CN116982197A - 具有分配网的电能蓄存器以及机动车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车的电能蓄存器(EES)，所述电能蓄存器包括：多个与蓄能器相关的组件(6、9)；蓄存器壳体(1)，在所述蓄存器壳体上和/或所述蓄存器壳体中布置有所述与蓄能器相关的组件(6、9)；和用于分配物质和/或能量和/或信息的至少一个分配网(V1、V2、V3)，所述分配网布置在蓄存器壳体(1)中，并且所述分配网具有至少一个与蓄能器相关的线路(L1a、L2a、L3a)，所述与蓄能器相关的线路为了传输物质和/或能量和/或信息而与所述与蓄能器相关的组件(6、9)中的至少一个与蓄能器相关的组件耦联；其中，所述至少一个分配网(V1、V2、V3)具有至少一个与蓄能器不相关的线路(L1b、L2b、L3b)，所述与蓄能器不相关的线路用于在机动车的在蓄存器壳体(1)之外的与蓄能器不相关的组件之间传输物质和/或能量和/或信息。本发明还涉及一种机动车。

Description

具有分配网的电能蓄存器以及机动车

技术领域

本发明涉及一种用于机动车的电能蓄存器，所述电能蓄存器具有多个与蓄能器相关的组件和具有蓄存器壳体，与蓄能器相关的组件布置在所述蓄存器壳体上和/或所述蓄存器壳体中。此外，电能蓄存器具有至少一个用于分配物质和/或能量和/或信息的分配网，所述分配网布置在蓄存器壳体中并且具有至少一个与蓄能器相关的线路，所述线路为了传输物质和/或能量和/或信息而与所述与蓄能器相关的组件中的至少一个与蓄能器相关的组件耦联。本发明还涉及一种机动车。

背景技术

当前的兴趣在于电能蓄存器，所述电能蓄存器可以例如作为用于电动机动车(即电动车辆或混合动力车辆)的牵引电池使用。这种电能蓄存器一般具有多个与蓄能器相关的组件、例如蓄能器单体、控制装置、传感器装置等。这些与蓄能器相关的组件一般布置在电能蓄存器的蓄存器壳体内或蓄存器壳体上。电能蓄存器例如可以布置在机动车的车辆底部的区域中并且能够通过在机动车或在蓄存器壳体上的加强结构来针对侧部碰撞载荷加强。这些措施的构型自由度受到在车辆前部与车辆后部之间的线路的限制。由于电能蓄存器的在中央的不知结构，这些线路一般布置在电能蓄存器与机动车的侧部结构之间。特别是，引导较高电压或可燃液体的线路亦或在车辆碰撞后应当能继续工作的线路必须单独保护以防碰撞载荷。因此，蓄能器的宽度受到这些线路的限制，并且车辆的侧部结构或线路需要以额外的花费来加强。由此不仅增加了机动车的成本而且增加了机动车的重量。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于保护机动车的线路以防碰撞负载的重量减轻并且成本降低的解决方案。

根据本发明，所述目的通过具有根据相应的独立权利要求的特征的电能蓄存器以及机动车来实现。本发明的有利实施方案是从属专利权利要求、说明书和附图的主题。

根据本发明的用于机动车的电能蓄存器具有多个与蓄能器相关的组件以及蓄存器壳体，在所述蓄存器壳体上和/或所述蓄存器壳体中布置有所述与蓄能器相关的组件。此外，所述电能蓄存器具有用于分配物质和/或能量和/或信息的至少一个分配网，所述分配网布置在蓄存器壳体中，并且所述分配网具有至少一个与蓄能器相关的线路以用于传输物质和/或能量和/或信息，所述与蓄能器相关的线路与所述与蓄能器相关的组件中的至少一个与蓄能器相关的组件耦联。此外，所述至少一个分配网具有至少一个与蓄能器不相关的线路以用于在机动车的在蓄存器壳体之外的与蓄能器不相关的组件之间传输物质和/或能量和/或信息。

根据本发明的机动车包括根据本发明的电能蓄存器以及至少两个与蓄能器不相关的组件，所述至少两个与蓄能器不相关的组件借助于集成到所述至少一个分配网中的所述至少一个与蓄能器不相关的线路耦联。与蓄能器不相关的组件可以例如是机动车的驱动装置、制冷剂压缩机、制动设备等。电能蓄存器特别是布置在机动车的底部的区域中、例如居中地布置在车辆前部和车辆后部之间。

电能蓄存器具有与蓄能器相关的组件或蓄能器组件。这种蓄能器组件可以是蓄能器单体、例如圆形单体、棱柱形单体或软包单体，其被封装并互连成至少一个单体复合体。此外，这样的蓄能器组件可以是特定于单体的装置，其可以具有用于监控蓄能器单体的传感器和致动器。蓄能器组件还可以是控制装置，所述控制装置例如耦联至所述特定于单体的装置。

蓄能器组件布置在蓄存器壳体中和/或蓄存器壳体上。蓄存器壳体例如可以具有以一个下壳体件和一个上壳体件的形式的两个壳体件，这两个壳体件机械地连接以构成用于容纳蓄能器组件的壳体内部空间。此外，在蓄存器壳体中布置有至少一个分配网，所述分配网可以具有多个与蓄能器相关的线路。例如，与蓄能器相关的线路可以将蓄能器组件彼此耦联和/或将至少一个蓄能器组件耦联到蓄存器壳体之外的与蓄能器不相关的组件。

蓄存器壳体可以具有碰撞结构和/或被车辆侧的碰撞结构包围，所述碰撞结构构造成用于，吸收作用到电能蓄存器上的由事故引起的力并且使所述力远离蓄能器组件。为了能够以有利的方式将这些碰撞结构一起用于与蓄能器不相关的线路，这些与蓄能器不相关的线路集成到所述至少一个分配网中并且因此也布置在蓄存器壳体中。因此，与蓄能器不相关的线路不是在电能蓄存器旁经过，而是穿过蓄存器壳体铺设。与蓄能器不相关的线路例如用于耦联机动车的与蓄能器不相关的组件，在所述与蓄能器不相关的组件之间布置有电能蓄存器。蓄存器壳体可以例如具有穿通部或接口，所述至少一个与蓄能器不相关的线路的位于蓄存器壳体之内的区段与所述穿通部或接口连接，并且所述至少一个与蓄能器不相关的线路的位于蓄存器壳体之外的区段能与所述穿通部或接口连接。由此，与蓄能器不相关的线路可以将在车辆前部中布置在电能蓄存器前的与蓄能器不相关的组件与在车辆后部中布置在电能蓄存器后的与蓄能器不相关的组件连接。

特别地，所述壳体件中的至少一个壳体件构造为多壁式的，其中，所述至少一个分配网集成到多壁式的所述至少一个壳体件中。例如，多壁式的壳体件可以是双壁式或三壳式的，从而形成在壳体件之内延伸的至少一个中间空间。所述至少一个分配网可以集成到所述至少一个中间空间中。

根据本发明的一种实施方式，所述至少一个分配网构造为用于分配以流体的形式的物质的流体引导系统。为此，多壁式的壳体件具有：至少一个第一通道形中间空间和至少一个第二通道形中间空间，通过所述第一通道形中间空间形成引导流体的所述至少一个与蓄能器相关的线路，通过所述第二通道形中间空间形成引导流体的所述至少一个与蓄能器不相关的线路。根据该实施方式，多壁式的壳体件、例如上壳体件构成所述至少一个分配网，其方式为：所述多壁式的壳体件具有用于传导流体的通道状的或管状的中间空间。因此，所述中间空间构成如下线路，借助于所述线路可以传导流体。所述流体可以例如是调温流体或热传递介质，以用于对与蓄能器相关的组件和/或与蓄能器不相关的组件进行调温。然而也可行的是，在各中间空间中传导具有不同功能的物质或流体。例如，在第一中间空间中传导的流体可以是用于对蓄能器组件进行调温的调温流体，并且在第二中间空间中传导的流体可以是用于以机动车的制动设备的形式的与蓄能器不相关的组件的制动液。

在另一种实施方式中，所述至少一个分配网可以构造为通信网络，以用于传输以监控信号和/或控制信号的形式的信息。为此，与蓄能器相关的线路可以例如将蓄能器单体的特定于单体的用于监控蓄能器单体的装置彼此连接和/或与蓄能器的控制装置连接和/或与蓄能器外部的控制装置连接。与蓄能器不相关的线路可以集成到这样的蓄能器内部的通信网络中并且例如在车辆前部与车辆后部之间传输控制信号和/或信息信号。

可以规定，所述通信网络构造为波导，所述波导设计用于传输声信号和/或光信号作为监控信号和/或控制信号。特别是，所述波导构造为一件式的成型件。

所述一件式的成型件可以具有多个成型件区段、例如至少一个聚集通道和连接到所述聚集通道上的连接通道，其中，聚集通道可以与蓄能器的控制装置耦联，并且连接通道可以与蓄能器单体的特定于单体的装置耦联。成型件在此是一种成品件，所述成品件只需一个组装步骤即可集成到蓄存器壳体中。因此，成型件不是由必须相互连接或互联的各单件组成，而是成型件已经提供一件式的通信网络或传输网络、例如以总线拓扑的形式以用于信号传输。在布置成型件时，连接通道例如布置在蓄能器组件的特定于电池的装置上，并且所述至少一个聚集通道布置在所述至少一个控制装置上。

为了与控制装置通信，蓄能器单体的装置将光信号和/或声信号耦入到相关联的连接通道中，所述信号经由连接通道和聚集通道传输并且在聚集通道处再次耦出。为了与蓄能器单体通信，控制装置将光信号和/或声信号耦入到聚集通道中，所述信号经由聚集通道和连接通道传输并且在相应蓄能器单体的连接通道处再次耦出。因此，聚集通道和连接通道构成与用于信息传输的与蓄能器相关的线路。例如，每个蓄能器组件在此可以例如与电磁波和/或声波的特定波长或相应的信号带相配设。为了信号生成和信号接收，蓄能器组件可以具有发送元件和接收元件。在光信号的情况下，发射元件例如是LED并且接收元件是光探测器。在声信号的情况下，发射元件例如是扬声器并且接收元件是麦克风。成型件附加地具有至少一个另外的成型件区段，所述成型件区段构成至少一个与蓄能器不相关的线路。所述至少一个另外的成型件区段可以例如平行于聚集通道构造。

成型件可以例如构型为中空体，在所述中空体中，信号通过在中空体的壁的内侧上的反射来传输。这种成型件可以是管道系统。特别优选地，成型件构造为实心体，所述实心体具有第一表面结构化部和第二表面结构化部，所述第一表面结构化部用于与蓄能器相关的组件的信号耦入和信号耦出，所述第二表面结构化部用于与蓄能器不相关的组件的信号耦入和信号耦出。因此，各表面结构化部形成所属的成型件区段的信号输入端和信号输出端，所述成型件区段又构成与蓄能器不相关的线路以及与蓄能器相关的线路。第二表面结构化部可以例如与蓄存器壳体的接口耦联，所述蓄存器壳体的接口又可以耦联到与蓄能器不相关的线路的位于蓄能器之外的区段。

所述实心体特别是由塑料、例如聚丙烯制成。成型件优选地构造为注射成型件。例如，实心体的表面可以为了构造表面结构化部而被区域性地抛光或蚀刻，以便构成用于信号耦入和信号耦出的区域。这样的成型件可以以特别简单且成本有效的方式制造。为了减少声信号和/或光信号的衰减，成型件还可以至少区域性地具有由反射材料制成的覆层。这种覆层施加离开设置用于信号耦入和信号耦出的区域的位置。所述覆层可以例如是金属化部。

在本发明的另一种实施方式中，所述至少一个分配网构造为用于能量传输的电网，其中，所述电网布置在以蓄能器单体形式的与蓄能器相关的组件的单体模块框架中和/或单体模块框架上。例如，电网可以集成到用于连接蓄能器单体的单体接触系统中，单体接触系统又集成到单体模块框架中。电网或能量传输网络可以例如具有与蓄能器相关的电线，所述电线将单体复合体的接口与电能蓄存器的功率接口连接，所述功率接口可以例如与机动车的驱动装置的功率电子器件连接。此外，所述电网具有至少一个与蓄能器不相关的电线，经由所述与蓄能器不相关的电线可以穿过蓄存器壳体在机动车的与蓄能器不相关的组件之间传输能量。

参考根据本发明的电能蓄存器提出的实施方式及其优点相应地适用于根据本发明的机动车。

本发明的其他特征从权利要求、附图和对附图的描述中给出。上面在说明书中提到的特征和特征组合以及下面在对附图的描述中提到的和/或单独在附图中示出的特征和特征组合不仅可以以分别给出的组合而且也可以以其他组合或单独地使用。

附图说明

现在借助于优选实施例并参考附图更详细地阐述本发明。图中：

图1示出电能蓄存器的示意性侧剖视图；

图2示出电能蓄存器的壳体件的示意性纵剖视图；

图3示出电能蓄存器的框架的示意性纵剖视图；以及

图4示出电能蓄存器的局部的示意性侧剖视图。

具体实施方式

在附图中，相同或功能相同的元件具有相同的附图标记。

图1示出电能蓄存器EES，所述电能蓄存器具有蓄存器壳体1，蓄存器壳体具有以下壳体件的形式的第一壳体件2a和以上壳体件的形式的第二壳体件2b。电能蓄存器EES可以例如作为用于能电驱动的机动车的牵引电池使用并且可以构造为高电压蓄能器。上壳体件2b可以构造为多壳式的并且包含用于流动的调温流体(例如冷却流体)的通道状的至少一个第一中间空间3。第一中间空间3可以经由接口与外部的冷却回路连接。在蓄存器壳体1中在下壳体件2a与上壳体件2b之间布置有与蓄能器相关的组件。这种与蓄能器相关的组件可以是封装成至少一个单体复合体4的、布置在框架5中的蓄能器单体6。蓄能器单体6通过单体接触系统7互连或电连接。与蓄能器相关的组件可以经由在第一中间空间3中流动的调温流体来调温、例如冷却。因此，第一中间空间3是以流体分配系统的形式的第一分配网V1的传输流体的与蓄能器相关的第一线路L1a。

单体复合体4可以通过功率接口8连接到控制装置9，控制装置在此构造为与蓄能器相关的、在外部布置在蓄存器壳体1上的组件。功率接口8可以例如由绝缘的扁平导体形成，所述功率接口将单体复合体4的触点与单体复合体4之外的触点连接。再次，扁平导体可以设计为一层或多层的。因此，线路接口8是以电网的形式的第二分配网V2的传输能量的与蓄能器相关的第二线路L2a。

单体复合体4还可以通过传感接口10连接到控制装置9。传感接口10例如是电接口或波导，其将单体复合体4的用于监控蓄能器单体6的传感器与单体复合体4之外的接口连接。因此，传感接口10是以通信网络的形式的第三分配网V3的传输信息的与蓄能器相关的第三线路L3a。功率接口8和传感接口10特别是实施为，使得保证框架5与第二壳体件2b的牢固连接以及保证大的线路横截面。

图2中以纵剖视图示出的第二壳体件2b在此附加于用于电能蓄存器EES的调温的第一中间3之外还具有通道状的中间空间11，所述通道状的中间空间分别具有在电能蓄存器EES的前端和后端处的用于流体线路的接口。中间空间3、11在此可以构造在同一层中或构造在不同层中、例如通过具有两个用于空腔的层的三壳式的壳体件2b来构造。所述另外的中间空间11形成传输流体的、与蓄能器不相关的第一线路L1b以用于传输物质、特别是流体，以用于在这里未示出的与蓄能器不相关的组件，其中，与蓄能器不相关的线路L1b集成到第一分配网V1中，所述第一分配网集成到电能蓄存器EES中。这种线路L1b可以例如是用于驱动装置的冷却剂线路、用于制冷剂回路的制冷剂线路、制动线路、油线路等，其在电能蓄存器EES的前端与后端之间借助于分配网V1铺设穿过蓄存器壳体1。

与功率接口8类似，另外的功率连接部12布置在框架5与第二壳体件2b之间，如图3中对框架5的俯视图以及图4中对电能蓄存器EES的局部的横剖视图所示，所述另外的功率连接部仅包含单体复合体4之外的接口。这些功率接口12用于在电能蓄存器EES的前端与后端之间为与蓄能器不相关的组件(例如驱动装置、制冷剂压缩机、充电装置、车载电网等)传递能量。功率连接部12因此形成传输能量的、与蓄能器不相关的第二线路L2b，所述第二线路集成到第二分配网V2中并且因此被铺设穿过蓄存器壳体1。

与传感接口10类似，另外的通信连接部13在这里布置在框架5与第二壳体件2b之间，所述另外的通信连接部仅包含单体复合体4之外的接口并且用于在电能蓄存器EES的前端与后端之间为与蓄能器不相关的组件传递通信信号。因此，通信连接部13形成传输信息的、与蓄能器不相关的第三线路L3b，所述第三线路集成到第三分配网V3中并且因此被铺设穿过蓄存器壳体1。例如，可以在第二壳体件2b中设置穿通部或接口，如图4所示，通过所述穿通部或接口将与蓄能器不相关的线路L2b、L3b从蓄存器壳体1引出。

所述传感接口10和另外的通信连接部13还可以是在功能上集成的元件、例如以记录信号总线的形式，附加的信号在所述信号总线上耦入到外部接口上。特别有利地，这种信号总线构造为波导，其包含在单体复合体4之内的接口以及在电能蓄存器EES的前端和后端处的接口。线路L2a、L2b、L3a、L3b也可以集成到单体接触系统7中。

Claims (8)

1.一种用于机动车的电能蓄存器(EES)，所述电能蓄存器包括：

-多个与蓄能器相关的组件(6、9)；

-蓄存器壳体(1)，在所述蓄存器壳体上和/或所述蓄存器壳体中布置有所述与蓄能器相关的组件(6、9)；和

-用于分配物质和/或能量和/或信息的至少一个分配网(V1、V2、V3)，所述分配网布置在蓄存器壳体(1)中，并且所述分配网具有至少一个与蓄能器相关的线路(L1a、L2a、L3a)，所述与蓄能器相关的线路为了传输物质和/或能量和/或信息而与所述与蓄能器相关的组件(6、9)中的至少一个与蓄能器相关的组件耦联；

其特征在于，所述至少一个分配网(V1、V2、V3)具有至少一个与蓄能器不相关的线路(L1b、L2b、L3b)，所述与蓄能器不相关的线路用于在机动车的在蓄存器壳体(1)之外的与蓄能器不相关的组件之间传输物质和/或能量和/或信息。

2.根据权利要求1所述的电能蓄存器(EES)，其特征在于，所述蓄存器壳体(1)具有至少两个壳体件(2a、2b)，所述至少两个壳体件封闭用于容纳与蓄能器相关的组件(6、9)的壳体内部空间，其中，所述壳体件中的至少一个壳体件(2b)构造为多壁式的，并且所述至少一个分配网(V1、V2、V3)集成到多壁式的所述至少一个壳体件(2b)中。

3.根据权利要求2所述的电能蓄存器(EES)，其特征在于，所述至少一个分配网(V1、V2、V3)构造为用于分配流体的流体引导系统(V1)，并且多壁式的壳体件(2b)具有：至少一个第一通道形中间空间(3)，通过所述第一通道形中间空间形成引导流体的所述至少一个与蓄能器相关的线路(L1a)；和至少一个第二通道形中间空间(11)，通过所述第二通道形中间空间形成引导流体的所述至少一个与蓄能器不相关的线路(L1b)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的电能蓄存器，其特征在于，所述至少一个分配网(V1、V2、V3)构造为通信网络(V3)，以用于传输以监控信号和/或控制信号的形式的信息。

5.根据权利要求4所述的电能蓄存器(EES)，其特征在于，所述通信网络构造为波导，所述波导设计用于传输声信号和/或光信号作为监控信号和/或控制信号。

6.根据权利要求5所述的电能蓄存器(EES)，其特征在于，所述波导构造为一件式的成型件，所述成型件构造为实心体，所述实心体具有第一表面结构化部和第二表面结构化部，所述第一表面结构化部用于与蓄能器相关的组件的信号耦入和信号耦出，所述第二表面结构化部用于与蓄能器不相关的组件的信号耦入和信号耦出。

7.根据前述权利要求中任一项所述的电能蓄存器(EES)，其特征在于，所述至少一个分配网(V1、V2、V3)构造为用于能量传输的电网(V2)，所述电网(V2)布置在以蓄能器单体(6)形式的与蓄能器相关的组件的单体模块框架(5)中和/或单体模块框架上。

8.一种机动车，所述机动车具有至少一个根据前述权利要求中任一项所述的电能蓄存器(EES)和至少两个与蓄能器不相关的组件，所述至少两个与蓄能器不相关的组件借助于集成到所述至少一个分配网(V1、V2、V3)中的所述至少一个与蓄能器不相关的线路(L1b、L2b、L3b)耦联。