CN107521347B - 用于机动车的设备及用于运行机动车的设备的方法 - Google Patents

用于机动车的设备及用于运行机动车的设备的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车的设备及用于运行机动车的设备的方法。所述设备具有壳体(20，22，24，26，28，30)，在壳体中布置有电气部件(32，34)，电气部件将经由布置在壳体(20，22，24，26，28，30)内的至少一个供电线路(36，38，40，42)供电，其中，壳体(20，22，24，26，28，30)具有至少一个碰撞开关(44)，其中，对于超过阈值的机械力作用到至少一个碰撞开关(44)上的情况，壳体(20，22，24，26，28，30)在至少一个碰撞开关(44)的位置处将被变形，其中，壳体(20，22，24，26，28，30)内的至少一个供电线路(36，38，40，42)由于壳体(20，22，24，26，28，30)在至少一个碰撞开关(44)的位置处的变形和由此产生的力将被切断。

Description

用于机动车的设备及用于运行机动车的设备的方法
技术领域
本发明涉及一种用于机动车的设备和一种用于运行设备的方法。
背景技术
为了运行使用至少一个电机的机动车包括电气系统，电气系统具有至少一个控制单元和至少一个蓄能器，借此对至少一个电机进行控制和供电。在此，电气系统具有比机动车的通常的电池电压更高的电压。此外为机动车的电气系统配设碰撞传感器或者说撞击传感器，借此可以识别作用到机动车上的碰撞。如果发生这种碰撞，则由碰撞传感器产生信号并经由线路提供给电气系统。在接收到这种信号时，可以将电气系统至少部分地断开。但是在此存在如下危险，即在记录碰撞的信号到达电气系统之前，碰撞的机械作用已经影响到电气系统，由此没有留下足够的时间来采取为电气系统可能设置的安全措施，通常是通过断开系统。
由文献CN202806406U已知一种用于具有高压车载电网的电动机动车的事故安全系统，其中，为高压车载电网配设了惯性开关，惯性开关在事故时将电池与作为高压车载电网的部件的负载隔断。
由文献DE7905331U1已知一种机械的碰撞电流开关，它在事故时自动地将机动车的电池与负载隔断。
在文献DE4306488A1中描述了一种用于机动车的安全气囊的触发系统，其中，触发系统具有机电式的碰撞开关，它在事故时在机动车中自动地触发安全元件。
由文献DE10260271A1已知一种用于触发布置在机动车中的负载的供电电路中的电气保险器的装置，其中，供电电路的一个接地的电导体和一个正极导体在机动车中被布置成，使得通过在事故时作用的力使这两个导体低欧姆地短路。
由文献DE102014017990A1已知一种用于机动车、尤其是混合动力车或电动车的高伏部件，其具有传感器装置，借此可以探测高伏部件的机械的损坏，其中，传感器装置至少具有腔室和至少一个压力传感器，借助于压力传感器可以探测由于高伏部件的机械的损坏引起的对在腔室中存在的气体压力的改变。
在文献DE102010051669A1中公开一种具有用于隔断电气功率连接的装置的电气部件，该电气部件具有反应性多层结构，用以使电气线路连接隔断。该电气部件可以是原电池，并且用于隔断的装置可以布置在电池的外部或内部。
由文献DE102009050996A1已知一种尤其是用于机动车辆的蓄能装置，其具有至少两个经由电气连接装置连接的能量源，和至少一个安全元件，其中，安全元件是可变形的和/或可膨胀的，以切断能量源之间的电气连接。此外，公开一种用于切断蓄能装置与至少两个能量源的电气连接的方法。
发明内容
在这个背景下提出一种具有独立权利要求的特征的设备和方法。由从属权利要求和说明书中得出设备和方法的设计方案。
按照本发明的、被设置用于机动车的电气设备具有壳体，在壳体中布置有电气部件，电气部件经由布置在壳体内的至少一个供电线路被供电。壳体具有至少一个碰撞开关。如果在至少一个碰撞开关上作用有超过阈值的机械力，那么壳体将在至少一个碰撞开关的位置处变形，其中，壳体内的至少一个供电线路由于壳体在至少一个碰撞开关的位置处的变形和由此产生的力而将被切断。
在设计方案中，壳体的至少一个碰撞开关被设计成预设断裂点/预设破坏位置。
至少一个供电线路具有至少一个预设断裂点，其由于壳体在至少一个碰撞开关的位置处的变形和由此产生的力将被切断，其中，壳体的变形作用到供电线路的预设断裂点上。
此外可能的是，在设备的壳体中布置有至少一个部件，该至少一个部件将壳体的、在其处布置有至少一个碰撞开关的位置与至少一个供电线路相连接。在此情况下，该至少一个部件被设计用于，将由壳体在至少一个碰撞开关的位置处的变形产生的力传递到至少一个供电线路。
在设计方案中，至少一个供电线路的至少一个预设断裂点经由至少一个部件与至少一个碰撞开关相连接，其中，至少一个部件被设计用于，将由壳体在至少一个碰撞开关的位置处的变形产生的力传递到至少一个供电线路的至少一个预设断裂点。
在另一个设计方案中，设备的壳体由于所作用的力将被变形，但是设备仍保持封闭。
此外在设备的壳体中布置有用于驱动机动车的电机的电的和/或机械的部件。
设备的电气部件或电子部件形成功率电子装置，其例如用于电机，该电机用于驱动机动车。
备选地或补充地，也可能的是，供电线路布置在壳体的内壁上并由此接触壳体。在此情况下可能的是，至少一个碰撞开关与供电线路相连接。如果壳体由于在至少一个碰撞开关的位置处的碰撞而被变形，那么这种变形直接地作用到供电线路上，其中，供电线路通过碰撞开关和/或变形的壳体直接地被中断或者说被切断。
在按照本发明的用于运行机动车的设备的方法中规定，设备具有壳体，在壳体中布置电气部件，电气部件经由布置在壳体内的至少一个供电线路被供电。设备的壳体包括至少一个碰撞开关。如果超过阈值的机械力作用到至少一个碰撞开关上，那么壳体在至少一个碰撞开关的位置处被变形，其中，壳体内的至少一个供电线路由于壳体在至少一个碰撞开关的位置处的变形和由此产生的力而被切断。
在此情况下可能的是，至少一个供电线路、例如其至少一个预设断裂点通过至少一个碰撞开关和/或变形的壳体直接地或间接地、通常经由至少一个布置在壳体中的部件被加载和切断。
因此设备或设备的壳体包括至少一个机械的碰撞开关或者说撞击开关，借此可以机械地加载设备的壳体内的供电线路。因此尤其在机动车的碰撞和/或事故的情况下用于切断和由此用于中断供电线路的时间将被减少，由此设备也可以与碰撞传感器的信号的提供无关地定位在机动车的不同的位置上。在此情况下该设备通常设计成机动车的高压系统的部件，其中，在该设备中例如布置有用于电机——该电机用于驱动机动车——的功率电子装置。现在，机械的碰撞开关被集成到这个设备的壳体中，由此可以取消否则通常有的用于识别碰撞的加速度传感器。
借助于碰撞开关(供电线路可以被该碰撞开关机械地加载)可以将设备的部件和/或整个设备与电能供给机械地隔断。通常，设备的壳体内的供电线路经由电气接口与设备外部的电蓄能器或者说电能源相连接。在此情况下，由电蓄能器或者说电能源可以供应比机动车的电池的通常的电压高的、例如至少40V的高电压。
在碰撞或事故的情况下，如果大于预先确定的设定值的机械力作用到至少一个机械碰撞开关上，那么设备壳体内的部件在壳体内的供电线路被中断的情况下被自动地与外部的电蓄能器分开，由此对部件的电流供给被中断。由于在至少一个碰撞开关处仅仅变形的、但是仍然保持封闭的壳体内的供电线路被切断，因此可能出现的电弧和/或短路局限在壳体内的一个内腔上，由此在壳体外部的环境没有受到不利的影响。
由于在其壳体中具有至少一个碰撞开关的设备具有至少一个自己的机电式的保险装置，因此该设备的供电线路将与在设备外部在碰撞情况下产生的可能的信号无关地被切断，因此设备现在也可以布置在机动车内的任意的位置上。
在设备和/或方法的一个可能的设计方案中规定，在碰撞或事故时出现的力在几分之一秒内作用到设备的壳体上，其中，壳体在至少一个碰撞开关处被变形，该碰撞开关例如设计成预设断裂点，其中，壳体在至少一个碰撞开关的区域中可以是薄的和/或软的。由于壳体在至少一个碰撞开关的位置处的变形，例如设计成汇流排的供电线路同样被加载和由此被切断。在此情况下可能的是，供电线路和/或供电线路的至少一个预设断裂点直接地布置在至少一个碰撞开关后面，例如布置在设备的内壁上。
通过在至少一个预设断裂点处切断供电线路，对在设备的壳体内的部件的电流和/或电压供给被特地中断。在切断供电线路时可能出现的电弧此时被限制在壳体的内腔上。备选地或补充地，也可能的是，供电线路在壳体在至少一个碰撞开关的位置处变形时通过壳体内的至少一个部件被机械地加载，其中，供电线路和/或供电线路的至少一个预设断裂点经由该至少一个部件与设备壳体中的至少一个碰撞开关相连接。
本发明的其它的优点和设计方案由说明书和附图得出。
不言而喻，上面所述的和以下还要解释的特征不仅可以在各给出的组合中使用，而且可以在其它的组合中或独立地使用，而不离开本发明的范围。
附图说明
本发明借助于实施方式在附图中示意地示出并且参照附图示意地和详细地进行描述。
图1在示意图中示出一个机动车，它具有按照本发明的设备的至少一个第一实施方式。
图2在示意图中示出在两种运行状况下图1中的按照本发明的设备的实施方式的至少一个第一变型方案。
图3在示意图中示出按照本发明的设备的实施方式的第二变型方案。
这些图彼此关联地和整体地进行描述，相同的部件配有相同的附图标记。
具体实施方式
图1在示意图中示出机动车2，它具有多个电气设备4、6、8、10、12、14。在此，第一电气设备4被构造成用于驱动机动车2的前桥的第一电机16的功率电子装置，第二电气设备6被构造成高压加热设备，第三电气设备8被构造成空调压缩机，第四电气设备10被构造成电能源，在此处是高压电池，第五电气设备12被构造成用于驱动机动车2的后桥的第二电机18的功率电子装置以及第六电气设备14被构造成第二蓄能器，在此处是12V的低压电池。
这些电气设备4、6、8、10、12、14之一的细节在图2和3中借助于被构造成功率电子装置的第一设备4详尽地示出。
在此规定，所述的设备4、6、8、10、12、14中的至少一个具有壳体20、22、24、26、28、30，在壳体中布置相应设备4、6、8、10、12、14的电气部件32、34，其中，这些部件32、34将经由至少一个供电线路36、38、40、42供电，其中，该至少一个供电线路36、38、40、42布置在壳体20、22、24、26、28、30的内部并且通常经由壳体20、22、24、26、28、30中的接口与用于供电的外部能源相连接。
此外，壳体20、22、24、26、28、30具有至少一个机械的碰撞开关44。如果由于碰撞和/或事故有超过阈值的机械力作用到该至少一个碰撞开关44上，那么壳体20、22、24、26、28、30将要在至少一个碰撞开关44的位置处被机械地变形，其中，在壳体20、22、24、26、28、30内的至少一个供电线路36、38、40、42由于壳体20、22、24、26、28、30在至少一个碰撞开关44的位置处的变形和由此产生的力将被切断或被切断并且因此将被中断或被中断。
为此，碰撞的机械作用在图1、2和3中通过所谓的碰撞屏障46或者说撞击屏障象征性地表示。在此情况下，图1此外包括第一时间线48以及第二时间线50，它们显示出，碰撞随着时间的变化作用于机动车2的哪个位置上。在此，在碰撞开始的时间点t＝0处产生第一时间线48，其中，碰撞在此仍局限于机动车2的外壁上。在碰撞之后的时间跨度t＝50ms之后得到第二时间线50并且其表示，碰撞已经作用到第一设备4的壳体20上。
此外在第一设备4的壳体20中还布置有第一电机16。在第二电气设备12的壳体28内还布置有第二电机18。按定义，电机16、18同样被构造成和/或应称为电气设备。
如图2a示出的，在本方法的第一实施方式中设备4的壳体20中的碰撞开关44由于碰撞被加载，其中，壳体20在碰撞开关44的位置处被变形。由此导致，如图2b示出的，在此处与壳体20连接的供电线路36在预设断裂点49处被切断。
在设备4的第二变型方案中(图3)，壳体20中的碰撞开关44由于碰撞同样被机械地加载并且壳体20在碰撞开关44的位置处被变形。在此规定，该变形经由壳体20内的部件32、34间接地作用到供电线路42上，其中，供电线路42在预设断裂点51的位置处被中断和由此被切断。

Claims (9)

1.一种用于机动车的设备，所述设备具有壳体(20，22，24，26，28，30)，在所述壳体中布置有电气部件(32，34)，经由布置在壳体(20，22，24，26，28，30)内的至少一个供电线路(36，38，40，42)为所述电气部件供电，其特征在于，所述壳体(20，22，24，26，28，30)具有至少一个碰撞开关(44)，其中，对于超过阈值的机械力作用到所述至少一个碰撞开关(44)上的情况，壳体(20，22，24，26，28，30)在所述至少一个碰撞开关(44)的位置处变形，其中，壳体(20，22，24，26，28，30)内的所述至少一个供电线路(36，38，40，42)由于壳体(20，22，24，26，28，30)在所述至少一个碰撞开关(44)的位置处的变形和由此产生的力而被切断。
2.根据权利要求1所述的用于机动车的设备，其中，所述壳体(20，22，24，26，28，30)的至少一个碰撞开关(44)被设计成预设断裂点。
3.根据权利要求1或2所述的用于机动车的设备，其中，所述至少一个供电线路(36，38，40，42)具有至少一个预设断裂点(49，51)，所述至少一个预设断裂点由于壳体(20，22，24，26，28，30)在所述至少一个碰撞开关(44)的位置处的变形和由此产生的力而被切断。
4.根据权利要求1或2所述的用于机动车的设备，其中，所述至少一个供电线路(36，38，40，42)布置在壳体(20，22，24，26，28，30)的内壁上并与所述至少一个碰撞开关(44)连接。
5.根据权利要求1或2所述的用于机动车的设备，在所述设备的壳体(20，22，24，26，28，30)中布置有至少一个部件(32，34)，所述至少一个部件将布置有所述至少一个碰撞开关(44)的壳体(20，22，24，26，28，30)位置与所述至少一个供电线路(36，38，40，42)相连接，其中，所述至少一个部件(32，34)被设计用于，将由壳体(20，22，24，26，28，30)在所述至少一个碰撞开关(44)的位置处的变形产生的力传递到所述至少一个供电线路(36，38，40，42)。
6.根据权利要求1或2所述的用于机动车的设备，所述设备的壳体(20，22，24，26，28，30)由于所作用的力而变形并保持封闭。
7.根据权利要求1或2所述的用于机动车的设备，在所述设备的壳体(20，22，24，26，28，30)中布置有用于驱动机动车(2)的电机(16，18)的电气的和/或机械的部件(34)。
8.根据权利要求1或2所述的用于机动车的设备，所述设备的电气部件(32)形成功率电子装置。
9.一种用于运行机动车(2)的设备(4，6，8，10，12，14)的方法，其中，所述设备(4，6，8，10，12，14)具有壳体(20，22，24，26，28，30)，在所述壳体中布置有电气部件(32，34)，经由布置在壳体(20，22，24，26，28，30)内的至少一个供电线路(36，38，40，42)为所述电气部件供电，其特征在于，所述壳体(20，22，24，26，28，30)具有至少一个碰撞开关(44)，其中，对于超过阈值的机械力作用到所述至少一个碰撞开关(44)上的情况，壳体(20，22，24，26，28，30)在所述至少一个碰撞开关(44)的位置处变形，其中，壳体(20，22，24，26，28，30)内的所述至少一个供电线路(36，38，40，42)由于壳体(20，22，24，26，28，30)在所述至少一个碰撞开关(44)的位置处的变形和由此产生的力而被切断。
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