CN102405540B - 用于机动车的电能储存单元 - Google Patents

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Abstract

用于机动车的电能储存单元(1)，这个电能储存单元有一个壳体(2)，壳体(2)包括一个位于第一壳体区段(4)的电池组(9)和一位于第二壳体区段(5)的电子电路，第二壳体区段(5)和第一壳体区段(4)相互分离并且可以分别开启，在这里第二壳体区段(5)拥有至少一个分离的并且可以独立开启的维护区(20-22)，维护区(20-22)除了有一可选的设计成接触被保护的高压熔断器之外，不包括任何一个工作在预定低压限制优选60V直流电之上的电子电路元件。

Description

用于机动车的电能储存单元
技术领域
本发明涉及到用于机动车的电能储存单元，其中所述电能储存单元具有壳体，所述壳体的第一壳体区段内具有电池组，并且所述壳体的第二壳体区段内具有用于电池组的电路。其中所述第二壳体区段与所述第一壳体区段隔离并能够单独地打开。
背景技术
由美国专利公开文献2007/0284167A1清楚这种电能储存单元，并且这种电能储存单元用于电能需求高的车辆，例如电动车、混合动力车或燃料电池车。为了快速触及电路进行维修而避免由电池组传导的高压引起的电击的危险，第一壳体区段设有不可拆卸的盖，并且第二壳体区段设有螺合的盖。然而，尽管这种设计防止无意地接触电池组，但是没有防止无意地接触电路的各元件。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电能储存单元，其具有修理和维护工作的改进的安全性。
该目的通过如上所述类型的电能储存单元来实现，该电能储存单元根据本发明的特征在于，第二壳体区段具有至少一个分离的并且能够独立打开的维护区，所述维护区除了可选的接触保护高压熔断器以外不包括任何在预定的低压极限、优选60V DC以上运行的电路元件。
因此，本发明提供了一种新型安全方案，该安全方案是基于将电能储存单元划分成针对不同的修理和维护的步骤的不同安全等级(“检修等级”)：最低安全等级为仅仅维持在保护性低压极限以下的那些组件所安放的维护区，从而没有专门高压经验的检修人员能够在该维护区上开展工作。中等安全级别为除维护区外的第二壳体区段，并且可以包括将要被修理或替换的并不维持在保护性低压极限以下的组件，从而仅仅允许具有相应高压经验的检修人员开展修理和维护工作。最高安全级别由具有电池组的壳体区段体现，所述电池组不仅高压运行还具有仅仅允许在工厂内并遵守环境与健康保护条例地被操控的元件。
第一安全级别的维护盖利用特别简单的紧固器具被合适地固定，这种特别简单的紧固器具例如为速释紧固件或能够用广泛使用的工具打开的螺纹连接件，而对于第二安全级别的修理盖，设置打开更加复杂的紧固器具，例如需要专门打开工具的专门的螺钉。
根据本发明的优选实施例，前述维护区中的至少一个维护区包括至少一个用于电池组的流体回路元件。所述元件可以是为电池组供应液体或气体冷却剂的元件以及用于电池组压力补偿的元件。
特别有利的是在维护区内以可替换的方式相应地安装流体回路元件和电路元件，从而在最低安全级别的情况中简化它们的替换。
本发明的另一优选实施例的特征在于，第二壳体区段可以通过至少一个修理盖被打开，并且前述维修区中的至少一个维修区能够借助于在修理盖中形成的单独的维护盖被打开。以这种方式，对于有资格和有条件接触中间安全级别的修理盖的人员而言无需单独拆卸维护盖。
特别有利的是在所述维护盖中的一个上设置至少一个流体回路元件或电路元件。这进一步有助于元件的替换。
有利的是在维护盖或修理盖中的一个上设置可选的高压熔断器，也就是说使得，在拆卸所述可选的高压熔断器时，它消除第二壳体区段内由于接触而造成的高压的风险。这防止操作错误并且进一步增加安全性。
在本发明的另一优选实施例中，至少一个流体回路元件是用于电池组的冷却剂泵、冷却剂过滤器或冷却剂传感器，该流体回路元件因而使得这些组件容易触及以便维修替换。
可选地，至少一个流体回路元件优选是吸湿元件，例如吸收空气水分的颗粒。吸湿元件需要定期更换，并且因而特别适合于最低安全级别的结构。
出于同样的原因，特别有利的是将至少一个流体回路元件设置为空气过滤器，通过所述空气过滤器，第一壳体区段压力补偿地与外界相连，从而以过滤的方式使得电池组充气和排气。优选地，在这种情况中，第一壳体区段和第二壳体区段通过空气通道相连，并且空气过滤器从第二壳体区段引至外界，这使得空气过滤器的替换特别容易。
附图说明
此后，将借助于附图中示出的示意性实施例说明本发明，其中：
图1示出了本发明的处于封闭状态的电能储存单元的透视图；
图2示出了图1的维护盖和修理盖取下的电能储存单元的透视图；
图3示出了图1的维护盖和修理盖取下后并具有拆卸的壳体的电能储存单元的透视图；并且
图4示出了维护盖上的空气过滤器和吸湿元件的结构的局部透视图。
具体实施方式
图1至3示出了具有壳体2的电能储存单元1。壳体2通过垂直第一隔壁3′和与该垂直第一隔壁成角度相邻的第二水平隔壁3″被划分成第一壳体区段4和第二壳体区段5，其中第二壳体区段5的前侧和上侧包围所述第一壳体区段4。
壳体2包括底板6和在所述底板上安坐的箱式罩7，隔壁3′、3″被插入到箱式罩7中。在组装壳体2后，第一隔壁3′相对于底板6维持一间隙8，该间隙使得在第一壳体区段4与第二壳体区段5之间建立压力补偿通道。第二隔壁3″延伸超过第一隔壁3′，并因而将第二壳体区段5划分成前室5′和上室5″。
第一壳体区段4包括电池组9，其形式例如为锂离子或镍金属氢化物电池的集合体，其中所述电池由冷却剂导管10贯穿并组合成模块11。
第二壳体区段5容纳用于电池组9的电路以及流体回路。电路例如包括高压供电电路单元12、相关的高压线圈、电源插头连接器、传感器线束和控制装置(未示出)、以及插头底座14内的高压熔断器13。撤出高压熔断器13造成电路的存在接触危险的高压元件与电源断电。高压熔断器13以接触保护的方式被设置，从而在从插头底座14撤出高压熔断器13并且将其插入插头底座14的过程中不存在使用者触电的危险性。高压电源连接件15和低压控制连接件16从壳体2引出，从而能够相应地将电能储存单元1连接至车辆。
第二壳体区段5中的流体回路的示意性流体回路元件包括用于向冷却剂导管10供应液体冷却剂并从冷却剂导管10排出液体冷却剂的分配歧管17、可选的相关的冷却剂泵、冷却剂温度传感器和冷却剂过滤器(未示出)、以及用于壳体区段4、5的充气与排气及空气调节的空气过滤器18和吸湿元件19。
为了确立前述的安全级别，电路元件和流体回路元件如下布置。
在第二壳体区段5的隔离的单独维护区20、21、22内布置那些能够没有危险性地或者无需任何专门高压经验地被修理、检修或替换的元件。在所示的实例中，维护区20至22被分配到第二壳体区段5的两个室5′和5″上。维护区20至22配备有它们各自的维护盖23至25，其中所述维护盖利用易于打开的紧固器具例如传统的螺钉26被固定。
特别地，除以接触保护的方式设置的高压熔断器13外，维护区20至22并不包括任何在预定低压极限之上运行的电路元件，其中所述预定低压极限优选是60V DC级别的保护低压极限。因此，第二壳体区段5的维护区20至22形成第一或最低安全级别，其能够没有任何危险性地并无需任何高压经验地、即通过去除维护盖23至25地被打开。
第一安全级别中可选的高压熔断器13的设置的优点在于，通过接触第一安全级别，整个电能储存单元1没有接触电压。高压熔断器13能够直接连接至维护盖25，从而能够与后者同时被取下。
具有高于预定低压极限的运行电压的电路元件、在所示的实例中即高压供电电路单元12及其周边元件能够在第二壳体区段5的除维护区22至24外的其余区内设置。第二壳体区段5因而除维护区20至22外地形成了第二中间安全级别，其允许仅仅由具有高压经验的有资格的人员打开，并且为此目的设有至少一个修理盖27，其中该修理盖通过需要专门打开工具的专门螺钉28封闭。
优选地，第一安全级别的维护区22至25中的某些区、即维护盖24和25在修理盖27中直接形成，从而它们能够由对于第二安全级别有资格的人员与修理盖27一起地被取出。此外，在修理盖27中设置维护盖24、25的优点在于，第一安全级别的元件能够紧邻第二安全级别的元件地设置，例如这是通过将它们一起组装在隔壁3′上实现的。
在第一安全级别和第二安全级别已经被打开之后，第一壳体区段4作为第三和最高安全级别仍由底板6、壳体罩7以及隔壁3′、3″包围，该第三和最高安全级别仅针对工厂内的修理或再循环的情况而被允许打开。例如，为了触及第三安全级别，必须去除位于壳体罩7与壳体底板6之间的并且以非破坏方式无法打开的紧邻器具例如铆钉29。
图4详细示出了维护区21的空气过滤器18和吸湿元件19。吸湿元件19是透气材料制成的且充满诸如硅胶或颗粒的吸湿性材料的小袋(“干燥袋”)，并被插入到维护盖24的安装件30中，从而吸湿元件能够与维护盖24一起从壳体2被取出。
空气过滤器18也在安装件30上以可替换的方式被支承，并且所述空气过滤器一方面经由引至底板6中的开口31的管32与外界相连，并且另一方面经由安装件30中的开口33、34连接至第二壳体区段5并从那里经由间隙8与第一壳体区段4相连。因此，从第一壳体区段4的内部以及第二壳体区段5的内部经由开口34、吸湿元件19、空气过滤器18、管32和开口31至外界能够实现压力补偿。
本发明并不限于已示的实施例，还包括所有属于权利要求书范围的改型和修改。

Claims (10)

1.一种用于机动车的电能储存单元(1)，所述电能储存单元具有壳体(2)，所述壳体(2)包括位于第一壳体区段(4)内的电池组(9)以及位于第二壳体区段(5)内的用于所述电池组的电路，其中所述第二壳体区段与所述第一壳体区段(4)隔离并能够单独地打开，其特征在于，所述第二壳体区段(5)具有至少一个隔离的并能够独立打开的维护区(20至22)，所述维护区(20至22)除可选的接触保护式高压熔断器(13)外未包括任何在60V DC级别的保护低压极限以上运行的电路元件。
2.根据权利要求1所述的电能储存单元，其特征在于，所述维护区(20至22)中的至少一个维护区包括至少一个用于所述电池组(9)的流体回路元件(17至19)。
3.根据权利要求2所述的电能储存单元，其特征在于，所述流体回路元件和电路元件相应地(13、18、19)在所述维护区(21、22)中以能够替换的方式安装。
4.根据权利要求1或2所述的电能储存单元，其特征在于，所述第二壳体区段能够借助于至少一个修理盖(27)被打开，并且所述维护区(21、22)中的至少一个维护区能够借助于在所述修理盖(27)中形成的单独的维护盖(24、25)被打开。
5.根据权利要求4所述的电能储存单元，其特征在于，至少一个流体回路元件或电路元件(13、18、19)在所述维护盖(24、25)中的一个上支承。
6.根据权利要求4所述的电能储存单元，其特征在于，所述可选的高压熔断器(13)在所述维护盖(25)或所述修理盖(27)中的一个上支承，并且在取出所述可选的高压熔断器时，其使得所述第二壳体区段(5)中的任何高压中断。
7.根据权利要求2所述的电能储存单元，其特征在于，至少一个流体回路元件为用于所述电池组(9)的冷却剂泵、冷却剂过滤器或冷却剂传感器。
8.根据权利要求2所述的电能储存单元，其特征在于，至少一个流体回路元件为吸湿元件(19)。
9.根据权利要求2所述的电能储存单元，其特征在于，至少一个流体回路元件为空气过滤器(18)，所述第一壳体区段(4)通过该空气过滤器与外界压力补偿地连接。
10.根据权利要求9所述的电能储存单元，其特征在于，所述第一壳体区段(4)和所述第二壳体区段(5)通过空气通道(8)相连，并且所述空气过滤器(18)自所述第二壳体区段(5)引至外界。
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