das Verwenden des Schweißprozesses entfällt die Notwendigkeit von Gewindeverbindern und Widerstandsverluste werden dadurch reduziert, Ausfallmodi werden reduziert und der Zusammenbau ist schneller. In anderen Ausführungsformen können jedoch Nicht-Schweißverfahren (z. B. Reibschluss, Schraubenverbinder oder andere mechanische/chemische Verbindungsverfahren) oder eine Kombination von Nicht-Schweißverfahren und Schweißverfahren genutzt werden.

Die Außenschiene 520 ist aus zwei unterschiedlichen Materialien gebildet zum: (i) Erleichtern der Kopplung zwischen: (a) der Batteriezellenschnittstelle 530, (b) dem Batteriezellen-Pluspol 178 und (c) dem Batteriezellen-Minuspol 182 und (ii) Ermöglichen, dass elektrischer Strom zwischen den Strukturen übertragen wird. Insbesondere ist ein erster Abschnitt 542 der Außenschiene 520 aus einem ersten Material (z. B. Kupfer) und ein zweiter Abschnitt 544 der Außenschiene 520 aus einem zweiten Material (z. B. Aluminium) gebildet. Somit ist die Außenschiene 520 bimetallisch. Diese bimetallische Konfiguration ist aufgrund der Struktur und des chemischen Aufbaus der Batteriezellen 170 vorteilhaft. Um diese bimetallische Schiene 520 zu bilden, werden der erste und der zweite Abschnitt 542, 544 unter Verwendung eines beliebigen bekannten Prozesses, einschließlich Laserschweißen, Widerstandsstumpfschweißen, Druckschweißen, Blitzstumpfschweißen, Reibschweißen, Diffusionsschweißen, Sprengschweißen oder Kaltumformen, miteinander gekoppelt. Zusätzlich können der erste und der zweite Abschnitt 542, 544 Strukturen aufweisen, die ineinandergreifen (z. B. Schwalbenschwanz) oder überlappen, um sicherzustellen, dass die Abschnitte 542, 544 als einzelne Schiene zusammengefügt bleiben.
Das Bilden der Schiene 520 aus zwei unterschiedlichen Materialien ermöglicht es, dass der erste Abschnitt 542 mit dem Minuspol 182 einer ersten Batteriezelle 170 gekoppelt werden kann, während der zweite Abschnitt 544 mit dem Pluspol 178 einer zweiten Batteriezelle 170 gekoppelt werden kann. Die Kopplung dieser zwei Batterieklemmen 178, 182 mit einer einzigen Schiene 520 verbindet die Batteriezellen 170 in Reihe und schließt somit ein, dass die Spannung der Kombination von Batteriezellen 170 erhöht wird. Der Konstrukteur koppelt die Batteriezellen 170 weiter in Reihe, bis die gewünschte Spannung für das Batteriemodul 100 erreicht ist. Dies kann erfordern, dass nur zwei Batteriezellen 170 miteinander für Niederspannungsanwendungen gekoppelt werden oder dass über 25 Batteriezellen 170 zusammen für eine Hochspannungsanwendung gekoppelt werden. Während Aluminium (wie durch das Verwenden von Oberflächenschattierung mit größerer Dichte oder einem steileren Winkel gezeigt) und Kupfer (wie durch Verwenden von Oberflächenschattierung mit weniger Dichte oder einem flacheren Winkel gezeigt) in dieser Ausführungsform benutzt werden, versteht es sich, dass andere Materialien oder Kombinationen von Materialien verwendet werden können. Zum Beispiel kann die Schiene 530 aus einem einzigen Material hergestellt sein, wenn die Batteriezellen 170 verändert werden, um eine solche Konfiguration zu ermöglichen.
Wie oben erörtert, schließt der in den Figuren gezeigte Schienenkoppler 490 mindestens einen Vorsprung 492 ein, der sich von einer äußeren Kante der Montageoberfläche 480 aus nach innen erstreckt und dazu ausgelegt ist, eine Ausdehnung der Schiene 520 zu überlagern, wenn die Schiene 520 in die Schienenaufnahme 472 eingeführt ist. Um dem Vorsprung 492 zu ermöglichen, eine Ausdehnung der Schiene 520 zu überlagern, schließt die Schiene 520 einen Stützstrukturkoppler 532 ein, der als Kopplungsvertiefungen 536, 538 gezeigt ist, die sich von den gegenüberliegenden Enden 534a, 534b der Schiene 520 aus nach innen erstrecken. Zusätzlich schließt der Stützstrukturkoppler 532 Durchbrechungen 540 ein, die innerhalb der Schiene 520 ausgebildet sind, um Vorsprünge 496 eines Rückhalteelements 494 aufzunehmen, wobei die Vorsprünge 496 konfiguriert sind, um sich durch die Durchbrechungen 540 zu erstrecken und durch die Montageoberfläche 480 der Schienenhalterung 470 aufgenommen zu werden. Die Konfiguration der Schienenaufnahme 472, des Schienenkopplers 490, des Schienenrückhalteelements 494, des Stützstrukturkopplers 532 und der Schienendurchbrechungen 540 arbeitet zusammen zum: (i) Befestigen der Schiene 520 an der Stützstruktur 454, (ii) Platzieren der vorderen Oberfläche 522 der Batteriezellenschnittstelle 530 im Wesentlichen bündig mit der vorderen Oberfläche 456 der Stützstruktur 454 und (iii) Positionieren der Schiene 520, um mit der Batteriezelle 170 gekoppelt zu werden. Es versteht sich, dass alternative Strukturen und/oder Verfahren zum Erreichen der vorstehenden Punkte in anderen Ausführungsformen verwendet werden können. Insbesondere können die Schienenaufnahme 472, der Schienenkoppler 490, das Schienenrückhalteelement 494, der Stützstrukturkoppler 532 und die Schienendurchbrechungen 540 durch einen beliebigen Typ von Schienenrückhaltemittel ersetzt werden. Das Rückhaltemittel kann jede bekannte Form der Konfiguration annehmen, welche die Schiene 520 zuverlässig mit der Stützstruktur 454 koppeln kann.
d. Strombrücken-Schnittstellenmodul
Unter Bezugnahme auf 32 bis 39 schließt das Strombrücken-Schnittstellenmodul 700 ein: (i) eine Strombrücken-Stützstruktur 702 und (ii) eine Strombrücken-Schiene, eine interne Strombrücken-Schiene, dritte Innenschiene oder dritte Schiene 800. Die Strombrücken-Stützstruktur 702 weist einen länglichen Körper auf und schließt ein: (i) eine Schienenhalterung 730, (ii) eine Vielzahl von Stützvorsprüngen 760 und (iii) eine Vielzahl von Stützenaufnahmen 770. Die Strombrücken-Stützstruktur 702 ist ausgelegt zum: (i) Ermöglichen der Ausrichtung der Strombrücken-Schiene 520 mit den Klemmen 178, 182 der Batteriezellen 170 und (ii) Bereitstellen einer Stütze für den positiven Zellenstapel 204 und den negativen Zellenstapel 208. Die Schienenhalterung 730 erstreckt sich von einer oberen Oberfläche 706 der Strombrücken-Stützstruktur 702 aus nach unten und ist dazu ausgelegt, die Strombrücken-Schiene 800 aufzunehmen und zu positionieren zum Koppeln mit dem: (i) Minuspol 182 der Batteriezelle 170 und (ii) dem Pluspol 178 der Batteriezelle 170. Die Schienenhalterung 730 schließt ein: (i) Montageoberfläche 738 und (ii) Schienenkoppler 742. Die Montageoberfläche 738 ist von der vorderen Oberfläche 704 der Strombrücken-Stützstruktur 702 aus niedergedrückt oder vertieft, wobei die Eindrückung oder Vertiefung eine Schienenaufnahme 734 bildet. Die Schienenaufnahme 734 ist dazu ausgelegt, die Strombrücken-Schiene 800 aufzunehmen und die vordere Oberfläche 802 der Schiene 800 im Wesentlichen bündig mit einer Ausdehnung 710 der Strombrücken-Stützstruktur 702 zu platzieren, die zu der Montageoberfläche 738 benachbart ist. Mit anderen Worten weist die Schienenaufnahme 734 eine Tiefe, Breite und Höhe auf, die etwa gleich der Tiefe, Breite und Höhe der Schiene 800 ist. Es versteht sich, dass bei anderen Ausführungsformen: (i) die vordere Oberfläche 802 der Schiene 800 ggf. nicht im Wesentlichen bündig mit einer Ausdehnung 710 der Strombrücken-Stützstruktur 702 ist, und (ii) die Montageoberfläche 738 und somit die Schienenaufnahme 734 weggelassen werden können.
Der Schienenkoppler 742 schließt ein Schienenrückhalteelement 748 ein, das konfiguriert ist, um eine Ausdehnung der Schiene 800 und insbesondere eine zentrale Ausdehnung der Schiene 800 zu überlagern. Zum Positionieren der Schiene 800 innerhalb der Aufnahme 734 und unter dem Vorsprung 744 wird ein Monteur oder eine Maschine: (i) eine Kraft ausüben, die ausreicht, um die Schiene 800 innerhalb der Aufnahme 734 zu positionieren und (ii) das Rückhalteelement 748 mit einer vorderen Ausdehnung der Stützstruktur 702 zu koppeln, wobei das Rückhalteelement 748 eine Ausdehnung der Schiene 800 überlagert. Durch Überlagern einer Ausdehnung der Schiene 650 stellt das Rückhalteelement 748 sicher, dass die Schiene 650 innerhalb der Aufnahme 734 zurückgehalten wird. Es versteht sich, dass andere Verfahren zum Koppeln der Schiene 800 mit der Strombrücken-Stützstruktur 702 verwendet werden können. Zum Beispiel kann die Schiene 800 in eine Form eingeführt werden und das Polymer, das zum Bilden der Stützstruktur 702 verwendet wird, kann um die Schiene 800 herum eingespritzt werden. In weiteren Ausführungsformen kann der Koppler 742 zusätzliche Strukturen (z. B. andere Vorsprünge) oder unterschiedliche Strukturen (z. B. einige davon sind nachstehend offenbart) einschließen, die dazu ausgelegt sind, die Schiene 800 innerhalb der Aufnahme 734 zurückzuhalten.
Die Vielzahl von Stützvorsprüngen 760 und eine Vielzahl von Stützenaufnahmen 770 erleichtern die bolzenlose Montage der Übertragungsbaugruppe 200. Die Vielzahl von Stützvorsprüngen 760 schließt ein: (i) einen ersten Stützvorsprung 762, der sich in der Nähe eines ersten Endes der Stützstruktur 702 befindet, und (ii) einen zweiten Stützvorsprung 764, der sich in der Nähe der Mitte der Stützstruktur 702 befindet. Der erste und der zweite Stützvorsprung 762, 764 erstrecken sich von einer oberen Oberfläche 706 der Stützstruktur 702 aus nach oben und sind konfiguriert, um zu interagieren mit: (i) einer Vielzahl von Stützenaufnahmen 410 des benachbarten Innenschnittstellenmoduls 350. Diese Positionsbeziehung der Stützvorsprünge 762, 764 hilft sicherzustellen, dass der negative Zellstapel 208 gestützt wird, während die Anzahl der Vorsprünge 762, 764 und/oder Strukturen minimiert wird. Dies ist wünschenswert, weil: (i) es das Gewicht der Übertragungsbaugruppe 200 reduziert, wodurch das Gewicht des Batteriemoduls 100 reduziert wird und (ii) es keine Bolzen oder andere Verbinder erfordert, wodurch Ausfallmodi und Montagezeiten reduziert werden. Dennoch werden durch diese Offenbarung andere Konfigurationen der Stützvorsprünge 762, 764 berücksichtigt. Zum Beispiel können die Stützvorsprünge 762, 764 durch eine Stützwand ersetzt werden, die sich um einen Abschnitt oder den gesamten Umfang der Stützstruktur 702 herum erstreckt. In einem anderen Beispiel können sich die Stützvorsprünge 762, 764 von den Seiten der Stützstruktur 702 aus statt von der oberen Oberfläche 706 der Stützstruktur 702 aus erstrecken. In einer weiteren Ausführungsform können zusätzliche Stützvorsprünge 762, 764 hinzugefügt werden, um sich von der Rückseite und den Seiten der Stützstruktur 702 zu erstrecken, sodass die Übertragungsbaugruppe 200 innerhalb und an dem Batteriemodulgehäuse 110 in mehreren unterschiedlichen Richtungen (z. B. oben, Seite und hinten) gesichert ist.
Wie die Vielzahl von Stützvorsprüngen 760 schließt die Stützstruktur 702 ein: (i) eine erste Stützenaufnahme 772, die sich in der Nähe des zweiten Endes der Stützstruktur 702 befindet, und (ii) eine zweite Stützenaufnahme 774, die sich in der Nähe der Mitte der Stützstruktur 702 befindet. Die erste und zweite Stützenaufnahme 772, 774 erstrecken sich von einer oberen Oberfläche 706 aus nach unten. Die Stützenaufnahmen 772,774 sind konfiguriert, um mit der Vielzahl von Stützvorsprüngen 410 des Innenschnittstellenmoduls 350 zu interagieren. Diese Positionsbeziehung der Stützenaufnahme 772, 774 hilft sicherzustellen, dass die gesamte Stützstruktur 702 mit anderen Strukturen 350, 450 innerhalb des Batteriemodulgehäuses 110 gesichert ist, während die Anzahl der Aufnahmen 772, 774 und/oder Strukturen minimiert wird. Dies ist wünschenswert, da dies das Gewicht der Übertragungsbaugruppe 200 und wiederum das Gewicht des Batteriemoduls 100 reduziert. Dennoch werden durch diese Offenbarung andere Konfigurationen der Stützenaufnahme 772, 774 berücksichtigt.
Die in 32, 34, 37, 39 gezeigte Strombrücken-Schiene 800 schließt eine Batteriezellenschnittstelle 810 ein. Die Batteriezellenschnittstelle 810 ist ausgelegt, um:

(i) mit mehreren beutelartigen Batteriezellen 170 (siehe 71 bis 72) gekoppelt zu werden und (ii) innerhalb der Schienenaufnahme 734 eingeführt zu werden, die in der Strombrücken-Stützstruktur 702 ausgebildet ist und durch den Schienenkoppler 742 innerhalb der Aufnahme 734 zurückgehalten wird. Um die Batteriezellenschnittstelle 810 mit den Batteriezellen 170 zu koppeln, wird ein Schweißprozess genutzt (z. B. kann Ultraschall-, Laser-, Widerstands-, Druck-, Flash-, Reibungs-, Diffusions-, Sprengschweißen, Kaltumformung oder eine andere Art von Schweißverfahren verwendet werden). Durch das Verwenden des Schweißprozesses entfällt die Notwendigkeit von Gewindeverbindern und Widerstandsverluste werden dadurch reduziert, Ausfallmodi werden reduziert und der Zusammenbau ist schneller. In anderen Ausführungsformen können jedoch Nicht-Schweißverfahren (z. B. Reibschluss, Schraubenverbinder oder andere mechanische/chemische Verbindungsverfahren) oder eine Kombination von Nicht-Schweißverfahren und Schweißverfahren genutzt werden.

Die Strombrücken-Schiene 800 ist aus zwei unterschiedlichen Materialien gebildet zum:

(i) Erleichtern der Kopplung zwischen: (a) der Batteriezellenschnittstelle 810, (b) dem Batteriezellen-Pluspol 178 und (c) dem Batteriezellen-Minuspol 182 und (ii) Ermöglichen, dass elektrischer Strom zwischen den Strukturen übertragen wird. Insbesondere ist ein erster Abschnitt 830 der Strombrücken-Schiene 800 aus einem ersten Material (z. B. Aluminium) gebildet und ein zweiter Abschnitt 832 der Strombrücken-Schiene 800 ist aus einem zweiten Material (z. B. Kupfer) gebildet. Somit ist die Strombrücken-Schiene 800 bimetallisch. Diese bimetallische Konfiguration ist aufgrund der Struktur und des chemischen Aufbaus der Batteriezellen 170 vorteilhaft. Um diese bimetallische Schiene 800 zu bilden, werden der erste und der zweite Abschnitt 830, 832 unter Verwendung eines beliebigen bekannten Prozesses, einschließlich Laserschweißen, Widerstandsstumpfschweißen, Druckschweißen, Blitzstumpfschweißen, Reibschweißen, Diffusionsschweißen, Sprengschweißen oder Kaltumformen, miteinander gekoppelt. Zusätzlich können der erste und der zweite Abschnitt 830, 832 Strukturen aufweisen, die ineinandergreifen (z. B. Schwalbenschwanz) oder überlappen, um sicherzustellen, dass die Abschnitte 830, 832 als einzelne Schiene zusammengefügt bleiben.

Das Bilden der Schiene 800 aus zwei unterschiedlichen Materialien ermöglicht es, dass der erste Abschnitt 830 mit dem Minuspol 182 einer ersten Batteriezelle 170 gekoppelt werden kann, während der zweite Abschnitt 830 mit dem Pluspol 178 einer zweiten Batteriezelle 170 gekoppelt werden kann. Die Kopplung dieser zwei Batterieklemmen 178,182 mit einer einzelnen Schiene 800 verbindet den positiven Zellstapel 204 in Reihe mit dem negativen Zellstapel 208. Während Aluminium (wie durch das Verwenden von Oberflächenschattierung mit größerer Dichte oder einem steileren Winkel gezeigt) und Kupfer (wie durch Verwenden von Oberflächenschattierung mit weniger Dichte oder einem flacheren Winkel gezeigt) in dieser Ausführungsform benutzt werden, versteht es sich, dass andere Materialien oder Kombinationen von Materialien verwendet werden können. Zum Beispiel kann die Schiene 810 aus einem einzigen Material hergestellt sein, wenn die Batteriezellen 170 verändert werden, um eine solche Konfiguration zu ermöglichen.
e. Positives Verbindermodul
Unter Bezugnahme auf 40 bis 54 schließt das positive Verbindermodul 210 ein:

(i) eine positive Stützstruktur 254, (ii) eine positive Schiene, eine interne positive Schiene oder erste Innenschiene oder erste Schiene 320 und (iii) eine positive bolzenlose weibliche Verbinderbaugruppe, bolzenlose weibliche Verbinderbaugruppe, positive weibliche Verbinderbaugruppe oder weibliche Verbinderbaugruppe 3000. Die positive Stützstruktur 254 weist einen länglichen Körper auf und schließt ein: (i) eine Schienenhalterung 280, (ii) eine Vielzahl von oberen Stützvorsprüngen 300 und (ii) eine Vielzahl von unteren Stützvorsprüngen 310. Die positive Stützstruktur 254 ist ausgelegt zum: (i) Ermöglichen der Ausrichtung der positiven Schiene 320 mit dem Pluspol 178 der Batteriezelle 170 und (ii) Bereitstellen von genügend Platz für das Innenschnittstellenmodul 350, um die positive Schiene 320 innerhalb der positiven Schiene 320 zu positionieren. Diese Konfiguration ermöglicht es der Übertragungsbaugruppe 200, angemessen mit den Batteriezellen 170 gekoppelt zu werden. Die Schienenhalterung 280 erstreckt sich von einer oberen Oberfläche 258 der positiven Stützstruktur 254 aus nach unten und ist dazu ausgelegt, die positive Schiene 320 zum Koppeln mit dem Pluspol 178 der Batteriezelle 170 aufzunehmen und zu positionieren. Die Schienenhalterung 280 schließt ein: (i) Montageoberfläche 284 und (ii) Schienenkoppler 290. Die Montageoberfläche 284 ist von der vorderen Oberfläche 256 der positive Stützstruktur 254 aus niedergedrückt oder vertieft, wobei die Eindrückung oder Vertiefung eine Schienenaufnahme 282 bildet. Die Schienenaufnahme 282 ist dazu ausgelegt, die positive Schiene 320 aufzunehmen und die vordere Oberfläche 322 der Schiene 320 im Wesentlichen bündig mit einer Ausdehnung 264 der positive Stützstruktur 254 zu platzieren, die zu der Montageoberfläche 284 benachbart ist. Mit anderen Worten weist die Schienenaufnahme 282 eine Tiefe, Breite und Höhe auf, die etwa gleich der Tiefe, Breite und Höhe der Schiene 320 ist. Es versteht sich, dass bei anderen Ausführungsformen: (i) die vordere Oberfläche 322 der Schiene 320 ggf. nicht im Wesentlichen bündig mit einer Ausdehnung 264 der positiven Stützstruktur 254 ist, und (ii) die Montageoberfläche 284 und somit die Schienenaufnahme 282 weggelassen werden können.

Der Schienenkoppler 290 schließt mindestens einen Vorsprung 292 ein, der sich von einer äußeren Kante der Montageoberfläche 284 aus nach innen erstreckt und dazu ausgelegt ist, eine Ausdehnung der Schiene 320 zu überlagern, wenn die Schiene 320 in die Schienenaufnahme 282 eingeführt ist. Um die Schiene 320 innerhalb der Aufnahme 282 und unter dem Vorsprung 292 zu positionieren, übt ein Monteur oder eine Maschine eine Kraft aus, die ausreicht, um zu bewirken, dass sich der Vorsprung 292 elastisch verformt, um die Schiene 320 aufzunehmen. Sobald die Schiene 320 von der Aufnahme 282 aufgenommen ist, kehrt der Vorsprung 292 in seine ursprüngliche Position zurück und überlagert so die Ausdehnung der Schiene 320. Durch Überlagern einer Ausdehnung der Schiene 320 stellt der Vorsprung 292 sicher, dass die Schiene 320 innerhalb der Aufnahme 282 zurückgehalten wird. Es versteht sich, dass andere Verfahren zum Koppeln der Schiene 320 mit der positiven Stützstruktur 254 verwendet werden können. Zum Beispiel kann die Schiene 320 in eine Form eingeführt werden und das Polymer, das zum Bilden der Stützstruktur 254 verwendet wird, kann um die Schiene 320 herum eingespritzt werden. In weiteren Ausführungsformen kann der Koppler 290 zusätzliche Strukturen (z. B. andere Vorsprünge) oder unterschiedliche Strukturen (z. B. einige davon sind nachstehend offenbart) einschließen, die dazu ausgelegt sind, die Schiene 320 innerhalb der Aufnahme 282 zurückzuhalten.
Die Vielzahl von oberen Stützvorsprüngen 300 und eine Vielzahl von unteren Stützvorsprüngen 310 erleichtern die bolzenlose Montage der Übertragungsbaugruppe 200. Die Vielzahl von oberen Stützvorsprüngen 300 schließt ein: (i) einen ersten oberen Stützvorsprung 302, der sich in der Nähe eines ersten Endes der Stützstruktur 254 befindet, und (ii) einen zweiten oberen Stützvorsprung 304, der sich in der Nähe eines zweiten gegenüberliegenden Endes der Stützstruktur 254 befindet. Der erste und der zweite Stützvorsprung 302, 304 erstrecken sich von einer oberen Oberfläche 258 der Stützstruktur 254 aus nach oben und sind konfiguriert, um mit einer Aufnahme (nicht gezeigt) zu interagieren, die an der Innenoberfläche der oberen Wand 114f des Batteriemoduls 100 montiert ist. Diese gegenüberliegende Positionsbeziehung der Stützvorsprünge 302, 304 hilft sicherzustellen, dass die gesamte Stützstruktur 254 innerhalb und an dem Gehäuse 110 gesichert ist, während die Anzahl der Vorsprünge 302, 304 und/oder Strukturen minimiert wird. Dies ist wünschenswert, weil: (i) es das Gewicht der Übertragungsbaugruppe 200 reduziert, wodurch das Gewicht des Batteriemoduls 100 reduziert wird und (ii) es keine Bolzen oder andere Verbinder erfordert, wodurch Ausfallmodi und Montagezeiten reduziert werden. Dennoch werden durch diese Offenbarung andere Konfigurationen der Stützvorsprünge 302, 304 berücksichtigt. Zum Beispiel können die Stützvorsprünge 302, 304 durch eine Stützwand ersetzt werden, die sich um einen Abschnitt oder den gesamten Umfang der Stützstruktur 254 herum erstreckt. In einem anderen Beispiel können sich die Stützvorsprünge 302, 304 von den Seiten der Stützstruktur 254 aus statt von der oberen Oberfläche 258 der Stützstruktur 254 aus erstrecken. In einer weiteren Ausführungsform können zusätzliche Stützvorsprünge 302, 304 hinzugefügt werden, um sich von der Rückseite und den Seiten der Stützstruktur 254 aus zu erstrecken, sodass die Übertragungsbaugruppe 200 innerhalb und an dem Batteriemodulgehäuse 110 in mehreren unterschiedlichen Richtungen (z. B. oben, Seite und hinten) gesichert ist.
Wie die Vielzahl von oberen Stützvorsprüngen 300 schließt die Stützstruktur 254 ein:

(i) einen ersten unteren Stützvorsprung 312, der sich in der Nähe des ersten Endes der Stützstruktur 254 befindet, und (ii) einen zweiten unteren Stützvorsprung 314, der sich in der Nähe eines zweiten gegenüberliegenden Endes der Stützstruktur 254 befindet. Die erste und zweite Stützenaufnahme 312, 314 erstrecken sich von einer unteren Oberfläche 260 aus nach unten und sind konfiguriert, um mit der ersten und der zweiten Stützenaufnahme 412, 414 zusammenzuwirken, die sich von dem Innenschnittstellenmodul 350 innerhalb der Übertragungsbaugruppe 200 erstrecken. Diese gegenüberliegende Positionsbeziehung der Stützenaufnahme 312, 314 hilft sicherzustellen, dass die gesamte Stützstruktur 254 mit anderen Strukturen 350, 450 innerhalb des Batteriemodulgehäuses 110 gesichert ist, während die Anzahl der Aufnahmen 312, 314 und/oder Strukturen minimiert wird. Dies ist wünschenswert, da dies das Gewicht der Übertragungsbaugruppe 200 und wiederum das Gewicht des Batteriemoduls 100 reduziert. Dennoch werden durch diese Offenbarung andere Konfigurationen der Stützenaufnahme 312, 314 berücksichtigt.

Identisch mit der positiven weiblichen Verbinderbaugruppe 2000 wie vorstehend beschrieben, umfasst die positive bolzenlose weibliche Verbinderbaugruppe 3000: (i) ein positives weibliches Gehäuse 3100 und (ii) eine positive weibliche Klemmenbaugruppe 3430. Das weibliche Gehäuse 3100 ist ausgelegt zum: (i) Empfangen der weiblichen Klemmenbaugruppe 3430, (ii) Erleichtern der Kopplung der männlichen Klemmenbaugruppe 1430 mit der weiblichen Klemmenbaugruppe 3430, (iii) Minimieren der Wahrscheinlichkeit, dass ein Fremdobjekt versehentlich mit der weiblichen Klemmenbaugruppe 3430 in Kontakt kommt, und (iv) Erfüllen von Industriestandards wie USCAR-Spezifikationen. Der Kürze halber wird die vorstehende Offenbarung im Zusammenhang mit der weiblichen Verbinderbaugruppe 2000 im Folgenden nicht wiederholt, aber es versteht sich, dass in allen Ausführungsformen gleiche Zahlen gleiche Strukturen darstellen. Zum Beispiel gilt die Offenbarung, die sich auf das positive weibliche Gehäuse 3100 bezieht, mit gleicher Kraft für das positive weibliche Gehäuse 3100, und die positive weibliche Klemmenbaugruppe 3430 gilt mit gleicher Kraft für die positive weibliche Klemmenbaugruppe 3430. Während die in 1 bis 75 erörterte Ausführungsform identische weibliche Verbinderbaugruppen 2000, 3000 benutzt, versteht es sich, dass in anderen Ausführungsformen die weibliche Verbinderbaugruppe 2000, 3000 nicht identisch sein kann. Zum Beispiel kann eine Verbinderbaugruppe 2000 eine kreisförmige Konfiguration aufweisen und die andere Verbinderbaugruppe 3000 kann eine rechteckige Konfiguration aufweisen. In einer anderen Ausführungsform kann eine Verbinderbaugruppe 2000 eine quadratische Konfiguration aufweisen und die andere Verbinderbaugruppe 3000 kann eine rechteckige Konfiguration aufweisen.
Die in 40, 42, 46, 50 bis 52 und 53 gezeigte positive Schiene 320 schließt ein:

(i) eine Batteriezellenschnittstelle 324, (ii) eine weibliche Klemmenschnittstelle 340 und (iii) ein Zwischensegment 346, das die Batteriezellenschnittstelle 324 und die weibliche Klemmenschnittstelle 340 zusammenfügt. Die Batteriezellenschnittstelle 324 ist ausgelegt, um: (i) mit einer beutelartigen Batteriezelle 170 (siehe 71 bis 72) gekoppelt zu werden und (ii) innerhalb der in der positiven Stützstruktur 254 ausgebildeten Schienenaufnahme 282 eingeführt zu werden und innerhalb der Aufnahme 282 durch den Schienenkoppler 290 zurückgehalten zu werden. Um die Batteriezellenschnittstelle 324 mit den Batteriezellen 170 zu koppeln, und insbesondere den Pluspol 178 der Batteriezellen 170, wird ein Schweißprozess genutzt (z. B. kann Ultraschall-, Laser-, Widerstands-, Druck-, Flash-, Reibungs-, Diffusions-, Sprengschweißen, Kaltumformung oder eine andere Art von Schweißverfahren verwendet werden). Durch das Verwenden des Schweißprozesses entfällt die Notwendigkeit von Gewindeverbindern und Widerstandsverluste werden dadurch reduziert, Ausfallmodi werden reduziert und der Zusammenbau ist schneller. In anderen Ausführungsformen können jedoch Nicht-Schweißverfahren (z. B. Reibschluss, Schraubenverbinder oder andere mechanische/chemische Verbindungsverfahren) oder eine Kombination von Nicht-Schweißverfahren und Schweißverfahren genutzt werden.

Um die Kopplung zwischen der Batteriezellenschnittstelle 324 und dem Batteriezellen-Pluspol 178 zu erleichtern und eine Übertragung von elektrischem Strom zwischen der Schiene 320 und der Klemme 178 zu ermöglichen, ist die positive Schiene 320 aus zwei unterschiedlichen Materialien gebildet zum: (i) Erleichtern der Kopplung zwischen: (a) der Batteriezellenschnittstelle 430, (b) dem Batteriezellen-Pluspol 178 und (c) einer männlichen Klemmenbaugruppe 1430, die positiv geladen ist, und (ii) Ermöglichen, dass elektrischer Strom zwischen den Strukturen übertragen wird. Insbesondere ist ein erster Abschnitt 334 der Batteriezellenschnittstelle 324 aus einem ersten Material (z. B. Aluminium) und ein zweiter Abschnitt 336 der Batteriezellenschnittstelle 324 aus einem zweiten Material (z. B. Kupfer) gebildet. Somit ist die Batteriezellenschnittstelle 324 bimetallisch. Diese bimetallische Konfiguration ist aufgrund der Struktur und des chemischen Aufbaus der Batteriezellen 170 und des Ladens/Entladens des Batteriemoduls über die positive externe Verbindung 140 vorteilhaft. Um diese Batteriezellenschnittstelle 324 zu bilden, werden der erste und der zweite Abschnitt 334, 336 unter Verwendung eines beliebigen bekannten Prozesses, einschließlich Laserschweißen, Widerstandsstumpfschweißen, Druckschweißen, Blitzstumpfschweißen, Reibschweißen, Diffusionsschweißen, Sprengschweißen oder Kaltumformen, miteinander gekoppelt. Zusätzlich können der erste und der zweite Abschnitt 334, 336 Strukturen aufweisen, die ineinandergreifen (z. B. Schwalbenschwanz) oder überlappen, um sicherzustellen, dass die Abschnitte 334, 336 als einzelne Schiene zusammengefügt bleiben.
Das Ausbilden der Batteriezellenschnittstelle 324 aus zwei unterschiedlichen Materialien ermöglicht es, dass der erste Abschnitt 334 mit dem Pluspol 178 einer ersten Batteriezelle 170 gekoppelt werden kann, während der zweite Abschnitt 336 mit der positiven externen Verbindung 140 gekoppelt werden kann. Die Kopplung dieser Strukturen erleichtert das Laden und Entladen der Batteriezelle 170. Während Aluminium (wie durch das Verwenden von Oberflächenschattierung mit größerer Dichte oder einem steileren Winkel gezeigt) und Kupfer (wie durch Verwenden von Oberflächenschattierung mit weniger Dichte oder einem flacheren Winkel gezeigt) in dieser Ausführungsform benutzt werden, versteht es sich, dass andere Materialien oder Kombinationen von Materialien verwendet werden können. Zum Beispiel kann die Batteriezellenschnittstelle 324 aus einem einzigen Material hergestellt sein, wenn die Batteriezellen 170 verändert werden, um eine solche Konfiguration zu ermöglichen.
Wie oben erörtert, schließt der in den Figuren gezeigte Schienenkoppler 290 mindestens einen Vorsprung 292 ein, der sich von einer äußeren Kante der Montageoberfläche 284 aus nach innen erstreckt und dazu ausgelegt ist, eine Ausdehnung der Schiene 320 zu überlagern, wenn die Schiene 320 in die Schienenaufnahme 282 eingeführt ist. Um dem Vorsprung 292 zu ermöglichen, eine Ausdehnung der Schiene 320 zu überlagern, schließt die Schiene 320 einen Stützstrukturkoppler 326 ein, der als Kopplungsvertiefungen 330, 332 gezeigt ist, die sich von den gegenüberliegenden Enden 322a, 322b der Schiene 320 aus nach innen erstrecken. Die Konfiguration der Schienenaufnahme 282, des Schienenkopplers 290 und des Stützstrukturkopplers 326 arbeiten zusammen zum: (i) Befestigen der Schiene 320 an der Stützstruktur 254, (ii) Platzieren der vorderen Oberfläche 322 der Batteriezellenschnittstelle 324 im Wesentlichen bündig mit der vorderen Oberfläche 256 der Stützstruktur 254 und (iii) Positionieren der Schiene 320, um mit der Batteriezelle 170 gekoppelt zu werden. Es versteht sich, dass eine alternative Strukturen und/oder Verfahren zum Erreichen der vorstehenden Punkte in anderen Ausführungsformen verwendet werden können. Insbesondere können die Schienenaufnahme 282, der Schienenkoppler 290 und der Stützstrukturkoppler 326 durch eine beliebige Art von Schienenrückhaltemittel ersetzt werden. Das Rückhaltemittel kann jede bekannte Form der Konfiguration annehmen, welche die Schiene 320 zuverlässig mit der Stützstruktur 254 koppeln kann.
Die weibliche Klemmenschnittstelle 340: (i) weist eine Breite und eine Länge auf, die ausreichend sind (z. B. größer als), um die Rückwand 3434e der weiblichen Klemmenbaugruppe 3430 aufzunehmen, (ii) ist dazu ausgelegt, um den berührungssicheren Pfosten 3200 zu passen und (iii) ermöglicht eine Stromübertragung von dem Zwischensegment 346 auf die weibliche Klemmenbaugruppe 3430. In der in den Figuren gezeigten Ausführungsform weist die weibliche Klemmenschnittstelle 340 eine U-förmige Konfiguration mit einer darin ausgebildeten Öffnung 342 auf, die ermöglicht, dass die weibliche Klemmenschnittstelle 340 seitlich um den berührungssicheren Pfosten 3200 eingeführt werden kann. Sobald die weibliche Klemmenschnittstelle 340 um den berührungssicheren Pfosten 3200 eingeführt wurde und die Batteriezellenschnittstelle 324 ordnungsgemäß in der Schienenaufnahme 282 sitzt, kann der weibliche Klemmenkörper 3432 damit gekoppelt werden, um einen gekoppelten Zustand zu bilden. Die Kopplung kann einen Schweißprozess nutzen (z. B. kann Ultraschall-, Laser-, Widerstands-, Druck-, Flash-, Reibungs-, Diffusions-, Sprengschweißen, Kaltumformung oder ein anderer Typ von Schweißverfahren verwendet werden). In anderen Ausführungsformen kann der weibliche Klemmenkörper 3432 unter Verwendung eines Nicht-Schweißverfahrens (z. B. Reibschluss, Schraubenverbinder oder ein anderes mechanisches/chemisches Verbindungsverfahren) oder einer Kombination aus einem Schweißverfahren und einem Nicht-Schweißverfahren mit der weiblichen Klemmenschnittstelle 340 gekoppelt werden. In dieser Ausführungsform ist die weibliche Klemmenschnittstelle 340 einem einzigen Material (z. B. Kupfer) hergestellt und somit nicht bimetallisch. Zusätzlich kann die weibliche Klemmenschnittstelle 340 aus dem gleichen Material wie der zweite Abschnitt 336 der Batteriezellenschnittstelle 324 hergestellt sein, und daher ist die Kombination dieser Strukturen nicht bimetallisch. Schließlich kann die weibliche Klemmenschnittstelle 340 aus einem anderen Material aus dem ersten Abschnitt 334 der Batteriezellenschnittstelle 324 hergestellt sein, und daher ist die Kombination dieser Strukturen bimetallisch. Dementsprechend ist die positive Schiene 320 bimetallisch. In anderen Ausführungsformen kann jedoch: (i) die U-förmige Struktur weggelassen werden, da die weibliche Klemmenschnittstelle 340 möglicherweise nicht dazu ausgelegt ist, um den berührungssicheren Pfosten 2200 zu passen, (ii) die weibliche Klemmenschnittstelle 340 aus dem gleichen Material wie der erste Abschnitt 334 hergestellt sein und/oder (iii) sie kann mit einem anderen Material (z. B. Zinn) plattiert oder verkleidet sein.
Das Zwischensegment 346 fügt die Batteriezellenschnittstelle 324 und die weibliche Klemmenschnittstelle 340 zusammen. In dieser Ausführungsform ist das Zwischensegment 346 ein einzelnes Material (z. B. Kupfer) und somit nicht bimetallisch. Zusätzlich kann das Zwischensegment 346 aus dem gleichen Material hergestellt sein wie eines von Folgenden: (i) der erste Abschnitt 334 der Batteriezellenschnittstelle 324, (ii) der zweite Abschnitt 336 der Batteriezellenschnittstelle 324 oder (iii) die weibliche Klemmenschnittstelle 340. Dementsprechend kann die Kombination des zweiten Abschnitts 336 der Batteriezellenschnittstelle 324, des Zwischensegments 346 und der weiblichen Klemmenschnittstelle 340 nicht bimetallisch sein. Schließlich kann das Zwischensegment 346 hergestellt sein aus (z. B. Kupfer): (i) dem gleichen Material (z. B. Kupfer) wie der zweite Abschnitt 336 der Batteriezellenschnittstelle 324 und der weiblichen Klemmenschnittstelle 340 und (ii) einem anderen Material (z. B. Aluminium) wie der erste Abschnitt 334 der Batteriezellenschnittstelle 324, weshalb die Kombination dieser Strukturen bimetallisch ist. Wenn jedoch eine Kombination von Materialien in einer alternativen Ausführungsform verwendet wird, können diese Komponenten unter Verwendung von Laserschweißen, Widerstandsstumpfschweißen, Druckschweißen, Blitzstumpfschweißen, Reibschweißen, Diffusionsschweißen, Sprengschweißen, Kaltumformen oder einem anderen Typ von Schweiß- oder Schmelzverfahren zusammengefügt werden. Das Zwischensegment 346 ist dazu ausgelegt, dass es die Batteriezellenschnittstelle 324 im Wesentlichen senkrecht zur weiblichen Klemmenschnittstelle 340 platziert. Diese Konfiguration ist wünschenswert, da sie ermöglicht, dass die Batteriezellen 170 horizontal (siehe 71 bis 72) innerhalb des Batteriemoduls 100 gestapelt werden, und gleichzeitig ermöglicht, dass der weibliche Klemmenkörper 3432 von der Oberseite des Batteriemoduls 100 aus zugänglich ist. Alternativ wäre, wenn diese Strukturen nicht im Wesentlichen senkrecht wären und stattdessen parallel wären, der weibliche Klemmenkörper 3432 von der Seite des Batteriemoduls 100 aus zugänglich. Diese Konfiguration ist angesichts der derzeitigen Konfiguration des Batteriesatzes 80 nicht wünschenswert; sie kann jedoch in anderen Konfigurationen von Batteriesätzen 80 wünschenswert sein. Insgesamt und wie in 46 und 53 bis 54 am besten zu sehen ist, sind der weibliche Klemmenkörper 3432 und die positive Schiene 320 aus verschiedenen Gründen, einschließlich der Montage, der Zweckmäßigkeit des Plattierens des Klemmenkörpers 3432 und der Einfachheit der Herstellung, nicht einstückig ausgebildet. Obschon die Figuren diese Komponenten als nicht einstückig miteinander ausgebildet zeigen, versteht es sich, dass sie in anderen Ausführungsformen einstückig miteinander ausgebildet sein können.
IV. Zusammengebaute Übertragungsbaugruppe
55 bis 59 zeigen eine vollständig zusammengebaute bolzenfreie Übertragungsbaugruppe 200, die zur Installation innerhalb eines Batteriemodulgehäuses 110 geeignet ist. Wie dieses Ausführungsbeispiel zeigt, schließt die Übertragungsbaugruppe 200 ein: (i) einen positiven Zellstapel 204, aufweisend: (a) ein positives Verbindermodul 210, (b) 13 Innenschnittstellenmodule 350 und (c) 13 Außenschnittstellenmodule 450, (ii) einen negativen Zellstapel 208, aufweisend: (a) ein negatives Verbindermodul 550, (b) 13 Innenschnittstellenmodule 350 und (c) 13 Außenschnittstellenmodule 450 und (iii) ein Strombrücken-Schnittstellenmodul 700, das den positiven Zellenstapel 204 mit dem negativen Zellstapel 208 koppelt. Somit ermöglicht diese Konstruktion, dass 28 Batteriezellen 170 mit jedem Zellstapel 204, 208 gekoppelt werden. Um zu ermöglichen, dass das Batteriemodul 100 einen ungefähren Spannungsausgang von 48 Volt aufweist, müsste jede Batteriezelle 170 etwa 0,85 Volt ausgeben. Es versteht sich, dass die Übertragungsbaugruppe 200 eine beliebige Anzahl von Folgendem einschließen kann: (i) Innenschnittstellenmodule 350 und (ii) Außenschnittstellenmodule 450. Zum Beispiel kann die Übertragungsbaugruppe 200 einschließen: (i) zwei Außenschnittstellenmodule 450 und (ii) ein Strombrücken-Schnittstellenmodul 700. In einem anderen Beispiel kann die Übertragungsbaugruppe 200 einschließen: (i) mehr als einhundert Innenschnittstellenmodule 350, (ii) mehr als einhundert Außenschnittstellenmodule 450, (iii) 5 Strombrücken-Schnittstellenmodul 700.
Sobald die Übertragungsbaugruppe 200 zusammengebaut ist und die Batteriezellen 170 daran gekoppelt sind, wird die Kombination der Struktur 200 und der Zellen 170 üblicherweise in einem Gehäuse 110 gesichert, um das Batteriemodul 100 zu bilden. Während die Transportstruktur 200 dazu ausgelegt ist, ohne die Verwendung von Bolzen oder Gewindeverbindern innerhalb des Gehäuses 110 gesichert zu werden, versteht es sich, dass einige Ausführungsformen solche Bolzen oder Gewindeverbinder benutzen können, um sicherzustellen, dass die Struktur 200 innerhalb des Gehäuses 110 gesichert ist. Es versteht sich jedoch, dass die Verwendung solcher Bolzen oder Gewindeverbinder in der dargestellten Ausführungsform nicht benutzt wird zum: (i) Koppeln der Batteriezellen 170 mit der Übertragungsbaugruppe 200 oder (ii) elektrischen Koppeln des Moduls 100 mit einer anderen Vorrichtung (z. B. einem anderen Batteriemodul 100). Wie vorstehend beschrieben, können andere Ausführungsformen Bolzen oder Gewindeverbinder benutzen, um die Batteriezellen 170 mit der Transportstruktur 200 zu koppeln, aber diese Offenbarung sieht nicht vor, sowohl die positiven als auch die negativen externen Verbindungen 140, 150 durch eine Bolzenverbindung zu ersetzen. In alternativen Ausführungsformen können die Batteriemodulgehäuse 110 weggelassen werden und die Transportstrukturen 200 können einfach innerhalb eines Batteriesatzes 80 installiert sein. In einer weiteren alternativen Ausführungsform kann der Batteriesatz 80 weggelassen werden und die Transportstruktur 200 kann einfach innerhalb der Anwendung 10 der Struktur 200 installiert sein, wobei die Anwendung 10 ein Fahrzeug 20 (84), ein Bus 25 (85), eine Lokomotive, ein Traktor, ein Boot, ein Unterseeboot, ein großes Schiff 30 (86), ein Schiff 35 (87), ein Tanker, eine Segelyacht, Telekommunikationshardware, ein Leistungsspeicherungssystem und/oder Hardware für erneuerbare Energien sein kann.
V. Bolzenlose Schiene
60 zeigt eine bolzenlose Schienenbaugruppe 70, die einschließt: (i) einen Leiter oder eine Außenschiene 4000 und (ii) mindestens eine männliche Verbinderbaugruppe 1000. Der Leiter 4000 kann ein beliebiger bekannter Leiter sein, der herkömmliche Schienen, Litze, feste Drähte oder die in PCT/US 2020/050018 oder der vorläufigen Patentanmeldung Nr. 63/234.320 beschriebenen Schienen einschließt. Die männliche Verbinderbaugruppe 1000 schließt mehrere Komponenten ein, die dazu ausgelegt sind, um extern der oberen Wand 114f des Batteriemodulgehäuses 110 positioniert zu werden und Strom außerhalb des Batteriemoduls 100 an eine externe Vorrichtung (z. B. ein weiteres Batteriemodul 100, das in dem Batteriesatz 80 enthalten ist, Kühlergebläse, beheizter Sitz, Leistungsverteilungskomponente oder eine andere stromziehende Komponente) bereitzustellen. Wie in den Figuren gezeigt, schließt die männliche Verbinderbaugruppe 1000 keinen Hebel ein, um die Kopplung der männlichen Verbindungsbaugruppe 1000 mit der weiblichen Verbindungsbaugruppe 2000 zu unterstützen. Obschon das nachstehend Offenbarte sich auf eine einzelne männliche Verbinderbaugruppe 1000 konzentriert, versteht es sich, dass diese männliche Verbinderbaugruppe in Verbindung mit der negativen externen Verbindung 150 und der positiven externen Verbindung 140 verwendet werden kann. Mit anderen Worten deckt die folgende Offenbarung sowohl den positiven als auch den negativen Verbinder ab, da die Verbinder identisch sind. Der Kürze halber wird die folgende Offenbarung für eine positive Verbinderbaugruppe nicht wiederholt und eine negative Verbinderbaugruppe und ein einzelner Satz von Bezugszeichen wird für beide dieser Verbinderbaugruppen benutzt. Daher umfasst die männliche Verbinderbaugruppe 1000 hauptsächlich: (i) die externe männliche Gehäusebaugruppe 1100, und (ii) die männliche Klemmenbaugruppe 1430.
Die männliche Gehäusebaugruppe 1100 umschließt einen wesentlichen Teil der anderen Komponenten, die in der Verbinderbaugruppe 1430 enthalten sind. Die äußere Gehäusebaugruppe 1100 schließt im Allgemeinen ein: (i) ein äußeres Gehäuse 1104 und (ii) eine verformbare Verbinderpositionssicherung („CPA“) 1170. Das äußere Gehäuse 1104 schließt zwei Anordnungen von Wänden ein, wobei: (i) die erste Seitenwandanordnung 1106 eine rechteckige Form aufweist und dazu bestimmt ist, eine Ausdehnung des Leiters 4000 aufzunehmen, und (ii) die zweite Seitenwandanordnung 1108 eine kubische Form aufweist und dazu bestimmt ist, eine wesentliche Ausdehnung der männlichen Klemmenbaugruppe 1430 aufzunehmen. Die zweite Anordnung von Wänden 1108 schließt eine nicht-verformbare CPA-Aufnahme 1160 ein, die sich von mindestens einer der Wände 1108d und vorzugsweise zwei Wänden 1108d aus erstreckt und dazu ausgelegt ist, um eine Ausdehnung der verformbaren CPA 1170 aufzunehmen. Die zwei Anordnungen von Wänden bestehen üblicherweise aus einem isolierenden Material, das den elektrischen Strom, der durch die Verbinderbaugruppe 1000 fließt, von anderen Komponenten isolieren soll. Weitere Einzelheiten über die äußere Gehäusebaugruppe 1100 sind in PCT/US2019/36070 beschrieben. Es versteht sich, dass die männliche Gehäusebaugruppe 1100 keinen Hebel einschließt, um die Kopplung der männlichen Verbindungsbaugruppe 1000 mit der weiblichen Verbindungsbaugruppe 2000 zu unterstützen.
61 bis 70 und 74 stellen verschiedene Ansichten der männlichen Klemmenbaugruppe 1430 bereit, wobei die Baugruppe 1430 ein Federelement 1440c und eine männliche Klemme 1470 einschließt. Die männliche Klemme 1470 schließt einen männlichen Klemmenkörper 1472 und ein männliches Klemmenverbinderelement oder eine Platte 1474 ein. Der männliche Klemmenkörper 1472 schließt ein: (i) eine erste oder vordere männliche Klemmenwand 1480 mit einer darin ausgebildeten berührungssicheren Pfostenöffnung 1510, (ii) eine Anordnung von männlichen Klemmenseitenwänden 1482a-1482d und (iii) eine zweite oder hintere männliche Klemmenwand 1484. Die Kombination dieser Wände 1480, 1482a-1482d bildet eine Federaufnahme 1486, der zur Aufnahme des inneren Federelements, des männlichen Federelements oder des zweiten Federelements 1440c bestimmt ist.
Wie in 63 gezeigt, schließt das innere Federelement 1440c eine Anordnung von Federelementseitenwänden 1442a-1442d und eine hintere Federwand 1444 ein. Die Anordnung der Federelementseitenwände 1442a-1442d besteht jeweils aus: (i) einem ersten oder gewölbten Federabschnitt 1448a-1448d, (ii) einem zweiten Federabschnitt, einem Basisfederabschnitt oder einem mittleren Federabschnitt 1450a-1450d, (iii) einem dritten Abschnitt oder Federarm 1452a-1452 h und (iv) einem vierten Abschnitt oder Zentriermittel 1453. Die gewölbten Federabschnitte 1448a-1448d erstrecken sich zwischen der hinteren Federwand 1444 und den Basisfederabschnitten 1450a-1450d und positionieren die Basisfederabschnitte 1450a-1450d im Wesentlichen rechtwinklig zur hinteren Federwand 1444. Das heißt, die Außenoberfläche der Basisfederabschnitte 1450a-1450d steht im Wesentlichen senkrecht zur Außenoberfläche der hinteren Federwand 1444.
Die Basisfederabschnitte 1450a-1450d sind zwischen den gewölbten Abschnitten 1448a-1448d und den Federarmen 1452a-1452 h positioniert. Wie in 63 gezeigt, sind die Basisfederabschnitte 1450a-1450d nicht miteinander verbunden, sodass sich Lücken zwischen den Basisfederabschnitten 1450a-1450d des Federelements 1440c bilden. Die Lücken ermöglichen eine omnidirektionale Ausdehnung der Federarme 1452a-1452h, was die mechanische Verbindung zwischen dem männlichen Terminal 1470 und der weiblichen Terminalbaugruppe 2430 erleichtert. Die Federarme 1452a-1452 h erstrecken sich von den Basisfederabschnitten 1450a-1450d des Federelements 1440c, weg von der hinteren Federwand 1444, und enden an einem freien Ende 1446. Die Federarme 1452a-1452 h sind im Allgemeinen planar und werden so positioniert, dass die Außenoberfläche der Federarme 1452a-1452 h mit der Außenoberfläche der Basisfederabschnitte 1450a-1450d koplanar ist. Im Gegensatz zum Federarm 31, der in 4-8 von PCT/US2018/019787 offenbart ist, weist das freie Ende 1446 der Federarme 1452a-1452 h keine krummlinige Komponente auf. Stattdessen weisen die Federarme 1452a-1452 h eine im Wesentlichen ebene äußere Oberfläche auf. Diese Konfiguration ist vorteilhaft, weil sie sicherstellt, dass die dem Federelement 1440c zugeordneten Kräfte im Wesentlichen senkrecht auf das freie Ende 1488 des männlichen Klemmenkörpers 1472 einwirken. Im Gegensatz dazu üben die in 4 bis 8 von PCT/US2018/019787 offenbarten gekrümmten Komponenten des Federarms 31 keine Kraft auf diese Weise aus.
Wie die Basisfederabschnitte 1450a-1450d sind auch die Federarme 1452a-1452 h nicht miteinander verbunden. Das heißt, es gibt Federarmöffnungen, die sich zwischen den Federarmen 1452a-1452 h erstrecken. Diese Konfiguration ermöglicht die omnidirektionale Bewegung der Federarme 1452a-1452h, was die mechanische Kopplung zwischen der männlichen Klemme 1470 und der weiblichen Klemmenbaugruppe 2430 erleichtert. In anderen Ausführungsformen können die Federarme 1452a-1452 h an andere Strukturen gekoppelt sein, um ihre omnidirektionale Ausdehnung zu begrenzen. Die Anzahl und Breite der einzelnen Federarme 1452a-1452 h und die Öffnungen können variieren. Außerdem ist die Breite der einzelnen Federarme 1452a-1452 h üblicherweise gleich groß; aber in anderen Ausführungsformen kann einer der Federarme 1452a-1452 h breiter sein als die anderen Federarme.
Eine vorherige Konstruktion des Federelements 1440pd ist in Verbindung mit den 5 bis 6 von PCT/US 2019/36127 offenbart und 13 von PCT/US 2021/043686 zeigt, wie das Federelement 1440pd innerhalb des männlichen Klemmenkörpers 1472pd der männlichen Klemmenbaugruppe 1430pd perfekt ausgerichtet werden kann. Aufgrund von Fertigungstoleranzen und unvollkommenen Montageverfahren kann es jedoch vorkommen, dass sich das Federelement 1440pd während der Montage der männlichen Terminalbaugruppe 1430pd im männlichen Terminalkörper 1472pd verschiebt oder verkantet. Ein Beispiel für diese Fehlausrichtung ist in 14 von PCT/US2021/043686 gezeigt, wobei der Winkel theta θ diese Fehlausrichtung zeigt, wie sie sich zwischen der Innenoberfläche der Federaufnahme und der Außenoberfläche des Federelements 1440pd erstreckt. In bestimmten Ausführungsformen kann der Winkel theta θ zwischen 1 Grad und 5 Grad liegen. Um diese Fehlausrichtung zu vermeiden, schließt das hier offenbarte Federelement 1440c Zentriermittel 1453 ein, die als verdrehsichere Vorsprünge 1454a-1454d dargestellt sind. Die verdrehsicheren Vorsprünge 1454a-1454d tragen dazu bei, das Federelement 1440c zu zentrieren, indem sie die Menge begrenzen, um die sich das Federelement 1440c aufgrund der Wechselwirkung zwischen der Außenoberfläche der Vorsprünge 1454a-1454d und einer Innenoberfläche der Abschnitte der Seitenwände 1492a-1492d des männlichen Terminalkörpers 1472 innerhalb des männlichen Terminals drehen kann. Die korrekte Zentrierung des Federelements 1440c innerhalb des männlichen Terminalkörpers 1472 bietet viele Vorteile gegenüber Terminals, die nicht korrekt innerhalb der männlichen Terminalbaugruppe 1430 zentriert oder ausgerichtet sind, wobei diese Vorteile einschließen: (i) Sicherstellen, dass das Federelement 1440c eine angemessene Vorspannkraft auf den männlichen Klemmenkörper 1472 ausübt, um eine ordnungsgemäße Verbindung zwischen der männlichen Klemmenbaugruppe 1430 und der weiblichen Klemmenbaugruppe 2430 bereitzustellen, (ii) Verbessern der Haltbarkeit und Nutzungsdauer der Klemmenbaugruppen 1430, 2430, und (iv) andere vorteilhafte Merkmale, die hierin offenbart sind oder von einem Fachmann aus dieser Offenbarung abgeleitet werden können.
Es ist zu verstehen, dass die Zentrier- oder Ausrichtungsmittel 1453 bei anderen Ausführungsformen auch andere Formen annehmen können, wie: (i) Vorsprünge, die sich von den ersten und zweiten Federarmen 1452a, 1452b, die innerhalb einer einzigen Seitenwand positioniert sind, nach außen erstrecken, (ii) Vorsprünge, die sich von den ersten und fünften Federarmen 1452a, 1452e, nach außen erstrecken, wobei die Vorsprünge diagonal gegenüberliegend zueinander angeordnet sind, (iii) Vorsprünge, die sich von allen Federarmen 1452a-1452 h nach außen erstrecken, wobei die zu 1452c, 1452d, 1452 g, 1452 h gehörenden Vorsprünge im Vergleich zu den zu 1452a, 1452b, 1452e, 1452f gehörenden Vorsprüngen positionsmäßig versetzt sind, (iv) Vorsprünge, die sich von den Innenwänden des männlichen Terminalkörpers 1472 nach innen erstrecken, (v) Vorsprünge, die sich von den Kontaktarmen 1494a-1494 h nach innen zur Mitte des Verbinders erstrecken, (vi) kooperativ dimensionierte Federhalterung, (vii) Vorsprünge, Laschen, Nuten, Vertiefungen oder andere Strukturen, die dazu beitragen sollen, dass das Federelement 1440c im männlichen Terminalkörper 1472 zentriert ist und sich nicht in der Federaufnahme 1486 drehen kann. Zum Beispiel kann sich ein Vorsprung von der Vorder- oder Rückwand des männlichen Terminalkörpers 1472 erstrecken und von einer Öffnung im Federelement 1440c aufgenommen werden.
Es ist ferner zu verstehen, dass die Zentriermittel 1453 anstelle von mechanischen Zentrier- oder Ausrichtungsmittel auch auf Kräften basieren können, wobei es sich bei diesen Kräften um magnetische Kräfte oder chemische Kräfte handeln kann. In diesem Beispiel kann die Rückwand des Federelements 1440c mit der Rückwand des männlichen Terminalkörpers 1472 verschweißt sein. Im Gegensatz zu einem mechanischen oder kraftbasierten Zentriermittel 1453 kann das Zentriermittel 1453 ein Verfahren oder Prozess zur Bildung der männlichen Terminalbaugruppe 1430 sein. Zum Beispiel kann das Zentriermittel 1453 keine Struktur sein, sondern kann stattdessen das Federelement 1440c innerhalb des männlichen Terminalkörpers 1472 auf eine Art und Weise mitdrucken, die keine Montage erfordert. Das heißt, das Zentriermittel 1453 kann viele Formen annehmen (z. B. auf mechanischer Basis, kraftbasiert oder prozessbasiert), um den Zweck der Zentrierung des Federelements 1440c innerhalb des männlichen Klemmenkörpers 1472 zu erzielen.
Das innere Federelement 1440c ist üblicherweise aus einem einzigen Stück Material (z. B. Metall) gebildet; somit ist das Federelement 1440c ein einteiliges Federelement 1440c oder weist angeformte Merkmale auf. Insbesondere sind die folgenden Merkmale einstückig ausgebildet: (i) der gewölbte Federabschnitt 1448a-1448d, (ii) der Basisfederabschnitt 1450a-1450d, (iii) der Federarm 1452a-1452 h und (iv) das Zentriermittel 1453. Um diese Merkmale einstückig auszubilden, wird das Federelement 1440c üblicherweise mit Hilfe eines Formgebungsprozesses geformt. Der Formgebungsprozess bringt das Federelement 1440c mechanisch in Form. Wie unten und in PCT/US2019/036010 näher erläutert, übt das Federelement 1440c eine nach außen gerichtete thermische Federkraft S_TF auf die Kontaktarme 1494a-1494 h aus, wenn es aus einem flachen Blech geformt, im männlichen Terminal 1472 installiert und mit der weiblichen Aufnahme 2472 verbunden ist und erhöhten Temperaturen ausgesetzt wird. Dies ist zum Teil darauf zurückzuführen, dass das Federelement 1440c versucht, zu einem flachen Blech zurückzukehren. Es versteht sich jedoch von selbst, dass auch andere Typen der Formung des Federelements 1440c verwendet werden können, wie das Gießen oder die Nutzung eines additiven Herstellungsprozesses (z. B. 3D-Druck). In anderen Ausführungsformen können die Merkmale des Federelements 1440c nicht aus einem Stück oder integral geformt sein, sondern aus separaten Teilen bestehen, die miteinander verschweißt werden.
In einer alternativen Ausführungsform, die nicht gezeigt wird, kann das Federelement 1440c Aussparungen und zugehörige Verstärkungsrippen einschließen. Wie in PCT/US2019/036010 beschrieben, verändern diese Änderungen an der Konfiguration des Federelements 1440c die Kräfte, die dem Federelement 1440c zugeordnet sind. Insbesondere ist die Federvorspannkraft S_BF die Menge an Kraft, die von dem Federelement 1440c aufgebracht wird, um der Einwärtsbiegung des freien Endes 1446 des Federelements 1440c zu widerstehen, wenn die männliche Terminalbaugruppe 1430 in die weibliche Terminalbaugruppe 2430 eingeführt wird. Insbesondere wird die männliche Terminalbaugruppe 1430 nach innen gebogen, weil eine äußere Oberfläche des männlichen Terminalkörpers 1472 etwas größer ist als das Innere der weiblichen Aufnahme 2472. Wenn die männliche Terminalbaugruppe 1430 in die weibliche Terminalbaugruppe 2430 eingeführt wird, wird die äußere Oberfläche in Richtung der Mitte 1490 des männlichen Terminals 1470 gedrückt. Diese nach innen gerichtete Kraft auf die Außenoberfläche verschiebt das freie Ende 1446 des Federelements 1440c nach innen (d. h. in Richtung der Mitte 1490). Das Federelement 1440c widersteht dieser Verschiebung nach innen, indem es eine Federvorspannkraft S_F erzeugt.
61 bis 70 zeigen eine männliche Klemme 1470, die den männlichen Klemmenkörper 1472 und eine männliche Klemmenverbindungsplatte 1474 einschließt. Insbesondere ist die männliche Klemmenverbindungsplatte 1474 mit dem männlichen Klemmenkörper 1472 gekoppelt und konfiguriert, um eine Ausdehnung einer Struktur (z. B. Schiene) aufzunehmen, welche die männliche Klemmenbaugruppe 1430 mit einer Vorrichtung (z. B. einem zweiten Batteriemodul 100) außerhalb des Verbindersystems 998 verbindet. Der Leiter 4000 ist üblicherweise mit der Verbindungsplatte 1474 verschweißt; jedoch werden andere Verfahren (z. B. Ausbilden des Leiters 4000 als Teil der Verbindungsplatte 1474) für das Verbinden des Leiters 4000 mit der Verbindungsplatte 1474 in dieser Offenbarung in Betracht gezogen.
Wie in 61 bis 70 gezeigt, ist die Anordnung der männlichen Klemmenseitenwände 1482a-1482d miteinander gekoppelt und bildet im Allgemeinen ein rechteckiges Prisma. Die Anordnung der männlichen Terminalseitenwände 1482a-1482d schließt ein: (i) einen Seitenwandabschnitt 1492a-1492d, der im Allgemeinen eine „U-förmige“ Konfiguration aufweist, (ii) Kontaktarme 1494a-1494 h und (iii) eine Vielzahl von Kontaktarmöffnungen 1496a-14961. Wie in 64 gezeigt, sind die Seitenwandabschnitte 1492a-1492d im Wesentlichen eben und weisen eine U-förmige Konfiguration auf. Die U-förmige Konfiguration wird aus drei im Wesentlichen linearen Segmenten gebildet, wobei ein zweites oder mittleres Segment 1500a-1500d an einem Ende mit einem ersten oder Endsegment 1498a-1498d und am anderen Ende mit einem dritten oder gegenüberliegenden Endsegment 1502a-1502d verbunden ist. Die Kontaktarme 1494a-1494 h erstrecken sich: (i) von einem Abschnitt des mittleren Segments 1500a-1500d des Seitenwandabschnitts 1492a-1492d, (ii) weg von der hinteren männlichen Terminalwand 1484, (iii) über einen Abschnitt der Kontaktarmöffnungen 1496a-1496 1 und (iv) kurz vor der vorderen männlichen Terminalwand 1480 enden. Diese Konfiguration ist vorteilhafter als die Konfiguration der in den 9 bis 15, 18, 21 bis 31, 32, 41 bis 42, 45 bis 46, 48 und 50 in PCT/US2018/019787 dargestellten Anschlüsse, da sie Folgendes ermöglicht: (i) sie kann in der Gesamtlänge kürzer sein, was bedeutet, dass weniger Metallmaterial für die Bildung benötigt wird und die männliche Klemme 1470 kann in engeren, eingeschränkten Räumen installiert werden, (ii) sie weist eine höhere Strombelastbarkeit auf, (iii) sie ist einfacher zusammenzubauen, (iv) sie weist eine verbesserte strukturelle Steifigkeit auf, da die Kontaktarme 1494a-1494 h innerhalb des ersten männlichen Klemmenseitenwandabschnitts 1492a-1492d angeordnet sind, (iv) Vorteile, die in Verbindung mit PCT/US2019/036010 offenbart sind, und (v) andere vorteilhafte Merkmale, die hierin offenbart sind oder von einem Fachmann aus dieser Offenbarung abgeleitet werden können.
Die Kontaktarmöffnungen 1496a-1496 1 sind einstückig mit dem mittleren Abschnitt 1500a-1500d der männlichen Terminalseitenwände 1482a-1482d ausgebildet. Die Kontaktarmöffnungen 1496a-1496 1 erstrecken sich entlang der seitlichen Länge der Kontaktarme 1494a-1494h, um eine Konfiguration zu schaffen, die es ermöglicht, dass die Kontaktarme 1494a-1494 h seitlich nicht mit: (i) einem anderen Kontaktarm 1494a-1494 h oder (ii) einer anderen Struktur als dem männlichen Terminalseitenwandabschnitt 1492a-1492d, mit dem die Kontaktarme 1494a-1494 h verbunden sind. Außerdem sind die Kontaktarmöffnungen 1496a-1496 1 auf die Federarmöffnungen ausgerichtet. Diese Konfiguration der Öffnungen bildet die gleiche Anzahl von Federarmen 1452a-1452 h wie die Anzahl der Kontaktarme 1494a-1494h. Das heißt, 63 und 66 zeigen acht Federarme 1452a-1452 h und acht Kontaktarme 1494a-1494h. Es ist zu verstehen, dass in anderen Ausführungsformen die Anzahl der Federarme 1452a-1452 h nicht mit der Anzahl der Kontaktarme 1494a-1494 h übereinstimmen kann. Zum Beispiel kann es weniger als einen Federarm 1452a-1452 h geben.
Die Kontaktarme 1494a-1494 h erstrecken sich von der hinteren männlichen Terminalwand 1484 in einem Winkel nach außen. Insbesondere kann der Winkel nach außen zwischen 0,1 Grad und 16 Grad zwischen der Außenoberfläche der männlichen Terminalseitenwand 1492a-1492d und der Außenoberfläche der ersten Ausdehnung der Kontaktarme 1494a-1494 h betragen, vorzugsweise zwischen 5 Grad und 12 Grad und am meisten bevorzugt zwischen 7 Grad und 8 Grad. Dieser nach außen gerichtete Winkel wird in mehreren Figuren gezeigt, lässt sich aber am besten in Verbindung mit 61, 68 und 70 visualisieren. Diese Konfiguration ermöglicht es, dass die Kontaktarme 1494a-1494 h durch die weibliche Aufnahme 2472 nach innen und zur Mitte 1490 des männlichen Terminals 1470 hin ausgelenkt oder verschoben werden, wenn die männliche Terminalbaugruppe 1430 in die weibliche Terminalbaugruppe 2430 eingeführt wird. Insbesondere weist der männliche Klemmenkörper 1472 einen Außenumfang auf, der sich um die äußerste Ausdehnung der Kontaktarme 1494a-1494 h erstreckt. In einem getrennten Zustand (d. h., wenn der männliche Klemmenkörper 1472 nicht innerhalb der weiblichen Klemmenbaugruppe 2430 eingeführt ist) weist der Außenumfang des männlichen Klemmenkörpers eine erste unkomprimierte Abmessung auf, wenn der männliche Klemmenkörper. In einem vollständig verbundenen Zustand S_FC (d. h., wenn der männliche Klemmenkörper 1472 innerhalb der weiblichen Klemmenbaugruppe 2430 eingeführt ist (siehe 74)), weist der Außenumfang des männlichen Klemmenkörpers eine unkomprimierte Abmessung auf. Und wobei die komprimierte Abmessung kleiner als die unkomprimierte Abmessung ist. In dieser offenbarten Ausführungsform ist die unkomprimierte Abmessung aufgrund der Konfiguration und Konstruktion des männlichen Klemmenkörpers 1472 und des weiblichen Klemmenkörpers 2430 zwischen 1 % und 15 % größer als die komprimierte Abmessung.
Diese Ablenkung nach innen ist am besten in 74 zu sehen, was durch den Spalt 1550 belegt wird. Diese Ablenkung nach innen trägt dazu bei, dass eine ordnungsgemäße mechanische und elektrische Verbindung hergestellt wird, indem sichergestellt wird, dass die Kontaktarme 1494a-1494 h mit der Buchse 2472 in Kontakt kommen.
Wie in 61 bis 70 gezeigt, werden die Klemmenenden der Kontaktarme 1494a-1494 h positioniert: (i) innerhalb einer von den U-förmigen Seitenwandabschnitten 1492a-1492d gebildeten Öffnung, (ii) im Wesentlichen parallel zur männlichen Terminalseitenwand 1492a-1492d und (iii) in Kontakt mit der ebenen Außenoberfläche der Federarme 1452a-1452h, wenn das Federelement 1440c in die Federaufnahme 1486 eingesetzt ist. Diese Konfiguration ist vorteilhaft gegenüber der in 3-8 in PCT/US2018/019787 gezeigten Konfiguration, da der Monteur der männlichen Terminalbaugruppe 1430 keine erhebliche Kraft aufwenden muss, um einen Großteil der Kontaktarme 1494a-1494 h nach außen zu verformen, um das Federelement 1440c aufzunehmen. Diese Anforderung lässt sich am besten in 6 von PCT/US2018/019787 veranschaulichen, da der Kontaktarm 11 geneigt ist und die Außenoberfläche des Federarms 31 und die Innenoberfläche des Kontaktarms 11 aneinander angrenzen, ohne dass ein Spalt dazwischen entsteht. Im Gegensatz zu 3-8 in PCT/US2018/019787 zeigt 7 der vorliegenden Anmeldung einen sehr kleinen Spalt, der zwischen den Außenoberflächen des Federelements 1440c und der Innenoberfläche der Kontaktarme 1494a-1494 h gebildet wird. Dementsprechend ist nur sehr wenig Kraft erforderlich, um das Federelement 1440c in die Federaufnahme 1486 einzuführen, da der Monteur keine Kraft aufwenden muss, um die Kontaktarme 1494a-1494 h beim Einsetzen des Federelements 1440c erheblich zu verformen.
Die männliche Klemme 1470 ist üblicherweise aus einem einzigen Stück Material (z. B. Metall) gebildet; somit ist das männliche Terminal 1470 ein einteiliges männliches Terminal 1470 und weist einstückig geformte Merkmale auf. Der männliche Anschluss 1470 wird üblicherweise in einem Schneideprozess geformt, um diese Merkmale zu integrieren. Es versteht sich jedoch von selbst, dass auch andere Typen der Bildung der männlichen Klemme 1470 genutzt werden können, wie Gießen oder die Nutzung eines additiven Herstellungsprozesses (z. B. 3D-Druck). In anderen Ausführungsformen können die Merkmale des männlichen Anschlusses 1470 nicht aus einem Stück oder einstückig ausgebildet sein, sondern aus separaten Teilen bestehen, die zusammengeschweißt werden. Bei der Bildung der männlichen Klemme 1470 kann eine beliebige Anzahl (z. B. zwischen 1 und 100) von Kontaktarmen 1494a-1494 h innerhalb der männlichen Klemme 1470 gebildet werden.
Das Positionieren des inneren Federelements 1440c innerhalb der männlichen Terminalbaugruppe 1430 erfolgt in mehreren Schritten oder Stufen. 63 zeigt die erste Ausführungsform der männlichen Klemmenbaugruppe 1430 in einem nicht zusammengebauten Zustand S_DA, 64 zeigt die erste Ausführungsform der männlichen Klemmenbaugruppe 1430 in einem teilweise zusammengebauten Zustand S_PA und 65 zeigt die erste Ausführungsform der männlichen Klemmenbaugruppe 1430 in einem vollständig zusammengebauten Zustand S_FA. Die erste Phase der Montage der männlichen Klemmenbaugruppe 1430 ist in 63 dargestellt, wobei sich die vordere männliche Klemmenwand 1480 in einer offenen oder flachen Position P_O befindet und das Federelement 1440c von der männlichen Klemme 1470 getrennt ist In dieser offenen Position Po ist die vordere männliche Terminalwand 1480 im Wesentlichen koplanar mit einer der männlichen Terminalseitenwände 1482c. Diese Konfiguration des männlichen Terminals 1470 legt die Federaufnahme 1486 frei und versetzt das männliche Terminal 1470 in einen Zustand, in dem es zur Aufnahme des Federelements 1440c bereit ist. Die zweite Phase der Montage der männlichen Klemmenbaugruppe 1430 ist in 64 dargestellt, wobei die vordere männliche Klemmenwand 1480 in der offenen oder horizontalen Position Po bleibt und das Federelement 1440c in der Federaufnahme 1486 positioniert oder in dieser eingeführt ist. Um den teilweise zusammengebauten Zustand zu erreichen, wurde eine Einführkraft F_I auf das Federelement 1440c ausgeübt, um das Federelement 1440c in die Federaufnahme 1486 einzuführen. Die Einführungskraft F_I wird auf das Federelement 1440c ausgeübt, bis die zweite oder hintere männliche Terminalwand 1484 neben der hinteren Federwand 1444 positioniert ist, ein freies Ende 1488 des männlichen Terminals 1470 im Wesentlichen mit einem freien Ende 1446 des Federelements 1440c ausgerichtet ist und ein Abschnitt der männlichen Terminalseitenwände 1482a-1482d neben einem Abschnitt der Federelementseitenwände 1442a-1442d positioniert ist.
Die dritte Stufe der Montage der männlichen Klemmenbaugruppe 1430 ist in 65 dargestellt, wobei: (i) die vordere männliche Terminalwand 1480 geschlossen oder vertikal P_CL ist und (ii) das Federelement 1440c innerhalb der Federaufnahme 1486 positioniert ist. Um die vordere männliche Terminalwand 1480 zu schließen, wird eine nach oben gerichtete Kraft, Fu, auf die männliche Terminalwand 1480 ausgeübt, um sie um ihre Naht zu biegen, damit sie an die Seitenwände 1482a-1482d angrenzt. Nachdem die vordere männliche Klemmenwand 1480 in der richtigen Position ist, wird die Oberkante mit der Seitenwand 1480 des männlichen Klemmenkörpers 1472 gekoppelt (z. B. verschweißt). Hier sorgt die geschlossene oder vertikale P_CL der vorderen männlichen Klemmenwand 1480 dafür, dass das Federelement 1440c in der männlichen Klemme 1470 zurückgehalten wird. Es versteht sich, dass in anderen Ausführungsformen die vordere männliche Klemmenwand 1480 weggelassen werden kann, keine berührungssichere Pfostenöffnung aufweisen kann, sich nicht über die gesamte Länge der Seitenwand 1482a-1482d erstrecken kann (z. B. teilweise über eine beliebige Seitenwand 1482a-1482d) oder ein separates Stück sein kann, das mit beiden Seitenwänden 1482a-1482d gekoppelt ist.
a. Eigenschaften und Funktionsweise der Klemme
74 zeigt einen Querschnitt der bolzenlosen männlichen Verbinderbaugruppe 1000, die mit der weiblichen Verbinderbaugruppe 2000 gekoppelt ist, im vollständig verbundenen Zustand S_FC. Obwohl das nachstehend Offenbarte in Verbindung mit einer Ausführungsform des Systems 998 erörtert wird, das eine negative männliche Klemmenbaugruppe 1430 und die Minuspolbaugruppe 2430 einschließt, versteht es sich, dass diese Offenbarung in gleicher Kraft für andere Systeme gilt, einschließlich: (i) eines Systems 998, das eine positive männliche Klemmenbaugruppe 1430 und die Pluspolbaugruppe 3430 und (ii) andere in 75 bis 98 gezeigte Ausführungsformen einschließt. Wie am besten in 74 zu sehen ist, kontaktiert die eine oder die mehreren äußeren Oberflächen der Federarme 1452a-1452d die freien Enden 1488 der jeweiligen Kontaktarme 1494a-1494d. Wie vorstehend erörtert, ist die äußerste Ausdehnung der Kontaktarme 1494a-1494d etwas größer als die innere Ausdehnung des weiblichen Klemmenkörpers 2434. Wenn diese Komponenten miteinander verbunden sind, wird das Federelement 1440a zusammengedrückt. Dieses Zusammendrücken des Federelements 1440a schafft eine nach außen gerichtete Vorspannkraft S_BF gegen die Kontaktarme 1494a-1494d und weg vom Inneren des Federelements 1440a.
Der männliche Klemmenkörper 1472, der die Kontaktarme 1494a-1494d einschließt, kann aus einem ersten Material wie Kupfer, einer hochleitenden Kupferlegierung (z. B. C151 oder C110), Aluminium und/oder einem anderen geeigneten elektrisch leitenden Material bestehen. Das erste Material weist vorzugsweise eine elektrische Leitfähigkeit von mehr als 80 % nach IACS auf (International Annealed Copper Standard, d. h. der empirisch abgeleitete Standardwert für die elektrische Leitfähigkeit von handelsüblichem Kupfer). Beispielsweise weist C151 in der Regel eine Leitfähigkeit auf, die 95 % der Leitfähigkeit von reinem Standardkupfer nach IACS entspricht. Gleichermaßen weist C 110 eine Leitfähigkeit von 101 % nach IACS auf. In bestimmten Betriebsumgebungen oder technischen Anwendungen kann es vorteilhaft sein, C151 zu wählen, da es korrosionshemmende Eigenschaften besitzt, die für Anwendungen mit hoher Beanspruchung und/oder rauer Witterung wünschenswert sind. Das erste Material für den männlichen Klemmenkörper 1472 ist C151 und weist gemäß der Norm ASTM B747 einen Elastizitätsmodul (Young's modulus) von etwa 115-125 Gigapascal (GPa) bei Raumtemperatur und einen Endausdehnungskoeffizienten (CTE) von 17,6 ppm/Grad Celsius (von 20-300 Grad Celsius) und 17,0 ppm/Grad Celsius (von 20-200 Grad Celsius) auf.
Das Federelement 1440a kann aus einem zweiten Material wie Federstahl, rostfreiem Stahl (z. B. 301SS, ¼ hart) und/oder einem anderen geeigneten Material bestehen, das eine höhere Steifigkeit (z. B. gemessen am Elastizitätsmodul) und Nachgiebigkeit aufweist als das erste Material des männlichen Klemmenkörpers 1472. Das zweite Material weist vorzugsweise eine elektrische Leitfähigkeit auf, die kleiner ist als die elektrische Leitfähigkeit des ersten Materials. Das zweite Material weist auch einen Elastizitätsmodul auf, der bei Raumtemperatur ungefähr 193 GPa betragen kann, und einen Wärmeausdehnungskoeffizienten (CTE) von 17,8 ppm/Grad Celsius (von 0-315 Grad Celsius) und 16,9 ppm/Grad Celsius (von 0-100 Grad Celsius). Bei geplanten Hochspannungsanwendungen wird der Querschnittsbereich der Kupferlegierung, aus der der erste Verbinder besteht, mit der Leitfähigkeit der ausgewählten Kupferlegierung abgestimmt. Wenn zum Beispiel eine Kupferlegierung mit geringerer Leitfähigkeit gewählt wird, weisen die daraus gebildeten Kontaktarme 1494a-1494d einen größeren Querschnittsbereich auf, um den Strom ausreichend zu leiten. Ebenso kann die Auswahl eines ersten Materials mit höherer Leitfähigkeit es ermöglichen, dass die Kontaktarme 1494a-1494d einen relativ kleineren Querschnittsbereich aufweisen und dennoch die Spezifikationen für die Leitfähigkeit erfüllen.
In einem Ausführungsbeispiel kann der CTE des zweiten Materials größer sein als der CTE des ersten Materials, d. h. der CTE des Federelements 1440a ist größer als der CTE des männlichen Klemmenkörpers 1472. Wenn die Baugruppe aus dem männlichen Klemmenkörper 1472 und dem Federelement 1440a den Hochspannungs- und Hochtemperaturbedingungen ausgesetzt wird, die üblicherweise für die Verwendung des in der vorliegenden Offenbarung beschriebenen elektrischen Verbinders gelten, dehnt sich das Federelement 1440a daher relativ stärker aus als der männliche Klemmenkörper 1472. Dementsprechend erhöht sich die Kraft S_BF, die das Federelement 1440a auf die Kontaktarme 1494a-1494d des männlichen Klemmenkörpers 1472 ausübt, in Abhängigkeit von der erhöhten Temperatur, was im Folgenden als thermische Federkraft S_TF bezeichnet wird.
Eine Beispielanwendung der vorliegenden Offenbarung, wie zur Verwendung in einer Fahrzeuglichtmaschine, eignet sich für den Einsatz in einer Klasse-5-Kfz-Umgebung, wie sie in Personen- und Nutzfahrzeugen zu finden ist. Umgebungen der Klasse 5 befinden sich häufig unter der Motorhaube eines Fahrzeugs, z. B. in der Lichtmaschine, und weisen Umgebungstemperaturen von 150° Celsius auf, die regelmäßig 200° Celsius erreichen. Wenn Kupfer und/oder hochleitfähige Kupferlegierungen Temperaturen von mehr als etwa 150° Celsius ausgesetzt werden, werden diese Legierungen verformbar und verlieren an mechanischer Belastbarkeit, d. h. das Kupfermaterial wird weich. Der Stahl, aus dem das Federelement 1440a besteht, behält jedoch seine Härte und mechanischen Eigenschaften, wenn er ähnlichen Bedingungen ausgesetzt wird. Wenn also sowohl der männliche Klemmenkörper 1472 als auch das Federelement 1440a hohen Temperaturen ausgesetzt sind, wird das erste Material des männlichen Klemmenkörpers 1472 weicher und die strukturelle Integrität des Federelements 1440a, das aus dem zweiten Material besteht, bleibt erhalten, sodass die durch das Federelement 1440a auf die erweichten Kontaktarme 1494a-1494d ausgeübte Kraft die erweichten Kontaktarme 1494a-1494d in der vollständig verbundenen Position S_FC effektiver nach außen relativ zum Inneren des männlichen Klemmenkörpers 1472 verschiebt.
Der männliche Klemmenkörper 1472, das Federelement 1440a und die weibliche Verbinderbaugruppe 2434 sind so konfiguriert, dass sie eine leitende und mechanische Verbindung aufrechterhalten, während sie erhöhten Temperaturen und thermischen Zyklen standhalten, die sich aus Hochleistungs- und Hochspannungsanwendungen ergeben, denen die Verbinderbaugruppe ausgesetzt ist. Ferner können sich der männliche Klemmenkörper 1472 und der weibliche Klemmenkörper 2434 aufgrund der hohen Temperaturen und der thermischen Zyklen, die sich bei Hochspannungsanwendungen ergeben, thermisch ausdehnen, was die nach außen gerichtete Kraft, die der männliche Klemmenkörper 1472 auf den weiblichen Klemmenkörper 2434 ausübt, erhöht. Die Konfiguration des männlichen Klemmenkörpers 1472, des Federelements 1440a und des weiblichen Klemmenkörpers 2434 erhöht die nach außen gerichtete Verbindungskraft zwischen ihnen, während das Verbindersystem 998 der thermischen Expansion standhält, die sich aus den thermischen Zyklen in der verbundenen Position Pc ergibt.
Basierend auf dem obigen Ausführungsbeispiel ist der Elastizitätsmodul und der CTE des Federelements 1440a größer als der Elastizitätsmodul und der CTE des männlichen Klemmenkörpers 1472. Wenn also der männliche Klemmenkörper 1472 in einer Starkstromanwendung 10 verwendet wird, bei der das Verbindersystem 998 wiederholten thermischen Zyklen mit erhöhten Temperaturen (z. B. etwa 150° Celsius) ausgesetzt ist, dann: (i) wird der männliche Klemmenkörper 1472 biegsam und verliert an mechanischer Belastbarkeit, d. h. das Kupfermaterial im männlichen Klemmenkörper 1472 wird weicher und (ii) das Federelement 1440a wird nicht so biegsam und verliert nicht so viel mechanische Steifigkeit im Vergleich zum männlichen Klemmenkörper 1472.
Wenn also ein Federelement 1440a genutzt wird, das mechanisch durch Kaltumformung in Form gebracht wird (z. B. durch Nutzen eines Gesenkformverfahrens) und das Federelement 1440a erhöhten Temperaturen ausgesetzt ist, wird das Federelement 1440a versuchen, mindestens in seinen unkomprimierten Zustand zurückzukehren, was vor dem Einführen der männlichen Klemmenbaugruppe 1430 in die weibliche Klemmenbaugruppe 2430 auftritt, und vorzugsweise in seinen ursprünglichen flachen Zustand, der vor der Bildung des Federelements 1440a auftritt. Dabei wendet das Federelement 1440a eine allgemein nach außen gerichtete thermische Federkraft, S_TF, (wie durch die mit „S_TF“ beschrifteten Pfeile in 36 dargestellt) auf die freien Enden 1488 der Kontaktarme 1494a-1494d an. Diese thermische Federkraft S_TF ist abhängig von lokalen Temperaturbedingungen, einschließlich hoher und/oder niedriger Temperaturen, in der Umgebung, in der das System 998 installiert ist. Dementsprechend stellt die Kombination aus der Federvorspannkraft S_BF und der thermischen Federkraft S_TF eine resultierende Vorspannkraft S_RBF bereit, die sicherstellt, dass die Außenoberfläche der Kontaktarme 1494a-1494d in Kontakt mit der Innenoberfläche des weiblichen Klemmenkörpers 2434 gezwungen wird, wenn die männliche Klemmenbaugruppe 2430 in den weiblichen Klemmenkörper 2430 eingeführt wird und während des Betriebs des Systems 998, um eine elektrische und mechanische Verbindung zu gewährleisten. Darüber hinaus entwickelt die männliche Klemmenbaugruppe 1430 bei wiederholten thermischen Zyklen eine Zunahme der nach außen gerichteten resultierenden Federkräfte, S_RBF, die bei wiederholtem Betrieb des Systems 998 auf die weibliche Klemmenbaugruppe 2430 angewendet werden.
Wie in 74 veranschaulicht, stellt die männliche Klemmenbaugruppe 1430 im vollständig verbundenen Zustand S_FC eine 360°-Konformität mit der weiblichen Klemmenbaugruppe 2430 bereit, um sicherzustellen, dass eine ausreichende, nach außen gerichtete Kraft F von der männlichen Klemmenbaugruppe 1430 auf die weibliche Klemmenbaugruppe 2430 ausgeübt wird, um eine elektrische und mechanische Verbindung in allen vier Hauptrichtungen herzustellen. Dieses Attribut erlaubt das Weglassen eines Schlüsselmerkmals und/oder eines anderen Merkmals, das eine gewünschte Orientierung der Komponenten während der Verbindung gewährleisten soll. Das 360°-Konformitätsattribut des Systems 998 trägt auch dazu bei, dass die mechanische und elektrische Verbindung unter anstrengenden mechanischen Bedingungen, z. B. bei Vibrationen, aufrechterhalten wird. Bei einem herkömmlichen Klingen- oder gabelförmigen Verbinder mit einer 180°-Konformität, d. h. einer Verbindung auf nur zwei gegenüberliegenden Seiten, kann sich bei Vibrationen eine harmonische Resonanz entwickeln, die den 180°-konformen Verbinder bei bestimmten Frequenzen mit größerer Amplitude schwingen lässt. Wenn zum Beispiel ein gabelförmiger Verbinder einer harmonischen Resonanz ausgesetzt wird, kann sich der gabelförmige Verbinder öffnen. Das Öffnen des gabelförmigen Verbinders während der elektrischen Leitung ist unerwünscht, da eine kurzzeitige mechanische Trennung des gabelförmigen Verbinders von einem zugehörigen Anschluss zu einem elektrischen Lichtbogen führen kann. Lichtbögen können erhebliche negative Effekte auf die 180°-konforme Klemme sowie auf das gesamte elektrische System aufweisen, von dem die 180°-konforme Klemme eine Komponente ist. Das 360°-Konformitätsmerkmal der vorliegenden Offenbarung kann jedoch mögliche katastrophale Ausfälle verhindern, die durch starke Vibrationen und elektrische Lichtbögen verursacht werden.
Wie vorstehend beschrieben, ist es wünschenswert, die männliche Klemme 1470 aus dem gleichen Material wie den weiblichen Klemmenkörper 2432 zu bilden, um zu: (i) helfen, Korrosion und andere Verschlechterung zu verhindern, (ii) den Widerstand zwischen diesen Strukturen zu reduzieren und (iii) die elektrische und mechanische Kopplung der Strukturen zu erleichtern. Somit sind die männlichen und weiblichen Klemmenkörper 1472, 2432 in diesem Ausführungsbeispiel aus Kupfer gebildet. Um jedoch übereinstimmende Materialien für die Klemmenkörper 1470,2432 zu nutzen und die Nutzung einer bimetallischen positiven Schiene 320 zu vermeiden, versteht es sich, dass die bimetallische positive Schiene 320 durch eine Aluminiumschiene ersetzt werden kann und die männliche Klemme 1470 auch aus Aluminium hergestellt sein kann. In dieser Ausführungsform kann die männliche Klemme 1470, die der negativen externen Verbindung 150 zugeordnet ist, aus Kupfer gebildet sein, die Außenschiene 520 kann aus Kupfer gebildet sein, die positive Schiene 320 kann aus Aluminium gebildet sein, und die männliche Klemme 1470, die der positiven externen Verbindung 140 zugeordnet ist, kann aus Aluminium gebildet sein. In weiteren Ausführungsformen können die Batteriezellen 170 unterschiedliche Klemmen 178, 182-Konfigurationen aufweisen, wobei die Materialien der Transportstruktur 200 nur Schienen benutzen können, die aus einem einzigen Material hergestellt sind, und die männlichen Klemmenkörper 1470 können aus diesem gleichen Material hergestellt sein.
VI. Batteriesatz
71 bis 72 zeigen: (i) die in 60-70 gezeigte männliche Verbinderbaugruppe 1000 (ii) die vollständig zusammengebaute Transportstruktur 200, die in 55 bis 59 gezeigt ist, und (iii) Batteriezellen 170, die mit dem negativen Zellstapel 208 der vollständig zusammengebauten Transportstruktur 200 gekoppelt sind, während die Batteriezelle 170, die mit dem positiven Zellstapel 204 gekoppelt war, zur ermöglichten Sichtbarkeit der Übertragungsbaugruppe 200 entfernt wurde. Die Übertragungsbaugruppe 200 und die Batteriezellen 170 sind in dem Batteriemodulgehäuse 110 installiert und gesichert, um das Batteriemodul 100 zu bilden. Sobald die Herstellung der Batteriemodule 100 abgeschlossen ist, werden die Batteriemodule 100 in dem Batteriesatz 80 installiert und miteinander gekoppelt. Die elektrische Kopplung der Batteriesätze 80 miteinander benutzt keine Bolzen und benutzt demnach eine bolzenlose Verbindersysteme 998.
75 zeigt einen beispielhaften Batteriesatz 80, der neun Batteriemodule 100 einschließt. Drei der neun Batteriemodule 100 sind parallel miteinander gekoppelt, um eine erste Batteriegruppe 90 zu bilden, und sechs der neun Batteriemodule 100 sind auch parallel miteinander gekoppelt, um eine zweite Batteriegruppe 92 zu bilden. In diesem Ausführungsbeispiel werden die folgenden bolzenlosen Verbindungen hergestellt, um die erste Batteriegruppe 90 zu bilden: (i) eine negative externe Verbindung 150 eines ersten Batteriemoduls 100 wird mit einer Batterieverwaltungsbaugruppe 94 gekoppelt, (ii) eine positive externe Verbindung 140 des ersten Batteriemoduls 100 wird mit einer negativen externen Verbindung 150 eines zweiten Batteriemoduls 100 gekoppelt, (ii) eine positive externe Verbindung 140 des zweiten Batteriemoduls 100 wird mit einer negativen externen Klemme 150 eines dritten Batteriemoduls 100 gekoppelt, und (iii) eine positive externe Verbindung 140 des dritten Batteriemoduls 100 wird mit der Batterieverwaltungsbaugruppe 94 gekoppelt. Die Kopplung dieser externen Verbindungen 140, 150 miteinander ist: (i) bolzenlos, (ii) PCT-konform (iii) 360 °-konform, (vi) ist schnell und effizient im Vergleich zu herkömmlichen Batteriesatzverbindern, (vii) erfordert keine speziellen Werkzeuge oder Maschinen (viii) erfüllt USCAR und andere Industriespezifikationen, (ix) ist leichter als herkömmliche Batteriesatzverbinder, und (x) andere Vorteile, die für einen Fachmann offensichtlich sind.
Sobald die erste und die zweite Batteriegruppe 90, 92 mit der Batterieverwaltungsbaugruppe 94 gekoppelt sind, die das Laden, Entladen, Kühlen und andere Gesichtspunkte des Batteriesatzes 80 verwaltet, kann die Montage des Batteriesatzes 80 vollständig sein und kann in einer Anwendung 10 installiert werden. Wie vorstehend erörtert, schließen diese Anwendungen 10, ohne darauf beschränkt zu sein, ein Fahrzeug 20 (84), einen Bus 25 (85), eine Lokomotive, einen Traktor, ein Boot, ein Unterseeboot, ein großes Schiff 30 (86), Schiff 35 (87), Tanker, Segelyacht, Telekommunikationshardware, ein Leistungsspeicherungssystem und/oder Hardware für erneuerbare Energien ein. Es versteht sich, dass in anderen Ausführungsformen nur eine Batteriegruppe 90 vorhanden sein kann oder über fünfzig Batteriegruppen vorhanden sein können und jede Batteriegruppe kann aufweisen: (i) eine beliebige Anzahl von Batteriemodulen 100 und somit eine beliebige Anzahl von Batteriezellen 170, (ii) eine beliebige Anordnung der Reihen-/Parallelverbindungen (iii) die Anzahl von Batteriemodulen 100 in jeder Gruppe kann gleich oder unterschiedlich sein, (iv) die Anzahl der Batteriezellen 170 innerhalb jedes Moduls 100 kann variieren und/oder (v) jede andere Konstruktion oder Konfiguration, die gewünscht sein kann.
VII. Zweite Ausführungsform
76 bis 78 zeigen eine zweite Ausführungsform eines Batteriesatzes 5080 mit einer Vielzahl von bolzenlosen Verbindersystemen 5998, welche die Batteriezellen 5171, die in einem Batteriemodul 5100 von 78 enthalten sind, unter Verwendung einer Vielzahl von bolzenlosen Schienenbaugruppen 70 miteinander koppeln. Der Kürze halber wird die vorstehende Offenbarung in Verbindung mit dem Batteriesatz 80 im Folgenden nicht wiederholt, aber es versteht sich, dass in allen Ausführungsformen gleiche Nummern, die durch 1000 getrennt sind, gleiche Strukturen darstellen. Zum Beispiel gilt die Offenbarung, die sich auf die weiblichen Verbinderbaugruppen 2000, 3000 bezieht, mit gleicher Kraft für die weiblichen Verbinderbaugruppen 7000, 8000. Während der Batteriesatz 5080 eine andere Konfiguration mit siebenundzwanzig Batteriemodulen 5100 im Vergleich zur ersten Ausführungsform des Batteriesatzes 80 aufweist, versteht es sich, dass einer der wichtigen Unterschiede zwischen diesen Ausführungsformen die Transportbaugruppe 200 ist, die durch eine Transportstruktur 5200 mit einem leitfähigen Stromabnehmer 5201 ersetzt wird, der: (i) die Batteriezellen 5171 überlagert und daran angeschweißt ist und (ii) mit den weiblichen Klemmenbaugruppen 7000, 8000 gekoppelt ist. Insbesondere wird die Transportstruktur 200 für diese zweite Ausführungsform geändert, aufgrund der Form der Batteriezelle 5171 (z. B. zylindrisch und ohne Beutelkonfiguration (siehe 1 bis 72)) und der Konfiguration der Klemmen 5178, 5182 (z. B. Laschen und keine Blattkonfiguration (siehe 71 bis 72)). Es versteht sich, dass andere strukturelle Konfigurationen des Batteriemoduls 5100, der Transportbaugruppe 5200 und des Stromabnehmers 5201 durch diese Offenbarung berücksichtigt werden. Zum Beispiel gezeigt 79 eine alternative Ausführungsform des Batteriemoduls 10100, das in dem Batteriesatz 5080 anstelle der in 77 und 78 gezeigten Batteriemodule 5100 verwendet werden kann.
VIII. Dritte Ausführungsform
80 bis 81 zeigen eine dritte Ausführungsform eines Batteriesatzes 15080 mit einer Vielzahl von bolzenlosen Verbindersystemen 15998, welche die Batteriezellen 5171, die in einem Batteriemodul 15100 von 78 enthalten sind, unter Verwendung einer Vielzahl von bolzenlosen Schienenbaugruppen 70 miteinander koppeln. Der Kürze halber wird die vorstehende Offenbarung in Verbindung mit dem Batteriesatz 80 oder dem Batteriesatz 5080 im Folgenden nicht wiederholt, aber es versteht sich, dass in allen Ausführungsformen gleiche Zahlen, die durch 1000 getrennt sind, gleiche Strukturen darstellen. Zum Beispiel gilt die Offenbarung, die sich auf die weiblichen Verbinderbaugruppen 2000, 3000 bezieht, mit gleicher Kraft für die weiblichen Verbinderbaugruppen 12000, 13000.
Während der Batteriesatz 15080 eine andere Konfiguration mit vierzehn Batteriemodulen 15100 im Vergleich zur ersten Ausführungsform des Batteriesatzes 80 oder der zweiten Ausführungsform des Batteriesatzes 5080 aufweist, versteht es sich, dass einer der wichtigen Unterschiede zwischen diesen Ausführungsformen die Transportstruktur 200 ist, die durch eine Transportbaugruppe 15200 mit einem leitfähigen Stromabnehmer 15201 ersetzt wird, der: (i) die Batteriezellen 15172 überlagert und daran angeschweißt ist und (ii) mit den weiblichen Klemmenbaugruppen 12000, 13000 gekoppelt ist. Insbesondere wird die Transportstruktur 200 für diese dritte Ausführungsform geändert, aufgrund der Form der Batteriezelle 15172 (z. B. prismatisch und ohne Beutelkonfiguration (siehe 1 bis 72) oder der zylindrischen Konfiguration (siehe 76 bis 79)) und der Konfiguration der Klemmen 15178, 15182 (z. B. Laschen und keine Blattkonfiguration (siehe 71 bis 72). Es versteht sich, dass andere strukturelle Konfigurationen des Batteriemoduls 15100, der Übertragungsbaugruppe 15200 und des Stromabnehmers 15201 durch diese Offenbarung berücksichtigt werden.
IX. Alternative Ausführungsform der Batteriezelle
82 zeigt eine alternative Ausführungsform der Batteriezelle 20173, wobei die bolzenlosen weiblichen Verbinderbaugruppen 22000, 23000 mit der einzelnen Batteriezelle gekoppelt sind, anstatt nur die bolzenlosen Verbinder auf Batteriesatzebene zu benutzen. Insbesondere zeigt 82 eine Explosionsansicht einer Bleisäure-Batteriezelle 20173, wobei die Zelle 20173 einschließt: (i) einen positiven Plattensatz 20190 mit einer positiven Platte 20190a und einem positiven Gitter 20190b, (ii) einen negativen Plattensatz 20191 mit einer negativen Platte 20191a und einem negativen Gitter 20191b, (iii) einen Plattenblock 20192 und (iv) Vliesseparatoren, die zwischen den Platten 20190a, 20191a positioniert sind. Basierend auf dieser Ausführungsform versteht es sich, dass die Verwendung der bolzenlosen Verbinderbaugruppen 2000, 3000 oder 22000, 23000 auf Batteriesatzebene oder Batteriezellenebene verwendet werden kann und verschiedene Batteriezellentechnologien/-materialien verwendet werden können, einschließlich: (i) NiCd, (ii) NiMH, (iii) NaNiCl, (iv) Li-Polymer, (v) Li-Ion, oder (vi) Batterien, die andere Materialien benutzen (z. B. LiO₂, AlO₂, LiS, LTO, LFP, NMC, NCA).
X. Zweite Ausführungsform des Verbindersystems
88 bis 98 zeigen eine zweite Ausführungsform eines bolzenlosen Verbindersystems 30998, das der ersten Ausführungsform des bolzenlosen Verbindersystems 998 ähnlich ist. Somit wird die vorstehende Offenbarung für diese ähnlichen Strukturen, Funktionen und/oder für diesen ähnlichen Betrieb nicht in Verbindung mit dieser zweiten Ausführungsform wiederholt. Dennoch versteht es sich, dass bei diesen Ausführungsformen durchgehend gleiche Zahlen gleiche Strukturen bezeichnen. Zum Beispiel gilt die Offenbarung, die sich auf das weibliche Gehäuse 2100, 3100 der ersten Ausführungsform bezieht, mit gleicher Kraft für das weibliche Gehäuse 33100 dieser zweiten Ausführungsform. Zusätzlich ist, wie die Schiene 320, die mit der positiven weiblichen Verbinderbaugruppe 3000 gekoppelt war, die Schiene 30320, die mit der weiblichen Verbinderbaugruppe 33000 gekoppelt und einstückig ausgebildet ist, bimetallisch. Insbesondere ist ein Abschnitt 30334 der Batteriezellenschnittstelle 30324 aus einem ersten Material (z. B. Aluminium) gebildet und ein zweiter Abschnitt 30336 der Batteriezellenschnittstelle 30324 ist aus einem zweiten Material (z. B. Kupfer) gebildet. Diese bimetallische Konfiguration kann unter Verwendung eines der vorstehend offenbarten Verfahren gebildet werden und ist vorteilhaft, weil sie in eine Batteriezelle 30169 oder Batteriemodul 30100 integriert werden kann: (i) ohne Ändern/Beeinflussen der Funktionalität der Batteriezelle oder des Batteriemoduls, die/das darin integriert ist, und (ii), dass zusätzliche Änderungen an den Batteriezellen 30169 erforderlich werden. Andere Ähnlichkeiten zwischen dieser zweiten Ausführungsform des bolzenlosen Verbindersystems 30998 und der ersten Ausführungsform des bolzenlosen Verbindersystems 998 können durch Vergleichen der Systeme 998, 30998 identifiziert werden.
Auf einem hohen Niveau und wie die erste Ausführungsform des bolzenlosen Verbindersystems 998 schließt die zweite Ausführungsform des bolzenlosen Verbindersystems 30998 ein: (i) eine weibliche Verbinderbaugruppe 33000 mit einem weiblichen Gehäuse 33100 und einer weiblichen Klemmenbaugruppe 33430 und (ii) eine männliche Verbinderbaugruppe 31000 mit einem männlichen Gehäuse 31100 und einer männlichen Klemmenbaugruppe 31430. Das weibliche Gehäuse 32100 nimmt eine wesentliche Ausdehnung der weiblichen Klemmenbaugruppe 32430 auf und erleichtert die Kopplung der weiblichen Klemmenbaugruppe 32430 mit der männlichen Klemmenbaugruppe 31430 unter Verwendung des vorstehend beschriebenen männlichen Klemmenkompressionsmittels 32140. Die weibliche Klemmenbaugruppe 33430 schließt einen weiblichen Klemmenkörper 33432 mit einer Vielzahl von Seitenwänden 33434a-33434d ein, die eine Klemmenaufnahme 33472 bilden. Wobei die Klemmenaufnahme 33472 konfiguriert und bemessen ist, um einen Großteil der männlichen Klemmenbaugruppe 31430 in einem vollständig verbundenen Zustand aufzunehmen. Die männliche Klemmenbaugruppe 31430 schließt einen männlichen Klemmenkörper 31470 und ein internes Federelement 31440c ein, wobei das Zusammenspiel des Körpers 31470 und des Federelements 31440c vorstehend beschrieben ist. Schließlich umgibt ein Gehäuse 31100 die männliche Klemmenbaugruppe 31430 und schließt einen CPA 31160,31170 ein, um die Verbindung zwischen den weiblichen und männlichen Verbinderbaugruppen 33000, 31000 aufrechtzuerhalten.
Der Hauptunterschied zwischen dieser zweiten Ausführungsform des bolzenlosen Verbindersystems 30998 und der ersten Ausführungsform des bolzenlosen Verbindersystems 998 schließt ein: (i) das Verbindersystem 30998 ist in eine Batteriezelle 30169 mit einem Pluspol 33000 und einem Minuspol 32000 integriert, während das Verbindersystem 998 darin auf Ebene des Batteriemoduls 100 integriert ist, (ii) Form der männlichen und weiblichen Klemmenbaugruppen, wobei die erste Ausführungsform im Wesentlichen quaderförmig ist und die zweite Ausführungsform ein rechteckiges Prisma ist, (iii) die zweite ist nicht 360°-konform, da zwei der Seiten der zweiten Ausführungsform keine Kontaktarme 31496a-31496 h einschließen, und (v) die Seitenwände 33434a-33434d mit der Batteriezellenschnittstelle 30324 sind einstückig ausgebildet und nicht unter Verwendung eines Schweißprozesses damit gekoppelt und (v) andere Unterschiede können durch Vergleichen der Systeme 998, 30998 identifiziert werden. Integrieren des Verbindersystems 30998 auf Ebene der Batteriezelle 30169 erleichtert die Montage der Module 30100 und erhöht die Wartungsfähigkeit, da die Zellen von einem Stromabnehmer vereinfacht ausgesteckt werden können und das Entfernen der Batteriezelle nicht erfordert, dass die Schweißung zwischen dem Stromabnehmer und den Zellen aufgebrochen wird. Während das Verbindersystem 30998 in der Anwendung 10 auf der Batteriezellenebene integriert ist, versteht es sich, dass zusätzliche Verbindersysteme auf Modulebene, Packungsebene und Leistungsverteilungsebene benutzt werden können. Zum Beispiel zeigt 98 zwei Systeme 998, die auf Modulebene benutzt werden. Zusätzliche Vorteile können für einen Fachmann auf der Grundlage der hierin enthaltenen Figuren und Offenbarung offensichtlich sein.
Die bolzenlosen Verbindersysteme 100, 998 sind T4/V4/S3/D2/M2, wobei das System 998 Folgendes erfüllt und übertrifft: (i) T4 ist Aussetzen des Systems 998 gegenüber 150 °C, (ii) V4 bedeutet starke Vibrationen, (iii) D2 bedeutet eine Haltbarkeit von 200.000 Meilen und (iv) M2 bedeutet, dass eine Kraft von weniger als 45 Newton erforderlich ist, um die männliche Klemmenbaugruppe 1430 mit der weiblichen Klemmenbaugruppe 2430, 3430 zu verbinden. In anderen Ausführungsformen können die bolzenlosen Verbindersysteme 998 T4/V4/S3/D2/M2 sein, wobei das System 998 auch das mit S3 abgedichtete Hochdruckspray erfüllt und überschreitet. Zusätzlich zu T4/V4/S3/D2/M2-konform, 360°-konform, bolzenlos und PCT-konform, kann das System 998 auch abtastbar sein und daher PCTS-konform sein (siehe PCT/US 2020/049870 ).
Das hierin offenbare Federelement 1440c kann durch die in PCT/US2019/36010 oder in der vorläufigen US-Anmeldung 63/058.061 gezeigten Federelemente ersetzt werden. Ferner versteht es sich von selbst, dass alternative Konfigurationen für Verbinderbaugruppen 1000 möglich sind. Zum Beispiel kann eine beliebige Anzahl von männlichen Klemmenbaugruppen 1430 (z. B. zwischen 2-30, vorzugsweise zwischen 2-8 und am meisten bevorzugt zwischen 2-4) innerhalb eines Gehäuses 1100 positioniert sein und eine beliebige Anzahl von weiblichen Klemmenbaugruppen 2430, 3430 (z. B. zwischen 2-30, vorzugsweise zwischen 2-8 und am meisten bevorzugt zwischen 2-4) kann innerhalb eines Gehäuses 2100, 3100 positioniert sein. Auch alternative Konfigurationen für die Verbindersysteme 998 sind möglich. Zum Beispiel kann die weibliche Verbinderbaugruppe 2000, 3000 so umkonfiguriert werden, dass sie diese mehreren männlichen Klemmenbaugruppen 1430 in einer einzigen weiblichen Verbinderbaugruppe 2430 aufnimmt.
Es ist auch zu verstehen, dass die männlichen Klemmenbaugruppen eine beliebige Anzahl von Kontaktarmen 1494 (z. B. zwischen 2-100, vorzugsweise zwischen 2-50 und besonders bevorzugt zwischen 2-8) und eine beliebige Anzahl von Federarmen 1452 (z. B. zwischen 2-100, vorzugsweise zwischen 2-50 und besonders bevorzugt zwischen 2-8) aufweisen können. Wie bereits erwähnt, entspricht die Anzahl der Kontaktarme 1494 nicht unbedingt der Anzahl der Federarme. Zum Beispiel kann es mehr Kontaktarme 1494 als Federarme 1452, 5452 geben. Alternativ können auch weniger Kontaktarme 1494 als Federarme 1452 vorhanden sein.
MATERIALIEN UND OFFENBARUNGEN, DIE DURCH VERWEIS EINBEZOGEN WERDEN
PCT-Anmeldung Nr. PCT/US2021/047180 , PCT/US202/1043788 , PCT/US2021/043686 , PCT/US2021/033446 , PCT/US2020/050018 , PCT/US2020/049870 , PCT/US2020/014484 , PCT/US2020/013757 , PCT/US2019/036127 , PCT/US2019/036070 , PCT/US20 19/0360 10 und PCT/US2018/019787 , US-Patentanmeldung Nr. 16/194.891 und vorläufige US-Anmeldungen 62/681.973 , 62/792.881 , 62/795.015 , 62/897.658 62/897.962 , 62/988.972 , 63/051.639 , 63/058.061 , 63/068.622 , 63/109.135 , 63/159.689 , 63/222.859 , die alle in vollem Umfang durch Bezugnahme in dieses Dokument aufgenommen und zu einem Bestandteil dieses Dokuments gemacht werden.
SAE-Spezifikationen, einschließlich: J1742_201003 mit dem Titel „Connections for High Voltage On-Board Vehicle Electrical Wiring Harnesses - Test Methods and General Performance Requirements“, zuletzt überarbeitet im März 2010, die hierin in vollem Umfang durch Verweis aufgenommen und zu einem Teil dieses Dokuments gemacht werden.
ASTM-Spezifikationen, einschließlich: (i) D4935-18 mit dem Titel „Standard Test Method for Measuring the Electromagnetic Shielding Effectiveness of Planar Materials“ und (ii) ASTM D257 mit dem Titel „Standard Test Methods for DC Resistance or Conductance of Insulating Materials“, die beide in vollem Umfang durch Verweis in dieses Dokument aufgenommen und zu einem Teil dieses Dokuments gemacht werden.
Spezifikationen des American National Standards Institute und/oder EOS/ESD Association, Inc., einschließlich: ANSI/ESD STM11.11 „Surface Resistance Measurements of Static Dissipative Planar Materials“, die hierin durch Verweis vollständig aufgenommen und zu einem Teil dieses Dokuments gemacht werden.
DIN-Spezifikation, einschließlich Verbinder für elektronische Ausrüstungen - Prüfungen und Messungen - Teil 5-2: Prüfungen der Strombelastbarkeit; Test 5b: Strom-Temperatur-Entzerrung (IEC 6051252:2002), die durch Bezugnahme jeweils in vollem Umfang in diesen Text aufgenommen und zu einem Teil dieses Dokuments gemacht werden.
USCAR-Spezifikationen, einschließlich: (i) SAE/USCAR-2, Revision 6, die zuletzt im Februar 2013 überarbeitet wurde und ISBN aufweist: 978-0-7680-7998-2, (ii) SAE/USCAR-12, Revision 5, die zuletzt im August 2017 überarbeitet wurde und ISBN aufweist: 978-0-7680-8446-7, (iii) SAE/USCAR-21, Revision 3, die zuletzt im Dezember 2014 überarbeitet wurde, (iv) SAE/USCAR-25, Revision 3, die im März 2016 überarbeitet wurde und ISBN aufweist: 978-0-7680-8319-4, (v) SAE/USCAR-37, die im August 2008 überarbeitet wurde und ISBN aufweist: 978-0-7680-2098-4, (vi) SAE/USCAR-38, Revision 1, die im Mai 2016 überarbeitet wurde und ISBN aufweist: 978-0-7680-8350-7, die durch Bezugnahme in vollem Umfang in diesen Text aufgenommen und zu einem Teil dieses Dokuments gemacht werden.
Andere Normen, einschließlich der Bundesprüfnormen 101C und 4046, die durch Bezugnahme in vollem Umfang in dieses Dokument aufgenommen und zu einem Teil dieses Dokuments gemacht werden. Während einige Implementierungen veranschaulicht und beschrieben wurden, sind zahlreiche Modifizierungen denkbar, ohne dass der Geist der Offenbarung wesentlich beeinträchtigt wird; und der Schutzumfang ist nur durch den Umfang der beigefügten Ansprüche begrenzt. Zum Beispiel kann die Gesamtform der vorstehend beschriebenen Komponenten geändert werden in: ein dreieckiges Prisma, ein fünfeckiges Prisma, ein sechseckiges Prisma, ein achteckiges Prisma, eine Kugel, einen Kegel, ein Tetraeder, einen Quader, ein Dodekaeder, ein Ikosaeder, ein Oktaeder, ein Ellipsoid oder eine andere ähnliche Form.
Es versteht sich, dass die folgenden Begriffe, die hierin verwendet werden, allgemein die folgende Bedeutung haben:

a. „Hohe Leistung“ bedeutet (i) eine Spannung zwischen 20 Volt und 600 Volt, unabhängig von der Stromstärke, oder (ii) eine Stromstärke von 80 Ampere oder mehr, unabhängig von der Spannung.
b. „Hochstrom“ bedeutet unabhängig von der Spannung einen Strom von 80 Ampere oder mehr.
c. „Hochspannung“ bedeutet eine Spannung zwischen 20 Volt und 600 Volt, unabhängig von der Stromstärke.

Etwaige Überschriften und Zwischenüberschriften werden nur aus Gründen der Übersichtlichkeit verwendet und stellen keine Einschränkung dar. Das Wort „beispielhaft“ wird verwendet, um ein Beispiel oder eine Veranschaulichung zu geben. Soweit der Begriff „einschließen“, „aufweisen“ oder dergleichen verwendet wird, soll dieser Begriff in ähnlicher Weise einschließend sein wie der Begriff „umfassen“, der in einem Anspruch als Übergangswort verwendet wird. Relationale Begriffe wie „erster“, „zweiter“ und dergleichen können verwendet werden, um eine Einheit oder Handlung von einer anderen zu unterscheiden, ohne dass dies notwendigerweise eine tatsächliche Beziehung oder Reihenfolge zwischen diesen Einheiten oder Handlungen erfordert oder impliziert.
Ausdrücke wie „ein Gesichtspunkt“, „der Gesichtspunkt“, „ein anderer Gesichtspunkt“, „einige Gesichtspunkte“, „ein oder mehrere Gesichtspunkte“, „eine Implementierung“, „die Implementierung“, „eine andere Implementierung“, „einige Implementierungen“, „eine oder mehrere Implementierungen“, „eine Ausführungsform“, „die Ausführungsform“, „eine andere Ausführungsform“, „einige Ausführungsformen“, „eine oder mehrere Ausführungsformen“, „eine Konfiguration“, „die Konfiguration“, „eine andere Konfiguration“, „einige Konfigurationen“, „eine oder mehrere Konfigurationen“, „die betreffende Technologie“, „die Offenbarung“, „die vorliegende Offenbarung“, andere Variationen davon und dergleichen dienen der Vereinfachung und bedeuten nicht, dass eine Offenbarung, die sich auf solche Ausdrücke bezieht, für die betreffende Technologie wesentlich ist oder dass diese Offenbarung für alle Konfigurationen der betreffenden Technologie gilt. Eine Offenbarung, die sich auf solche Ausdrücke bezieht, kann für alle Konfigurationen oder für eine oder mehrere Konfigurationen gelten. Eine Offenbarung, die sich auf solche Sätze bezieht, kann ein oder mehrere Beispiele bereitstellen. Eine Phrase wie „ein Gesichtspunkt“ oder „einige Gesichtspunkte“ kann sich auf einen oder mehrere Gesichtspunkte beziehen und umgekehrt, und dies gilt in ähnlicher Art und Weise für andere vorstehende Phrasen.
Zahlreiche Modifikationen an der vorliegenden Offenbarung werden für Fachleute angesichts der vorstehenden Beschreibung offensichtlich. Bevorzugte Ausführungsformen dieser Offenbarung werden hierin beschrieben, einschließlich der besten den Erfindern bekannten Art und Weise, die Offenbarung auszuführen. Es sollte verstanden werden, dass die veranschaulichten Ausführungsformen nur beispielhaft sind und nicht als Einschränkung des Umfangs der Offenbarung verstanden werden sollten.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

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Claims

Batteriesatz für die Verwendung in einem Leistungsverwaltungssystem eines Kraftfahrzeugs, wobei der Batteriesatz umfasst: ein erstes Batteriemodul, aufweisend: (i) ein Batteriemodulgehäuse; (ii) eine Batteriezelle, die innerhalb des Batteriemodulgehäuses positioniert ist; (iii) ein dem Batteriemodulgehäuse zugeordnetes weibliches Klemmengehäuse, wobei mindestens eine Ausdehnung des weiblichen Klemmengehäuses außerhalb des Batteriemodulgehäuses positioniert ist; (iv) eine weibliche Klemmenbaugruppe, die konfiguriert ist, um eine männliche Klemmenbaugruppe aufzunehmen, wobei die weibliche Klemmenbaugruppe innerhalb des weiblichen Klemmengehäuses positioniert ist, aber nicht durch das Batteriemodulgehäuse umschlossen ist; und (v) eine elektrische Übertragungsbaugruppe, die innerhalb des Batteriemodulgehäuses positioniert ist, wobei die elektrische Übertragungsbaugruppe eine Schiene aufweist, die elektrisch mit sowohl der weiblichen Klemmenbaugruppe als auch der Batteriezelle gekoppelt ist, wobei elektrischer Strom zwischen der Batteriezelle, der Schiene und der weiblichen Klemmenbaugruppe während des Betriebs des ersten Batteriemoduls fließt.
Batteriesatz nach Anspruch 1, ferner umfassend eine männliche Klemmenbaugruppe, und wobei das weibliche Klemmengehäuse ein männliches Klemmenkompressionsmittel einschließt, das konfiguriert ist, um eine Ausdehnung der männlichen Klemmenbaugruppe während ihrer Verbindung mit dem weiblichen Klemmengehäuse zu komprimieren.
Batteriesatz nach Anspruch 2, wobei sich das männliche Klemmenkompressionsmittel des weiblichen Klemmengehäuses von einer äußersten Kante des weiblichen Klemmengehäuses aus nach hinten erstreckt.
Batteriesatz nach Anspruch 2, wobei das männliche Klemmenkompressionsmittel des weiblichen Klemmengehäuses eine geneigte Wand ist mit: (a) einer hinterste Kante, die benachbart zu einer obersten Kante der weiblichen Klemmenbaugruppe positioniert ist, und (b) einer Innenoberfläche, die in Bezug auf eine Außenoberfläche des weiblichen Klemmengehäuses abgewinkelt ist.
Batteriesatz nach Anspruch 4, wobei ein Innenwinkel zwischen der Innenoberfläche der geneigten Wand und der Außenoberfläche des weiblichen Klemmengehäuses zwischen 1 % und 15 % beträgt.
Batteriesatz nach Anspruch 4, wobei die Innenoberfläche der geneigten Wand im Wesentlichen linear ist.
Batteriesatz nach Anspruch 2, wobei ein erster Reibungswert gebildet wird, wenn die Ausdehnung der männlichen Klemmenbaugruppe mit dem männlichen Klemmenkompressionsmittel in Eingriff steht, das aus einem nichtmetallischen Material gebildet ist, und ein zweiter Reibungswert gebildet wird, wenn die Ausdehnung der männlichen Klemmenbaugruppe mit einem zweiten männlichen Klemmenkompressionsmittel in Eingriff steht, das aus einem metallischen Material gebildet ist; und wobei der erste Reibungswert kleiner als der zweite Reibungswert ist.
Batteriesatz nach Anspruch 2, wobei (a) eine erste Kraft erforderlich ist, um die männliche Klemmenbaugruppe zu bewegen, wenn die Ausdehnung der männlichen Klemmenbaugruppe in Gleiteingriff mit dem männlichen Klemmenkompressionsmittel steht, und (b) eine zweite Kraft erforderlich ist, um die männliche Klemmenbaugruppe zu bewegen, wenn die Ausdehnung der männlichen Klemmenbaugruppe in der weiblichen Klemmenbaugruppe positioniert ist; und wobei die zweite Kraft kleiner als die erste Kraft ist.
Batteriesatz nach Anspruch 1, wobei das weibliche Klemmengehäuse aufweist: eine erste äußerste Kante, eine zweite äußerste Kante, die der ersten äußersten Kante gegenüberliegt, und einen Seitenwandabstand, der durch die erste und die zweite äußerste Kante definiert ist; eine erste hinterste Kante, eine zweite hinterste Kante, die der ersten hintersten Kante gegenüberliegt, und einen hintersten Kantenabstand, der durch die erste und die zweite hinterste Kante definiert ist; wobei die erste hinterste Kante in der Nähe einer ersten obersten Kante der weiblichen Klemmenbaugruppe positioniert ist; und wobei der hinterste Kantenabstand mindestens 1 % kleiner als der Seitenwandabstand ist.
Batteriesatz nach Anspruch 9, wobei der hinterste Kantenabstand mindestens 5 % kleiner als der Seitenwandabstand ist.
Batteriesatz nach Anspruch 9, wobei die weibliche Klemmenbaugruppe eine zweite oberste Kante einschließt, die der ersten obersten Kante gegenüberliegt, und einen Aufnahmeabstand, der durch die erste und die zweite oberste Kante definiert ist; und wobei der Aufnahmeabstand größer als oder gleich dem hintersten Kantenabstand ist.
Batteriesatz nach Anspruch 11, wobei der Aufnahmeabstand kleiner als der Seitenwandabstand ist.
Batteriesatz nach Anspruch 1, ferner umfassend eine männliche Klemmenbaugruppe, und wobei die männliche Klemmenbaugruppe und die weibliche Klemmenbaugruppe zusammenwirken, um eine taktile Rückmeldung an einen Benutzer bereitzustellen, die den Benutzer informiert, dass die männliche Klemmenbaugruppe in der weiblichen Klemmenbaugruppe positioniert ist.
Batteriesatz nach Anspruch 13, wobei die taktile Rückmeldung ein Gefühl bereitstellt, dass die männliche Klemmenbaugruppe in die weibliche Klemmenbaugruppe gezogen wird.
Batteriesatz nach Anspruch 1, ferner umfassend ein längliches berührungssicheres Element, das in einer weiblichen Aufnahme positioniert ist, die durch die weibliche Klemmenbaugruppe gebildet wird.
Batteriesatz nach Anspruch 15, wobei sich die weibliche Klemmenbaugruppe und das berührungssichere Element innerhalb des weiblichen Klemmengehäuses befinden und wobei das weibliche Klemmengehäuse und das längliche berührungssichere Element zusammenarbeiten, um zu verhindern, dass ein Fremdobjekt, das größer als 6 mm ist, mit der weiblichen Klemmenbaugruppe in Kontakt tritt.
Batteriesatz nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Baugruppe zur Verbinderpositionssicherung (CPA-Baugruppe).
Batteriesatz nach Anspruch 17, wobei die CPA-Baugruppe konfiguriert ist, um die in den USCAR-Spezifikationen dargelegten Anforderungen zu erfüllen.
Batteriesatz nach Anspruch 17, ferner umfassend eine männliche Klemmenbaugruppe, und wobei die CPA-Baugruppe verhindert, dass die männliche Klemmenbaugruppe aus der weiblichen Klemmenbaugruppe ohne Außer-Eingriff-Bringen der CPA-Baugruppe entfernt wird.
Batteriesatz nach Anspruch 1, ferner umfassend eine männliche Klemmenbaugruppe, und wobei, wenn die weibliche Klemmenbaugruppe die männliche Klemmenbaugruppe aufnimmt, jede Seite der weiblichen Klemmenbaugruppe in Kontakt mit einer Ausdehnung der männlichen Klemmenbaugruppe ist.
Batteriesatz nach Anspruch 1, ferner umfassend eine männliche Klemmenbaugruppe, und wobei, wenn die weibliche Klemmenbaugruppe die männliche Klemmenbaugruppe aufnimmt, die männliche Klemmenbaugruppe eine nach außen gerichtete Kraft auf jede Seite der weiblichen Klemmenbaugruppe ausübt.
Batteriesatz nach Anspruch 1, ferner umfassend eine männliche Klemmenbaugruppe, und wobei, wenn die weibliche Klemmenbaugruppe die männliche Klemmenbaugruppe aufnimmt, die männlichen und weiblichen Baugruppen durch die strukturelle Konfiguration und Positionsbeziehung der weiblichen und männlichen Klemmenbaugruppen 360-Grad-konform sind.
Batteriesatz nach Anspruch 1, ferner umfassend eine männliche Klemmenbaugruppe, und wobei das Einführen einer Ausdehnung der männlichen Klemmenbaugruppe in eine Ausdehnung der weiblichen Klemmenbaugruppe eine Kraft erfordert, die kleiner als eine Einführkraftanforderung in Klasse 3 der USCAR-Spezifikation ist.
Batteriesatz nach Anspruch 1, ferner umfassend eine männliche Klemmenbaugruppe, und wobei das Einführen einer Ausdehnung der männlichen Klemmenbaugruppe in eine Ausdehnung der weiblichen Klemmenbaugruppe weniger als 75 Newton erfordert.
Batteriesatz nach Anspruch 1, ferner umfassend eine männliche Klemmenbaugruppe, und wobei das Einführen einer Ausdehnung der männlichen Klemmenbaugruppe in eine Ausdehnung der weiblichen Klemmenbaugruppe eine Kraft erfordert, die kleiner als eine Einführkraftanforderung in Klasse 2 der USCAR-Spezifikation ist.
Batteriesatz nach Anspruch 1, ferner umfassend eine männliche Klemmenbaugruppe, und wobei das Einführen einer Ausdehnung der männlichen Klemmenbaugruppe in eine Ausdehnung der weiblichen Klemmenbaugruppe weniger als 45 Newton erfordert.
Batteriesatz nach Anspruch 1, ferner umfassend eine männliche Klemmenbaugruppe, und wobei das Einführen einer Ausdehnung der männlichen Klemmenbaugruppe in eine Ausdehnung der weiblichen Klemmenbaugruppe keine Hebelunterstützung erfordert.
Batteriesatz nach einem der Ansprüche 2 bis 8, 13, 14 oder 19 bis 27, wobei die männliche Klemmenbaugruppe einen männlichen Klemmenkörper mit einer Rückwand und eine Anordnung von Seitenwänden einschließt, die eine Aufnahme mit einer Öffnung definieren, wobei mindestens eine Seitenwand innerhalb der Anordnung von Seitenwänden einschließt: eine erste Kontaktarmöffnung, die durch die Seitenwand gebildet ist; ein Zwischensegment, das zwischen der ersten Kontaktarmöffnung und der Rückwand des männlichen Klemmenkörpers positioniert ist; ein Endsegment, das sich (i) von dem Zwischensegment aus und (ii) entlang der ersten Kontaktarmöffnung erstreckt; und einen ersten verformbaren Kontaktarm, der sich (i) in einem Auswärts-Winkel von dem Zwischensegment aus, (ii) entlang einer Ausdehnung der ersten Kontaktarmöffnung und (iii) zu einer vorderen Ausdehnung des männlichen Klemmkörpers erstreckt.
Batteriesatz nach Anspruch 28, wobei, wenn elektrischer Strom an den männlichen Klemmenkörper angelegt wird, kein elektrischer Strom durch das Endsegment fließen muss, um den ersten verformbaren Kontaktarm zu erreichen.
Batteriesatz nach einem der Ansprüche 2 bis 8, 13, 14 oder 19 bis 27, wobei die männliche Klemmenbaugruppe einen männlichen Klemmenkörper mit einer Anordnung von Seitenwänden einschließt, die eine Aufnahme definieren, wobei mindestens eine Seitenwand in der Anordnung von Seitenwänden einschließt: eine erste Kontaktarmöffnung, die durch die Seitenwand gebildet ist; eine zweite Kontaktarmöffnung, die durch die Seitenwand gebildet ist; ein Zwischensegment, das benachbart zu einer Ausdehnung der ersten und zweiten Kontaktarmöffnungen positioniert ist; ein Endsegment, das sich wie folgt erstreckt: (i) von dem Zwischensegment aus und (ii) entlang der ersten Kontaktarmöffnung; einen ersten verformbaren Kontaktarm, der sich wie folgt erstreckt: (i) von dem Zwischensegment aus und (ii) zwischen der ersten und der zweiten Kontaktarmöffnung; und einen zweiten verformbaren Kontaktarm, der sich wie folgt erstreckt: (i) von dem Zwischensegment aus und (ii) entlang der zweiten Kontaktarmöffnung.
Batteriesatz nach Anspruch 30, wobei, wenn elektrischer Strom an den männlichen Klemmenkörper angelegt wird, kein elektrischer Strom durch das Endsegment fließen muss, um den ersten verformbaren Kontaktarm zu erreichen.
Batteriesatz nach einem der Ansprüche 2 bis 8, 13, 14 oder 19 bis 27, wobei die männliche Klemmenbaugruppe einen männlichen Klemmenkörper mit einem Außenumfang einschließt; und wobei der Außenumfang aufweist: (a) eine unkomprimierte Abmessung, wenn der männliche Klemmkörper nicht innerhalb der weiblichen Klemmenbaugruppe eingeführt ist, und (b) eine komprimierte Abmessung, wenn der männliche Klemmkörper innerhalb der weiblichen Klemmenbaugruppe eingeführt ist, und wobei die komprimierte Abmessung kleiner als die komprimierte Abmessung ist.
Batteriesatz nach Anspruch 32, wobei die unkomprimierte Abmessung zwischen 1 % und 15 % größer ist als die komprimierte Abmessung.
Batteriesatz nach einem der Ansprüche 2 bis 8, 13, 14 oder 19 bis 27, wobei die männliche Klemmenbaugruppe ein inneres Federelement einschließt, das konfiguriert ist, um innerhalb eines männlichen Klemmenkörpers der männlichen Klemmenbaugruppe positioniert zu werden.
Batteriesatz nach Anspruch 34, wobei das innere Federelement einen ersten Federarm einschließt, dem eine gekrümmte Ausdehnung fehlt.
Batteriesatz nach Anspruch 34, wobei das innere Federelement eine erste Seitenwand mit einem ersten Basisabschnitt und einem ersten Federarm einschließt, der sich von dem ersten Basisabschnitt aus erstreckt, wobei eine Außenoberfläche des ersten Basisabschnitts im Wesentlichen koplanar mit einer Außenoberfläche des ersten Federarms ist.
Batteriesatz nach Anspruch 34, wobei das innere Federelement einschließt: (a) eine Rückwand, (b) einen ersten Federarm und (c) einen gekrümmten Übergangsabschnitt, der zwischen der Rückwand und dem ersten Federarm positioniert ist, wobei der gekrümmte Übergangsabschnitt eine Vertiefung einschließt, die in einer Außenoberfläche des gekrümmten Übergangsabschnitts ausgebildet ist.
Batteriesatz nach Anspruch 34, wobei das innere Federelement einschließt: (a) eine Rückwand, (b) einen ersten Federarm und (c) einen gekrümmten Übergangsabschnitt, der zwischen der Rückwand und dem ersten Federarm positioniert ist, wobei der gekrümmte Übergangsabschnitt eine Verstärkungsrippe einschließt, die in einer Innenoberfläche des gekrümmten Übergangsabschnitts ausgebildet ist.
Batteriesatz nach einem der Ansprüche 2 bis 8, 13, 14 oder 19 bis 27, wobei die männliche Klemmenbaugruppe einschließt: (i) einen männlichen Klemmenkörper mit einer Aufnahme und einem ersten Kontaktarm und (ii) ein inneres Federelement, das bemessen ist, um sich innerhalb der Aufnahme der männlichen Klemmenbaugruppe zu befinden und das einen ersten Federarm aufweist; und wobei die weibliche Klemmenbaugruppe eine Aufnahme aufweist, die bemessen ist, um einen Abschnitt sowohl der männlichen Klemmenbaugruppe als auch des inneren Federelements aufzunehmen, das sich innerhalb der Aufnahme der männlichen Klemmenbaugruppe befindet, um eine verbundene Position zu definieren.
Batteriesatz nach Anspruch 39, wobei der erste Federarm konfiguriert ist, um eine Vorspannkraft auf den ersten Kontaktarm unter gewissen Betriebsbedingungen des ersten Batteriemoduls bereitzustellen.
Batteriesatz nach Anspruch 40, wobei ein Restmaterialgedächtnis des inneren Federelements die Vorspannkraft auf den ersten Kontaktarm während des Betriebs des ersten Batteriemoduls erhöht.
Batteriesatz nach Anspruch 40, wobei in der verbundenen Position und wenn das erste Batteriemodul einer Umgebung mit einer ersten Temperatur ausgesetzt ist, der erste Federarm eine erste nach außen gerichtete Kraft auf den ersten Kontaktarm ausübt; und wobei in der verbundenen Position und wenn das erste Batteriemodul einer Umgebung mit einer zweiten Temperatur ausgesetzt ist, die höher als die erste Temperatur ist, der erste Federarm eine zweite nach außen gerichtete Kraft auf den ersten Kontaktarm ausübt, die größer als die erste nach außen gerichtete Kraft ist.
Batteriesatz nach einem der Ansprüche 2 bis 8, 13, 14 oder 19 bis 27, wobei die männliche Klemmenbaugruppe einschließt: (i) einen männlichen Klemmenkörper mit einem Kontaktarm und (ii) einem inneren Federelement; und wobei das Einführen des männlichen Klemmenkörpers in die weibliche Klemmenbaugruppe bewirkt, dass sich eine Ausdehnung des inneren Federelements nach innen verformt, wodurch eine Federvorspannkraft geschaffen wird, die den Kontaktarm mit einer Innenoberfläche der weiblichen Klemmenbaugruppe in Eingriff hält.
Batteriesatz nach Anspruch 43, wobei die Federvorspannkraft eine nach außen gerichtete Richtung aufweist und die Kraft zunimmt, wenn das erste Batteriemodul erhöhten Temperaturen ausgesetzt ist.
Batteriesatz nach einem der Ansprüche 2 bis 8, 13, 14 oder 19 bis 27, wobei die männliche Klemmenbaugruppe einschließt: (i) einen männlichen Klemmenkörper, der aus einem ersten Material mit einem ersten Wärmeausdehnungskoeffizienten gebildet ist, wobei der männliche Klemmenkörper eine Vielzahl von länglichen Kontaktbalken aufweist, die angeordnet sind, um eine Aufnahme zu definieren, und (ii) ein inneres Federelement, das aus einem zweiten Material mit einem zweiten Wärmeausdehnungskoeffizienten gebildet ist, der größer ist als der erste Wärmeausdehnungskoeffizient des männlichen Klemmenkörpers, wobei das innere Federelement eine Vielzahl von Federarmen aufweist.
Batteriesatz nach einem der Ansprüche 1 bis 27, wobei die elektrische Übertragungsbaugruppe ferner einschließt: ein positives Verbindermodul, das die weibliche Klemmenbaugruppe und die Schiene einschließt, wobei die Schiene eine erste Schiene ist; ein negatives Verbindermodul, das eine zweite weibliche Klemmenbaugruppe und eine zweite Schiene einschließt; und wobei (a) ein Pluspol der Batteriezelle elektrisch mit der ersten Schiene gekoppelt ist und (b) ein Minuspol der Batteriezelle elektrisch mit der zweiten Schiene gekoppelt ist.
Batteriesatz nach Anspruch 46, wobei die erste Schiene bimetallisch ist und die zweite Schiene nicht bimetallisch ist.
Batteriesatz nach Anspruch 46, wobei der Pluspol der Batteriezelle mit der ersten Schiene verschweißt ist und der Minuspol der Batteriezelle mit der zweiten Schiene verschweißt ist.
Batteriesatz nach Anspruch 46, wobei der Pluspol und der Minuspol der Batteriezelle nicht mit der ersten Schiene und der zweiten Schiene verschraubt sind.
Batteriesatz nach Anspruch 46, wobei die positiven und negativen Verbindermodule in dem Batteriemodulgehäuse ohne Verwendung von Bolzen- oder Gewindebefestigungen gesichert sind.
Batteriesatz nach Anspruch 46, wobei das weibliche Klemmengehäuse einstückig in dem positiven Verbindermodul ausgebildet ist.
Batteriesatz nach einem der Ansprüche 1 bis 27, wobei die Batteriezelle eine erste Batteriezelle ist; wobei eine zweite Batteriezelle innerhalb des Batteriemodulgehäuses positioniert ist; wobei die elektrische Übertragungsbaugruppe ferner einschließt: ein positives Verbindermodul, das die weibliche Klemmenbaugruppe und die Schiene einschließt, wobei die Schiene eine erste Schiene ist; ein negatives Verbindermodul, das eine zweite weibliche Klemmenbaugruppe und eine zweite Schiene einschließt; ein Strombrücken-Schnittstellenmodul und eine dritte Schiene; und wobei (a) ein Pluspol der ersten Batteriezelle elektrisch mit der ersten Schiene gekoppelt ist, (b) ein Minuspol der ersten Batteriezelle mit der dritten Schiene elektrisch gekoppelt ist, (c) ein Pluspol der zweiten Batteriezelle mit der dritten Schiene elektrisch gekoppelt ist, (d) ein Minuspol der zweiten Batteriezelle mit der zweiten Schiene elektrisch gekoppelt ist.
Batteriesatz nach Anspruch 52, wobei: (i) die erste Schiene und die dritte Schiene bimetallisch sind und (ii) die zweite Schiene nicht bimetallisch ist.
Batteriesatz nach Anspruch 52, wobei das positive Verbindermodul, das negative Verbindermodul und das Strombrücken-Schnittstellenmodul aus einem nicht leitfähigen Material gebildet sind.
Batteriesatz nach einem der Ansprüche 1 bis 27, wobei die Batteriezelle eine erste Batteriezelle ist; wobei das erste Batteriemodul ferner eine zweite Batteriezelle, eine dritte Batteriezelle und eine vierte Batteriezelle einschließt; wobei die elektrische Übertragungsbaugruppe ferner einschließt: ein positives Verbindermodul, das die weibliche Klemmenbaugruppe und die Schiene einschließt, wobei die Schiene eine erste Schiene ist; ein negatives Verbindermodul, das eine zweite weibliche Klemmenbaugruppe und eine zweite Schiene einschließt; ein Strombrücken-Schnittstellenmodul und eine dritte Schiene; ein erstes Außenschnittstellenmodul mit einer vierten Schiene und ein zweites Außenschnittstellenmodul mit einer fünften Schiene; und wobei (a) ein Pluspol der ersten Batteriezelle mit der ersten Schiene elektrisch gekoppelt ist, (b) ein Minuspol der ersten Batteriezelle mit der vierten Schiene elektrisch gekoppelt ist, (c) ein Pluspol der zweiten Batteriezelle mit der vierten Schiene elektrisch gekoppelt ist, (d) ein Minuspol der zweiten Batteriezelle mit der fünften Schiene elektrisch gekoppelt ist, (e) ein Pluspol der dritten Batteriezelle mit der fünften Schiene elektrisch gekoppelt ist, (f) ein Minuspol der dritten Batteriezelle mit der dritten Schiene elektrisch gekoppelt ist, (g) ein Minuspol der vierten Batteriezelle mit der dritten Schiene elektrisch gekoppelt ist, (h) ein Minuspol der vierten Batteriezelle mit der zweiten Schiene elektrisch gekoppelt ist.
Batteriesatz nach einem der Ansprüche 1, 9 bis 12 oder 15 bis 18, ferner umfassend: eine männliche Klemmenbaugruppe, die eine erste männliche Klemmenbaugruppe ist, die von der weiblichen Klemmenbaugruppe des ersten Batteriemoduls aufgenommen wird; eine zweite männliche Klemmenbaugruppe; ein zweites Batteriemodul, aufweisend: (i) ein Batteriemodulgehäuse; (ii) eine Batteriezelle, die innerhalb des Batteriemodulgehäuses positioniert ist; (iii) ein weibliches Klemmengehäuse, wobei mindestens eine Ausdehnung des weiblichen Klemmengehäuses außerhalb des Batteriemodulgehäuses positioniert ist; (iv) eine weibliche Klemmenbaugruppe, die eine männliche Klemmenbaugruppe aufnimmt, wobei die weibliche Klemmenbaugruppe innerhalb des weiblichen Klemmengehäuses positioniert ist, aber nicht durch das Batteriemodulgehäuse umschlossen ist; (v) eine elektrische Übertragungsbaugruppe, die innerhalb des Batteriemodulgehäuses positioniert ist, wobei die elektrische Übertragungsbaugruppe eine Schiene aufweist, die elektrisch mit sowohl der weiblichen Klemmenbaugruppe als auch der Batteriezelle gekoppelt ist, wobei elektrischer Strom zwischen der Batteriezelle, der Schiene und der weiblichen Klemmenbaugruppe während des Betriebs des zweiten Batteriemoduls fließt; und einen Leiter, der die erste männliche Klemmenbaugruppe und die zweite männliche Klemmenbaugruppe elektrisch und mechanisch verbindet, wodurch das erste Batteriemodul mit dem zweiten Batteriemodul elektrisch verbunden wird.
Batteriesatz nach einem der Ansprüche 1, 9 bis 12 oder 15 bis 18, ferner umfassend: eine männliche Klemmenbaugruppe, die eine erste männliche Klemmenbaugruppe ist, die von der weiblichen Klemmenbaugruppe des ersten Batteriemoduls aufgenommen wird; eine zweite männliche Klemmenbaugruppe: eine Batterieverwaltungsbaugruppe mit einer weiblichen Klemmenbaugruppe; und einen Leiter, der die erste männliche Klemmenbaugruppe und die zweite männliche Klemmenbaugruppe elektrisch und mechanisch verbindet, wodurch das erste Batteriemodul mit der Batterieverwaltungsbaugruppe elektrisch verbunden wird.
Batteriesatz nach einem der Ansprüche 1, 9 bis 12 oder 15 bis 18, ferner umfassend eine männliche Klemmenbaugruppe, die einen männlichen Klemmenkörper umfasst, der aus einem Material hergestellt ist, das hochleitfähiges Kupfer einschließt.
Batteriesatz nach einem der Ansprüche 1, 9 bis 12 oder 15 bis 18, ferner umfassend eine männliche Klemmenbaugruppe, die ein inneres Federelement einschließt, das aus einem Material hergestellt ist, das Federstahl einschließt.
Batteriesatz zur Verwendung in einem Leistungsverwaltungssystem einer Anwendung, wobei der Batteriesatz umfasst: ein erstes Batteriemodul, aufweisend: (i) ein Batteriemodulgehäuse; (ii) eine Batteriezelle, die innerhalb des Batteriemodulgehäuses positioniert ist; (iii) ein dem Batteriemodulgehäuse zugeordnetes weibliches Klemmengehäuse mit einer inneren geneigten Wand, wobei mindestens eine Ausdehnung des weiblichen Klemmengehäuses außerhalb des Batteriemodulgehäuses positioniert ist; (iv) eine weibliche Klemmenbaugruppe, die innerhalb des weiblichen Klemmengehäuses positioniert ist, aber nicht durch das Batteriemodulgehäuse umschlossen ist; und (v) eine elektrische Übertragungsbaugruppe, die innerhalb des Batteriemodulgehäuses positioniert ist, wobei die elektrische Übertragungsbaugruppe eine Schiene aufweist, die elektrisch mit sowohl der weiblichen Klemmenbaugruppe als auch der Batteriezelle gekoppelt ist, wobei elektrischer Strom zwischen der Batteriezelle, der Schiene und der weiblichen Klemmenbaugruppe während des Betriebs des ersten Batteriemoduls fließt.
Batteriesatz nach Anspruch 60, ferner umfassend eine männliche Klemmenbaugruppe und wobei die innere geneigte Wand konfiguriert ist, um eine Ausdehnung der männlichen Klemmenbaugruppe während ihrer Verbindung mit dem weiblichen Klemmengehäuse zu komprimieren.
Batteriesatz nach Anspruch 61, wobei die innere geneigte Wand einschließt: (a) eine hinterste Kante, die benachbart zu einer obersten Kante der weiblichen Klemmenbaugruppe positioniert ist, und (b) eine Innenoberfläche, die in Bezug auf eine Außenoberfläche des weiblichen Klemmengehäuses abgewinkelt ist.
Batteriesatz nach Anspruch 62, wobei ein Innenwinkel zwischen der Innenoberfläche der inneren geneigten Wand und der Außenoberfläche des weiblichen Klemmengehäuses zwischen 1 % und 15 % beträgt.
Batteriesatz nach Anspruch 61, wobei ein erster Reibungswert gebildet wird, wenn die Ausdehnung der männlichen Klemmenbaugruppe mit der inneren geneigten Wand in Eingriff steht, die aus einem nichtmetallischen Material gebildet ist, und ein zweiter Reibungswert gebildet wird, wenn die Ausdehnung der männlichen Klemmenbaugruppe mit einer zweiten inneren geneigten Wand in Eingriff steht, die aus einem metallischen Material gebildet ist; und wobei der erste Reibungswert kleiner als der zweite Reibungswert ist.
Batteriesatz nach Anspruch 61, wobei (a) eine erste Kraft erforderlich ist, um die männliche Klemmenbaugruppe zu bewegen, wenn die Ausdehnung der männlichen Klemmenbaugruppe in Gleiteingriff mit der inneren geneigten Wand steht, und (b) eine zweite Kraft erforderlich ist, um die männliche Klemmenbaugruppe zu bewegen, wenn die Ausdehnung der männlichen Klemmenbaugruppe in der weiblichen Klemmenbaugruppe positioniert ist; und wobei die zweite Kraft kleiner als die erste Kraft ist.
Batteriesatz nach Anspruch 60, wobei das weibliche Klemmengehäuse aufweist: eine erste äußerste Kante, eine zweite äußerste Kante, die der ersten äußersten Kante gegenüberliegt, und einen Seitenwandabstand, der durch die erste und die zweite äußerste Kante definiert ist; eine erste hinterste Kante, eine zweite hinterste Kante, die der ersten hintersten Kante gegenüberliegt, und einen hintersten Kantenabstand, der durch die erste und die zweite hinterste Kante definiert ist; wobei die erste hinterste Kante in der Nähe einer ersten obersten Kante der weiblichen Klemmenbaugruppe positioniert ist; und wobei der hinterste Kantenabstand mindestens 1 % kleiner als der Seitenwandabstand ist.
Batteriesatz nach Anspruch 66, wobei die weibliche Klemmenbaugruppe eine zweite oberste Kante einschließt, die der ersten obersten Kante gegenüberliegt, und einen Aufnahmeabstand, der durch die erste und die zweite oberste Kante definiert ist; und wobei der Aufnahmeabstand größer als oder gleich dem hintersten Kantenabstand ist.
Batteriesatz nach Anspruch 67, wobei der Aufnahmeabstand kleiner als der Seitenwandabstand ist.
Batteriesatz nach Anspruch 60, ferner umfassend eine männliche Klemmenbaugruppe, und wobei die männliche Klemmenbaugruppe und die weibliche Klemmenbaugruppe zusammenwirken, um eine taktile Rückmeldung an einen Benutzer bereitzustellen, die den Benutzer informiert, dass die männliche Klemmenbaugruppe in der weiblichen Klemmenbaugruppe positioniert ist.
Batteriesatz nach Anspruch 69, wobei die taktile Rückmeldung ein Gefühl bereitstellt, dass die männliche Klemmenbaugruppe in die weibliche Klemmenbaugruppe gezogen wird.
Batteriesatz nach Anspruch 60, ferner umfassend eine männliche Klemmenbaugruppe, und wobei, wenn die weibliche Klemmenbaugruppe die männliche Klemmenbaugruppe aufnimmt, jede Seite der weiblichen Klemmenbaugruppe in Kontakt mit einer Ausdehnung der männlichen Klemmenbaugruppe ist.
Batteriesatz nach Anspruch 60, ferner umfassend eine männliche Klemmenbaugruppe, und wobei, wenn die weibliche Klemmenbaugruppe die männliche Klemmenbaugruppe aufnimmt, die männliche Klemmenbaugruppe eine nach außen gerichtete Kraft auf jede Seite der weiblichen Klemmenbaugruppe ausübt.
Batteriesatz nach Anspruch 60, ferner umfassend eine männliche Klemmenbaugruppe, und wobei, wenn die weibliche Klemmenbaugruppe die männliche Klemmenbaugruppe aufnimmt, die männlichen und weiblichen Baugruppen durch die strukturelle Konfiguration und Positionsbeziehung der weiblichen und männlichen Klemmenbaugruppen 360-Grad-konform sind.
Batteriesatz nach Anspruch 60, ferner umfassend eine männliche Klemmenbaugruppe, und wobei das Einführen einer Ausdehnung der männlichen Klemmenbaugruppe in eine Ausdehnung der weiblichen Klemmenbaugruppe eine Kraft erfordert, die kleiner als eine Einführkraftanforderung in Klasse 3 der USCAR-Spezifikation ist.
Batteriesatz nach Anspruch 60, ferner umfassend eine männliche Klemmenbaugruppe, und wobei das Einführen einer Ausdehnung der männlichen Klemmenbaugruppe in eine Ausdehnung der weiblichen Klemmenbaugruppe eine Kraft erfordert, die kleiner als eine Einführkraftanforderung in Klasse 2 der USCAR-Spezifikation ist.
Batteriesatz nach Anspruch 60, ferner umfassend eine männliche Klemmenbaugruppe, und wobei das Einführen einer Ausdehnung der männlichen Klemmenbaugruppe in eine Ausdehnung der weiblichen Klemmenbaugruppe weniger als 45 Newton erfordert.
Batteriesatz nach Anspruch 60, ferner umfassend eine männliche Klemmenbaugruppe, und wobei das Einführen einer Ausdehnung der männlichen Klemmenbaugruppe in eine Ausdehnung der weiblichen Klemmenbaugruppe keine Hebelunterstützung erfordert.
Batteriesatz nach einem der Ansprüche 61 bis 65 oder 69 bis 77, wobei die männliche Klemmenbaugruppe einen männlichen Klemmenkörper mit einer Rückwand und eine Anordnung von Seitenwänden einschließt, die eine Aufnahme mit einer Öffnung definieren, wobei mindestens eine Seitenwand innerhalb der Anordnung von Seitenwänden einschließt: eine erste Kontaktarmöffnung, die durch die Seitenwand gebildet ist; ein Zwischensegment, das zwischen der ersten Kontaktarmöffnung und der Rückwand des männlichen Klemmenkörpers positioniert ist; ein Endsegment, das sich (i) von dem Zwischensegment aus und (ii) entlang der ersten Kontaktarmöffnung erstreckt; und einen ersten verformbaren Kontaktarm, der sich (i) in einem Auswärts-Winkel von dem Zwischensegment aus, (ii) entlang einer Ausdehnung der ersten Kontaktarmöffnung und (iii) zu einer vorderen Ausdehnung des männlichen Klemmkörpers erstreckt.
Batteriesatz nach Anspruch 78, wobei, wenn elektrischer Strom an den männlichen Klemmenkörper angelegt wird, kein elektrischer Strom durch das Endsegment fließen muss, um den ersten verformbaren Kontaktarm zu erreichen.
Batteriesatz nach einem der Ansprüche 61 bis 65 oder 69 bis 77, wobei die männliche Klemmenbaugruppe einen männlichen Klemmenkörper mit einer Anordnung von Seitenwänden einschließt, die eine Aufnahme definieren, wobei mindestens eine Seitenwand in der Anordnung von Seitenwänden einschließt: eine erste Kontaktarmöffnung, die durch die Seitenwand gebildet ist; eine zweite Kontaktarmöffnung, die durch die Seitenwand gebildet ist; ein Zwischensegment, das benachbart zu einer Ausdehnung der ersten und zweiten Kontaktarmöffnungen positioniert ist; ein Endsegment, das sich wie folgt erstreckt: (i) von dem Zwischensegment aus und (ii) entlang der ersten Kontaktarmöffnung; einen ersten verformbaren Kontaktarm, der sich wie folgt erstreckt: (i) von dem Zwischensegment aus und (ii) zwischen der ersten und der zweiten Kontaktarmöffnung; und einen zweiten verformbaren Kontaktarm, der sich wie folgt erstreckt: (i) von dem Zwischensegment aus und (ii) entlang der zweiten Kontaktarmöffnung.
Batteriesatz nach einem der Ansprüche 61 bis 65 oder 69 bis 77, wobei die männliche Klemmenbaugruppe einen männlichen Klemmenkörper mit einem Außenumfang einschließt; und wobei der Außenumfang aufweist: (a) eine unkomprimierte Abmessung, wenn der männliche Klemmkörper nicht innerhalb der weiblichen Klemmenbaugruppe eingeführt ist, und (b) eine komprimierte Abmessung, wenn der männliche Klemmkörper innerhalb der weiblichen Klemmenbaugruppe eingeführt ist, und wobei die komprimierte Abmessung kleiner als die komprimierte Abmessung ist.
Batteriesatz nach einem der Ansprüche 61 bis 65 oder 69 bis 77, wobei die männliche Klemmenbaugruppe ein inneres Federelement einschließt, das konfiguriert ist, um innerhalb eines männlichen Klemmenkörpers der männlichen Klemmenbaugruppe positioniert zu werden.
Batteriesatz nach Anspruch 82, wobei das innere Federelement einen ersten Federarm einschließt, dem eine gekrümmte Ausdehnung fehlt.
Batteriesatz nach einem der Ansprüche 61 bis 65 oder 69 bis 77, wobei die männliche Klemmenbaugruppe einschließt: (i) einen männlichen Klemmenkörper mit einer Aufnahme und einem ersten Kontaktarm und (ii) ein inneres Federelement, das bemessen ist, um sich innerhalb der Aufnahme der männlichen Klemmenbaugruppe zu befinden und das einen ersten Federarm aufweist; und wobei die weibliche Klemmenbaugruppe eine Aufnahme aufweist, die bemessen ist, um einen Abschnitt sowohl der männlichen Klemmenbaugruppe als auch des inneren Federelements aufzunehmen, das sich innerhalb der Aufnahme der männlichen Klemmenbaugruppe befindet, um eine verbundene Position zu definieren.
Batteriesatz nach Anspruch 84, wobei der erste Federarm konfiguriert ist, um eine Vorspannkraft auf den ersten Kontaktarm unter gewissen Betriebsbedingungen des ersten Batteriemoduls bereitzustellen.
Batteriesatz nach Anspruch 85, wobei ein Restmaterialgedächtnis des inneren Federelements die Vorspannkraft auf den ersten Kontaktarm während des Betriebs des ersten Batteriemoduls erhöht.
Batteriesatz nach Anspruch 85, wobei in der verbundenen Position und wenn das erste Batteriemodul einer Umgebung mit einer ersten Temperatur ausgesetzt ist, der erste Federarm eine erste nach außen gerichtete Kraft auf den ersten Kontaktarm ausübt; und wobei in der verbundenen Position und wenn das erste Batteriemodul einer Umgebung mit einer zweiten Temperatur ausgesetzt ist, die höher als die erste Temperatur ist, der erste Federarm eine zweite nach außen gerichtete Kraft auf den ersten Kontaktarm ausübt, die größer als die erste nach außen gerichtete Kraft ist.
Batteriesatz nach einem der Ansprüche 61 bis 65 oder 69 bis 77, wobei die männliche Klemmenbaugruppe einschließt: (i) einen männlichen Klemmenkörper mit einem Kontaktarm und (ii) einem inneren Federelement, und wobei das Einführen des männlichen Klemmenkörpers in die weibliche Klemmenbaugruppe bewirkt, dass sich eine Ausdehnung des inneren Federelements nach innen verformt, wodurch eine Federvorspannkraft geschaffen wird, die den Kontaktarm mit einer Innenoberfläche der weiblichen Klemmenbaugruppe in Eingriff hält.
Batteriesatz nach Anspruch 88, wobei die Federvorspannkraft eine nach außen gerichtete Richtung aufweist und die Kraft zunimmt, wenn das erste Batteriemodul erhöhten Temperaturen ausgesetzt ist.
Batteriesatz nach einem der Ansprüche 61 bis 65 oder 69 bis 77, wobei die männliche Klemmenbaugruppe einschließt: (i) einen männlichen Klemmenkörper, der aus einem ersten Material mit einem ersten Wärmeausdehnungskoeffizienten gebildet ist, wobei der männliche Klemmenkörper eine Vielzahl von länglichen Kontaktbalken aufweist, die angeordnet sind, um eine Aufnahme zu definieren, und (ii) ein inneres Federelement, das aus einem zweiten Material mit einem zweiten Wärmeausdehnungskoeffizienten gebildet ist, der größer ist als der erste Wärmeausdehnungskoeffizient des männlichen Klemmenkörpers, wobei das innere Federelement eine Vielzahl von Federarmen aufweist.
Batteriesatz nach einem der Ansprüche 61 bis 77, wobei die elektrische Übertragungsbaugruppe ferner einschließt: ein positives Verbindermodul, das die weibliche Klemmenbaugruppe und die Schiene einschließt, wobei die Schiene eine erste Schiene ist; ein negatives Verbindermodul, das eine zweite weibliche Klemmenbaugruppe und eine zweite Schiene einschließt; und wobei (a) ein Pluspol der Batteriezelle elektrisch mit der ersten Schiene gekoppelt ist und (b) ein Minuspol der Batteriezelle elektrisch mit der zweiten Schiene gekoppelt ist.
Batteriesatz nach Anspruch 91, wobei die erste Schiene bimetallisch ist und die zweite Schiene nicht bimetallisch ist.
Batteriesatz nach Anspruch 91, wobei der Pluspol der Batteriezelle mit der ersten Schiene verschweißt ist und der Minuspol der Batteriezelle mit der zweiten Schiene verschweißt ist.
Batteriesatz nach Anspruch 91, wobei der Pluspol und der Minuspol der Batteriezelle nicht mit der ersten Schiene und der zweiten Schiene verschraubt sind.
Batteriesatz nach Anspruch 91, wobei die positiven und negativen Verbindermodule in dem Batteriemodulgehäuse ohne Verwendung von Bolzen- oder Gewindebefestigungen gesichert sind.
Batteriesatz nach Anspruch 91, wobei das weibliche Klemmengehäuse einstückig in dem positiven Verbindermodul ausgebildet ist.
Batteriesatz nach einem der Ansprüche 61 bis 77, wobei die Batteriezelle eine erste Batteriezelle ist; wobei eine zweite Batteriezelle innerhalb des Batteriemodulgehäuses positioniert ist; wobei die elektrische Übertragungsbaugruppe ferner einschließt: ein positives Verbindermodul, das die weibliche Klemmenbaugruppe und die Schiene einschließt, wobei die Schiene eine erste Schiene ist; ein negatives Verbindermodul, das eine zweite weibliche Klemmenbaugruppe und eine zweite Schiene einschließt; ein Strombrücken-Schnittstellenmodul und eine dritte Schiene; und wobei (a) ein Pluspol der ersten Batteriezelle elektrisch mit der ersten Schiene gekoppelt ist, (b) ein Minuspol der ersten Batteriezelle mit der dritten Schiene elektrisch gekoppelt ist, (c) ein Pluspol der zweiten Batteriezelle mit der dritten Schiene elektrisch gekoppelt ist, (d) ein Minuspol der zweiten Batteriezelle mit der zweiten Schiene elektrisch gekoppelt ist.
Batteriesatz nach Anspruch 97, wobei: (i) die erste Schiene und die dritte Schiene bimetallisch sind und (ii) die zweite Schiene nicht bimetallisch ist.
Batteriesatz nach Anspruch 97, wobei das positive Verbindermodul, das negative Verbindermodul und das Strombrücken-Schnittstellenmodul aus einem nicht leitfähigen Material gebildet sind.
Batteriesatz nach einem der Ansprüche 61 bis 77, wobei die Batteriezelle eine erste Batteriezelle ist; wobei das erste Batteriemodul ferner eine zweite Batteriezelle, eine dritte Batteriezelle und eine vierte Batteriezelle einschließt; wobei die elektrische Übertragungsbaugruppe ferner einschließt: ein positives Verbindermodul, das die weibliche Klemmenbaugruppe und die Schiene einschließt, wobei die Schiene eine erste Schiene ist; ein negatives Verbindermodul, das eine zweite weibliche Klemmenbaugruppe und eine zweite Schiene einschließt; ein Strombrücken-Schnittstellenmodul und eine dritte Schiene; ein erstes Außenschnittstellenmodul mit einer vierten Schiene und ein zweites Außenschnittstellenmodul mit einer fünften Schiene; und wobei (a) ein Pluspol der ersten Batteriezelle mit der ersten Schiene elektrisch gekoppelt ist, (b) ein Minuspol der ersten Batteriezelle mit der vierten Schiene elektrisch gekoppelt ist, (c) ein Pluspol der zweiten Batteriezelle mit der vierten Schiene elektrisch gekoppelt ist, (d) ein Minuspol der zweiten Batteriezelle mit der fünften Schiene elektrisch gekoppelt ist, (e) ein Pluspol der dritten Batteriezelle mit der fünften Schiene elektrisch gekoppelt ist, (f) ein Minuspol der dritten Batteriezelle mit der dritten Schiene elektrisch gekoppelt ist, (g) ein Minuspol der vierten Batteriezelle mit der dritten Schiene elektrisch gekoppelt ist, (h) ein Minuspol der vierten Batteriezelle mit der zweiten Schiene elektrisch gekoppelt ist.
Batteriesatz nach einem der Ansprüche 61 bis 65 oder 69 bis 77, wobei die männliche Klemmenbaugruppe eine erste männliche Klemmenbaugruppe einschließt, die von der weiblichen Klemmenbaugruppe des ersten Batteriemoduls aufgenommen wird.
Batteriesatz nach Anspruch 101, ferner umfassend: eine zweite männliche Klemmenbaugruppe; ein zweites Batteriemodul, aufweisend: (i) ein Batteriemodulgehäuse; (ii) eine Batteriezelle, die innerhalb des Batteriemodulgehäuses positioniert ist; (iii) ein weibliches Klemmengehäuse, wobei mindestens eine Ausdehnung des weiblichen Klemmengehäuses außerhalb des Batteriemodulgehäuses positioniert ist; (iv) eine weibliche Klemmenbaugruppe, die eine männliche Klemmenbaugruppe aufnimmt, wobei die weibliche Klemmenbaugruppe innerhalb des weiblichen Klemmengehäuses positioniert ist, aber nicht durch das Batteriemodulgehäuse umschlossen ist; (v) eine elektrische Übertragungsbaugruppe, die innerhalb des Batteriemodulgehäuses positioniert ist, wobei die elektrische Übertragungsbaugruppe eine Schiene aufweist, die elektrisch mit sowohl der weiblichen Klemmenbaugruppe als auch der Batteriezelle gekoppelt ist, wobei elektrischer Strom zwischen der Batteriezelle, der Schiene und der weiblichen Klemmenbaugruppe während des Betriebs des zweiten Batteriemoduls fließt; und einen Leiter, der die erste männliche Klemmenbaugruppe und die zweite männliche Klemmenbaugruppe elektrisch und mechanisch verbindet, wodurch das erste Batteriemodul mit dem zweiten Batteriemodul elektrisch verbunden wird.
Batteriesatz nach einem der Ansprüche bis 60 oder 66 bis 68, ferner umfassend: eine männliche Klemmenbaugruppe, einschließlich einer ersten männlichen Klemmenbaugruppe, die von der weiblichen Klemmenbaugruppe des ersten Batteriemoduls aufgenommen wird eine zweite männliche Klemmenbaugruppe; ein zweites Batteriemodul, aufweisend: (i) ein Batteriemodulgehäuse; (ii) eine Batteriezelle, die innerhalb des Batteriemodulgehäuses positioniert ist; (iii) ein weibliches Klemmengehäuse, wobei mindestens eine Ausdehnung des weiblichen Klemmengehäuses außerhalb des Batteriemodulgehäuses positioniert ist; (iv) eine weibliche Klemmenbaugruppe, die eine männliche Klemmenbaugruppe aufnimmt, wobei die weibliche Klemmenbaugruppe innerhalb des weiblichen Klemmengehäuses positioniert ist, aber nicht durch das Batteriemodulgehäuse umschlossen ist; (v) eine elektrische Übertragungsbaugruppe, die innerhalb des Batteriemodulgehäuses positioniert ist, wobei die elektrische Übertragungsbaugruppe eine Schiene aufweist, die elektrisch mit sowohl der weiblichen Klemmenbaugruppe als auch der Batteriezelle gekoppelt ist, wobei elektrischer Strom zwischen der Batteriezelle, der Schiene und der weiblichen Klemmenbaugruppe während des Betriebs des zweiten Batteriemoduls fließt; und einen Leiter, der die erste männliche Klemmenbaugruppe und die zweite männliche Klemmenbaugruppe elektrisch und mechanisch verbindet, wodurch das erste Batteriemodul mit dem zweiten Batteriemodul elektrisch verbunden wird.
Batteriesatz nach einem der Ansprüche bis 60 oder 66 bis 68, ferner umfassend: eine männliche Klemmenbaugruppe, die eine erste männliche Klemmenbaugruppe ist, die von der weiblichen Klemmenbaugruppe des ersten Batteriemoduls aufgenommen wird; eine zweite männliche Klemmenbaugruppe: eine Batterieverwaltungsbaugruppe mit einer weiblichen Klemmenbaugruppe; und einen Leiter, der die erste männliche Klemmenbaugruppe und die zweite männliche Klemmenbaugruppe elektrisch und mechanisch verbindet, wodurch das erste Batteriemodul mit der Batterieverwaltungsbaugruppe elektrisch verbunden wird.
Batteriesatz zur Verwendung in einem Leistungsverwaltungssystem einer Anwendung, wobei der Batteriesatz umfasst: ein erstes Batteriemodul, aufweisend: (i) ein Batteriemodulgehäuse; (ii) eine Batteriezelle, die innerhalb des Batteriemodulgehäuses positioniert ist; (iii) ein dem Batteriemodulgehäuse zugeordnetes weibliches Klemmengehäuse, wobei mindestens eine Ausdehnung des weiblichen Klemmengehäuses außerhalb des Batteriemodulgehäuses positioniert ist; (iv) eine weibliche Klemmenbaugruppe, die innerhalb des weiblichen Klemmengehäuses positioniert ist, aber nicht durch das Batteriemodulgehäuse umschlossen ist; (v) eine elektrische Übertragungsbaugruppe, die innerhalb des Batteriemodulgehäuses positioniert ist und aufweist: ein positives Verbindermodul einschließlich der weiblichen Klemmenbaugruppe und einer ersten Schiene und ein negatives Verbindermodul einschließlich einer zweiten weiblichen Klemmenbaugruppe und einer zweiten Schiene; und wobei (a) ein Pluspol der Batteriezelle elektrisch mit der ersten Schiene gekoppelt ist und (b) ein Minuspol der Batteriezelle elektrisch mit der zweiten Schiene gekoppelt ist.
Batteriesatz nach Anspruch 105, ferner umfassend eine männliche Klemmenbaugruppe und wobei die weibliche Klemmenbaugruppe eine innere geneigte Wand aufweist, die konfiguriert ist, um eine Ausdehnung der männlichen Klemmenbaugruppe während ihrer Verbindung mit dem weiblichen Klemmengehäuse zu komprimieren.
Batteriesatz nach Anspruch 106, wobei die innere geneigte Wand einschließt: (a) eine hinterste Kante, die benachbart zu einer obersten Kante der weiblichen Klemmenbaugruppe positioniert ist, und (b) eine Innenoberfläche, die in Bezug auf eine Außenoberfläche des weiblichen Klemmengehäuses abgewinkelt ist.
Batteriesatz nach Anspruch 106, wobei ein erster Reibungswert gebildet wird, wenn die Ausdehnung der männlichen Klemmenbaugruppe mit der inneren geneigten Wand in Eingriff steht, die aus einem nichtmetallischen Material gebildet ist, und ein zweiter Reibungswert gebildet wird, wenn die Ausdehnung der männlichen Klemmenbaugruppe mit einer zweiten inneren geneigten Wand in Eingriff steht, die aus einem metallischen Material gebildet ist; und wobei der erste Reibungswert kleiner als der zweite Reibungswert ist.
Batteriesatz nach Anspruch 106, wobei (a) eine erste Kraft erforderlich ist, um die männliche Klemmenbaugruppe zu bewegen, wenn die Ausdehnung der männlichen Klemmenbaugruppe in Gleiteingriff mit der inneren geneigten Wand steht, und (b) eine zweite Kraft erforderlich ist, um die männliche Klemmenbaugruppe zu bewegen, wenn die Ausdehnung der männlichen Klemmenbaugruppe in der weiblichen Klemmenbaugruppe positioniert ist; und wobei die zweite Kraft kleiner als die erste Kraft ist.
Batteriesatz nach Anspruch 106, wobei das weibliche Klemmengehäuse aufweist: eine erste äußerste Kante, eine zweite äußerste Kante, die der ersten äußersten Kante gegenüberliegt, und einen Seitenwandabstand, der durch die erste und die zweite äußerste Kante definiert ist; eine erste hinterste Kante, eine zweite hinterste Kante, die der ersten hintersten Kante gegenüberliegt, und einen hintersten Kantenabstand, der durch die erste und die zweite hinterste Kante definiert ist; wobei die erste hinterste Kante in der Nähe einer ersten obersten Kante der weiblichen Klemmenbaugruppe positioniert ist; und wobei der hinterste Kantenabstand mindestens 1 % kleiner als der Seitenwandabstand ist.
Batteriesatz nach Anspruch 110, wobei die weibliche Klemmenbaugruppe eine zweite oberste Kante einschließt, die der ersten obersten Kante gegenüberliegt, und einen Aufnahmeabstand, der durch die erste und die zweite oberste Kante definiert ist; und wobei der Aufnahmeabstand größer als oder gleich dem hintersten Kantenabstand ist.
Batteriesatz nach Anspruch 111, wobei der Aufnahmeabstand kleiner als der Seitenwandabstand ist.
Batteriesatz nach Anspruch 105, ferner umfassend eine männliche Klemmenbaugruppe, und wobei die männliche Klemmenbaugruppe und die weibliche Klemmenbaugruppe zusammenwirken, um eine taktile Rückmeldung an einen Benutzer bereitzustellen, die den Benutzer informiert, dass die männliche Klemmenbaugruppe in der weiblichen Klemmenbaugruppe positioniert ist.
Batteriesatz nach Anspruch 113, wobei die taktile Rückmeldung ein Gefühl bereitstellt, dass die männliche Klemmenbaugruppe in die weibliche Klemmenbaugruppe gezogen wird.
Batteriesatz nach Anspruch 105, ferner umfassend eine männliche Klemmenbaugruppe, und wobei, wenn die weibliche Klemmenbaugruppe die männliche Klemmenbaugruppe aufnimmt, jede Seite der weiblichen Klemmenbaugruppe in Kontakt mit einer Ausdehnung der männlichen Klemmenbaugruppe ist.
Batteriesatz nach Anspruch 105, ferner umfassend eine männliche Klemmenbaugruppe, und wobei, wenn die weibliche Klemmenbaugruppe die männliche Klemmenbaugruppe aufnimmt, die männliche Klemmenbaugruppe eine nach außen gerichtete Kraft auf jede Seite der weiblichen Klemmenbaugruppe ausübt.
Batteriesatz nach Anspruch 105, ferner umfassend eine männliche Klemmenbaugruppe, und wobei, wenn die weibliche Klemmenbaugruppe die männliche Klemmenbaugruppe aufnimmt, die männlichen und weiblichen Baugruppen durch die strukturelle Konfiguration und Positionsbeziehung der weiblichen und männlichen Klemmenbaugruppen 360-Grad-konform sind.
Batteriesatz nach Anspruch 105, ferner umfassend eine männliche Klemmenbaugruppe, und wobei das Einführen einer Ausdehnung der männlichen Klemmenbaugruppe in eine Ausdehnung der weiblichen Klemmenbaugruppe eine Kraft erfordert, die kleiner als eine Einführkraftanforderung in Klasse 3 der USCAR-Spezifikation ist.
Batteriesatz nach Anspruch 105, ferner umfassend eine männliche Klemmenbaugruppe, und wobei das Einführen einer Ausdehnung der männlichen Klemmenbaugruppe in eine Ausdehnung der weiblichen Klemmenbaugruppe eine Kraft erfordert, die kleiner als eine Einführkraftanforderung in Klasse 2 der USCAR-Spezifikation ist.
Batteriesatz nach einem der Ansprüche 106 bis 109 oder 113 bis 119, wobei die männliche Klemmenbaugruppe einen männlichen Klemmenkörper mit einer Rückwand und eine Anordnung von Seitenwänden einschließt, die eine Aufnahme mit einer Öffnung definieren, wobei mindestens eine Seitenwand innerhalb der Anordnung von Seitenwänden einschließt: eine erste Kontaktarmöffnung, die durch die Seitenwand gebildet ist; ein Zwischensegment, das zwischen der ersten Kontaktarmöffnung und der Rückwand des männlichen Klemmenkörpers positioniert ist; ein Endsegment, das sich (i) von dem Zwischensegment aus und (ii) entlang der ersten Kontaktarmöffnung erstreckt; und einen ersten verformbaren Kontaktarm, der sich (i) in einem Auswärts-Winkel von dem Zwischensegment aus, (ii) entlang einer Ausdehnung der ersten Kontaktarmöffnung und (iii) zu einer vorderen Ausdehnung des männlichen Klemmkörpers erstreckt.
Batteriesatz nach Anspruch 120, wobei, wenn elektrischer Strom an den männlichen Klemmenkörper angelegt wird, kein elektrischer Strom durch das Endsegment fließen muss, um den ersten verformbaren Kontaktarm zu erreichen.
Batteriesatz nach einem der Ansprüche 106 bis 109 oder 113 bis 119, wobei die männliche Klemmenbaugruppe einen männlichen Klemmenkörper mit einer Anordnung von Seitenwänden einschließt, die eine Aufnahme definieren, wobei mindestens eine Seitenwand in der Anordnung von Seitenwänden einschließt: eine erste Kontaktarmöffnung, die durch die Seitenwand gebildet ist; eine zweite Kontaktarmöffnung, die durch die Seitenwand gebildet ist; ein Zwischensegment, das benachbart zu einer Ausdehnung der ersten und zweiten Kontaktarmöffnungen positioniert ist; ein Endsegment, das sich wie folgt erstreckt: (i) von dem Zwischensegment aus und (ii) entlang der ersten Kontaktarmöffnung; einen ersten verformbaren Kontaktarm, der sich wie folgt erstreckt: (i) von dem Zwischensegment aus und (ii) zwischen der ersten und der zweiten Kontaktarmöffnung; und einen zweiten verformbaren Kontaktarm, der sich wie folgt erstreckt: (i) von dem Zwischensegment aus und (ii) entlang der zweiten Kontaktarmöffnung.
Batteriesatz nach einem der Ansprüche 106 bis 109 oder 113 bis 119, wobei die männliche Klemmenbaugruppe einen männlichen Klemmenkörper mit einem Außenumfang einschließt; und wobei der Außenumfang aufweist: (a) eine unkomprimierte Abmessung, wenn der männliche Klemmkörper nicht innerhalb der weiblichen Klemmenbaugruppe eingeführt ist, und (b) eine komprimierte Abmessung, wenn der männliche Klemmkörper innerhalb der weiblichen Klemmenbaugruppe eingeführt ist, und wobei die komprimierte Abmessung kleiner als die komprimierte Abmessung ist.
Batteriesatz nach einem der Ansprüche 106 bis 109 oder 113 bis 119, wobei die männliche Klemmenbaugruppe ein inneres Federelement einschließt, das konfiguriert ist, um innerhalb eines männlichen Klemmenkörpers der männlichen Klemmenbaugruppe positioniert zu werden.
Batteriesatz nach Anspruch 124, wobei das innere Federelement einen ersten Federarm einschließt, dem eine gekrümmte Ausdehnung fehlt.
Batteriesatz nach einem der Ansprüche 106 bis 109 oder 113 bis 119, wobei die männliche Klemmenbaugruppe einschließt: (i) einen männlichen Klemmenkörper mit einer Aufnahme und einem ersten Kontaktarm und (ii) ein inneres Federelement, das bemessen ist, um sich innerhalb der Aufnahme der männlichen Klemmenbaugruppe zu befinden und das einen ersten Federarm aufweist; und wobei die weibliche Klemmenbaugruppe eine Aufnahme aufweist, die bemessen ist, um einen Abschnitt sowohl der männlichen Klemmenbaugruppe als auch des inneren Federelements aufzunehmen, das sich innerhalb der Aufnahme der männlichen Klemmenbaugruppe befindet, um eine verbundene Position zu definieren.
Batteriesatz nach Anspruch 126, wobei der erste Federarm konfiguriert ist, um eine Vorspannkraft auf den ersten Kontaktarm unter gewissen Betriebsbedingungen des ersten Batteriemoduls bereitzustellen.
Batteriesatz nach Anspruch 126, wobei in der verbundenen Position und wenn das erste Batteriemodul einer Umgebung mit einer ersten Temperatur ausgesetzt ist, der erste Federarm eine erste nach außen gerichtete Kraft auf den ersten Kontaktarm ausübt; und wobei in der verbundenen Position und wenn das erste Batteriemodul einer Umgebung mit einer zweiten Temperatur ausgesetzt ist, die höher als die erste Temperatur ist, der erste Federarm eine zweite nach außen gerichtete Kraft auf den ersten Kontaktarm ausübt, die größer als die erste nach außen gerichtete Kraft ist.
Batteriesatz nach einem der Ansprüche 106 bis 109 oder 113 bis 119, wobei die männliche Klemmenbaugruppe einschließt: (i) einen männlichen Klemmenkörper mit einem Kontaktarm und (ii) einem inneren Federelement; und wobei das Einführen des männlichen Klemmenkörpers in die weibliche Klemmenbaugruppe bewirkt, dass sich eine Ausdehnung des inneren Federelements nach innen verformt, wodurch eine Federvorspannkraft geschaffen wird, die den Kontaktarm mit einer Innenoberfläche der weiblichen Klemmenbaugruppe in Eingriff hält.
Batteriesatz nach Anspruch 129, wobei die Federvorspannkraft eine nach außen gerichtete Richtung aufweist und die Kraft zunimmt, wenn das erste Batteriemodul erhöhten Temperaturen ausgesetzt ist.
Batteriesatz nach einem der Ansprüche 106 bis 109 oder 113 bis 119, wobei die männliche Klemmenbaugruppe einschließt: (i) einen männlichen Klemmenkörper, der aus einem ersten Material mit einem ersten Wärmeausdehnungskoeffizienten gebildet ist, wobei der männliche Klemmenkörper eine Vielzahl von länglichen Kontaktbalken aufweist, die angeordnet sind, um eine Aufnahme zu definieren, und (ii) ein inneres Federelement, das aus einem zweiten Material mit einem zweiten Wärmeausdehnungskoeffizienten gebildet ist, der größer ist als der erste Wärmeausdehnungskoeffizient des männlichen Klemmenkörpers, wobei das innere Federelement eine Vielzahl von Federarmen aufweist.
Batteriesatz nach Anspruch 105, wobei die erste Schiene bimetallisch ist und die zweite Schiene nicht bimetallisch ist.
Batteriesatz nach Anspruch 105, wobei der Pluspol der Batteriezelle mit der ersten Schiene verschweißt ist und der Minuspol der Batteriezelle mit der zweiten Schiene verschweißt ist.
Batteriesatz nach Anspruch 105, wobei der Pluspol und der Minuspol der Batteriezelle nicht mit der ersten Schiene und der zweiten Schiene verschraubt sind.
Batteriesatz nach Anspruch 105, wobei die positiven und negativen Verbindermodule in dem Batteriemodulgehäuse ohne Verwendung von Bolzen- oder Gewindebefestigungen gesichert sind.
Batteriesatz nach Anspruch 105, wobei das weibliche Klemmengehäuse einstückig in dem positiven Verbindermodul ausgebildet ist.
Batteriesatz nach einem der Ansprüche 106 bis 109 oder 113 bis 119, wobei die männliche Klemmenbaugruppe eine erste männliche Klemmenbaugruppe einschließt, die von der weiblichen Klemmenbaugruppe des ersten Batteriemoduls aufgenommen wird.
Batteriesatz nach Anspruch 137, ferner umfassend: eine zweite männliche Klemmenbaugruppe; ein zweites Batteriemodul, aufweisend: (i) ein Batteriemodulgehäuse; (ii) eine Batteriezelle, die innerhalb des Batteriemodulgehäuses positioniert ist; (iii) ein weibliches Klemmengehäuse, wobei mindestens eine Ausdehnung des weiblichen Klemmengehäuses außerhalb des Batteriemodulgehäuses positioniert ist; (iv) eine weibliche Klemmenbaugruppe, die eine männliche Klemmenbaugruppe aufnimmt, wobei die weibliche Klemmenbaugruppe innerhalb des weiblichen Klemmengehäuses positioniert ist, aber nicht durch das Batteriemodulgehäuse umschlossen ist; (v) eine elektrische Übertragungsbaugruppe, die innerhalb des Batteriemodulgehäuses positioniert ist, wobei die elektrische Übertragungsbaugruppe eine Schiene aufweist, die elektrisch mit sowohl der weiblichen Klemmenbaugruppe als auch der Batteriezelle gekoppelt ist, wobei elektrischer Strom zwischen der Batteriezelle, der Schiene und der weiblichen Klemmenbaugruppe während des Betriebs des zweiten Batteriemoduls fließt; und einen Leiter, der die erste männliche Klemmenbaugruppe und die zweite männliche Klemmenbaugruppe elektrisch und mechanisch verbindet, wodurch das erste Batteriemodul mit dem zweiten Batteriemodul elektrisch verbunden wird.
Batteriesatz nach einem der Ansprüche bis 105 oder 110 bis 112, ferner umfassend: eine männliche Klemmenbaugruppe, einschließlich einer ersten männlichen Klemmenbaugruppe, die von der weiblichen Klemmenbaugruppe des ersten Batteriemoduls aufgenommen wird eine zweite männliche Klemmenbaugruppe; ein zweites Batteriemodul, aufweisend: (i) ein Batteriemodulgehäuse; (ii) eine Batteriezelle, die innerhalb des Batteriemodulgehäuses positioniert ist; (iii) ein weibliches Klemmengehäuse, wobei mindestens eine Ausdehnung des weiblichen Klemmengehäuses außerhalb des Batteriemodulgehäuses positioniert ist; (iv) eine weibliche Klemmenbaugruppe, die eine männliche Klemmenbaugruppe aufnimmt, wobei die weibliche Klemmenbaugruppe innerhalb des weiblichen Klemmengehäuses positioniert ist, aber nicht durch das Batteriemodulgehäuse umschlossen ist; (v) eine elektrische Übertragungsbaugruppe, die innerhalb des Batteriemodulgehäuses positioniert ist, wobei die elektrische Übertragungsbaugruppe eine Schiene aufweist, die elektrisch mit sowohl der weiblichen Klemmenbaugruppe als auch der Batteriezelle gekoppelt ist, wobei elektrischer Strom zwischen der Batteriezelle, der Schiene und der weiblichen Klemmenbaugruppe während des Betriebs des zweiten Batteriemoduls fließt; und einen Leiter, der die erste männliche Klemmenbaugruppe und die zweite männliche Klemmenbaugruppe elektrisch und mechanisch verbindet, wodurch das erste Batteriemodul mit dem zweiten Batteriemodul elektrisch verbunden wird.
Batteriesatz nach einem der Ansprüche bis 105 oder 110 bis 112, ferner umfassend: eine männliche Klemmenbaugruppe, die eine erste männliche Klemmenbaugruppe ist, die von der weiblichen Klemmenbaugruppe des ersten Batteriemoduls aufgenommen wird; eine zweite männliche Klemmenbaugruppe: eine Batterieverwaltungsbaugruppe mit einer weiblichen Klemmenbaugruppe; und einen Leiter, der die erste männliche Klemmenbaugruppe und die zweite männliche Klemmenbaugruppe elektrisch und mechanisch verbindet, wodurch das erste Batteriemodul mit der Batterieverwaltungsbaugruppe elektrisch verbunden wird.
Batteriesatz zur Verwendung in einem Leistungsverwaltungssystem einer Anwendung, wobei der Batteriesatz umfasst: eine bolzenlose Schiene mit einer ersten männlichen Klemmenbaugruppe und einer zweiten männlichen Klemmenbaugruppe; ein erstes Batteriemodul, aufweisend: (i) eine interne Batteriezelle, die innerhalb eines Batteriemodulgehäuses positioniert ist (ii) eine weibliche Verbinderbaugruppe mit einem ersten weiblichen Klemmengehäuse, das dem Batteriemodulgehäuse zugeordnet ist, und eine erste weibliche Klemmenbaugruppe, die innerhalb des ersten weiblichen Klemmengehäuses positioniert ist, und wobei die erste weibliche Klemmenbaugruppe nicht von dem Batteriemodulgehäuse umschlossen ist und bemessen ist, um eine Ausdehnung der ersten männlichen Klemmenbaugruppe aufzunehmen; ein zweites Batteriemodul, aufweisend: (i) eine interne Batteriezelle, die innerhalb eines Batteriemodulgehäuses positioniert ist (ii) eine weibliche Verbinderbaugruppe mit einem zweiten weiblichen Klemmengehäuse, das dem Batteriemodulgehäuse zugeordnet ist, und eine zweite weibliche Klemmenbaugruppe, die innerhalb des zweiten weiblichen Klemmengehäuses positioniert ist, und wobei die erste weibliche Klemmenbaugruppe nicht von dem Batteriemodulgehäuse umschlossen ist und bemessen ist, um eine Ausdehnung der zweiten männlichen Klemmenbaugruppe aufzunehmen; und wobei, wenn die erste männliche Klemmenbaugruppe innerhalb einer Ausdehnung der ersten weiblichen Klemmenbaugruppe positioniert ist und die zweite männliche Klemmenbaugruppe innerhalb einer Ausdehnung der zweiten weiblichen Klemmenbaugruppe positioniert ist, die bolzenlose Schiene das erste Batteriemodul elektrisch mit dem zweiten Batteriemodul koppelt.
Batteriesatz nach Anspruch 141, wobei das erste weibliche Klemmengehäuse eine innere geneigte Wand einschließt, die konfiguriert ist, um eine Ausdehnung der ersten männlichen Klemmenbaugruppe während ihrer Verbindung mit dem weiblichen Klemmengehäuse zu komprimieren.
Batteriesatz nach Anspruch 142, wobei die innere geneigte Wand einschließt: (a) eine hinterste Kante, die benachbart zu einer obersten Kante der weiblichen Klemmenbaugruppe positioniert ist, und (b) eine Innenoberfläche, die in Bezug auf eine Außenoberfläche des weiblichen Klemmengehäuses abgewinkelt ist.
Batteriesatz nach Anspruch 143, wobei ein Innenwinkel zwischen der Innenoberfläche der inneren geneigten Wand und der Außenoberfläche des weiblichen Klemmengehäuses zwischen 1 % und 15 % beträgt.
Batteriesatz nach Anspruch 142, wobei ein erster Reibungswert gebildet wird, wenn die Ausdehnung der ersten männlichen Klemmenbaugruppe mit der inneren geneigten Wand in Eingriff steht, die aus einem nichtmetallischen Material gebildet ist, und ein zweiter Reibungswert gebildet wird, wenn die Ausdehnung der ersten männlichen Klemmenbaugruppe mit einer zweiten inneren geneigten Wand in Eingriff steht, die aus einem metallischen Material gebildet ist; und wobei der erste Reibungswert kleiner als der zweite Reibungswert ist.
Batteriesatz nach Anspruch 142, wobei (a) eine erste Kraft erforderlich ist, um die erste männliche Klemmenbaugruppe zu bewegen, wenn die Ausdehnung der ersten männlichen Klemmenbaugruppe in Gleiteingriff mit der inneren geneigten Wand steht, und (b) eine zweite Kraft erforderlich ist, um die erste männliche Klemmenbaugruppe zu bewegen, wenn die Ausdehnung der ersten männlichen Klemmenbaugruppe in der ersten weiblichen Klemmenbaugruppe positioniert ist; und wobei die zweite Kraft kleiner als die erste Kraft ist.
Batteriesatz nach Anspruch 141, wobei das weibliche Klemmengehäuse aufweist: eine erste äußerste Kante, eine zweite äußerste Kante, die der ersten äußersten Kante gegenüberliegt, und einen Seitenwandabstand, der durch die erste und die zweite äußerste Kante definiert ist; eine erste hinterste Kante, eine zweite hinterste Kante, die der ersten hintersten Kante gegenüberliegt, und einen hintersten Kantenabstand, der durch die erste und die zweite hinterste Kante definiert ist; wobei die erste hinterste Kante in der Nähe einer ersten obersten Kante der ersten weiblichen Klemmenbaugruppe positioniert ist; und wobei der hinterste Kantenabstand mindestens 1 % kleiner als der Seitenwandabstand ist.
Batteriesatz nach Anspruch 147, wobei die erste weibliche Klemmenbaugruppe eine zweite oberste Kante einschließt, die der ersten obersten Kante gegenüberliegt, und einen Aufnahmeabstand, der durch die erste und die zweite oberste Kante definiert ist; und wobei der Aufnahmeabstand größer als oder gleich dem hintersten Kantenabstand ist.
Batteriesatz nach Anspruch 148, wobei der Aufnahmeabstand kleiner als der Seitenwandabstand ist.
Batteriesatz nach Anspruch 141, wobei die erste männliche Klemmenbaugruppe und die erste weibliche Klemmenbaugruppe zusammenwirken, um eine taktile Rückmeldung an einen Benutzer bereitzustellen, die den Benutzer darüber informiert, dass die erste männliche Klemmenbaugruppe in der ersten weiblichen Klemmenbaugruppe positioniert ist.
Batteriesatz nach Anspruch 150, wobei die taktile Rückmeldung ein Gefühl bereitstellt, dass die erste männliche Klemmenbaugruppe in die erste weibliche Klemmenbaugruppe gezogen wird.
Batteriesatz nach Anspruch 141, wobei, wenn die erste weibliche Klemmenbaugruppe die erste männliche Klemmenbaugruppe aufnimmt, jede Seite der ersten weiblichen Klemmenbaugruppe mit einer Ausdehnung der ersten männlichen Klemmenbaugruppe in Kontakt ist.
Batteriesatz nach Anspruch 141, wobei, wenn die erste weibliche Klemmenbaugruppe die erste männliche Klemmenbaugruppe aufnimmt, die erste männliche Klemmenbaugruppe eine nach außen gerichtete Kraft auf jede Seite der ersten weiblichen Klemmenbaugruppe ausübt.
Batteriesatz nach Anspruch 141, wobei, wenn die erste weibliche Klemmenbaugruppe die erste männliche Klemmenbaugruppe aufnimmt, die ersten männlichen und ersten weiblichen Baugruppen durch die strukturelle Konfiguration und Positionsbeziehung der weiblichen und männlichen Klemmenbaugruppen 360-Grad-konform sind.
Batteriesatz nach Anspruch 141, wobei das Einführen einer Ausdehnung der ersten männlichen Klemmenbaugruppe in eine Ausdehnung der ersten weiblichen Klemmenbaugruppe eine Kraft erfordert, die kleiner als eine Einführkraftanforderung in der Klasse 3 der USCAR-Spezifikation ist.
Batteriesatz nach Anspruch 141, wobei das Einführen einer Ausdehnung der ersten männlichen Klemmenbaugruppe in eine Ausdehnung der ersten weiblichen Klemmenbaugruppe weniger als 45 Newton erfordert.
Batteriesatz nach Anspruch 141, wobei das Einführen einer Ausdehnung der ersten männlichen Klemmenbaugruppe in eine Ausdehnung der ersten weiblichen Klemmenbaugruppe keine Hebelunterstützung erfordert.
Batteriesatz nach einem der Ansprüche oder 141 bis 157, wobei die erste männliche Klemmenbaugruppe einen männlichen Klemmenkörper mit einer Rückwand und eine Anordnung von Seitenwänden einschließt, die eine Aufnahme mit einer Öffnung definieren, wobei mindestens eine Seitenwand innerhalb der Anordnung von Seitenwänden einschließt: eine erste Kontaktarmöffnung, die durch die Seitenwand gebildet ist; ein Zwischensegment, das zwischen der ersten Kontaktarmöffnung und der Rückwand des männlichen Klemmenkörpers positioniert ist; ein Endsegment, das sich (i) von dem Zwischensegment aus und (ii) entlang der ersten Kontaktarmöffnung erstreckt; und einen ersten verformbaren Kontaktarm, der sich (i) in einem Auswärts-Winkel von dem Zwischensegment aus, (ii) entlang einer Ausdehnung der ersten Kontaktarmöffnung und (iii) zu einer vorderen Ausdehnung des männlichen Klemmkörpers erstreckt.
Batteriesatz nach Anspruch 158, wobei, wenn elektrischer Strom an den männlichen Klemmenkörper angelegt wird, kein elektrischer Strom durch das Endsegment fließen muss, um den ersten verformbaren Kontaktarm zu erreichen.
Batteriesatz nach einem der Ansprüche oder 141 bis 157, wobei die erste männliche Klemmenbaugruppe einen männlichen Klemmenkörper mit einer Anordnung von Seitenwänden einschließt, die eine Aufnahme definieren, wobei mindestens eine Seitenwand in der Anordnung von Seitenwänden einschließt: eine erste Kontaktarmöffnung, die durch die Seitenwand gebildet ist; eine zweite Kontaktarmöffnung, die durch die Seitenwand gebildet ist; ein Zwischensegment, das benachbart zu einer Ausdehnung der ersten und zweiten Kontaktarmöffnungen positioniert ist; ein Endsegment, das sich wie folgt erstreckt: (i) von dem Zwischensegment aus und (ii) entlang der ersten Kontaktarmöffnung; einen ersten verformbaren Kontaktarm, der sich wie folgt erstreckt: (i) von dem Zwischensegment aus und (ii) zwischen der ersten und der zweiten Kontaktarmöffnung; und einen zweiten verformbaren Kontaktarm, der sich wie folgt erstreckt: (i) von dem Zwischensegment aus und (ii) entlang der zweiten Kontaktarmöffnung.
Batteriesatz nach einem der Ansprüche oder 141 bis 157, wobei die erste männliche Klemmenbaugruppe einen männlichen Klemmenkörper mit einem Außenumfang einschließt; und wobei der Außenumfang aufweist: (a) eine unkomprimierte Abmessung, wenn der männliche Klemmkörper nicht innerhalb der ersten weiblichen Klemmenbaugruppe eingeführt ist, und (b) eine komprimierte Abmessung, wenn der männliche Klemmkörper innerhalb der ersten weiblichen Klemmenbaugruppe eingeführt ist, und wobei die komprimierte Abmessung kleiner als die komprimierte Abmessung ist.
Batteriesatz nach einem der Ansprüche oder 141 bis 157, wobei die erste männliche Klemmenbaugruppe ein inneres Federelement einschließt, das konfiguriert ist, um innerhalb eines männlichen Klemmenkörpers der ersten männlichen Klemmenbaugruppe positioniert zu werden.
Batteriesatz nach Anspruch 162, wobei das innere Federelement einen ersten Federarm einschließt, dem eine gekrümmte Ausdehnung fehlt.
Batteriesatz nach einem der Ansprüche oder 141 bis 157, wobei die erste männliche Klemmenbaugruppe einschließt: (i) einen männlichen Klemmenkörper mit einer Aufnahme und einem ersten Kontaktarm und (ii) ein inneres Federelement, das bemessen ist, um sich innerhalb der Aufnahme der ersten männlichen Klemmenbaugruppe zu befinden und das einen ersten Federarm aufweist; und wobei die erste weibliche Klemmenbaugruppe eine Aufnahme aufweist, die bemessen ist, um einen Abschnitt sowohl der ersten männlichen Klemmenbaugruppe als auch des inneren Federelements aufzunehmen, das sich innerhalb der Aufnahme der ersten männlichen Klemmenbaugruppe befindet, um eine verbundene Position zu definieren.
Batteriesatz nach Anspruch 164, wobei der erste Federarm konfiguriert ist, um eine Vorspannkraft auf den ersten Kontaktarm unter gewissen Betriebsbedingungen des ersten Batteriemoduls bereitzustellen.
Batteriesatz nach Anspruch 165, wobei ein Restmaterialgedächtnis des inneren Federelements die Vorspannkraft auf den ersten Kontaktarm während des Betriebs des ersten Batteriemoduls erhöht.
Batteriesatz nach Anspruch 165, wobei in der verbundenen Position und wenn das erste Batteriemodul einer Umgebung mit einer ersten Temperatur ausgesetzt ist, der erste Federarm eine erste nach außen gerichtete Kraft auf den ersten Kontaktarm ausübt; und wobei in der verbundenen Position und wenn das erste Batteriemodul einer Umgebung mit einer zweiten Temperatur ausgesetzt ist, die höher als die erste Temperatur ist, der erste Federarm eine zweite nach außen gerichtete Kraft auf den ersten Kontaktarm ausübt, die größer als die erste nach außen gerichtete Kraft ist.
Batteriesatz nach einem der Ansprüche oder 141 bis 157, wobei die erste männliche Klemmenbaugruppe einschließt: (i) einen männlichen Klemmenkörper mit einem Kontaktarm und (ii) einem inneren Federelement; und wobei das Einführen des männlichen Klemmenkörpers in die erste weibliche Klemmenbaugruppe bewirkt, dass sich eine Ausdehnung des inneren Federelements nach innen verformt, wodurch eine Federvorspannkraft geschaffen wird, die den Kontaktarm mit einer Innenoberfläche der ersten weiblichen Klemmenbaugruppe in Eingriff hält.
Batteriesatz nach Anspruch 168, wobei die Federvorspannkraft eine nach außen gerichtete Richtung aufweist und die Kraft zunimmt, wenn das erste Batteriemodul erhöhten Temperaturen ausgesetzt ist.
Batteriesatz nach einem der Ansprüche oder 141 bis 157, wobei die erste männliche Klemmenbaugruppe einschließt: (i) einen männlichen Klemmenkörper, der aus einem ersten Material mit einem ersten Wärmeausdehnungskoeffizienten gebildet ist, wobei der männliche Klemmenkörper eine Vielzahl von länglichen Kontaktbalken aufweist, die angeordnet sind, um eine Aufnahme zu definieren, und (ii) ein inneres Federelement, das aus einem zweiten Material mit einem zweiten Wärmeausdehnungskoeffizienten gebildet ist, der größer ist als der erste Wärmeausdehnungskoeffizient des männlichen Klemmenkörpers, wobei das innere Federelement eine Vielzahl von Federarmen aufweist.
Batteriesatz nach einem der Ansprüche 141 bis 157, wobei die elektrische Übertragungsbaugruppe ferner einschließt: ein positives Verbindermodul, das die erste weibliche Klemmenbaugruppe und die Schiene einschließt, wobei die Schiene eine erste Schiene ist; ein negatives Verbindermodul, das eine dritte weibliche Klemmenbaugruppe und eine zweite Schiene einschließt; und wobei (a) ein Pluspol der Batteriezelle elektrisch mit der ersten Schiene gekoppelt ist und (b) ein Minuspol der Batteriezelle elektrisch mit der zweiten Schiene gekoppelt ist.
Batteriesatz nach Anspruch 171, wobei die erste Schiene bimetallisch ist und die zweite Schiene nicht bimetallisch ist.
Batteriesatz nach Anspruch 171, wobei der Pluspol der Batteriezelle mit der ersten Schiene verschweißt ist und der Minuspol der Batteriezelle mit der zweiten Schiene verschweißt ist.
Batteriesatz nach Anspruch 171, wobei der Pluspol und der Minuspol der Batteriezelle nicht mit der ersten Schiene und der zweiten Schiene verschraubt sind.
Batteriesatz nach Anspruch 171, wobei die positiven und negativen Verbindermodule in dem Batteriemodulgehäuse ohne Verwendung von Bolzen- oder Gewindebefestigungen gesichert sind.
Batteriesatz nach Anspruch 171, wobei das weibliche Klemmengehäuse einstückig in dem positiven Verbindermodul ausgebildet ist.
Batteriemodul zur Verwendung in einem Batteriesatz eines Leistungsverwaltungssystems, wobei das Batteriemodul umfasst: (i) ein Batteriemodulgehäuse; (ii) eine Batteriezelle, die innerhalb des Batteriemodulgehäuses positioniert ist; (iii) ein weibliches Klemmengehäuse, wobei mindestens eine Ausdehnung des weiblichen Klemmengehäuses außerhalb des Batteriemodulgehäuses positioniert ist; (iv) eine weibliche Klemmenbaugruppe, die innerhalb des weiblichen Klemmengehäuses positioniert ist, aber nicht durch das Batteriemodulgehäuse umschlossen ist; und (v) eine elektrische Übertragungsbaugruppe, die innerhalb des Batteriemodulgehäuses positioniert ist, wobei die elektrische Übertragungsbaugruppe eine Schiene aufweist, die elektrisch mit sowohl der weiblichen Klemmenbaugruppe als auch der Batteriezelle gekoppelt ist, wobei elektrischer Strom zwischen der Batteriezelle, der Schiene und der weiblichen Klemmenbaugruppe während des Betriebs des ersten Batteriemoduls fließt.
Batteriesatz nach Anspruch 177, ferner umfassend eine männliche Klemmenbaugruppe und wobei die weibliche Klemmenbaugruppe eine innere geneigte Wand aufweist, die konfiguriert ist, um eine Ausdehnung der männlichen Klemmenbaugruppe während ihrer Verbindung mit dem weiblichen Klemmengehäuse zu komprimieren.
Batteriesatz nach Anspruch 178, wobei die innere geneigte Wand einschließt: (a) eine hinterste Kante, die benachbart zu einer obersten Kante der weiblichen Klemmenbaugruppe positioniert ist, und (b) eine Innenoberfläche, die in Bezug auf eine Außenoberfläche des weiblichen Klemmengehäuses abgewinkelt ist.
Batteriesatz nach Anspruch 178, wobei ein erster Reibungswert gebildet wird, wenn die Ausdehnung der männlichen Klemmenbaugruppe mit der inneren geneigten Wand in Eingriff steht, die aus einem nichtmetallischen Material gebildet ist, und ein zweiter Reibungswert gebildet wird, wenn die Ausdehnung der männlichen Klemmenbaugruppe mit einer zweiten inneren geneigten Wand in Eingriff steht, die aus einem metallischen Material gebildet ist; und wobei der erste Reibungswert kleiner als der zweite Reibungswert ist.
Batteriesatz nach Anspruch 178, wobei (a) eine erste Kraft erforderlich ist, um die männliche Klemmenbaugruppe zu bewegen, wenn die Ausdehnung der männlichen Klemmenbaugruppe in Gleiteingriff mit der inneren geneigten Wand steht, und (b) eine zweite Kraft erforderlich ist, um die männliche Klemmenbaugruppe zu bewegen, wenn die Ausdehnung der männlichen Klemmenbaugruppe in der weiblichen Klemmenbaugruppe positioniert ist; und wobei die zweite Kraft kleiner als die erste Kraft ist.
Batteriesatz nach Anspruch 178, wobei das weibliche Klemmengehäuse aufweist: eine erste äußerste Kante, eine zweite äußerste Kante, die der ersten äußersten Kante gegenüberliegt, und einen Seitenwandabstand, der durch die erste und die zweite äußerste Kante definiert ist; eine erste hinterste Kante, eine zweite hinterste Kante, die der ersten hintersten Kante gegenüberliegt, und einen hintersten Kantenabstand, der durch die erste und die zweite hinterste Kante definiert ist; wobei die erste hinterste Kante in der Nähe einer ersten obersten Kante der weiblichen Klemmenbaugruppe positioniert ist; und wobei der hinterste Kantenabstand mindestens 1 % kleiner als der Seitenwandabstand ist.
Batteriesatz nach Anspruch 182, wobei die weibliche Klemmenbaugruppe eine zweite oberste Kante einschließt, die der ersten obersten Kante gegenüberliegt, und einen Aufnahmeabstand, der durch die erste und die zweite oberste Kante definiert ist; und wobei der Aufnahmeabstand größer als oder gleich dem hintersten Kantenabstand ist.
Batteriesatz nach Anspruch 183, wobei der Aufnahmeabstand kleiner als der Seitenwandabstand ist.
Batteriesatz nach Anspruch 177, ferner umfassend eine männliche Klemmenbaugruppe, und wobei die männliche Klemmenbaugruppe und die weibliche Klemmenbaugruppe zusammenwirken, um eine taktile Rückmeldung an einen Benutzer bereitzustellen, die den Benutzer informiert, dass die männliche Klemmenbaugruppe in der weiblichen Klemmenbaugruppe positioniert ist.
Batteriesatz nach Anspruch 185, wobei die taktile Rückmeldung ein Gefühl bereitstellt, dass die männliche Klemmenbaugruppe in die weibliche Klemmenbaugruppe gezogen wird.
Batteriesatz nach Anspruch 177, ferner umfassend eine männliche Klemmenbaugruppe, und wobei, wenn die weibliche Klemmenbaugruppe die männliche Klemmenbaugruppe aufnimmt, jede Seite der weiblichen Klemmenbaugruppe in Kontakt mit einer Ausdehnung der männlichen Klemmenbaugruppe ist.
Batteriesatz nach Anspruch 177, ferner umfassend eine männliche Klemmenbaugruppe, und wobei, wenn die weibliche Klemmenbaugruppe die männliche Klemmenbaugruppe aufnimmt, die männliche Klemmenbaugruppe eine nach außen gerichtete Kraft auf jede Seite der weiblichen Klemmenbaugruppe ausübt.
Batteriesatz nach Anspruch 177, ferner umfassend eine männliche Klemmenbaugruppe, und wobei, wenn die weibliche Klemmenbaugruppe die männliche Klemmenbaugruppe aufnimmt, die männlichen und weiblichen Baugruppen durch die strukturelle Konfiguration und Positionsbeziehung der weiblichen und männlichen Klemmenbaugruppen 360-Grad-konform sind.
Batteriesatz nach Anspruch 177, ferner umfassend eine männliche Klemmenbaugruppe, und wobei das Einführen einer Ausdehnung der männlichen Klemmenbaugruppe in eine Ausdehnung der weiblichen Klemmenbaugruppe eine Kraft erfordert, die kleiner als eine Einführkraftanforderung in Klasse 3 der USCAR-Spezifikation ist.
Batteriesatz nach Anspruch 177, ferner umfassend eine männliche Klemmenbaugruppe, und wobei das Einführen einer Ausdehnung der männlichen Klemmenbaugruppe in eine Ausdehnung der weiblichen Klemmenbaugruppe eine Kraft erfordert, die kleiner als eine Einführkraftanforderung in Klasse 2 der USCAR-Spezifikation ist.
Batteriesatz nach einem der Ansprüche 178 bis 181 oder 185 bis 191, wobei die männliche Klemmenbaugruppe einen männlichen Klemmenkörper mit einer Rückwand und eine Anordnung von Seitenwänden einschließt, die eine Aufnahme mit einer Öffnung definieren, wobei mindestens eine Seitenwand innerhalb der Anordnung von Seitenwänden einschließt: eine erste Kontaktarmöffnung, die durch die Seitenwand gebildet ist; ein Zwischensegment, das zwischen der ersten Kontaktarmöffnung und der Rückwand des männlichen Klemmenkörpers positioniert ist; ein Endsegment, das sich (i) von dem Zwischensegment aus und (ii) entlang der ersten Kontaktarmöffnung erstreckt; und einen ersten verformbaren Kontaktarm, der sich (i) in einem Auswärts-Winkel von dem Zwischensegment aus, (ii) entlang einer Ausdehnung der ersten Kontaktarmöffnung und (iii) zu einer vorderen Ausdehnung des männlichen Klemmkörpers erstreckt.
Batteriesatz nach Anspruch 192, wobei, wenn elektrischer Strom an den männlichen Klemmenkörper angelegt wird, kein elektrischer Strom durch das Endsegment fließen muss, um den ersten verformbaren Kontaktarm zu erreichen.
Batteriesatz nach einem der Ansprüche 178 bis 181 oder 185 bis 191, wobei die männliche Klemmenbaugruppe einen männlichen Klemmenkörper mit einer Anordnung von Seitenwänden einschließt, die eine Aufnahme definieren, wobei mindestens eine Seitenwand in der Anordnung von Seitenwänden einschließt: eine erste Kontaktarmöffnung, die durch die Seitenwand gebildet ist; eine zweite Kontaktarmöffnung, die durch die Seitenwand gebildet ist; ein Zwischensegment, das benachbart zu einer Ausdehnung der ersten und zweiten Kontaktarmöffnungen positioniert ist; ein Endsegment, das sich wie folgt erstreckt: (i) von dem Zwischensegment aus und (ii) entlang der ersten Kontaktarmöffnung; einen ersten verformbaren Kontaktarm, der sich wie folgt erstreckt: (i) von dem Zwischensegment aus und (ii) zwischen der ersten und der zweiten Kontaktarmöffnung; und einen zweiten verformbaren Kontaktarm, der sich wie folgt erstreckt: (i) von dem Zwischensegment aus und (ii) entlang der zweiten Kontaktarmöffnung.
Batteriesatz nach einem der Ansprüche 178 bis 181 oder 185 bis 191, wobei die männliche Klemmenbaugruppe einen männlichen Klemmenkörper mit einem Außenumfang einschließt; und wobei der Außenumfang aufweist: (a) eine unkomprimierte Abmessung, wenn der männliche Klemmkörper nicht innerhalb der weiblichen Klemmenbaugruppe eingeführt ist, und (b) eine komprimierte Abmessung, wenn der männliche Klemmkörper innerhalb der weiblichen Klemmenbaugruppe eingeführt ist, und wobei die komprimierte Abmessung kleiner als die komprimierte Abmessung ist.
Batteriesatz nach einem der Ansprüche 178 bis 181 oder 185 bis 191, wobei die männliche Klemmenbaugruppe ein inneres Federelement einschließt, das konfiguriert ist, um innerhalb eines männlichen Klemmenkörpers der männlichen Klemmenbaugruppe positioniert zu werden.
Batteriesatz nach Anspruch 196, wobei das innere Federelement einen ersten Federarm einschließt, dem eine gekrümmte Ausdehnung fehlt.
Batteriesatz nach einem der Ansprüche 178 bis 181 oder 185 bis 191, wobei die männliche Klemmenbaugruppe einschließt: (i) einen männlichen Klemmenkörper mit einer Aufnahme und einem ersten Kontaktarm und (ii) ein inneres Federelement, das bemessen ist, um sich innerhalb der Aufnahme der männlichen Klemmenbaugruppe zu befinden und das einen ersten Federarm aufweist; und wobei die weibliche Klemmenbaugruppe eine Aufnahme aufweist, die bemessen ist, um einen Abschnitt sowohl der männlichen Klemmenbaugruppe als auch des inneren Federelements aufzunehmen, das sich innerhalb der Aufnahme der männlichen Klemmenbaugruppe befindet, um eine verbundene Position zu definieren.
Batteriesatz nach Anspruch 198, wobei der erste Federarm konfiguriert ist, um eine Vorspannkraft auf den ersten Kontaktarm unter gewissen Betriebsbedingungen der ersten Batteriezelle bereitzustellen.
Batteriesatz nach Anspruch 198, wobei in der verbundenen Position und wenn die erste Batteriezelle einer Umgebung mit einer ersten Temperatur ausgesetzt ist, der erste Federarm eine erste nach außen gerichtete Kraft auf den ersten Kontaktarm ausübt; und wobei in der verbundenen Position und wenn die erste Batteriezelle einer Umgebung mit einer zweiten Temperatur ausgesetzt ist, die höher als die erste Temperatur ist, der erste Federarm eine zweite nach außen gerichtete Kraft auf den ersten Kontaktarm ausübt, die größer als die erste nach außen gerichtete Kraft ist.
Batteriesatz nach einem der Ansprüche 178 bis 181 oder 185 bis 191, wobei die männliche Klemmenbaugruppe einschließt: (i) einen männlichen Klemmenkörper mit einem Kontaktarm und (ii) einem inneren Federelement; und wobei das Einführen des männlichen Klemmenkörpers in die weibliche Klemmenbaugruppe bewirkt, dass sich eine Ausdehnung des inneren Federelements nach innen verformt, wodurch eine Federvorspannkraft geschaffen wird, die den Kontaktarm mit einer Innenoberfläche der weiblichen Klemmenbaugruppe in Eingriff hält.
Batteriesatz nach Anspruch 201, wobei die Federvorspannkraft eine nach außen gerichtete Richtung aufweist und die Kraft zunimmt, wenn die erste Batteriezelle erhöhten Temperaturen ausgesetzt ist.
Batteriesatz nach einem der Ansprüche 178 bis 181 oder 185 bis 191, wobei die männliche Klemmenbaugruppe einschließt: (i) einen männlichen Klemmenkörper, der aus einem ersten Material mit einem ersten Wärmeausdehnungskoeffizienten gebildet ist, wobei der männliche Klemmenkörper eine Vielzahl von länglichen Kontaktbalken aufweist, die angeordnet sind, um eine Aufnahme zu definieren, und (ii) ein inneres Federelement, das aus einem zweiten Material mit einem zweiten Wärmeausdehnungskoeffizienten gebildet ist, der größer ist als der erste Wärmeausdehnungskoeffizient des männlichen Klemmenkörpers, wobei das innere Federelement eine Vielzahl von Federarmen aufweist.