CN103219560B - 驱动电池装置及具有驱动电池装置的机动车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明的用于具有电池电力驱动或混合动力驱动的机动车辆的驱动电池装置（1），包含至少两个驱动电池（2，3）和用于冷却驱动电池（2，3）的风扇装置（5），其中风扇装置（5）布置在至少两个驱动电池（2，3）之间。本发明也涉及具有驱动电池装置的机动车辆。

Description

驱动电池装置及具有驱动电池装置的机动车辆
技术领域
本发明涉及用于具有电池电力驱动或混合动力驱动的机动车辆的驱动电池装置及装有这种类型的驱动电池装置的机动车辆。
背景技术
具有电池电力驱动或混合动力驱动的机动车辆（混合动力电动机动车辆）需要能够吸收相当多能量的驱动电池，以存储所述能量并将其以电能形式释放。混合动力车辆和电池电动车辆中的驱动电池也描述为“牵引用蓄电池”。为了减少输电线路中的电阻损耗，通常这种类型的电池具有高于100伏特的电压。由于驱动电池充电和/或放电时产生热量，有必要对其进行冷却。基于此目的，可提供多个风扇，这些风扇可产生通过驱动电池和/或通过或沿电池单元的气流。总体上讲，在具有电动或混合动力的机动车辆中提供多个驱动电池或电池模块。
基于安全原因，必须将驱动电池以这样方式布置并安装在机动车辆上：即在意外事故中以最佳可能的方式保护所述驱动电池。为了在任意后部碰撞发生时确保最佳可能的保护，这种类型的机动车辆的驱动电池通常布置在后排座椅后面且尽可能靠近后排座椅的靠背。然而，在此种安装位置的情形下，侧边区域中的驱动电池往往就会靠近机动车辆的车身和/或后轮拱。此外，由于将所述电池放置在存储空间的底板上，因而减少了可利用的存储空间。最后，由于将用于冷却驱动电池的空气排到外部，因而损耗了可用于加热乘客厢的热量。
US7 396 075 B2号专利文献公开了一种机动车辆的能源单元，其布置在存储空间底板下面的接收托盘中。为了冷却能源单元，通过两个布置在所述能源单元后面的风扇在所示行进方向上产生气流。从后座椅下面引入用于冷却的空气，并通过出口孔将其一部分排放到外部，一部分排放进车辆的内部空间。控制单元和DC-转换器布置在多个圆柱形电池模块的上面。
根据US 7 654 351 B2号专利文献，包含多个电池模块的电池箱布置在后座椅的靠背后面且向左偏移，在行进方向上看位于机动车辆的侧车架之间。DC-转换器及冷却风扇安装在邻接驱动电池的右侧且在侧车架的平面的上面。
US7 905 307 B2号专利文献公开了一种电能供应系统，其容纳在机动车辆后部的备用轮胎舱中。电子组件，比如DC-转换器，布置在电池模块的上面。为了产生用于冷却能量供应系统的气流，在所示的行进方向上机动车辆的右侧高于右侧车架处安装风扇。将流过能量供应单元后加热的空气一部分排放进车辆乘客厢的内部空间，一部分排放到车辆外部。
公知的驱动电池装置既不在碰撞期间向驱动电池提供最佳可能的保护也不提供对空间的最佳使用。
发明内容
本发明的目的在于向具有电力驱动或混合动力驱动的机动车辆提供驱动电池装置且其不包含上面提到的缺点。此外，本发明的目标在于提供具有电力驱动或混合动力驱动的机动车辆，其可避免上述的不利条件。
通过以下技术方案来实现该目的。
一种用于机动车辆的驱动电池装置，该机动车辆具有电池电力驱动或混合动力驱动，该驱动电池装置包含至少两个驱动电池和用于冷却驱动电池的风扇装置，所述风扇装置布置在至少两个驱动电池之间。
进一步地，驱动电池装置包含至少一个电子总成，且其中至少两个驱动电池布置在驱动电池装置的上层且至少一个电子总成布置在驱动电池装置的下层。
进一步地，驱动电池装置包含两个驱动电池且至少一个电子总成布置在驱动电池其中一个的下面。
进一步地，风扇装置包含至少两个风扇，其中布置第一风扇用于冷却第一驱动电池，布置第二风扇用于冷却第二驱动电池。
进一步地，驱动电池装置包含至少一个电子总成，其中布置第一风扇以冷却第一驱动电池和至少一个电子总成。
进一步地，风扇通过至少两个驱动电池引入空气且有选择地将引入的空气排放进第一排出管或第二排出管。
本发明还提供了一种具有电池电力驱动或混合动力驱动的车辆，包含所述的驱动电池装置。
进一步地，驱动电池装置布置在后排座椅的后面、侧车架之间、副车架的上面，且至少部分地在机动车辆的存储空间的金属底板面的下面。
进一步地，至少两个驱动电池至少部分布置在存储空间底平面的下面。
进一步地，驱动电池装置包含至少一个电子总成，其布置在机动车辆右侧或左侧的至少一个驱动电池的下面。
根据本发明，用于具有电力驱动或混合动力驱动的机动车辆的电池驱动装置包含多个驱动电池，具体地，所述驱动电池可以具体实施为具有达到数百伏特输出电压的高压电池。此外，本发明的驱动电池装置包含用于冷却驱动电池的风扇装置，其中，风扇装置为了引入通过驱动电池的气流而实施。还可以为了冷却驱动电池装置的额外组件提供风扇装置。
根据本发明，风扇装置布置在至少两个驱动电池之间。具体地，风扇装置布置在驱动电池装置的中部且至少在两侧被至少两个驱动电池所包围。如果驱动电池装置仅包含两个驱动电池，则风扇装置布置在两个驱动电池之间。
由于风扇装置布置在驱动电池之间，因此形成特别紧凑且节省空间的装置，其能同时保证运行期间产生的任何热量都可被有效排出。因此，更好地利用机动车辆内的可用空间安装驱动电池装置变得可行。具体地，由于电池装置的紧凑设计，可将所述电池装置安装在机动车辆的较低位置且位于机动车辆的侧车架之间。所以，驱动电池的中间安装位置可相对于轮拱片金属板面获得更大的空间配置。这种方式可减少车体的复杂度；此外，也可省略用于提供防撞保护的额外组件。因此，减少了机动车辆的总体复杂度，减少了重量及制造成本。最后，可更好地利用存储空间及以改进的方式装上系绳带。
根据本发明的优选实施例，驱动电池装置还包含至少一个电子总成，例如，驱动电池装置的控制单元、DC－转换器（DC/CD转换器）和/或存储控制开关装置。此外，至少两个驱动电池布置在驱动电池装置的上部位置或上层，具体说位于驱动电池装置的上表面，且至少一个电子总成布置在驱动电池装置的下层或下平面上。分配给驱动电池装置的电子总成总体上需要比驱动电池装置自身相对更小的安装空间。由于至少一个电子总成布置在下层和/或下平面的低于驱动电池的空间区域中，可更好地利用驱动电池装置可用的安装空间，具体地，该空间位于后副车架与机动车辆存储空间的底板之间。
根据本发明的一个特别优选的实施例，驱动电池装置包含两个驱动电池，其中，至少一个电子总成只布置在一个驱动电池的下面。该至少一个电子总成因此放置在布置在风扇装置一侧的驱动电池的下面。因此，可以获得另一种更紧凑的装置。
在一优选实施例中，风扇装置包含两个风扇，其中，安装第一风扇是为了冷却布置在风扇装置一侧的电池，安装第二风扇是为了冷却布置在风扇装置另一侧的电池。假如驱动电池装置包含两个电池，就提供第一风扇以冷却第一电池，具体地，通过引入冷空气通过第一电池来冷却第一电池，提供第二风扇以冷却第二电池，具体地，通过引入冷空气通过第二电池来冷却第二电池。因此，可用节省空间布置的风扇实现高效冷却过程。
在一个特别优选的实施例中，为了冷却第一电池及同时冷却布置在至少一个驱动电池下面的电子总成，安装第一风扇。具体地，为此目的，可引导通过一个或多个电子总成、由第一风扇引入的气流。这样做时，可引导气流相继通过至少一个电子总成及第一电池；然而，还可以引导一部分气流通过至少一个电子总成及引导平行的气流通过第一电池。因此，不仅能以高效的方式冷却电池而且能在特别节省空间的装置中冷却至少一个电子总成。
此外，风扇装置最好为了通过电池和可能通过电子总成引入空气及为了有选择地将引入并且通过从电池和/或电子部件吸收的热量加热的空气排入第一排出管或第二排出管而实施。具体地可以从机动车辆的乘客厢引入为了冷却电池和/或电子总成的空气，且例如通过第一排出管排到外部，或者可以通过第二排出管回转至乘客厢。由于可将加热的空气有选择地引导进第一排出管或第二排出管，可以以最佳的方式使用包含在加热的空气中的热量。比如，可能在外部低温的情形下，如果需要加热机动车辆的乘客厢和/或存储空间，可将加热的空气例如引导进第一排出管且通过所述排出管引导进机动车辆的乘客厢和/或存储空间。另一方面，在外界温暖的情形下，如果无需将热量回转至机动车辆的乘客厢或机动车辆的存储空间，那么可将加热的空气引入第二排出管，通过第二排出管将其排放至车辆外部。此外，可将加热的空气部分导入第一排出管和部分导入第二排出管。
一种有益方式是，为了在第一排出管和第二排出管之间切换，可提供切换风门；其可包含用于在两个管口之间使气流分开的中间位置。可用手工方式、气动方式、电子方式或其它方式驱动切换风门，例如，为了加热机动车辆乘客厢，可在自动空调系统范围内自动切换切换风门。具体地，每个排气管可分配至每个风扇相连接，其中，排气管与第一排出管和第二排出管相通且切换风门布置在排出管内。因此，可相应地使用简单且有效的方式按照所需使用包含在空气中的热量。
根据本发明的具有电池电力驱动或混合动力驱动的机动车辆包含如上所述实施的驱动电池装置。具体地，驱动电池装置安装在位于机动车辆侧车架之间后座椅的后面且在副车架的上面且至少部分在存储空间的底平面的下面，具体地，在存储空间的金属底板面的下面。因此，在机动车辆中能够以特别可靠的方式容纳驱动电池装置，其中，具体地，所述驱动电池装置受到特别好的保护以避免侧碰撞。此外，可很好地利用现有的安装空间以避免减少存储空间容积。最后，通过冷却电池时已加热的可用空气改进空调设施。
根据本发明的优选实施例，至少两个驱动电池至少部分布置在存储空间底平面的下面。具体说，驱动电池装置可包含布置在水平的中间平面的上层或上表面，且在该上层或上表面中布置至少两个驱动电池和风扇装置，且所述驱动电池装置可包含水平的中间平面下面的下层或下表面，在该下层或下表面中布置至少一个分配给驱动电池装置的电子总成。可将位于上层和下层之间的中间平面布置在存储空间的底板平面的下面，具体说，在存储空间的金属底板面的下面，以便至少一个电子总成同样也布置在存储空间的底板的下面。因此，形成了可靠且对存储空间的容积几乎没有影响的特别节省空间的装置。
一种有益方式是，至少一个电子总成可布置在机动车辆的右侧或左侧的至少一个驱动电池的下面。通过至少一个电子总成的非对称设置，也就是说偏移到一侧，位于布置在机动车辆各自另一侧的驱动电池下面的安装空间可被机动车辆的其它装置利用，例如，用于排气管或其它管线的排线。
附图说明
参考附图，以下示例的方式详细阐述本发明，其中：
图1示出了根据本发明的驱动电池装置的示例性实施例；
图2示出了根据图1的驱动电池装置的放大图；
图3示出了图1的驱动电池装置相对机动车辆的金属底板面安装在机动车辆中的状态。
具体实施方式
在图1所示的示例性实施例中，驱动电池装置1包含两个驱动电池2、3，驱动电池2、3中的每一个都可以包含多个单元4。两个驱动电池2、3以彼此相互间隔设置的方式布置，其中，驱动电池2、3之间的中间空间接收风扇装置5。风扇装置5包含两个风扇6、7及空气收集器8、9和排气管10、11。空气收集器8用于以最均匀的方式通过第一驱动电池2的单元4引入空气，其中，引导气流通过空气进口12和送风管13及空气分配器14，并传送至驱动电池2的单元4。流过单元4时被加热的空气藉由空气收集器8被引入到风扇7，并经过所述风扇7进入到排气管10。为了冷却第二驱动电池3，由风扇6通过驱动电池3的单元引入空气，其中，引导冷空气通过空气进口15、送风管16和空气分配器17，并将其传送至第二驱动电池3且通过空气收集器9导引进风扇6。当送风管13、16安装在机动车辆上时，可根据结构条件对送风管13、16中的每一个进行不同设置。由风扇6引入的空气流进排气管11。排气管10、11在一侧形成第一排出管18，在相对的一侧形成第二排出管19。
电子控制装置20和DC-转换器21布置在第一驱动电池2的下面且可在各种情形下包含具有相应内部空气导管的专用座架。以这样方式实施空气分配器14和空气收集器8：通过附加的空气导管22，将冷空气导向控制装置20和DC-转换器21。为了冷却控制装置20和DC-转换器21的电子总成而由风扇7引入的空气同样地流进排气管10。
图2详细表示了通过风扇装置的气流，其中，没有表示具有分配的通风管和控制装置20及DC-转换器的第二驱动电池3和它们的通风管。箭头代表由风扇6、7引入的经过驱动电池的空气的流动方向。如图2所示，风道风门23、24分别布置在排气管10、11上。当风道风门23、24处于如图2所示的位置时，气流导向第一排出管18，第一排出管18由排气管10、11的第一端部形成且气流经过该排出管，例如流入分布有排出管的机动车辆的乘客厢（由宽箭头25、26指示）。当风道风门20、21位于并非如图2所示的另一位置时，空气导向第二排出管19，第二排出管19由排气管10、11的第二端部形成且气流经过该排出管，例如流入存储空间或流到车辆外部（在图2中由小箭头27、28指示）。风道风门23、24也可假设为中间位置，藉此可在第一排出管和第二排出管之间划分气流；为此目的，可提供不同的位置和/或彼此独立地驱动风道风门23、24。
图3表示了驱动电池装置1的一种可能的安装情形，其中驱动电池2、3和风扇装置5部分布置在存储空间的金属底板面29的上面。在金属底板面29的前部区域（图3中的左侧），这可以在机动车辆的后排座椅下面延伸。控制装置20和DC-转换器21完全布置在金属底板面29的下面。因此，可充分利用可用的安装空间，尤其是副车架和金属底板面29之间的空间。
如图1和图3明显所示，驱动电池装置1实施为两层：分配有通风管的驱动电池2、3和风扇装置5形成上层30，而分配给驱动电池装置1的电子总成，比如控制装置20和DC-转换器21，形成下层31。上层30和下层31被水平的中间平面32分隔开。下层31和中间平面32在图3所示安装情形下设置在金属板面29的下面，而上层30部分地放置在金属底板面29的下面，部分地放置在金属底板面29的上面。
为了清楚起见，未在图中表示所有的附图标记，未在文本中解释的附图标记具有与在其它图中相同的涵义。
附图标记
1 驱动电池装置
2,3 驱动电池
4 单元
5 风扇装置
6,7 风扇
8,9 空气收集器
10,11 排气管
12 空气入口
13 送风管
14 空气分配器
15 空气入口
16 送风管
17 空气分配器
18,19 排出管
20 控制装置
21 DC-转换器
22 空气管
23,24 风道风门
25-28 箭头
29 金属底板面
30 上层
31 下层
32 中间平面

Claims (11)

1.一种用于机动车辆的驱动电池装置(1)，该机动车辆具有电池电力驱动，该驱动电池装置包含至少两个驱动电池(2，3)和用于冷却驱动电池(2，3)的风扇装置(5)，其特征在于，
风扇装置(5)布置在至少两个驱动电池(2，3)之间；
风扇装置(5)引入穿过至少两个驱动电池(2，3)的空气且有选择地将引入的空气排放进第一排出管或第二排出管(18，19)，其中，第一排出管和第二排出管内分别设置风道风门，通过驱动风道风门使引入的空气排放进第一排出管或第二排出管。
2.根据权利要求1所述的驱动电池装置，其特征在于，驱动电池装置(1)包含至少一个电子总成，且其中至少两个驱动电池(2，3)布置在驱动电池装置(1)的上层(30)且至少一个电子总成布置在驱动电池装置(1)的下层(31)。
3.根据权利要求2所述的驱动电池装置，其特征在于，驱动电池装置(1)包含两个驱动电池(2，3)且至少一个电子总成布置在其中一个驱动电池(2，3)的下面。
4.根据前述任一权利要求所述的驱动电池装置，其特征在于，风扇装置(5)包含至少两个风扇(6，7)，其中布置第一风扇(6)用于冷却第一驱动电池(2)，布置第二风扇(7)用于冷却第二驱动电池(3)。
5.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的驱动电池装置，其特征在于，驱动电池装置(1)包含至少一个电子总成，其中布置第一风扇(6)以冷却第一驱动电池(2)和至少一个电子总成。
6.根据权利要求4所述的驱动电池装置，其特征在于，驱动电池装置(1)包含至少一个电子总成，其中布置第一风扇(6)以冷却第一驱动电池(2)和至少一个电子总成。
7.具有电池电力驱动的车辆，包含前述任一权利要求所述的驱动电池装置(1)。
8.根据前述权利要求7所述的车辆，其特征在于，驱动电池装置(1)布置在后排座椅的后面、侧车架之间、副车架的上面，且至少部分地在机动车辆的存储空间的金属底板面的下面。
9.根据权利要求7或8所述的车辆，其特征在于，至少两个驱动电池(2，3)至少部分布置在存储空间底平面的下面。
10.根据权利要求7或8所述的车辆，其特征在于，驱动电池装置(1)包含至少一个电子总成，其布置在机动车辆右侧或左侧的至少一个驱动电池(2)的下面。
11.根据权利要求9所述的车辆，其特征在于，驱动电池装置(1)包含至少一个电子总成，其布置在机动车辆右侧或左侧的至少一个驱动电池(2)的下面。
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