CN108128270B - 机动车的车载电网和机动车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种机动车(1)的车载电网(2)，包括电的蓄能装置(3)和至少一个车载电网部件(8、9、10)，该车载电网部件通过至少一个连接件(6、6a、6c、7)与蓄能装置(3)连接，所述至少一个连接件实现与蓄能装置(3)的至少一个导电连接部，其特征在于，借助于所述至少一个连接件(6、6a‑c、7)能附加地向与之连接的车载电网部件(8、9、10)输送调温流体和/或从与之连接的车载电网部件输送调温流体。

Description

机动车的车载电网和机动车
技术领域
本发明涉及一种机动车的车载电网，包括电的蓄能装置和至少一个车载电网部件，该车载电网部件通过至少一个连接件与蓄能装置连接，所述至少一个连接件实现与蓄能装置的至少一个导电连接部。本发明还涉及一种机动车。
背景技术
这种车载电网例如用作高压车载电网，该车载电网对用于驱动机动车的电机供电。在此连接件连接在车载电网部件上以及车载电网侧的蓄能装置上用于实现导电连接部。由于蓄能装置输出的高电流以及随之而来到热损耗功率，一般可以借助于调温流体对车载电网部件进行调温，特别是冷却。对此例如已知的是，设置用于车载电网的调温循环系统，可以通过单独的流体接口在相应的车载电网部件中引入该调温循环系统的调温流体。总之，这种调温循环系统的构造空间需求非常高，这造成在机动车中构造车载电网的困难。
从DE 26 41 364 A1还已知一种用于高压电缆的空心导线，该导线包括管状的、设有径向开口的支承元件和多个布置在该支承元件上的导电元件层。
DE 30 08 822 A1公开了一种用于冷却高压电缆设备的方法，其中冷却剂流过一个或多个缆线的空心导线并在闭合的循环系统中被引导。
EP 2 073 220 A1公开了一种高压线装置，包括电导线、包围电导线的管状绝缘体和用于冷却导线的冷却剂，包括至少一个冷却原件，该冷却元件沿着导线的长度的一部分延伸并与导线的该部分热连接。
发明内容
本发明的目的是，提供一种用于对机动车的车载电网进行调温的节省构造空间的可能方案。
为了实现上述目的，根据本发明对于开头所述类型的车载电网提出，借助于所述至少一个连接件能附加地向与之连接的车载电网部件输送调温流体和/或从与之连接的车载电网部件输送调温流体。
本发明基于的发明思想是，在蓄能装置和车载电网部件之间实现导电连接部的连接件也用于引导调温流体，从而取消在车载电网部件侧的用于调温流体的单独的输送管道。通过尽可能的功能整合可以减小用于安装车载电网构造空间需求，并因此实现了经济性地将车载电网集成在机动车中。
车载电网或机动车可以包括能借助于调温流体运行的调温装置，该调温装置实现了用于车载电网的至少一个调温循环系统，其中该至少一个连接件形成所述至少一个调温循环系统中的至少一个的一部分。该调温装置包括例如输送装置，例如泵或压缩机，和/或用于从调温流体传热或向调温流体传热的热交换器。借助于调温流体可以使至少一个车载电网部件加热和/或冷却。调温流体优选是电绝缘的，并可以是例如绝缘油或合成的(人造的)冷却剂。所述至少一个导通连接可以是绝缘的，这特别允许使用非绝缘的调温流体。
在根据本发明的车载电网中特别优选的是，所述至少一个导电连接部中的至少一个设计为空心体，在该空心体的内部可以输送调温流体。这种空心体也可以被称为空心导线。该空心体可以是能导电的管道，例如由金属制成，调温流体可以穿流过该金属的内腔。空心体可以具有圆形、卵圆形、多角形或倒圆的多角形的横截面。另选或附加地，所述至少一个连接件中的至少一个包括用于输送调温流体的软管或管道。在此，导电连接部可以在管道或软管内部延伸，例如被调温流体流过。导电连接部另选地也可以在管道或软管外部延伸。在这种情况下，导电连接部不与调温流体接触。
在根据本发明的车载电网中优选的是，所述至少一个车载电网部件中的至少一个可以与两个连接件连接，其中第一连接件实现将调温流体输入到车载电网部件，而第二连接件实现调温流体从车载电网部件中的回流。在此两个连接件之一的导电连接部可以位于蓄能装置的高电势上，而两个连接件中的另一个的导电连接部可以位于蓄能装置的低电势上，特别是位于地电势上。另选或附加地，与所述至少一个车载电网部件中的至少一个连接的连接件具有实现将调温流体输入到车载电网部件上以及使调温流体从车载电网部件回流的流体通道。以这种方式可以通过唯一的连接件实现调温流体的双向输送。
在特别有利的设计方案中，所述至少一个连接件在车载电网部件侧和/或蓄能装置侧具有公共的接口元件，以用于使所述至少一个导电连接部电触点接通并用于导入和/或导出调温流体。相应的接口元件可以例如设计为插接连接件或螺纹连接件。接口元件可以具有电触点接通部段和流体引导部段，所述电触点接通部段用于将导电连接部与车载电网部件或蓄能装置电触点接通部段，借助于该流体引导部段可以将调温流体导入车载电网部件侧或蓄能装置侧的开口或从车载电网部件侧或蓄能装置侧的开口导出。当然，接口元件为此可以具有相应的密封件。以特别有利的方式可以实现在接口元件中对电触点接通部的有效调温，这通过用于调温流体的传统的、单独的输送线路至今不能实现或仅能以非常高的成本实现。
根据按照本发明的车载电网的另一优选的实施形式提出，所述至少一个车载电网部件具有接纳车载电网部件的构件的壳体，调温流体以直接包围构件的至少一部分的方式被引导到该壳体中。也就是说，如此将调温流体导入到壳体中，使得壳体完全地或至少局部地被调温流体流过。由此，实现在车载电网部件内部的构件的直接冷却。也可以取消车载电网部件侧的散热体、冷却板或散热片——在该散热体、冷却板或是散热片处布置有构件并且该散热体、冷却板或是散热片与调温流体热耦合——以便实现进一步地减小构造空间。另选地也可以设想，调温流体可以通过至少一个车载电网部件侧的流体通道被引导，该流体通道与车载电网部件的至少一个待调温的构件热耦合。这种流体通道例如布置在散热体或冷却板上或中。
特别优选的是，构件、特别是控制构件的一部分布置在不由调温流体流过的壳体部段中。直接冷却或对构件的流过限于在其运行中特别强烈地发热的构件。这些构件为此布置在可由调温流体穿流的壳体部段中，而不设有调温的构件则布置在分开的壳体部段中。两个壳体部段可以在流体技术方面彼此分开。
另外在根据本发明的车载电网中，借助于至少一个连接件可以使调温流体在蓄能装置、特别是蓄能装置的电池接线盒和车载电网部件之间输送。换言之，调温流体在连接件的整个长度上在蓄能装置和与连接件连接的车载电网构件之间输送。另选地，借助于至少一个连接件可以使调温流体在车载电网的分配器装置和车载电网部件之间输送。这种分配器装置特别是与蓄能装置分开地布置，并可以是电力电网分配器(Traktionsnetzverteiler)。电池接线盒、即蓄能装置侧的用于使车载电网部件与蓄能装置连接的接线装置，或分配器装置在此可以形成用于调温流体的中央分配器和/或接纳调温装置的其它部分、特别是输送装置和/或热交换器。另选地可以设想，借助于所述至少一个连接件可使调温流体在至少两个车载电网部件之间输送。以这种方式可以实现用于调温流体输送的岛网络(Inselnetz)。
车载电网部件优选是电机、特别是还包括整流装置。调温流体可以例如并行或前后相继地穿流过整流装置以及电机的定子和/或转子。特别是在对整流装置的调温方面优选的是，整流装置的功率电子构件位于整流装置的能由调温流体穿流的壳体部段中，而驱控功率电子构件的、以低压运行的控制构件位于分开的壳体部段中。另选或附加地，车载电网部件可以是直流转换器和/或车载电网部件是充电设备。这种充电设备也可以被称为车载充电器(OBC)。
最后，车载电网优选设置用于：为机动车的动力装置供电和/或以至少60伏特、优选至少200伏特的车载电网电压运行。该车载电网还可以被理解为高压车载电网。
本发明所基于的目的按照本发明还通过一种机动车实现，该机动车包括根据本发明的车载电网。
根据本发明的车载电网的所有的实施形式也类似地转用与根据本发明的机动车，从而通过根据本发明的机动车也可以实现上述的优点。
附图说明
从下面说明的实施例以及根据附图得到本发明的其它优点和细节。附图是示意性表示并示出：
图1示出根据本发明的带有根据本发明的车载电网的机动车的实施例的原理图；
图2A-D分别示出用于车载电网的连接件的局部的纵剖图；和
图3示出车载电网部件的细节图。
具体实施方式
图1示出带有车载电网2的机动车1的一个实施例的原理图。该机动车包括蓄能装置3，该蓄能装置具有电池接线盒4和多个蓄能器5，这些蓄能器提供例如200伏特的输出电压用于对机动车1的动力装置供电。借助于相应的第一连接件6和第二连接件7使作为动力装置电机形式的车载电网部件8、作为直流转换器形式的车载电网部件9和作为带有电池接线盒4的充电设备10形式的车载电网部件10相连接。但车载电网2并非必须是用于为电机供电的车载电网。替代于电池接线盒4，车载电网2也可以包括与蓄能装置3分开的分配器装置、例如电力电网分配器。
通过连接件6、7实现了在蓄能装置3与车载电网部件8、9、10之间的导电连接部，也实现了将电绝缘的调温流体向或从车载电网部件8、9、10中的输送。第一连接件6在此例如与蓄能装置3的高电势连接，而第二连接件7与地电势连接。第一连接件6用于输入调温流体，第二连接件7用于回流，这分别通过图1中的箭头示出。连接件6、7分别是机动车1的调温装置11的调温循环系统的一部分，该调温装置还包括输送装置12、例如泵或压缩机，和一个或多个热交换器13。这些连接件在此集成在电池接线盒4中，但在另选实施例中也可以布置在蓄能装置3的外部，例如布置在之前提到的分配器装置中，其中调温流体仅部分地穿流过连接件6、7。根据另一实施例，在两个车载电网部件8、9、10之间以岛网络的形式实现调温流体输送。
图2A示出第一连接件6的局部的纵剖面。在蓄能装置3和相应的车载电网部件8、9、10之间的导电连接部通过金属管道形式的空心体14实现，在附图中以点的形式示出的调温流体可以穿流过该管道的内部15、即内腔。
图2B-D分别示出连接件6a-c的另选的实施形式的局部的纵剖面。根据图2B的连接件6a具有可由调温流体穿流的管道16a，其中导电连接部作为实体导线17a在管道16a的内部延伸。图2C示出连接件6b，该连接件包括用于输送调温流体的管道16b，其中导线17b在管道16的外部延伸。第二连接件7可以类似于上述的第一连接件6、6a、6b。图2D示出连接件6c，该连接件包括分开的管道16c以及导线17c，所述分开的管道的形式是用于输入的流体通道和用于回流的流体通道。在这种情况下，车载电网部件8、9、10可以通过唯一的连接件6c与蓄能装置3连接，其中可以设置用于电流回流的另一导电连接部。管道16a-c另选地可以是软管。此外，与图2B-D对应的连接件还可以包括多条导线，例如用于至少三相中的一相的相应一条或两条导线。
图3示出车载电网部件9的细节图，该车载电网部件包括多个被接纳在壳体18中的构件19、20。在此，功率电子构件19布置在第一壳体部段21中，控制构件20布置在第二壳体部段22中。第一连接件6和第二连接件7分别通过接口元件23与第一壳体部段21连接。接口元件23分别具有接触部段24以用于使导电连接部与构件19触点接通，该接口元件还具有流体引导部段25，流体引导部段通入第一壳体部段21的开口26、27中。通过开口26，调温流体通过连接件6到达第一壳体部段21的内部，并在此流过功率电子构件19，该功率电子构件因此被直接冷却。通过开口27，调温流体可以通过接口元件23的流体引导部段25回流到第二连接件7中。第二壳体部件22在流体技术方面与第一壳体部段21分开，从而控制构件20不与调温流体接触。因为电路构件20产生比功率电子构件19显著更小的损耗功率，因此可以取消借助于调温流体的调温。
壳体21相应被分为两部分也可以在其余的车载电网部件8、10中实现。特别是在电机8中，电机的整流装置28(参见图1)可以包括两个壳体部段21、22，其中仅半导体功率开关被调温流体流过，而驱控该半导体功率开关的控制构件20不被调温流体流过。
根据另一实施例，不将壳体21分为两部分。该壳体21被完全地流过。根据一另选的实施例，调温流体可以通过至少一个车载电网部件侧的流体通道输送，该流体通道与待调温的构件19热耦合。这种流体通道例如布置在散热体或冷却板上或者是散热体或冷却板中。

Claims (12)

1.一种机动车（1）的车载电网（2），包括电的蓄能装置（3）和至少一个车载电网部件（8、9、10），该车载电网部件通过至少一个连接件与蓄能装置（3）连接，所述至少一个连接件实现与蓄能装置（3）的至少一个导电连接部，其特征在于，借助于所述至少一个连接件能附加地向与之连接的车载电网部件（8、9、10）输送调温流体和/或从与之连接的车载电网部件输送调温流体，所述至少一个车载电网部件（8、9、10）包括壳体（18），该壳体接纳车载电网部件的构件（19、20），调温流体能以直接包围构件的至少一部分的方式导入到该壳体中，构件的一部分布置在与调温流体的穿流部分开的壳体部段（22）中，借助于所述至少一个连接件能使调温流体在至少两个车载电网部件（8、9、10）之间输送，从而能实现用于调温流体输送的岛网络。
2.根据权利要求1所述的车载电网，其特征在于，所述至少一个导电连接部中的至少一个形成为空心体（14），在该空心体的内部（15）能输送调温流体，和/或所述至少一个连接件中的至少一个包括用于输送调温流体的管道（16a-c），其中导电连接部在管道（16a-c）的内部或外部延伸。
3.根据权利要求1所述的车载电网，其特征在于，所述至少一个导电连接部中的至少一个形成为空心体（14），在该空心体的内部（15）能输送调温流体，和/或所述至少一个连接件中的至少一个包括用于输送调温流体的软管，其中导电连接部在软管的内部或外部延伸。
4.根据权利要求1或2所述的车载电网，其特征在于，所述至少一个车载电网部件（8、9、10）中的至少一个与两个连接件连接，第一连接件实现将调温流体输入到车载电网部件（8、9、10），第二连接件实现调温流体从车载电网部件（8、9、10）回流，和/或与所述至少一个车载电网部件（8、9、10）中的至少一个相连接的连接件包括实现将调温流体输入到车载电网部件（8、9、10）以及使调温流体从车载电网部件（8、9、10）回流的流体通道。
5.根据权利要求1或2所述的车载电网，其特征在于，所述至少一个连接件在车载电网部件侧和/或在蓄能装置侧具有公共的接口元件（23），以用于使所述至少一个导电连接部电触点接通并用于导入和/或导出调温流体。
6.根据权利要求1所述的车载电网，其特征在于，控制构件布置在与调温流体的穿流部分开的壳体部段（22）中。
7.根据权利要求1或2所述的车载电网，其特征在于，借助于所述至少一个连接件能在蓄能装置与车载电网部件（8、9、10）之间、或在车载电网的分配器装置与车载电网部件（8、9、10）之间、或在至少两个车载电网部件之间输送调温流体。
8.根据权利要求1或2所述的车载电网，其特征在于，借助于所述至少一个连接件能在蓄能装置的电池接线盒（4）与车载电网部件（8、9、10）之间输送调温流体。
9.根据权利要求1或2所述的车载电网，其特征在于，车载电网部件是电机，和/或车载电网部件是直流转换器，和/或车载电网部件是充电设备。
10.根据权利要求1或2所述的车载电网，其特征在于，车载电网部件是包括整流装置（27）的电机。
11.根据权利要求1或2所述的车载电网，其特征在于，车载电网设置用于对机动车（1）的动力装置供电，和/或用于以至少60伏特的车载电网电压运行。
12.一种机动车（1），所述机动车具有根据权利要求1-11中任一项所述的车载电网（2）。
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