CN107914561A - 机动车和蓄能器装置 - Google Patents

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Abstract

一种机动车(1)，包括具有至少一个电蓄能器(3)的蓄能器装置(2)和用于主动调节蓄能器(3)温度的空调设备(19)，其中，蓄能器(3)被接纳在壳体(4)中，其中，在壳体(4)上设有至少一个空气入口(5)和至少一个空气出口(6)，外界空气流(11)能通过空气入口(5)引导到壳体(4)中以及能通过空气出口(6)从壳体(4)中向外引导以用于被动冷却。

Description

机动车和蓄能器装置
技术领域
本发明涉及一种机动车，包括具有至少一个电蓄能器的蓄能器装置和用于主动调节蓄能器温度的空调设备，其中，蓄能器被接纳在壳体中。本发明还涉及一种蓄能器装置。
背景技术
对于具有电驱动装置的机动车、即所谓的电动车辆来说，需要对于其运行来说尺寸足够的蓄能器装置、经常也称为“高电压电池”。在这种蓄能器装置中通常串联并且在壳体中安装多个蓄能器。用于电蓄能器装置的相应的壳体是已知的并且一般用于接纳或支承蓄能器部件。除了蓄能器本身之外，蓄能器部件还包括与其连接的或要与其连接的电的或电子的部件、例如充电电子设备或控制电子设备。为此，这种壳体通常具有相应构造的内室以用于接纳蓄能器部件。
已知地，在相应的蓄能器部件的运行中产生热量，该热量必须由蓄能器部件以及从接纳该蓄能器部件的壳体中输出，以避免过热和由此可能导致的蓄能器部件损坏。
应用单独的、待连接到相应的壳体上的空调设备能够实现相应的蓄能器部件的冷却或温度调节。这种空调设备然而特别在机动车的不同的运行状态方面是不利的，在所述不同的运行状态中蓄能器或充电电子设备或控制电子设备的热量产生也会改变。因此，空调设备的冷却功率必须这样设计，使得该冷却功率例如在机动车剧烈加速和从蓄能器中获取相应大的能量以及由此导致剧烈放热的情况下足以调节蓄能器装置的温度以避免了蓄能器部件受损。
DE 10 2008 034 887 A1描述了一种用于机动车中的电池的冷却设备。该冷却设备包括能由冷却介质通流的冷却板，该冷却板与电池单体导热地连接。此外根据需要将空气冷却器用于冷却电池。
DE 10 2011 089 489 A1公开了一种用于冷却机动车的电蓄能器的冷却系统，其中，冷却系统具有空气-抽吸通道。通过空气-抽吸通道进入的空气流可以借助于被布置在空气过滤器与蓄能器之间的控制闸板来调节。
发明内容
本发明的目的是，提出一种相应改进的、包括蓄能器装置的机动车。
为了实现该目的在开头所述类型的机动车中根据本发明提出，在壳体上设有至少一个空气入口和至少一个空气出口，外界空气流能通过空气入口引导到壳体中和能通过空气出口从壳体中向外引导以用于被动冷却。
根据本发明也就提出，一方面使用空调设备，该空调设备例如可以包括风扇，通过该风扇能产生空气流并且该空气流能被冷却，以便随后主动冷却蓄能器装置。这可以例如在下述情况下实现：机动车例如准备——也就是说处于接通状态——在交通信号灯处停住或者在确定的临界速度之下移动。当然这也适用于以下情况：机动车被停车并且例如充电，这是因为在此也可以出现放热，该放热使得需要对蓄能器装置温度的主动调节。
一旦机动车以较高的速度——该速度例如高于可规定的和可储存在用于操控蓄能器装置的控制器中的速度——移动，则可以将冲击到机动车上的行车风或外界空气流用于被动冷却蓄能器装置。如果例如由于机动车的相对高的速度的原因使外界空气流足够强，则被引导到壳体中的外界空气流的冷却功率完全足以充分地控制蓄能器装置的温度，从而不会出现蓄能器部件的过热。
因此可以在机动车的特定的运行模式中将外界空气流用于被动冷却蓄能器装置，从而用于主动冷却的空调设备可以设计成较小尺寸，这是因为特别在从蓄能器中获取相对大的能量以及与此相联系的放热的情况下，外界空气流足够用于调节蓄能器装置的温度或至少对于温度调节起辅助作用。由此可以降低蓄能器装置以及进而整个机动车的制造成本并且同时提高这种蓄能器装置和附属的机动车的效率，这是因为用于主动冷却的空调设备可以设计成较小尺寸。通过设置的空气入口以及空气出口产生通过蓄能器装置的壳体的连续的空气流，因此在壳体的内室中不会产生气床/气窝(Luftpolster)和与其相关联的热积累。此外可以在壳体中安装导热设备、例如在各个蓄能器部件处安装散热片，以便确保尽可能高效地从蓄能器部件导出热量。此外，空气引导元件可以实现有针对性地将空气从空气入口引导到空气出口。
本发明的一个特别优选的变型方案可以规定，蓄能器装置被布置在机动车前部与客舱之间的区域中，因此，通过行车风所产生的并且冲击到车辆前部上的外界空气流能通过空气入口引导到壳体中。因此根据本发明能够实现，蓄能器装置通过保险杠护罩和/或机动车格栅至少部分隐藏(sichtgeschützt)的方式布置，其中，外界空气流例如通过机动车格栅的相应开口能够直接引导到蓄能器装置的壳体。
相应地可以在根据本发明的机动车中提出，空气入口被布置在壳体的朝向机动车前部的侧面上，空气出口被布置在壳体的朝向机动车尾部的侧面上。根据本发明，外界空气流因此可以尽可能高效地、在没有不必要的阻碍流动的偏转的情况下引导到蓄能器装置的壳体中。此外存在以下可能性：被布置在壳体的朝向机动车前部的侧面上的空气入口与被布置在壳体的朝向机动车尾部的侧面上的空气出口相比错位地布置。这表明，在本发明的范围内空气入口和空气出口例如可以被布置在蓄能器装置的壳体的以对角线方式对置的角部中。由此，被引导到壳体中的外界空气流可能至少部分地横向地通过壳体引导，由此可以改进冷却功率。因此可以实现，在壳体内部从空气入口流向空气出口的空气流被多次从位于内部的壳体壁和/或相应的、被布置在壳体内部的空气引导元件偏转并且由此例如能实现完全环流各个蓄能器部件。
本发明的一个特别优选的变型方案可以规定，设有调节通过空气入口和空气出口的外界空气流的调控设备。这种调控设备例如可以是可调节的空气引导元件，该空气引导元件可以被布置在蓄能器装置的壳体的内室中或者蓄能器装置的壳体的外部。这种调控设备因此既能够调节通过空气入口进入蓄能器装置的壳体中的外界空气流，又能够调节已经通过蓄能器装置的壳体引导的、通过空气出口从壳体中流出的空气流，例如通过相应的空气引导元件的摆动来调节。根据本发明还存在以下可能性：调控设备的配属于空气入口的元件、例如可摆动的空气引导元件能以与配属于空气出口的元件或被布置在壳体的内室中的元件无关的方式被操控或调节。
在根据本发明的机动车中，调控设备可以包括至少一个可调节的百叶窗和/或至少一个可调节的闸板以用于封闭空气入口和/或空气出口，其中，百叶窗和/或闸板能在打开位置与关闭位置之间以受控制装置控制的方式运动。
因此根据本发明存在以下可能性：在设置多个空气入口和/或空气出口的情况下分别设有百叶窗或闸板，其分别封闭多个空气入口或空气出口。根据本发明当然也存在以下可能性：多个空气入口和/或空气出口能分别被单独的百叶窗或闸板封闭。所述多个百叶窗或闸板可以由控制装置分开地操控。另选地或补充地当然也存在以下可能性：由控制装置能产生确定的操控信号，根据所述操控信号将各个百叶窗和/或闸板、或将分组的百叶窗和/或闸板、或将全部的百叶窗和/或闸板调节到确定的可规定的调节位置中。此外也可以在百叶窗和/或闸板上布置固定的空气引导元件，该空气引导元件改进在空气入口和/或空气出口的区域中的空气引导。
根据本发明，百叶窗和/或闸板可以被至少部分可视地布置在车辆前部的区域中。在此，这通常涉及用于封闭空气入口的百叶窗和/或闸板。通过将百叶窗和/或闸板直接布置在车辆前部上，百叶窗和/或闸板构成了如下元件：通过行车风引起的外界空气流直接冲击到该元件上，因此通过从打开位置向关闭位置中调节百叶窗和/或闸板而能改变机动车的流动阻力系数。因此尤其可以在机动车的高速时通过控制装置这样操控百叶窗和/或闸板，使得进入蓄能器装置的壳体中的外界空气流足以实现蓄能器部件的温度调节，其中，百叶窗和/或闸板不被完全打开，由此，机动车的流动阻力系数能相应地改变。
在此可以在本发明的一个变型方案中设有至少一个空气引导通道，该至少一个空气引导通道以一个端部与壳体连接，百叶窗和/或闸板被固定在空气引导通道的、被布置在车辆前部的区域中——例如在冷却器格栅中或处——的另一个端部上。因此根据本发明存在以下可能性：百叶窗和/或闸板虽然被布置在车辆前部的区域中，而蓄能器装置的壳体则与车辆前部间隔开地朝向客舱布置并且与空气引导通道连接。由此获得关于蓄能器装置的整体结构和/或准确的装入位置的更高的灵活性。
本发明的一个特别优选的变型方案还可以规定，控制装置被设计用于根据蓄能器的温度和/或机动车的外界温度和/或根据机动车的行驶速度和/或根据被储存在控制装置中的热的蓄能器模型来操控所述调控设备。例如可以在蓄能器装置的壳体中在多个不同位置处、特别是预计放热特别大的位置处(所谓的热点)布置多个温度传感器。补充地或另选地可以通过一个或多个用于检测机动车的外界温度的温度传感器在操控调控设备时同样也考虑这一点。如之前已经说明的，也可以根据机动车的行驶速度来操控所述调控设备，以便尤其实现在蓄能器装置的冷却功率与机动车的流动阻力系数之间的尽可能理想的关系。通过热的蓄能器模型，在能测量蓄能器装置的壳体的内室中的实际的温度升高之前，就例如已经可以通过相应地调节调控设备来加强进入壳体中的外界空气流，由此可以整体上降低蓄能器部件的、例如通过负荷所引起的温度上升。蓄能器模型例如根据不同的可限定的负荷运行周期(Beanspruchungsfahrzyklen)描述各个蓄能器部件的温度上升。该热的蓄能器模型可以例如被储存在控制装置中。
此外根据本发明可以规定，控制装置被设计用于根据通过下雨传感器所检测到的传感器数据来操控所述调控设备。这表明，在根据通过下雨传感器所检测到的传感器数据确定出降雨时，将调控设备或者说百叶窗和/或闸板从打开位置调节到其关闭位置中，以便防止例如雨水通过空气入口进入蓄能器装置的壳体中。当然可以规定，如果仅检测到轻微的降雨并且因此不太可能有水分侵入壳体中，则百叶窗和/或闸板在这种情况下不被完全封闭。
本发明还涉及一种蓄能器装置，包括壳体和至少一个电蓄能器，该壳体具有至少一个空气入口和至少一个空气出口，其中，外界空气流能通过空气入口引导到壳体中以及能通过空气出口从壳体中向外引导以用于被动冷却。蓄能器装置可以相应于关于根据本发明的方法所说明的特征来进一步改进。
附图说明
下面根据两个实施例参考附图来说明本发明的其它优点和细节。附图是示意性的图示，其中:
图1示出根据本发明的机动车的一个实施例；
图2在侧视图中示出在图1中已经显示的蓄能器装置的原理图；
图3在侧视图中示出在图1和图2中已经显示的蓄能器装置的另一原理图；和
图4在侧视图中示出根据本发明的蓄能器装置的另一个实施例。
具体实施方式
图1示出机动车1，包括具有两个电蓄能器3的蓄能器装置2。蓄能器3被接纳在壳体4中。在根据图2的蓄能器装置2的侧视原理图中显示，在壳体4上设有空气入口5和空气出口6。空气入口5被布置在壳体4的朝向机动车前部7的侧面8上，而空气出口6被布置在壳体4的朝向机动车尾部(未示出)的侧面9上。
蓄能器装置2被布置在机动车前部7与客舱10之间的区域中。通过行车风产生的并且冲击到车辆前部7上的外界空气流11——通过虚线箭头表示——如图1所示还冲击到调节装置13的可摆动的闸板12上，这是因为闸板12位于其关闭位置中。由此，闸板12封闭位于其后方的空气引导通道14并且因此也封闭壳体4的、与空气引导通道14的另一个端部连接的空气入口5。因此能通过调节装置13的可摆动的闸板12调节通过空气入口5到达壳体4中的外界空气流11的份额。通过调节装置13的另一个可摆动的闸板15能封闭空气出口6，如在图2中所示。因此可以通过调节装置13的可摆动的闸板15调节通过空气出口6从壳体4中向外排出的外界空气流11的份额。在这个实施例中，调节装置13的两个可摆动的闸板12，15能由控制装置16彼此分开地操控。因此可以特别根据相应的运行情况将至少一部分外界空气流11通过空气入口5引导到蓄能器装置2的壳体4中并且通过空气出口6从壳体4中向外引导。
可摆动的闸板12被这样布置在车辆前部7的区域中，使得该闸板一方面是可视的并且另一方面通过将闸板12从打开位置向关闭位置中的调节而能改变机动车1的流动阻力系数，这是因为：外界空气流11在关闭的闸板12的情况下通过改变的机动车外部形状而被这样引导，使得通过外界空气流引起的、作用于车辆前部7的压力阻力改变。通过使用空气引导通道14可以利用这种效果——尽管蓄能器装置2的壳体4被与车辆前部7朝向客舱10间隔开。
控制装置16在所示出的实施例中这样设计，即该控制装置根据蓄能器装置2的温度、机动车1的行驶速度和根据对通过布置在机动车1的挡风玻璃18上的下雨传感器17所检测到的下雨传感器数据的分析来操控具有两个可摆动的闸板12，15的调控设备13。相应地，布置在车辆前部7的区域中的闸板12由控制装置16这样操控，即在根据对下雨传感器17所检测到的下雨传感器数据的分析而确定机动车周围环境中的降雨时，闸板从打开位置摆动到关闭位置中。由此确保了，例如没有喷溅水能进入蓄能器装置2的壳体4中。下雨传感器17以下述方式向控制装置16提供下雨传感器数据：该下雨传感器通过通信总线系统(未示出)——在该通信总线系统上连接有下雨传感器17和控制装置16——将下雨传感器数据传输至控制装置16。
如果机动车1以低于特定的临界速度的速度移动——该临界速度在控制装置16的初始程序化期间被储存在控制装置16的储存器中，则控制装置16这样仅操控被布置在车辆前部7的区域中的闸板12，使得该闸板运动到其关闭位置中。在临界速度之下，不能期望通过外界空气流11的流过实现足够的冷却功率，因此在这种情况下至少主要借助于同样被布置在车辆前部7与客舱10之间的空调设备19来实现蓄能器装置2的冷却。为了使得通过空调设备19或空调设备19的风扇(未示出)所产生和冷却的空气流不会无作用地朝向空气入口5流掉——例如当机动车1停车时，将闸板12从打开位置摆动到其关闭位置中。如果机动车1以比被储存在控制装置16中的临界速度大的速度移动并且蓄能器装置的温度超过也被储存在控制装置16中的温度限值，而在对由下雨传感器17所检测到的下雨传感器数据的分析中确定在机动车1的周围环境中没有降雨，那么闸板12和闸板15如在图3中所示从其关闭位置摆动到打开位置中。由此，至少一部分外界空气流11可以经过空气引导通道14进入蓄能器装置2的壳体4中并且从壳体4中的空气出口6中在进行了蓄能器3的冷却之后排出。
图4示出一个另选的实施例且只要完成相同的技术功能就应用相同的附图标记。蓄能器装置2还包括壳体4，在该壳体中布置有两个蓄能器3以及空气入口5和空气出口6。空气出口6如在前面的例子中那样通过在壳体4处可摆动地支承的闸板15封闭。和在前述实施例中不同的是，闸板12同样被直接地布置在蓄能器装置2的壳体4上。相应地在根据图4的第二个实施例中不使用空气引导通道。如果例如在机动车1中使用这种蓄能器装置2，且同时如果要通过闸板12或其在关闭位置与打开位置之间的运动影响机动车1的流动阻力系数，那么该蓄能器装置不能像前面的实施例中那样被与车辆前部7间隔开地布置在车辆前部7与客舱10之间。

Claims (13)

1.一种机动车(1)，包括具有至少一个电蓄能器(3)的蓄能器装置(2)和用于主动调节蓄能器(3)温度的空调设备(19)，其中，蓄能器(3)被接纳在壳体(4)中，
其特征在于，
在壳体(4)上设有至少一个空气入口(5)和至少一个空气出口(6)，外界空气流(11)能通过空气入口(5)引导到壳体(4)中以及能通过空气出口(6)从壳体(4)中向外引导以用于被动冷却。
2.根据权利要求1所述的机动车，其特征在于，蓄能器装置(2)被布置在机动车前部(7)与客舱(10)之间的区域中，从而通过行车风所产生的并且冲击到车辆前部(7)上的外界空气流(11)能通过空气入口(5)引导到壳体(4)中。
3.根据权利要求1或2所述的机动车，其特征在于，空气入口(5)被布置在壳体(4)的朝向机动车前部(7)的侧面(8)上，空气出口(6)被布置在壳体(4)的朝向机动车尾部的侧面(9)上。
4.根据前述权利要求中任一项所述的机动车，其特征在于，设有调节通过空气入口(5)和空气出口(6)的外界空气流(11)的调控设备(13)。
5.根据权利要求4所述的机动车，其特征在于，调控设备(13)包括至少一个可调节的百叶窗和/或至少一个可调节的闸板(12)以用于封闭空气入口(5)和/或空气出口(6)，其中，百叶窗和/或闸板(12)能在打开位置与关闭位置之间以受控制装置(16)控制的方式运动。
6.根据权利要求5所述的机动车，其特征在于，百叶窗和/或闸板(12)被至少部分可视地布置在车辆前部(7)的区域中。
7.根据权利要求5或6所述的机动车，其特征在于，设有至少一个空气引导通道(14)，该至少一个空气引导通道以一个端部与壳体(4)连接，百叶窗和/或闸板(12)被固定在空气引导通道(14)的、被布置在车辆前部(7)的区域中的另一个端部上。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的机动车，其特征在于，控制装置(16)被设计用于根据蓄能器(3)的温度和/或机动车(1)的外界温度和/或根据机动车(1)的行驶速度和/或根据被储存在控制装置(16)中的热的蓄能器模型来操控所述调控设备(13)。
9.根据权利要求4至8中任一项所述的机动车，其特征在于，控制装置(16)被设计用于根据通过下雨传感器(17)所检测到的传感器数据来操控所述调控设备(13)。
10.一种蓄能器装置(2)，包括壳体(4)和至少一个电蓄能器(3)，该壳体具有至少一个空气入口(5)和至少一个空气出口(6)，其中，外界空气流(11)能通过空气入口(5)引导到壳体(4)中以及能通过空气出口(6)从壳体(4)中向外引导以用于被动冷却。
11.根据权利要求10所述的蓄能器装置，其特征在于，设有调节通过空气入口(5)和空气出口(6)的外界空气流(11)的调控设备(13)。
12.根据权利要求11所述的蓄能器装置，其特征在于，调控设备(13)包括至少一个可调节的百叶窗和/或至少一个可调节的闸板(12)以用于封闭空气入口(5)和/或空气出口(6)，其中，百叶窗和/或闸板(12)能在打开位置与关闭位置之间以受控制装置(16)控制的方式运动。
13.根据权利要求12所述的蓄能器装置，其特征在于，控制装置(16)被设计用于根据蓄能器(3)的温度和/或外界温度和/或通过下雨传感器(17)所检测到的传感器数据和/或根据被储存在控制装置(16)中的热的蓄能器模型来操控所述调控设备(13)。
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