DE102007013072A1

DE102007013072A1 - Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102007013072A1
Application number: DE102007013072A
Authority: DE
Inventors: Katsunori Kariya Tanaka; Akira Kariya Kato; Michinori Kariya Tanibata; Yutaka Kariya Kuroyanagi
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2006-03-20
Filing date: 2007-03-19
Publication date: 2007-10-11
Anticipated expiration: 2027-03-20
Also published as: KR20090033347A; KR100896777B1; US20070219670A1; DE102007013072B4; KR20070095220A; US7728546B2

Abstract

Bei einer Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung (PA), die in einem Fahrzeug eingebaut ist, weist ein erstes Energieversorgungssystem (S1) einen Erzeuger (1) und eine erste Batterie (2) auf. Der Erzeuger (1) wird durch einen Betrieb einer Maschine (EN) angetrieben. Die erste Batterie (2) ist durch ein elektrisches Ausgangssignal des Erzeugers (1) ladbar. Ein zweites Energieversorgungssystem (S2) weist eine zweite Batterie (4) auf. Die zweite Batterie (4) arbeitet, um einer elektrischen Last (5), die in dem Fahrzeug eingebaut ist, elektrische Energie zuzuführen. Ein Energieübertragungsmodul (10) ist wirksam, um elektrische Energie, die dem zweiten Energieversorgungssystem (S2) von dem ersten Energieversorgungssystem (S1) basierend auf mindestens entweder dem elektrischen Ausgangssignal des Erzeugers (1) oder einem Ladepegel der ersten Batterie (2) zugeführt wird, zu übertragen. Das Energieübertragungsmodul (10) ist mit der ersten Batterie (2) eine Einheit bildend verbunden, um ein Batteriemodul zu bilden.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung basiert auf den japanischen Patentanmeldungen 2006-077598, 2006-077606, 2006-077613 und 2006-077618, die jeweils am 20. März 2006 eingereicht wurden. Diese Anmeldung beansprucht das Vorrecht der Priorität aus diesen Anmeldungen, so dass alle Beschreibungen derselben hierin durch Bezugnahme aufgenommen sind.
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtungen mit einer verbesserten Einbaubarkeit. Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf luftgekühlte Energiesysteme mit einer vereinfachten Struktur.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
In letzter Zeit wurden Energieversorgungsvorrichtungen mit zwei Batterien einer unterschiedlichen Spannung in Hybridfahrzeugen und Maschinenfahrzeugen eingebaut. Auf die Energieversorgungssysteme mit zwei Batterien einer unterschiedlichen Spannung ist im Folgenden als „Doppelspannungsvorrichtungen" Bezug genommen.
Eine Doppelspannungsvorrichtung bzw. Zweispannungsvorrichtung ist normalerweise mit einem ersten Energieversorgungssystem, das einen maschinengetriebenen Erzeuger und eine höhere Batterie aufweist, ausgerüstet. Die höhere Batterie ist durch den maschinengetriebenen Erzeuger ladbar und hat einen ersten Nennspannungspegel. Die Doppelspannungsvorrichtung ist normalerweise mit einem zweiten Energieversorgungssystem, das eine niedrigere Batterie mit einem zweiten Nennspannungspegel, der niedriger als der erste Nennspannungspegel ist, aufweist, ausgerüstet. Das zweite Energieversorgungssystem arbeitet, um elektrischen Fahrzeuglasten Energie zuzuführen.
Die Doppelspannungsvorrichtung ist normalerweise mit einer Energieübertragungseinheit, die mit dem ersten und dem zweiten Energieversorgungssystem elektrisch gekoppelt ist, ausgerüstet. Die Energieübertragungseinheit ist wirksam, um einen Pegel einer Ausgangsspannung des ersten Energieversorgungssystems in einen Zielpegel, der für das zweite Energieversorgungssystem erforderlich ist, umzuwandeln, und um die Ausgangsspannung, deren Pegel umgewandelt wurde, zu dem zweiten Energieversorgungssystem zu übertragen.
Genauer gesagt, erlaubt bei der Doppelspannungsvorrichtung eine Übertragung der Ausgangsspannung von dem ersten Energieversorgungssystem zu dem zweiten Energieversorgungssystem über die Energieübertragungseinheit, dass eine Pegelvariation einer Energieversorgungsspannung für die elektrischen Lasten reduziert wird.
Da bei der Doppelspannungsvorrichtung den elektrischen Lasten Energie sicher von dem zweiten Energieversorgungssystem zugeführt werden kann, ist es möglich, den Ladezustand (SOC; SOC = State of Charge) der ersten höheren Batterie zu ändern, wenn: die Spannung der höheren Batterie für eine Erzeugung eines Antriebsdrehmoments ausgegeben wird; die höhere Batterie durch eine regenerative elektrische Energie, die durch den Erzeuger beim Bremsen erzeugt wird, geladen wird; oder die Spannung der höheren Batterie für eine Drehmomentunterstützung der Maschine ausgegeben wird.
Insbesondere kann, wenn sich die Maschine nicht bewegt, eine Energieversorgung von der höheren Batterie zu den elektrischen Lasten ausgeführt werden, was es möglich macht, eine Pegelvariation in einer Ausgangsspannung des zweiten Energieversorgungssystems zu reduzieren.
Es sei bemerkt, dass die elektrischen Lasten beispielsweise eine Beleuchtungsausrüstung, Beschallungsvorrichtungen und Steuereinheiten, die gegenüber einer Verringerung der Energieversorgungsspannung anfällig sind, aufweisen.
Ein Beispiel der Doppelspannungsvorrichtungen ist in dem US-Patent Veröffentlichungsnr. 6,583,602, das dem nicht geprüften japanischen Patent Veröffentlichungsnr. 2002-345161 entspricht, das derselben Bevollmächtigten übertragen wurde, offenbart.
Bei einer im Vorhergehenden beschriebenen Doppelspannungsvorrichtung kann eine Energieübertragung von der niedrigeren Batterie zu der höheren Batterie ausgeführt werden, um einen Mangel der höheren Batterie an Kapazität auszugleichen. Als die höhere Batterie können Lithium-Sekundärbatterien, Sekundärbatterien, die eine Wasserstoffspeicherlegierung verwenden, und elektrische Doppelschichtkondensatoren verwendet sein. Als die niedrigere Batterie können vorzugsweise Blei-Sekundärbatterien mit einer hohen Kosteneffizienz verwendet sein. Insbesondere die Lithium-Sekundärbatterien haben eine hohe Ladekapazität pro Gewicht, was eine Kraftstoffeinsparung basierend auf einer Reduzierung des Fahrzeuggewichts verbessern kann.
Andererseits verwenden Kühlsysteme für Fahrzeugenergievorrichtungen, durch die eine große Menge von Strom durchgelassen wird, normalerweise ein Flüssigkeits- oder Luftkühlmedium, das eine Wärmesenke zu berühren hat. Die japanischen nicht geprüften Patente Veröffentlichungsnr. H04-275492, H06-303704 und 2004-82940 offenbaren beispielsweise Fahrzeugenergievorrichtungen, die jeweils mit entsprechenden Luftkühlsystemen ausgerüstet sind. Das japanische nicht geprüfte Patent Veröffentlichungsnr. H09-126617 offenbart eine Fahrzeugenergievorrichtung, die mit sowohl einem Luftkühl- als auch einem Flüssigkeitskühlsystem ausgerüstet ist.
Zusätzlich offenbart das japanische nicht geprüfte Patent Veröffentlichungsnr. 2004-39641 ein Ladesystem mit einem Luftkühlsystem, bei dem ein Luftfluss, der durch einen Lüfter erzeugt wird, einer Batterie und einer Ladevorrichtung ermöglicht, gekühlt zu werden.
Solche Flüssigkeitskühlsysteme umfassen im Wesentlichen Fragen, bei denen sich, je mehr sich der Systemmaßstab mit der komplizierten Systemstruktur erhöht, um so mehr das Gewicht und ein Raum, der für einen Einbau von Flüssigkeitskühlsystemen erforderlich ist, erhöhen. Dies macht es schwierig, ein solches Flüssigkeitskühlsystem in Fahrzeugenergievorrichtungen einzubauen.
Insbesondere bei einem Flüssigkeitskühlsystem kann der Wärmeübertragungsbereich zwischen einem Heizelement und einem Wärmeübertragungsmedium reduziert sein. Es ist jedoch schwierig, einen Wärmeübertragungsbereich einer indirekten Wärmeaustauscheinheit, die erforderlich ist, um Wärme, die durch das Wärmeübertragungsmedium absorbiert wird, in die Atmosphäre abzuführen, zu reduzieren.
Aus diesen im Vorhergehenden dargelegten Gründen kann angesichts einer Reduzierung der Größe und des Gewichts vorzugsweise ein Luftkühlsystem, das ein Heizelement, ein Wärmeübertragungsmedium, das das Heizelement stabil berührt, oder ein Wärmerohr kühlender Luft aussetzt, verwendet sein. Dieses Luftkühlsystem hat bei einer Reduzierung der Größe und des Gewichts einen Vorteil gegenüber einem Flüssigkeitskühlsystem, was es möglich macht, die Zuverlässigkeit des Luftkühlsystems zu erhöhen.
Zu den Doppelspannungsvorrichtungen verglichen mit Energieversorgungsvorrichtungen mit einer einzelnen Batterie zurückkehrend, erfordern die Doppelspannungsvorrichtungen zusätzlich zu einer ersten Batterie zum Zuführen von Energie zu elektrischen Lasten mindestens eine zweite Batterie, die durch einen Erzeuger ladbar ist, und eine Energieübertragungseinheit zum Übertragen von Energie zwischen der ersten und der zweiten Batterie.
Beim Einbauen der ersten und der zweiten Batterie und der Energieübertragungseinheit in einen Maschinenraum von vergleichsweise kleiner Größe, der sich vorne in einem Fahrzeug befindet, können dieselben in dem Machinenraum beliebig angeordnet werden, und danach können die erste und die zweite Batterie und die Energieübertragungseinheit miteinander durch Kabel elektrisch verbunden werden.
In diesem Fall können die Kabel jedoch über vergleichsweise lange Strecken in dem Maschinenraum verlegt sein, was bewirkt, dass das Verlegen der Kabel kompliziert ist.
Die langen und komplizierten Verlegungen der Kabel können es schwierig machen, einige der Kabel entfernt von Hochtemperaturvorrichtungen und/oder drehenden Baugliedern, die in dem Maschinenraum positioniert sind, zu positionieren. Das Erstere kann in einer Fehlfunktion einiger der Kabel resultieren, und das Letztere kann die Drehung der drehenden Bauglieder stören.
Die langen und komplizierten Verlegungen der Kabel können es schwierig machen, zu verhindern, dass einige der Kabel nahe bei der Vorderseite (dem vorderen Ende) des Fahrzeugs angeordnet sind. Dies kann bewirken, dass ni dem Fall eines Frontalzusammenstoßes Brüche in einigen der Kabel unvermeidlich sind.
Um sich den Problemen zuzuwenden, können die erste Batterie und die Energieübertragungseinheit in einem Kofferraum, der auf der Hinterseite des Fahrzeugs angeordnet ist, eingebaut sein. Diese Weise kann jedoch aufgrund der langen und komplizierten Verlegungen der Kabel, durch die die erste und die zweite Batterie und die Energieübertragungseinheit miteinander verbunden sind, im Wesentliche identische Probleme bewirken.
Die langen und komplizierten Verlegungen der Kabel können einen Energieverlust aufgrund einer Erhöhung des Widerstands der Kabel und ein Gewicht der Doppelspannungsvorrichtung erhöhen.
Zusätzlich gibt es verschiedene Typen von Fahrzeugen, wie Maschinenfahrzeuge, die durch ein Antriebsdrehmoment, das durch Verbrennungsmaschinen übertragen wird, angetrieben werden, Hybridfahrzeuge, die durch ein Antriebsdrehmoment und ein Motordrehmoment angetrieben werden, und elektrische Fahrzeuge, die durch ein Motordrehmoment angetrieben werden. Diese verschiedenen Typen von Fahrzeugen verwen den normalerweise eine Mehrzahl von Steuereinheiten, die Wechselrichter für eine Motorsteuerung und/oder Gleich-zu-Gleich-Wandler bzw. Gleichstromwandler aufweisen.
Die Steuereinheiten, die in den verschiedenen Fahrzeugen eingebaut sind, sind wirksam, um Leistungshalbleiterbauelemente, die bei hohen Energiewerten bzw. Leistungswerten in Betrieb sind, ein- und auszuschalten, was bewirken kann, dass die Leistungshalbleiterbauelemente, wie Leistungstransistoren, Wärme erzeugen. Aus diesem Grund ist es wichtig, die Leistungshalbleiterbauelemente, die in den Steuereinheiten eingebaut sind, zu kühlen.
Ähnlich können, da Fahrzeugbatterien, die elektrische Doppelschichtkondensatoren enthalten, abhängig von Leistungsvariationen, die für elektrische Fahrzeuglasten erforderlich sind, wiederholt häufig geladen und entladen werden, dieselben im Inneren eine große Menge an Wärme erzeugen. Es ist daher ferner wichtig, die Fahrzeugbatterien zu kühlen.
Andererseits muss bei dem nicht geprüften Patent Veröffentlichungsnr. 2004-39641 das Luftkühlsystem, das aus einem Kühllüfter, einem Motor, der den Kühllüfter antreibt, und einer Motorsteuerung, die den Motor steuert, zusammengesetzt ist, in dem Ladesystem, das mit der Batterie eine Einheit bildet, eingebaut sein. Dies kann bewirken, dass sich die Größe und das Gewicht des Ladesystems erhöhen, und dass die Ladesystemstruktur kompliziert ist. Zusätzlich kann die Ladesystemstruktur den Energieverbrauch der Komponenten (des Kühllüfters, des Motors und der Motorsteuerung) insgesamt erhöhen, was bewirken kann, dass sich die Batterie erschöpft.
Dies kann nicht vermieden werden, selbst wenn der Kühllüfter getrennt von dem Ladesystem angeordnet ist, was in der Veröffentlichung Nr. 2004-39641 offenbart ist.
Wie im Vorhergehenden beschrieben ist, kann ein Einbau des Luftkühlsystems in das Ladesystem bewirken, dass sich der Aufwand und/oder der Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs verschlechtern.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Angesicht des Hintergrunds ist es eine Aufgabe von mindestens einem Aspekt der vorliegenden Erfindung, Mehrfach-Spannungsversorgungsvorrichtungen, die in einem Fahrzeug eingebaut sind, wobei jede derselben eine verbesserte Einbaubarkeit hat, zu schaffen.
Angesichts des Hintergrunds ist es eine weitere Aufgabe von mindestens einem Aspekt der vorliegenden Erfindung, luftgekühlte Energiesysteme, die jeweils in einem Fahrzeug eingebaut sind, wobei jedes derselben fähig ist, eine Energievorrichtung mit einer vereinfachten Struktur wirksam zu kühlen, zu schaffen; diese Energievorrichtung erzeugt Wärme, wenn dieselbe erregt wird.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung geschaffen, die in einem Fahrzeug eingebaut ist, das eine Maschine aufweist. Die Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung weist ein erstes Energieversorgungssystem auf. Das erste Energieversorgungssystem weist einen Erzeuger und eine erste Batterie auf. Der Erzeuger ist durch einen Betrieb der Maschine angetrieben. Die erste Batterie ist durch ein elektrisches Ausgangssignal des Erzeugers ladbar. Die Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung weist ferner ein zweites Energieversorgungssystem auf. Das zweite Energieversorgungssystem weist eine zweite Batterie auf. Die zweite Batterie arbeitet, um einer elektrischen Last, die in dem Fahrzeug eingebaut ist, elektrische Energie zuzuführen. Die Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung weist ferner ein Energieübertragungsmodul, das wirksam ist, um elektrische Energie, die von dem ersten Energieversorgungssystem basierend auf mindestens entweder dem elektrischen Ausgangssignal des Erzeugers oder einem Ladepegel der ersten Batterie zugeführt wird, zu dem zweiten Energieversorgungssystem zu übertragen, auf. Das Energieübertragungsmodul ist mit der ersten Batterie eine Einheit bildend verbunden, um ein Batteriemodul zu bilden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung geschaffen, die in einem Fahrzeug eingebaut ist, das eine Maschine aufweist. Die Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung weist ein erstes Energieversorgungssystem, das einen Erzeuger und eine erste Batterie aufweist, auf. Der Erzeuger ist mit der Maschine wirksam verbunden und durch einen Betrieb der Maschine angetrieben. Die erste Batterie ist mit dem Erzeuger elektrisch verbunden und durch ein elektrisches Ausgangssignal des Erzeugers ladbar. Die Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung weist ein zweites Energieversorgungssystem, das eine zweite Batterie aufweist, auf. Die zweite Batterie arbeitet, um einer elektrischen Last, die in dem Fahrzeug eingebaut ist, elektrische Energie zuzuführen. Die Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung weist ein Energieübertragungsmodul, das wirksam ist, um elektrische Energie, die dem zweiten Energieversorgungssystem von dem ersten Energieversorgungssystem zugeführt wird, zu übertragen, auf. Die elektrische Energie, die von dem ersten Energieversorgungssystem zugeführt wird, wird abhängig von mindestens entweder dem elektrischen Ausgangssignal des Erzeugers oder einem Ladepegel der ersten Batterie bestimmt. Die erste Batterie und das Energieübertragungsmodul sind näher bei dem Erzeuger angeordnet als die zweite Batterie.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Mehrfach-Energieversorgungseinrichtung geschaffen, die in einem Fahrzeug eingebaut ist, das eine Maschine aufweist. Die Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung weist ein erstes Energieversorgungssystem auf. Das erste Energieversorgungssystem weist einen Erzeuger und eine erste Batterie auf. Der Erzeuger wird durch einen Betrieb der Maschine angetrieben. Die erste Batterie ist durch ein elektrisches Ausgangssignal des Erzeugers ladbar. Die Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung weist ein zweites Energieversorgungssystem, das eine zweite Batterie aufweist, auf. Die zweite Batterie arbeitet, um einer elektrischen Last, die in dem Fahrzeug eingebaut ist, elektrische Energie zuzuführen. Die Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung weist ein Energieübertragungsmodul, das wirksam ist, um elektrische Energie, die dem zweiten Energieversorgungssystem von dem ersten Energieversorgungssystem basierend auf mindestens entweder dem elektrischen Ausgangssignal des Erzeugers oder einem Ladepegel der ersten Batterie zugeführt wird, zu übertragen, auf. Die Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung weist einen gemeinsam verwendeten Kanal, der in einem Maschinenraum des Fahrzeugs angeordnet ist und wirksam ist, um zu erlauben, dass Luft hin zu sowohl der ersten Batterie als auch dem Energieübertragungsmodul geführt wird, auf. Die Luft wird durch ein Fahren des Fahrzeugs bewirkt.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein luftgekühltes Energiesystem geschaffen, das in einem Fahrzeug eingebaut ist und einen Kühllüfter, der mit einem ersten Luftflussdurchgang, der stromaufwärts von dem Kühllüfter positioniert ist, und mit einem zweiten Luftflussdurchgang, der stromabwärts desselben positioniert ist, verbunden ist, hat. Der Kühllüfter ist wirksam, um einen Luftfluss durch den ersten Luftflussdurchgang zu saugen und den gesaugten Luftfluss zu dem zweiten Luftflussdurchgang auszublasen, um ein wärmendes Element, das in dem Fahrzeug eingebaut ist, zu kühlen. Das luftgekühlte Energiesystem weist eine Energievorrichtung auf. Die Energievorrichtung weist eine Kühllufteinlassöffnung, einen Kühlluftdurchgang und eine Kühlluftauslass-Entladeöffnung auf. Der Kühlluftdurchgang ist mit der Kühllufteinlassöffnung und der Kühlluftauslassöffnung verbunden. Die Energievorrichtung erzeugt Wärme, wenn dieselbe erregt wird. Das luftgekühlte Energiesystem weist einen Saugkanal mit einem stromaufwärtsseitigen Einlass und einem stromabwärtsseitigen Auslass auf. Der stromabwärtsseitige Auslass des Saugkanals ist bei entweder dem ersten oder dem zweiten Luftflussdurchgang positioniert, so dass der Luftfluss, der über entweder den ersten oder den zweiten Luftflussdurchgang fließt, einen negativen Druck bildet. Der negative Druck wirkt auf den stromabwärtsseitigen Auslass des Saugkanals. Der stromaufwärtsseitige Einlass des Saugkanals ist angeordnet, um mit der Kühlluftauslassöffnung verbunden zu sein. Der stromabwärtsseitige Auslass des Saugkanals ist derart angeordnet, dass eine Längsrichtung des Saugkanals nicht hin zu einem Aufwärtsstrom des Luftflusses durch entweder den ersten Luftflussdurchgang oder den zweiten Luftflussdurchgang gerichtet ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Andere Aufgaben und Aspekte der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen offensichtlich. Es zeigen:
1 ein Schaltungsdiagramm, das schematisch ein Beispiel einer Struktur einer Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 eine Teilschnitts-Seitenansicht einer integrierten Batterieanordnung der Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung, wenn dieselbe in der Vorne-und-hinten-Richtung eines Fahrzeugs, in das die Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung eingebaut wurde, betrachtet wird;
3 eine Aufriss-Querschnittsansicht, die ein Beispiel der Struktur eines Energieübertragungsschaltungsmoduls, das in 2 dargestellt ist, schematisch darstellt;
4 eine Teilschnitts-Seitenansicht eines Batteriemoduls der Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung, wenn dasselbe in der Vorne-und-hinten-Richtung eines Fahrzeugs, in das die Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung eingebaut wurde, betrachtet wird;
5 eine Teilschnitts-Seitenansicht des Batteriemoduls, das in 4 dargestellt ist, wenn dasselbe von der linken Seite des Fahrzeugs zu der rechten Seite betrachtet wird;
6 eine Ansicht, die ein Beispiel der Struktur einer Kühllüftereinheit gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel schematisch darstellt;
7 eine Teilschnitts-Seitenansicht einer integrierten Batterieanordnung gemäß einer ersten Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels, wenn dieselbe von der Oberseite des Fahrzeugs zu der Unterseite betrachtet wird;
8 eine Teilschnitts-Seitenansicht einer integrierten Batterieanordnung gemäß einer zweiten Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels, wenn dieselbe von der Oberseite des Fahrzeugs zu der Unterseite betrachtet wird;
9 eine Teilschnitts-Seitenansicht eines Batteriemoduls gemäß einer dritten Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels, wenn dasselbe von der Vorderseite des Fahrzeugs zu der Hinterseite betrachtet wird;
10 eine Teilschnitts-Draufsicht des Batteriemoduls gemäß der dritten Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels, wenn dasselbe von der Oberseite des Fahrzeugs zu der Unterseite betrachtet wird;
11 eine Teilschnitts-Seitenansicht eines Batteriemoduls gemäß einer vierten Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels, wenn dasselbe von der linken Seite des Fahrzeugs zu der rechten Seite betrachtet wird;
12 eine Teilschnitts-Draufsicht einer Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
13 eine Seitenansicht, die elektrische Verbindungen zwischen einer ersten Batterie, einem Energieübertragungsschaltungsmodul und einer zweiten Batterie, die in 12 dargestellt sind, mit der Verwendung von Kabeln und Sammelschienen gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel schematisch darstellt;
14 eine Teilschnitts-Draufsicht einer Mehrfach-Energieversorgungseinrichtung gemäß einer ersten Modifikation des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
15 eine Aufriss-Querschnittsansicht, die ein Beispiel der Struktur eines Energieübertragungsschaltungsmoduls gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt;
16 eine Teilschnitts-Seitenansicht eines Batteriemoduls, das durch das Energieübertragungsschaltungsmodul, das in 15 dargestellt ist, und eine erste Batterie vor einem Einbau an einer Unterseite eines Fahrzeugkörpers aufgebaut ist, die von der Unterseite des Fahrzeugs hin zu der Oberseite betrachtet wird;
17 eine Teilschnitts-Seitenansicht des Batteriemoduls, das in 16 dargestellt ist, wenn dasselbe von der linken Seite des Fahrzeugs zu der rechten Seite betrachtet wird;
18 eine Teilschnitts-Draufsicht eines luftgekühlten Energiesystems gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
19 eine Teilschnitts-Draufsicht eines luftgekühlten Energiesystems gemäß einer zweiten Modifikation des vierten Ausführungsbeispiels;
20 eine Teilschnitts-Draufsicht eines luftgekühlten Energiesystems gemäß einer dritten Modifikation des vierten Ausführungsbeispiels;
21 eine vergrößerte Teilschnitts-Draufsicht eines stromabwärtsseitigen Auslasses eines Saugkanals, der eine Strahlpumpenkonfiguration gemäß einer vierten Modifikation des vierten Ausführungsbeispiels hat;
22 eine vergrößerte Teilschnitts-Draufsicht eines stromabwärtsseitigen Auslasses eines Saugkanals gemäß einer Modifikation der Strahlpumpenkonfiguration, die in 21 dargestellt ist;
23 eine Seitenansicht des stromabwärtsseitigen Auslasses des Saugkanals, der in 22 dargestellt ist, wenn derselbe von der Vorderseite eines Fahrzeugs betrachtet wird; und
24 eine Seitenansicht des stromabwärtsseitigen Auslasses des Saugkanals, der in 22 dargestellt ist, wenn derselbe von der linken Seite des Fahrzeugsbetrachtet wird.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN DER ERFINDUNG
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
ERSTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
Ein Beispiel der Schaltungsstruktur einer Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung PA, die in einem Fahrzeug eingebaut ist, gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in 1 schematisch dargestellt.
Bezug nehmend auf 1 weist die Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung PA einen Erzeuger 1, der einen Gleichrichter enthält, auf. Die Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung PA weist eine erste Batterie 2 mit einem positiven und einem negativen Anschluss auf, wobei der positive Anschluss derselben über eine erste Energiever sorgungsleitung 3 mit dem Erzeuger 1 elektrisch gekoppelt ist und der negative Anschluss derselben mit einer Masseleitung elektrisch verbunden ist.
Die Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung PA weist eine zweite Batterie 4 mit einem positiven und einem negativen Anschluss auf wobei der positive Anschluss derselben über eine zweite Energieversorgungsleitung 6 mit einer Mehrzahl von elektrischen Lasten 5 elektrisch gekoppelt ist und der negative Anschluss derselben mit der Masseleitung elektrisch verbunden ist.
Die Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung PA weist eine Energieübertragungseinheit 7, die zwischen die erste und die zweite Energieversorgungsleitung 3 bzw. 6 elektrisch gekoppelt ist, und eine Steuerung 8, die mit der ersten Batterie 2, der zweiten Energieversorgungsleitung 6 und der Energieübertragungseinheit 7 elektrisch gekoppelt ist, auf.
Der Erzeuger 1 ist als ein normaler Wechselstromerzeuger entworfen. Genauer gesagt, ist ein Rotor bzw. Läufer des Erzeugers 1 mit einer Kurbelwelle der Maschine durch beispielsweise einen Riemen, um mit derselben drehbar zu sein, gekoppelt. Wenn ein Feldstrom an Feldwicklungen des Rotors, der sich dreht, angelegt wird, erzeugen die sich drehenden Feldwicklungen magnetische Flüsse. Die magnetischen Flüsse, die durch die Feldwicklungen erzeugt werden, induzieren eine Dreiphasen-Wechselstrom-(AC-; AC = Alternating Current) Spannung in Statorwicklungen eines Stators bzw. Ständers, der den Rotor umgibt.
Die Dreiphasen-Wechselstromspannung bzw. Dreiphasen-Wechselspannung, die in den Statorwicklungen induziert wird, wird durch den Gleichrichter in eine Gleichstrom-(DC-; DC = Direct Current) Spannung bzw. Gleichspannung gleichgerichtet.
Die erste Batterie 2 ist konfiguriert, um durch das Ausgangssignal (die Ausgangsgleichspannung) des Erzeugers 1 über die erste Energieversorgungsleitung 3 ladbar zu sein.
Als die erste Batterie 2 kann beispielsweise vorzugsweise eine Lithium-Sekundärbatterie mit einer Nennspannung von 14,8 V verwendet sein. Die erste Batterie 2 besteht im Wesentlichen aus einer Zahl von beispielsweise vier reihengeschalteten Zellen. Als die erste Batterie 2 können eine von anderen Typen von Sekundärbatterien, wie Sekundärbatterien, die eine Wasserstoffspeicherlegierung verwenden, und elektrische Doppelschichtkondensatoren verwendet sein. Die Lithium-Sekundärbatterien haben eine hohe Ladekapazität pro Gewicht, was eine Kraftstoffeinsparung basierend auf einer Reduzierung des Fahrzeuggewichts verbessern kann.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel sei bemerkt, dass die Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung PA verschiedene Schutzschaltungen zum Schützen der Lithium-Sekundärzellen gegen Temperaturvariationen, Überladen und/oder Überentladen bzw. Tiefentladen erfordert. Die Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung PA kann daher mindestens einige der verschiedenen Typen von Schutzschaltungen zum Schützen der Lithium-Sekundärzellen gegen Temperaturvariationen, Überladen und/oder Überentladen verwenden. Es sei ferner bemerkt, dass, da die Strukturen und Funktionen der verschiedenen Typen von Schutzschaltungen Fachleuten bekannt sind, die Beschreibung derselben weggelassen sind.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel bilden der Erzeuger 1, die erste Batterie 2 und die erste Energieversorgungsleitung 3 ein erstes Energieversorgungssystem S1.
Die zweite Batterie 4 ist wirksam, um den elektrischen Lasten 5 über die zweite Energieversorgungsleitung 6 Energie zuzuführen.
Als die zweite Batterie 4 kann beispielsweise vorzugsweise eine Blei-Sekundärbatterie mit einer Nennspannung von 12,7 V, die weit verbreitet als Autobatterien verkauft wird, verwendet sein. Blei-Sekundärbatterien haben normalerweise eine höhere Kosteneffizienz als andere Typen von Sekundärbatterien.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel bilden die zweite Batterie 4, die elektrischen Lasten 5 und die zweite Energieversorgungsleitung 6 ein zweites Energieversorgungssystem S2.
Die Energieübertragungseinheit 7 ist wirksam, um eine Gleichstromspannung bei der ersten Energieversorgungsleitung 3 zu der zweiten Energieversorgungsleitung 6 zu übertragen, während dieselbe einen Pegel der Gleichstromspannung in einen Zielpegel, der für das zweite Energieversorgungssystem S2 erforderlich ist, umwandelt.
Beispielsweise ist die Energieübertragungseinheit 7 aus einem Gleichstromwandler mit einer von verschiedenen Typen von Umwandlungsschaltungen, wie einem Gleichstromsteller, zusammengesetzt. Als ein anderes Beispiel ist die Energieübertragungseinheit 7 aus einem Reihen- bzw. Hauptstromregler zum Abspannen einer Eingangsspannung um einen gegebenen Pegel, der äquivalent zu einer Potenzialdifferenz zwischen der ersten und der zweiten Energieversorgungsleitung 3 bzw. 6 ist, zusammengesetzt. Als ein weiteres Beispiel kann die Energieübertragungseinheit 7 mit einem Schaltelement, wie einem MOS-Transistor, der zwischen dem positiven Anschluss der ersten Batterie 2 und der ersten Energieversorgungsleitung 3 und/oder zwischen dem negativen Anschluss der ersten Batterie 2 und der Masseleitung angeordnet ist, ausgerüstet sein. Ein Öffnen des Schaltelements erlaubt, dass die erste Batterie 2 von dem ersten Energieversorgungssystem S1 getrennt wird, wenn sich eine Notwendigkeit ergibt.
Die Steuerung 8 ist mit einem Mikrocomputer und einem Analog-Digital-Wandler (A/D-Wandler) integriert und wirksam, um die Energieübertragungseinheit 7 und dergleichen zu steuern. Die Energieübertragungseinheit 7 und die Steuerung 8 dienen als ein System-zu-System-Energieübertragungsschaltungsmodul 10. Genauer gesagt, sind mindestens ein IC-Chip, der die Energieübertragungseinheit 7 implementiert, und mindestens ein IC-Chip, der den Mikrocomputer 8 implementiert, miteinander gehäust, um das Energieübertragungsschaltungsmodul 10 zu liefern.
Genauer gesagt, ist die Steuerung 8 wirksam, um eine Steuerung mit einer negativen Rückkopplung bzw. eine Gegenkopplungssteuerung auszuführen durch:
Lesen eines aktuellen Spannungspegels Vpb bei der zweiten Energieversorgungsleitung 6 abhängig von dem Ausgangsspannungspegel der zweiten Batterie 4;
Berechnen einer Abweichung ΔV zwischen dem aktuellen Spannungspegel Vpb und einem Zielspannungspegel Vth, der beispielsweise abhängig von Betriebsbedingungen der Maschine EN bestimmt wurde; und
Senden von Steuersignalen zu der Energieübertragungseinheit 7 basierend auf der berechneten Abweichung.
Diese Steuersignale erlauben der Energieübertragungseinheit 7, den Pegel der Gleichspannung, die von der ersten Energieversorgungsleitung 3 zu der zweiten Energieversorgungsleitung 6 zu übertragen ist, derart zu regeln, dass die Abweichung ΔV null wird, mit anderen Worten, der aktuelle Spannungspegel Vpb bei der zweiten Energieversorgungsleitung 6 wird an die Zielspannung Vth angepasst.
Daher kann während normaler Betriebsbedingungen der Maschine EN der aktuelle Spannungspegel Vpb bei der zweiten Energieversorgungsleitung 6 abhängig von dem Ausgangsspannungspegel der zweiten Batterie 4 sicher auf dem Zielspannungspegel Vth gehalten werden. Dies macht es möglich, bei der zweiten Energieversorgungsleitung 6 die elektrischen Lasten 5 stabil mit der Spannung zu versorgen.
Wenn eine Energieversorgung des ersten Energieversorgungssystems S1 über die Energieübertragungseinheit 7 zu dem zweiten Energieversorgungssystem S2 unterbrochen ist, können die elektrischen Lasten 5 über die zweite Energieversorgungsleitung 6 mit der Ausgangsspannung der zweiten Batterie 4 versorgt werden.
Es sei bemerkt, dass die elektrischen Lasten 5 mit der ersten Energieversorgungsleitung 3 des ersten Energieversorgungssystem S1 verbunden sein können, und dass die Energieübertragungseinheit 7 eine umgekehrte Energieübertragung von der zweiten Batterie 4 zu dem ersten Energieversorgungssystem S1 durchführen kann.
Während einer Verlangsamung oder eines Bremsens des Fahrzeugs wird durch den Erzeuger 1 regenerative Energie erzeugt, so dass die Ausgangsspannung des Erzeugers 1 erhöht wird. Wenn die Ausgangsspannung größer als die Spannung der ersten Batterie 2 ist, erlaubt die erhöhte Ausgangsspannung des Erzeugers 1, dass ein Strom in die erste Batterie 2 fließt. Der Fluss des Stroms in die erste Batterie 2 erlaubt, dass die erste Batterie 2 bis zu einer Obergrenze geladen wird; diese Obergrenze ist durch einen aktuellen SOC-Pegel der Batterie 2 bestimmt.
Genauer gesagt, während die Ausgangsspannung des Erzeugers 1 erhöht wird, um größer als die Spannung der ersten Batterie 2 zu sein, kann die erhöhte Ausgangsspannung in der Ladung der ersten Batterie 2 verbraucht werden.
Nach einer Rückkehr der Fahrzeugfahrbedingung von der Verlangsamung oder dem Bremsen steuert die Steuerung 8 die Energieübertragungseinheit 7, um die regenerative Energie, die in die erste Batterie 2 geladen wurde, durch dieselbe zu dem zweiten Energieversorgungssystem 6 zu entladen. Dies erlaubt, dass der SOC-Pegel der ersten Batterie 2 zu einem vorbestimmten SOC-Pegel zurückkehrt. Der vorbestimmte SOC-Pegel ist vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 50 % bis 60 % bestimmt.
Die Spannung, die in die erste Batterie 2 geladen ist, kann unter der Steuerung 8 für eine Energieversorgung der elektrischen Lasten 5 während eines Startens der Maschine, während einer Drehmomentunterstützung der Maschine G oder während eines Leerlaufanhaltebetriebs, der die Maschine G automatisch anhalten kann, wenn das Fahrzeug nicht fährt, verwendet werden.
Wie im Vorhergehenden beschrieben ist, erfordert die Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung PA ein häufiges Laden und Entladen der ersten Batterie 2. Aus diesem Grund ist als die erste Batterie 2 vorzugsweise eine Lithium-Sekundärbatterie, die eine geringe Verschlechterung gegen wiederholte Zyklen eines Ladens und Entladens hat, übernommen. Im Gegensatz dazu ist als die zweite Batterie 4 vorzugsweise eine Bleibatterie übernommen, da dieselbe eine minimale Funktion eines Reduzierens von Variationen der Spannung, mit der die elektrischen Lasten 5 zu versorgen sind, hat.
2 stellt ein Beispiel der Struktur der Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung PA, die beispielsweise an einer Unterseite 11 des Fahrzeugkörpers, die die Unterseite eines Maschinenraums 150 des Fahrzeugs bildet, eingebaut ist, schematisch dar.
Wie in 2 dargestellt ist, sind die erste Batterie 2, das Energieübertragungsschaltungsmodul 10 und die zweite Batterie 4 unter Verwendung von mindestens einer von verschiedenen bekannten Arten und Weisen eine Einheit bildend an der Unterseite 11 des Fahrzeugkörpers angebracht, um eine integrierte Batterieanordnung 100 zu liefern.
Genauer gesagt, hat die erste Batterie 2 beispielsweise einen im Wesentlichen kastenförmigen Rahmen und ist beispielsweise an der Hinterseite der Unterseite 11 des Maschinenraums 150 angebracht. Das Energieübertragungsschaltungsmodul 10 hat beispielsweise ein im Wesentlichen kastenförmiges Aussehen und ist an der Oberseite der ersten Batterie 2 fest angebracht, was ein im Wesentlichen kastenförmiges Batteriemodul 101 liefert.
In dem Einbauzustand der ersten Batterie 2 und des Schaltungsmoduls 10 an der Unterseite 11 des Fahrzeugkörpers ist die Größe des ersten Batterierahmens in dem seitlichen Querschnitt desselben orthogonal zu der Oberseiten-Unterseiten-Richtung im Wesentlichen zu der Größe des Aussehens des Schaltungsmoduls 10 in dem seitlichen Querschnitt desselben identisch.
Die integrierte Batterieanordnung 100 ist mit einem Batteriedeckel 15, der beispielsweise aus einem geeigneten Harz hergestellt ist, ausgerüstet. Der Batteriedeckel 15 hat beispielsweise eine im Wesentlichen kastenförmige Form mit einer Öffnung und ist so an dem Rand der Öffnung desselben an der Unterseite 11 des Fahrzeugkörpers ange bracht, um das Batteriemodul 101 (die erste Batterie 2 und das Energieübertragungsschaltungsmodul 10) zu bedecken.
Die zweite Batterie 4 hat beispielsweise einen im Wesentlichen kastenförmigen Rahmen und ist an einer äußeren Wandoberfläche (äußeren Unterseitenwandoberfläche) des Rahmens an dem Batteriedeckel 15 über der Oberseite des Energieübertragungsschaltungsmoduls 10 angebracht, was die integrierte Batterieanordnung 100 liefert.
In dem Einbauzustand der zweiten Batterie 4 an dem Batteriedeckel 15 über der Oberseite des Batteriemoduls 101 ist die Größe des zweiten Batterierahmens in dem seitlichen Querschnitt desselben größer als die Größe des Aussehens des Batteriemoduls 101 in dem seitlichen Querschnitt desselben.
Eine Batteriehalteplatte 12 hat eine größere Fläche als dieselbe einer äußeren Oberseitenwandoberfläche der zweiten Batterie 4 und ist koaxial an der äußeren Oberseitenwandoberfläche der zweiten Batterie 4 angebracht, derart, dass ein Randabschnitt der Batteriehalteplatte 12 von der zweiten Batterie 4 vorspringt.
Mindestens ein Paar von langen Schrauben 13 ist angepasst, um durch ein entsprechendes Paar von Durchgangslöchern, die bei dem Randabschnitt der Batteriehalteplatte 12 gebildet sind, zu dringen. Beispielsweise ist eines der Durchgangslöcher gegenüber dem anderen in der Vorne-und-hinten-Richtung des Fahrzeugs positioniert. Ein Ende von jeder langen Schraube 13 ist an der Unterseite 11 des Fahrzeugkörpers befestigt, und an das andere vorspringende Ende derselben ist eine Mutter 14 geschraubt. Ein Schrauben der Mutter 14 hin zu der Unterseite 11 des Fahrzeugkörpers ermöglicht daher, dass die Batteriehalteplatte 12 die integrierte Batterieanordnung 100 an die Unterseite 11 des Fahrzeugkörpers klemmt.
Der elektrisch getrennte Batteriedeckel 15 ermöglicht, dass das Batteriemodul 101 elektrisch und mechanisch geschützt ist. Der Batteriedeckel 15 kann verhindern, dass das Gewicht der zweiten Batterie 4 direkt an das Batteriemodul 101 angelegt ist.
Die zweite Batterie 4 hat ein Paar eines positiven und eines negativen Anschlusses 41 bzw. 42; der positive Anschluss 41 ist mit der zweiten Energieversorgungsleitung 6 und mit einem Ende einer ersten Sammelschiene 16 elektrisch verbunden. Ähnlich ist der negative Anschluss 42 mit Masse und mit einem Ende einer zweiten Sammelschiene 17 elektrisch verbunden. Die erste und die zweite Sammelschiene 16 und 17 erstrecken sich in einer horizontalen Richtung orthogonal zu der Oben-und-unten-Richtung und erstrecken sich danach weiter hin zu dem Energieübertragungsschaltungsmodul 10, um mit einem Oberseiten- und einem Unterseitenausgangsanschluss des Energieübertragungsschaltungsmoduls 10 elektrisch verbunden zu sein.
3 stellt ein Beispiel der Struktur des Energieübertragungsschaltungsmoduls 10, das von der Vorderseite des Fahrzeugs hin zu der Hinterseite betrachtet wird, schematisch dar.
Wie in 3 dargestellt ist, weist das Energieübertragungsschaltungsmodul 10 eine Metallgrundplatte 71, ein erstes und ein zweites Kartenmodul 72 und 73 mit beidseitigen Elektroden bzw. bzw. Doppelseitenelektroden, die jeweils mit einem Leistungs-MOS-Transistor integriert sind, eine Steuerung 8, die als ein Halbleitermodul (ein IC-Chip) entworfen ist, Wärmesenken 74 und 75, ein Harzformgehäuse 76 und eine Isolierschicht 77 auf. Die Steuerung 8 hat eine Mehrzahl von Stiften, und das erste und das zweite Kartenmodul 72 und 73 haben Ableitelektroden 78, die jeweils Steuerelektroden, wie Gate-Elektroden der MOS-Transistoren, entsprechen. Die Ableitelektroden 78 des ersten und des zweiten Kartenmoduls 72 und 73 sind jeweils mit entsprechenden Stiften der Steuerung 8 elektrisch verbunden.
Das Energieübertragungsschaltungsmodul 10 weist einen Metallgaskanal 79 zum Führen eines Hochdruckgases, das durch elektrodenaktive Materialien und/oder einen Elektrolyt innerhalb der ersten Batterie 2 erzeugt wird, auf.
Der Gaskanal 79 hat beispielsweise eine im Wesentlichen halbzylindrische Form und ist an der äußeren peripheren Oberfläche desselben an der Mitte einer äußeren Oberfläche (der Unterseitenoberfläche in 3) des Harzformteils 76 befestigt, derart, dass ein Gasführungsdurchgang, der innerhalb des Gaskanals 79 gebildet ist, parallel zu der Vorne-und-hinten-Richtung des Fahrzeugs ist.
Der Steuerungschip 8 ist beispielsweise über die Isolierschicht 77 an der Mitte einer Oberfläche der Grundplatte 71 fest angebracht. Ähnlich sind das erste und das zweite Kartenmodul 72 und 73 an der einen Oberfläche 721 bzw. 731 derselben an der einen Oberfläche der Grundplatte 71 auf beiden Seiten des Steuerungschips 8 über die Isolierschicht 77 fest angebracht.
Die Wärmesenken 74 und 75 haben eine im Wesentlichen rechteckige Parallelepipedform. Die Wärmesenken 74 und 75 sind bei der jeweils einen Oberfläche derselben an der anderen Oberfläche 720 bzw. 730 des ersten und des zweiten Kartenmoduls 72 und 73 jeweils entgegengesetzt zu der einen Oberfläche 721 bzw. 731 fest angebracht. Der Steuerungschip 8, die Kartenmodule 72 und 73 und die Wärmesenken 74 und 75 sind durch das Harzformgehäuse 76 an der Grundplatte 71 mit den anderen Oberflächen der Wärmesenken 74 und 75 entgegengesetzt zu den einen freiliegenden Oberflächen eingekapselt. Das Harzformgehäuse 76 erlaubt, dass die IC-Komponenten 72, 73 und 8, abgesehen von einer elektrischen Verdrahtung zwischen denselben, voneinander isoliert sind.
Beide Oberflächen 720 und 721 des ersten Kartenmoduls 72 bilden Hauptelektroden, wie Drain- und Source-Elektroden, des MOS-Transistors, der jeweils in denselben integriert ist.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel berührt die andere Oberfläche 720 des ersten Kartenmoduls 72 die Wärmesenke 74, und die Wärmesenke 74 ist mit der ersten Energieversorgungsleitung 3 elektrisch verbunden. Dies ermöglicht, dass eine der Hauptelektroden des MOS-Transistors des ersten Kartenmoduls 72 mit der ersten Energieversorgungsleitung 3 elektrisch verbunden ist. Ähnlich berührt die andere Oberfläche 730 des zweiten Kartenmoduls 73 die Wärmesenke 75, und die Wärmesenke 75 ist mit der Masseleitung elektrisch verbunden. Genauer gesagt, dient beispielsweise die Wärmesenke 75 des Energieübertragungsschaltungsmoduls 10 als ein Unterseitenausgangsan schluss desselben, so dass die andere der Hauptelektroden des MOS-Transistors des zweiten Kartenmoduls 73 auf Masse gelegt ist. Beispielsweise ist die zweite Sammelschiene 17 der zweiten Batterie 4 mit der auf Masse zu legenden Wärmesenke 75 elektrisch verbunden.
Die eine Oberfläche 721 des ersten Kartenmoduls 72 dient als die andere der Hauptelektroden des MOS-Transistors desselben, und die eine Oberfläche 731 des zweiten Kartenmoduls 73 dient als die andere der Hauptelektroden des MOS-Transistors desselben. Das erste und das zweite Kartenmodul 72 und 73 sind beispielsweise durch Drähte miteinander elektrisch verbunden, um als ein Gleichstromwandler zu dienen. Die Grundplatte 71 ist mit der Steuerung 8 und dem ersten und dem zweiten Kartenmodul 72 und 73 durch die Isolierschicht 77 elektrisch verbunden, um als ein Oberseitenausgangsanschluss zu dienen, der mit der zweiten Energieversorgungsleitung 6 und mit der ersten Sammelschiene 16 der zweiten Batterie 4 elektrisch verbunden ist.
Die andere Oberfläche der Grundplatte 71 ist mit einer Mehrzahl von metallplattenähnlichen Rippen 710, die von derselben in regelmäßigen Abständen in der Seite-zu-Seite-Richtung (Breitenrichtung) des Fahrzeugs orthogonal zu der Längsrichtung desselben nach oben vorspringen, gebildet. Die Rippen 710 erstrecken sich parallel zu der Längsrichtung des Fahrzeugs. Zwischenräume, die zwischen den einzeln benachbarten Rippen 710 gebildet sind, liefern Kühlluftdurchgänge in der Längsrichtung des Fahrzeugs.
Ähnlich sind die anderen Oberflächen der Wärmesenken 74 und 75 mit einer Mehrzahl von metallplattenähnlichen Kühlrippen 741 bzw. 751 gebildet. Beispielsweise sind die Wärmesenken 74 und 75 (Kühlrippen 741 und 751) aus einem metallischen Material mit einer hohen Wärmekapazität und einer guten Wärmeleitfähigkeit hergestellt, um gebildet zu sein, um eine breite Strahloberfläche zu haben.
Die Kühlrippen 741 und 751 springen von den jeweiligen anderen Oberflächen der Wärmesenken 74 und 75 in regelmäßigen Abständen in der Seite-zu-Seite-Richtung des Fahrzeugs nach unten vor. Die Kühlrippen 741 und 751 erstrecken sich parallel zu der Vorne-und-hinten-Richtung des Fahrzeugs. Zwischenräume, die zwischen den einzeln benachbarten Kühlrippen 741 und 751 gebildet sind, liefern Kühlluftdurchgänge in der Vorne-und-hinten-Richtung des Fahrzeugs.
Das Energieübertragungsschaltungsmodul 10 weist einen Metallgaskanal 79 zum Führen eines Hochdruckgases, das durch elektrodenaktive Materialien und/oder einen Elektrolyt innerhalb der ersten Batterie 2 erzeugt wird, auf. Der Gaskanal 79 ist an der Mitte einer äußeren Oberfläche (Bodenseitenoberfläche in 3) des Harzformteils 76 befestigt, derart, dass die Gasführungsrichtung parallel zu der Längsrichtung des Fahrzeugs ist.
Es sei bemerkt, dass die Struktur des Energieübertragungsschaltungsmoduls 10 schematisch ein Beispiel von Schaltungsmodulen, die eine von verschiedenen Typen von Gleichstromwandlerschaltungen, die als die Energieübertragungseinheit 7 dient, übernehmen, zeigt. Genauer gesagt, können die Grundplatte 71 und die Wärmesenken 74 und 75 in einem Energieübertragungsschaltungsmodul unabhängig von Elektroden eines Gleichstromwandlers des Energieübertragungsschaltungsmoduls einzeln vorgesehen sein. Als die Energieübertragungseinheit 7 kann einer von verschiedenen Typen von Reihenreglern übernommen sein.
4 stellt ein Beispiel der Struktur des Batteriemoduls 101, das durch das Energieübertragungsschaltungsmodul 10 und die erste Batterie 2 aufgebaut ist, das von der Vorderseite des Fahrzeugs hin zu der Hinterseite betrachtet wird, schematisch dar. 5 stellt die Struktur des Batteriemoduls 101, das in 4 dargestellt ist, das von einer Seite (linken Seite) des Fahrzeugs hin zu der anderen Seite (rechten Seite) betrachtet wird, schematisch dar.
Es sei bemerkt, dass die linke Seite und die rechte Seite unter Bezugnahme auf die Vorwärtsbewegungsrichtung des Fahrzeugs bestimmt sind.
Wie in 4 und 5 dargestellt ist, hat der kastenförmige Rahmen der ersten Batterie 2 eine äußere Unterseitenwandoberfläche, die an der Unterseite 11 angebracht ist, und eine äußere Oberseitenwandoberfläche, die zu der äußeren Unterseitenwandoberfläche entgegengesetzt ist. Die erste Batterie 2 ist an der Oberseitenwand des Rahmens derselben mit einer Gaslüftungsöffnung (Durchgangsloch) V, die mit dem Inneren der ersten Batterie 2 verbunden ist und gegenüber dem Gasführungsdurchgang des Gaskanals 79 positioniert ist, versehen. Die erste Batterie 2 ist ferner mit einem Sicherheitsventil 20, das so an der äußeren Oberseitenwandoberfläche angebracht ist, um normalerweise die Gaslüftungsöffnung V zu schließen, versehen. Das Sicherheitsventil 20 hat eine Entladeöffnung, die dem Gasführungsdurchgang des Gaskanals 79 gegenüberliegt.
Wenn sich der Druck in der ersten Batterie 2 erhöht, um einen vorbestimmten Schwellendruck zu überschreiten, öffnet das Sicherheitsventil 20 die Gaslüftungsöffnung V, so dass ein Hochdruckgas mit einer hohen Temperatur von beispielsweise 500 °C innerhalb der ersten Batterie 2 von der Gaslüftungsöffnung V und der Entladeöffnung hin zu dem Gaskanal 79 nach oben ausgegeben wird.
Da das Hochdruckgas, das aus der Entladeöffnung ausgegeben wird, durch den Gaskanal 79 geführt wird, wird der Fluss des Hochdruckgases zu diesem Zeitpunkt in die Vorne-und-hinten-Richtung abgelenkt. Dies kann, selbst wenn sich der Druck in der ersten Batterie 2 erhöht, so dass ein Hochdruckgas aus der Entladeöffnung ausgegeben wird, verhindern, dass das ausgegebene Hochdruckgas das Harzformgehäuse 76 berührt.
Die erste Batterie 2 ist bei der Oberseitenwand des Rahmens derselben mit einem positiven und einem negativen metallischen Anschluss 21 und 22 versehen, die an derselben hinsichtlich des Sicherheitsventils 20 in der Längsrichtung symmetrisch angeordnet sind. Diese Anschlüsse 21 und 22 springen von der Oberseitenwand hin zu dem Energieübertragungsschaltungsmodul 10 nach außen vor.
Der positive Anschluss 21 berührt die Kühlrippen 741 der Wärmesenke 74 fest und eng, was eine gute elektrische Leitung zwischen dem positiven Anschluss 21 und der Wärmesenke 74 ermöglicht. Ähnlich berührt der negative Anschluss 22 die Kühlrippen 751 der Wärmesenke 75 fest und eng, was eine gute elektrische Leitung zwischen dem negativen Anschluss 22 und der Wärmesenke 75 ermöglicht. Dies macht es möglich, eine elektrische Verbindung zwischen der ersten Batterie 2 und dem Energieübertragungsschaltungsmodul 10 einzurichten.
Die Wärmesenken 74 und 75 (Kühlrippen 741 und 751) sind aus einem metallischen Material mit einer hohen Wärmekapazität und einer guten Wärmeleitfähigkeit hergestellt, um gebildet zu sein, um eine breite Strahloberfläche zu haben.
Aus diesem Grund kollidiert, selbst wenn ein Hochdruckgas aus der Entladeöffnung des Sicherheitsventils 20 ausgegeben wird, das Hochdruckgas mit jeder der Wärmesenken 74 und 75, um dadurch gekühlt zu werden. Dies kann verhindern, dass das erste und das zweite Kartenmodul 72 und 73 und der Steuerungschip 8 wärmemäßig beeinflusst sind.
Es sei angenommen, dass das Energieübertragungsschaltungsmodul 10 an der Oberseite der ersten Batterie 2 angebracht ist, so dass die Rippen 710 sowohl einen positiven Anschluss 21 als auch einen negativen Anschluss 22 fest und eng berühren.
Unter dieser Annahme kollidiert ein Hochdruckgas, das aus der Entladeöffnung des Sicherheitsventils 20 ausgegeben wird, mit der Grundplatte 71, deren Wärmekapazität größer als dieselbe von jeder der Wärmesenken 74 und 75 ist, um dadurch mehr gekühlt zu sein. Bei dieser Annahme kann daher der Gaskanal 79 weggelassen werden.
Unter dieser Annahme wird es jedoch nötig sein, Folgendes hinzuzufügen:
eine erste Sammelschiene zum Verbinden zwischen dem positiven Anschluss 21 der ersten Batterie 2 und der Wärmesenke 74, die als eine Elektrode des Schaltungsmoduls 10 dient; und
eine zweite Sammelschiene zum Verbinden zwischen dem negativen Anschluss 22 der ersten Batterie 2 und der Wärmesenke 75, die als eine Elektrode des Schaltungsmoduls 10 dient.
Bei der Struktur des Batteriemoduls 101 dienen die Wärmesenken 74 und 75 als Wärmesenken zum Kühlen der ersten Batterie 2.
Es sei bemerkt, dass ein erstes Metallbauglied mit einer Mehrzahl von Rippen zum Kühlen des Energieübertragungsschaltungsmoduls 10 in einem Zwischenraum zwischen dem Energieübertragungsschaltungsmodul 10 und der äußeren Oberseitenwandoberfläche der ersten Batterie 2 einzeln vorgesehen sein kann, derart, dass das erste Metallbauglied das Energieübertragungsschaltungsmodul 10 eng berührt. Ähnlich kann ein zweites Metallbauglied mit einer Mehrzahl von Rippen zum Kühlen der ersten Batterie 2 in dem Zwischenraum zwischen dem Energieübertragungsschaltungsmodul 10 und der äußeren Oberseitenwandoberfläche der ersten Batterie 2 einzeln vorgesehen sein, derart, dass das zweite Metallbauglied die äußere Oberseitenwandoberfläche der ersten Batterie 2 eng berührt. Bei diesem Fall sind das erste und das zweite Metallbauglied eingestellt, um ein identisches Potenzial zu haben, oder dieselben können elektrisch getrennt sein, um voneinander getrennt zu sein.
Der kastenförmige Rahmen der ersten Batterie 2 hat ein Paar einer ersten und einer zweiten Seitenwand in der Breitenrichtung des Fahrzeugs, und der kastenförmige Batteriedeckel 15 hat ein Paar einer entsprechenden ersten und zweiten Seitenwand in der Breitenrichtung des Fahrzeugs. Die äußeren Oberflächen der ersten und der zweiten Seitenwand des Rahmens der ersten Batterie berühren jeweils die inneren Oberflächen der entsprechenden ersten und zweiten Seitenwand des Batteriedeckels 15 nahe oder eng (siehe 4).
Der kastenförmige Rahmen der ersten Batterie 2 hat ferner ein Paar einer dritten und einer vierten Seitenwand in der Vorne-und-hinten-Richtung des Fahrzeugs, und der kastenförmige Batteriedeckel 15 hat ein Paar einer entsprechenden dritten und vierten Seitenwand in der Vorne-und-hinten-Richtung des Fahrzeugs. Die äußeren Oberflächen der dritten und der vierten Seitenwand des Rahmens der ersten Batterie sind so positioniert, dass dieselben den inneren Oberflächen der entsprechenden gepaarten Seitenwände des Batteriedeckels 15 mit Zwischenräumen C1 bzw. C2 jeweils gegenüberliegen (siehe 5).
Wie in 5 dargestellt ist, liefern die Zwischenräume Kühlluftdurchgänge, die einen Windfluss erlauben, der durch das fahrende Fahrzeug und/oder durch eine durch dieselben gedrückte kühlende Luft bewirkt wird.
Die dritte Seitenwand des Batteriedeckels 15 ist bei dem unteren Abschnitt derselben mit einer Kühllufteinlassöffnung 121, die mit einem Stromabwärtsende eines Kühlluftführungskanals 33, der beispielsweise aus einem geeigneten Harz hergestellt ist, luftdicht gekoppelt ist, gebildet, um mit demselben verbunden zu sein. Die vierte Seitenwand des Batteriedeckels 15 ist bei dem unteren Abschnitt derselben mit einer Kühlluftentladeöffnung 122, die mit dem Inneren des Maschinenraums 150 verbindbar gekoppelt ist, gebildet. Die Kühlluftentladeöffnung 122 ist im Wesentlichen gegenüber der Kühllufteinlassöffnung 121 angeordnet und lässt zu, dass Kühlluft durch dieselbe in das Innere des Maschinenraums 150 entladen wird.
Ein Stromaufwärtsende des Kühlluftführungskanals 33 ist auf der Vorderseite in dem Maschinenraum 150 so positioniert, um hin zu der Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs gerichtet zu sein. Dies ermöglicht, dass ein Wind, der durch das fahrende Fahrzeug bewirkt wird, in den Kühlluftführungskanal 33 über das Stromaufwärtsende desselben aufgenommen wird. Eine Luftkühlungs-Lüftereinheit 200 ist an dem Kühlluftführungskanal 33 befestigt, um mit dem Kanal 33 luftdicht verbunden zu sein.
6 stellt ein Beispiel der Struktur der Luftkühlungs-Lüftereinheit 200 schematisch dar.
Wie in 6 dargestellt ist, ist die Luftkühlungs-Lüftereinheit 200 mit einem Kreisellüfter 114 mit einer Lufteinlassöffnung und einer Luftauslassöffnung ausgerüstet. Der Kühlluftführungskanal 33 ist aus einem Stromaufwärtsabschnitt 131 und einem Stromabwärtsabschnitt 132 zusammengesetzt. Ein Stromabwärtsende des Stromaufwärtsabschnitts 131 ist mit der Einlassöffnung des Kreisellüfters 114 luftdicht gekoppelt, um mit derselben verbunden zu sein. Ein Stromaufwärtsende des Stromabwärtsab schnitts 132 ist mit dem Kreisellüfter 114 luftdicht gekoppelt, um mit demselben verbunden zu sein.
Die Luftkühlungs-Lüftereinheit 200 ist mit einem Umleitungskanal 115, der zwischen den Stromaufwärtsabschnitt 131 und dem Stromabwärtsabschnitt 132 luftdicht gekoppelt ist, ausgerüstet, um den Kreisellüfter 114 zu umgehen. Die Luftkühlungs-Lüftereinheit 200 ist mit einem Motor M, der wirksam ist, um den Kreisellüfter 114 anzutreiben, ausgerüstet.
Die Luftkühlungs-Lüftereinheit 200 ist mit einem Rückschlagdämpfer 116, der aus einer Mehrzahl von beispielsweise zwei Ventilelementen 116a und 116b, die an dem Einlass des Umleitungskanals 115 in einer axialen Richtung des Einlasses des Umleitungskanals 115 beispielsweise mittels Harzgelenken jeweils drehbar befestigt sind, besteht, ausgerüstet. Die Ventilelemente 116a und 116b sind in Größe und Position so entworfen, dass, wenn dieselben völlig geschlossen sind, der Einlass des Umleitungskanals 115 völlig geschlossen werden kann.
Genauer gesagt, wenn der Stromaufwärtsabschnitt 131 des Kühlluftführungskanals 33 einen positiven Druck hinsichtlich des Stromabwärtsabschnitts 132 desselben hat, erlaubt der Differenzdruck den Ventilelementen 116a und 116b, sich zu öffnen. Wenn im Gegensatz dazu der Stromaufwärtsabschnitt 131 des Kühlluftführungskanals 33 einen negativen Druck hinsichtlich des Stromabwärtsabschnitts 132 desselben hat, lasst der Differenzdruck zu, dass sich die Ventilelemente 116a und 116b schließen.
Der Motor M ist mit der Steuerung 8 elektrisch verbunden. Mindestens ein Temperatursensor (nicht gezeigt) ist zum Messen einer Temperatur der ersten Batterie 2 und/oder des Energieübertragungsschaltungsmoduls 10 und zum Senden von Messdaten, die die Messung der Temperatur anzeigen, zu der Steuerung 8 vorgesehen.
Genauer gesagt, treibt die Steuerung 8, wenn bestimmt wird, dass die Temperatur der ersten Batterie 2 und/oder des Schaltungsmoduls 10 höher als eine vorbestimmte Schwellentemperatur ist, den Kreisellüfter 114 an. Der angetriebene Kreisellüfter 114 ermöglicht einer gedrückten kühlenden Luft, in den Stromabwärtsabschnitt 132 des Kühlluftführungskanals 33 zu fließen, um über die Kühllufteinlassöffnung 121 in den Batteriedeckel 15 einzutreten.
Wenn bestimmt wird, dass die Temperatur der ersten Batterie 2 und/oder des Schaltungsmoduls 10 gleich oder niedriger als die vorbestimmte Schwellentemperatur ist, treibt die Steuerung 8 den Kreisellüfter 114 nicht an. Dies ermöglicht, wenn durch ein Fahren des Fahrzeugs ein starker Wind bewirkt wird, dem Wind, über den Stromaufwärtsabschnitt 131 in den Stromabwärtsabschnitt 132 des Kühlluftführungskanals 33 zu fließen, um über die Kühllufteinlassöffnung 121 in den Batteriedeckel 15 einzutreten.
Wie im Vorhergehenden beschrieben ist, ermöglicht die einfache Struktur der Luftkühlungs-Lüftereinheit 200, wenn eine Notwendigkeit eintritt, dem Wind, der durch ein Fahren des Fahrzeugs und/oder die gedrückte kühlende Luft bewirkt wird, in den Batteriedeckel 15 zu fließen. Der Wind/die gedrückte kühlende Luft fließt über den Zwischenraum C1 aufwärts, während derselbe/dieselbe die dritte Seitenwand der ersten Batterie 2 kühlt, und fließt über die Zwischenräume von jeder der Kühlrippen 710, 741 und 751 des Metallgaskanals 79, während derselbe/dieselbe die Grundplatte 71 und die Wärmesenken 74 und 75 mit einem geringen Druckverlust kühlt. Dies ermöglicht sowohl der ersten Batterie 2 als auch dem Energieübertragungsschaltungsmodul 10, wirksam gekühlt zu werden.
Mit anderen Worten, die Zwischenräume zwischen den Kühlrippen 741 und 751 liefern einen gemeinsamen Kühldurchgang für sowohl die erste Batterie 2 als auch das Energieübertragungsschaltungsmodul 10, was es möglich macht, das Batteriemodul 101 größenmäßig zu reduzieren.
Der Wind/die gedrückte kühlende Luft fließt dann über den Zwischenraum C2, während derselbe/dieselbe die vierte Seitenwand der ersten Batterie 2 kühlt, und wird danach über die Luftentladeöffnung 122 in den Maschinenraum 150 entladen. Die Übertragung des Windes/der gedrückten kühlenden Luft in dem Batteriedeckel 15 er möglicht es der ersten Batterie 2 und dem Energieübertragungsschaltungsmodul 10, gekühlt zu werden.
Es sei bemerkt, dass die Ventilelemente 116a und 116b des Rückschlagdämpfers 116 durch Metallwellen, die an dem Einlass des Umleitungskanals 115 in der axialen Richtung des Einlasses drehbar befestigt sind, fest getragen sein können. Es sei zusätzlich bemerkt, dass als die Luftkühlungs-Lüftereinheit 200 eine Luftkühlungs-Lüftereinheit mit einer anderen Struktur übernommen sein kann, und dass die aus der Luftkühlungs-Lüftereinheit 200 ausgegebene kühlende Luft zum Kühlen einer anderen Fahrzeugvorrichtung verwendet sein kann.
Um die Kühlwirkung auf die erste Batterie 2 mehr zu erhöhen, können die äußeren Wandoberflächen der dritten und der vierten Seitenwand des Rahmens der ersten Batterie mit Kühlrippen, die in den entsprechenden Zwischenräumen (Kühlluftdurchgängen) C1 und C2 von denselben vorspringen, gebildet sein.
Wie im Vorhergehenden beschrieben ist, weist die Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung PA gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel die integrierte Batterieanordnung 100 auf, die derart konfiguriert ist, dass
die zweite Batterie 4 eng benachbart zu dem Batteriemodul 101 angeordnet ist; und
das Batteriemodul 101 aus der ersten Batterie 2, an der das Energieübertragungsmodul 100 eine Einheit bildend angebracht ist, zusammengesetzt ist.
Die Konfiguration der integrierten Batterieanordnung 100 ermöglicht es verglichen mit einer Konfiguration, bei der eine erste Batterie, eine zweite Batterie und ein Energieübertragungsschaltungsmodul verteilt voneinander angeordnet sind, dass die Gesamtgröße der integrierten Batterieanordnung 100 kompakt ist.
Zusätzlich kann die Konfiguration der integrierten Batterieanordnung 100 eine Verdrahtung zwischen der zweiten Batterie 4 und dem Batteriemodul 101 und zwischen der ersten Batterie 2 und dem Energieübertragungsschaltungsmodul 10 vereinfachen. Dies macht es möglich, eine Verdrahtungslänge zwischen der zweiten Batterie 4 und dem Batteriemodul 101 und zwischen der ersten Batterie 2 und dem Energieübertragungsschaltungsmodul 10 zu reduzieren.
Vorzugsweise sind, wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, die zweite Batterie 4 und das Batteriemodul 101 mit der ersten und der zweiten Sammelschiene 16 und 17 ohne ein Verwenden von Kabeln eine Einheit bildend miteinander gekoppelt. Dies liegt daran, dass beispielsweise Sammelschienen normalerweise eine Schienenform bzw. Stabform in dem seitlichen Querschnitt derselben haben, so dass dieselben einen niedrigeren Widerstand aufweisen als Kabel mit einer Kreisform in dem seitlichen Querschnitt derselben.
Demgemäß ist es bei dem ersten Ausführungsbeispiel möglich, einen Energieverlust in einem Widerstand der Verdrahtung zwischen der zweiten Batterie 4 und dem Batteriemodul 101 und zwischen der ersten Batterie 2 und dem Energieübertragungsschaltungsmodul 10 zu reduzieren. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel kann eine elektrische Isolierung der Verdrahtung ohne weiteres sichergestellt werden.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist die zweite Batterie 4 an der Oberseite des Batteriedeckels 15, der das Batteriemodul 101 bedeckt, angebracht. Aus diesem Grund ist es einfach, eine Sichtprüfung der zweiten Batterie 4 auszuführen und dieselbe zu ersetzen; diese zweite Batterie 4 hat eine vergleichsweise kurze Lebensdauer und reduziert ohne weiteres den Batterieelektrolyt.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist das Energieübertragungsschaltungsmodul 10 an der Oberseite der ersten Batterie 2 fest angebracht. Aus diesem Grund ist es möglich, das Energieübertragungsmodul 10 und die erste Batterie 2 verglichen mit Fällen, bei denen die Energieübertragungsschaltung und die erste Batterie getrennt voneinander angeordnet sind, auf die direkteste Weise zu koppeln.
Beispielsweise berühren, wie im Vorhergehenden beschrieben ist, der positive und der negative Anschluss 21 und 22 die Wärmesenken 74 und 75 des Energieübertragungsschaltungsmoduls 10 direkt, was jeweils eine gute elektrische Leitung zwischen dem positiven und dem negativen Anschluss 21 und 22 und dem ersten und dem zweiten Kartenmodul 72 und 73 über die Wärmesenken 74 bzw. 75 ermöglicht. Diese elektrische Verbindung zwischen dem Energieübertragungsschaltungsmodul 10 und der ersten Batterie 2 kann Kabel für eine Verbindung zwischen denselben so weit wie möglich eliminieren.
Es ist daher bei dem ersten Ausführungsbeispiel möglich, Verdrahtungsbauglieder füt elektrische Verbindungen zwischen dem Energieübertragungsschaltungsmodul 10 und der ersten Batterie 2 in Gewicht und Größe zu reduzieren und dadurch den Aufwand für dieselben zu reduzieren.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel kann die integrierte Batterieanordnung 100 in dem Maschinenraum 150 des Fahrzeugs eingebaut sein, während die Zahl und die Länge von Verlegungen von Kabeln für elektrische Verbindungen zwischen der ersten Batterie 2, der zweiten Batterie 4 und dem Energieübertragungsschaltungsmodul 10 reduziert sind. Dies kann so weit wie möglich die Zahl von Kabeln, die nahe an Hochtemperaturvorrichtungen und/oder drehenden Baugliedern, die in dem Maschinenraum 150 positioniert sind, positioniert sind, reduzieren, wodurch die Menge von Schutzschichten der Kabel reduziert ist.
Die Reduzierung der Zahl und der Länge von Verlegungen von Kabeln für elektrische Verbindungen zwischen der ersten Batterie 2, der zweiten Batterie 4 und dem Energieübertragungsschaltungsmodul 10 ermöglicht eine Reduzierung der Bürde, die erforderlich ist, um sich Brüchen bei einigen der Kabel, die bei dem Fall einer Kollision unvermeidlich sind, zuzuwenden.
Diese Wirkungen, die im Vorhergehenden dargelegt sind, ermöglichen der Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung PA, ohne weiteres in kompakte Fahrzeuge, die einer Einschränkung hinsichtlich einer Erhöhung des Gewichts und des Raums unterworfen sind, eingebaut zu werden.
Bei der Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung PA können insbesondere die erste Batterie 2, die zweite Batterie 4 und das Energieübertragungsschaltungsmodul 10 unter Verwendung von Sammelschienen, die Wärmesenken enthalten, miteinander elektrisch verbunden sein, während dieselben ohne eine relative Bewegung zwischen denselben eine Einheit bildend aneinander geklemmt sind. Dies kann zu den Wirkungen, die durch die Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung PA, die im Vorhergehenden beschrieben ist, erhalten werden, beitragen.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist die erste Batterie 2 fähig, eine hohe elektrische Energie verglichen mit herkömmlichen Bleibatterien zu speichern. Aus diesem Grund ist es nötig, eine Stoßfestigkeit der ersten Batterie 2 zu verbessern, um die erste Batterie 2 vor einer Zerstörung bei dem Fall eines Zusammenstoßes zu bewahren.
Aus diesem Gesichtspunkt ist bei dem ersten Ausführungsbeispiel die zweite Batterie 4 an dem Energieübertragungsschaltungsmodul 10, unter dem die erste Batterie 2 angeordnet ist, angebracht. Daher kann bei dem Fall eines Frontalzusammenstoßes der Stoß aufgrund des Frontalzusammenstoßes durch eine Verformung der zweiten Batterie 4, deren gespeicherte elektrische Energie niedriger als dieselbe der ersten Batterie 2 ist, gedämpft werden. Danach kann der Reststoß durch eine Verformung des Energieübertragungsschaltungsmoduls 10 absorbiert werden, bevor derselbe auf die erste Batterie 2 wirkt.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist es daher möglich, eine Stoßfestigkeit der ersten Batterie zu verbessern und dadurch selbst bei dem Fall eines Zusammenstoßes die Möglichkeit eines Auftretens einer Zerstörung der ersten Batterie zu reduzieren.
Insbesondere kann bei dem ersten Ausführungsbeispiel, selbst wenn das Sicherheitsventil 20 die Gaslüftungsöffnung V öffnet, so dass ein Hochdruckgas innerhalb der ersten Batterie 2 aus der Gaslüftungsöffung V und der Entladeöffnung nach oben aus gegeben wird, das Energieübertragungsschaltungsmodul 10, das an der Oberseite der ersten Batterie 2 angebracht ist, verhindern, dass das Hochdruckgas durch dasselbe nach oben ausgegeben wird.
Genauer gesagt, kann, da der Gaskanal 79 des Energieübertragungsschaltungsmoduls 10 den Fluss des Hochdruckgases in der Längsrichtung ablenken kann, die Sicherheit der Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung PA verbessert werden.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel sind die zweite Batterie 4, das Übertragungsschaltungsmodul 10 und die erste Batterie 2 in dieser Reihenfolge von oben nach unten geschichtet, um die integrierte Batterieanordnung 100 zu bilden. Aus diesem Grund kann bei einem Einbau der geschichteten Batterieanordnung 100 an der Unterseite des Fahrzeugkörpers in den Maschinenraum 150 ein horizontaler Zwischenraum, der erforderlich ist, um die Anordnung 100 an der Unterseite des Fahrzeugkörpers in den Maschinenraum 150 einzubauen, beträchtlich reduziert werden.
Es ist daher möglich, selbst wenn die geschichtete Batterieanordnung 100 an der Unterseite des Fahrzeugkörpers in dem Maschinenraum 150 eingebaut ist, die Freiheit einer Anordnung von anderen Fahrzeugkomponenten, deren Einbau in dem Maschinenraum 150 erforderlich ist, sicherzustellen.
Das Energieübertragungsschaltungsmodul 10 wird an der oberen Wand der ersten Batterie 2 außerhalb des Fahrzeugs fest angebracht, um das Batteriemodul 101 zu bilden, und danach wird das Batteriemodul 101 an der Unterseite des Fahrzeugkörpers in den Maschinenraum 150 eingebaut. Dies macht es verglichen mit einem wahllosen Einbau der ersten Batterie 2 und des Energieübertragungsschaltungsmoduls 10 in den Maschinenraum 150 leicht, das Batteriemodul 101 in den Maschinenraum 150 einzubauen.
Die Metallwärmesenken 74 und 75 sind jeweils zwischen der ersten Batterie 2 und dem ersten und dem zweiten Kartenmodul 72 und 73 angeordnet. Diese Anordnung kann verhindern, dass Wärme, die durch das erste und das zweite Kartenmodul 72 und 73 bewirkt wird, zu der ersten Batterie 2 übertragen wird. Genauer gesagt, kann jede der Wärmesenken 74 und 75 ein entsprechendes der Kartenmodule 72 und 73 und die erste Batterie 2 kühlen.
Es ist den Wärmesenken 74 und 75 daher möglich, die erste Batterie 2 von dem Energieübertragungsschaltungsmodul 10 wärmemäßig zu trennen, was erforderlich ist, um eine Temperaturerhöhung zu begrenzen. Dies kann verhindern, dass Wärme, die durch das Energieübertragungsschaltungsmodul 10 bewirkt wird, die erste Batterie 2 ungünstig beeinflusst.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel sind die Wärmesenken 74 und 75 entworfen, um als Sammelschienen zum Einrichten einer elektrischen Verbindung zwischen der ersten Batterie 2 und dem Energieübertragungsschaltungsmodul 10 zu dienen. Dies kann die Struktur des Energieübertragungsschaltungsmoduls 10 vereinfachen und das Gewicht des Energieübertragungsschaltungsmoduls 10 reduzieren.
Der Batteriedeckel 15 des ersten Ausführungsbeispiels liefert eine Mehrzahl von Kühldurchgängen zwischen dem Batteriemodul 101 und dem Deckel 15 und kann das Batteriemodul 101 elektrisch und mechanisch schützen. Der Batteriedeckel 15 kann unabhängig von dem Batteriemodul 101 einzeln an der Unterseite des Fahrzeugkörpers in dem Maschinenraum 150 angebracht sein.
Wie in 2 dargestellt ist, sind bei dem Einbauzustand der integrierten Batterieanordnung 100 an der Unterseite 11 des Fahrzeugkörpers die Breiten der zweiten Batterie 4 in der Seite-zu-Seite-Richtung bzw. Längsrichtung jeweils länger als dieselben des Batteriemoduls 101 in der Seite-zu-Seite-Richtung bzw. Längsrichtung. Dies macht es möglich, zu verhindern, dass der horizontale Stoß, der durch einen Zusammenstoß bewirkt wird, an das Energieübertragungsschaltungsmodul 10 und die erste Batterie 2 angelegt wird.
7 stellt ein Beispiel der Struktur einer integrierten Batterieanordnung 100A gemäß einer ersten Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels schematisch dar.
Wie in 7 dargestellt ist, ist die integrierte Batterieanordnung 100A in dem Maschinenraum 150 derart eingebaut, dass die zweite Batterie 4 und das Batteriemodul 101 beide benachbart zu einer linken Seitenplatte 18 des Maschinenraums 150 positioniert sind. Dies erlaubt es, das Batteriemodul 101 hinter der zweiten Batterie 4 anzuordnen.
In 7 ist die zweite Batterie 4 direkt an einer äußeren Wandoberfläche der ersten Batterie 2, die der äußeren Oberseitenwandoberfläche bei dem ersten Ausführungsbeispiel entspricht, angebracht, dieselbe kann jedoch an dem Batteriedeckel 15, mit dem das Batteriemodul 101 bedeckt ist, angebracht sein. Die integrierte Batterieanordnung 100A ist unter Verwendung von beispielsweise den Klemmbaugliedern 13 und 14 auf die gleiche Art und Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel an dem Fahrzeugkörper befestigt, dieselbe kann jedoch unter Verwendung einer anderen Befestigungseinrichtung an dem Fahrzeugkörper befestigt sein.
Bei der ersten Modifikation ist die zweite Batterie 4 auf der Vorderseite des Batteriemoduls 101 angeordnet. Dies erlaubt der zweiten Batterie 4 bei dem Fall einer Frontalkollision, das Batteriemodul 101 zu schützen. Es ist daher möglich, die Sicherheit der ersten Batterie 2 gegen einen Frontalzusammenstoß zu verbessern.
Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist die Breite der zweiten Batterie 4 in der Breitenrichtung länger als dieselbe des Batteriemoduls 101 in der Breitenrichtung. Dies macht es möglich, zu verhindern, dass der horizontale Stoß, der durch einen Zusammenstoß bewirkt wird, an das Energieübertragungsschaltungsmodul 10 und die erste Batterie 2 angelegt wird, wodurch die Sicherheit der ersten Batterie 2 gegen eine seitliche Kollision mehr verbessert wird.
Es sei bemerkt, dass die erste Batterie 2 eine vorbestimmte erlaubte maximale Betriebstemperatur, die niedriger als dieselbe der zweiten Batterie 4 ist, hat. Aus diesem Grund kann, wie in 7 zwischen Klammern dargestellt ist, wenn die Maschine EN auf der Hinterseite des Maschinenraums 150 positioniert ist, die zweite Batterie 4 näher bei der Maschine EN als die erste Batterie 2 angeordnet sein. Dies ermöglicht es der ersten Batterie 2, gegen Wärme, die durch die Maschine EN erzeugt wird, wärmemäßig geschützt zu sein.
8 stellt ein Beispiel der Struktur einer integrierten Batterieanordnung 100B gemäß einer zweiten Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels schematisch dar.
Wie in 8 dargstellt ist, ist die integrierte Batterieanordnung 100B in dem Maschinenraum 150 derart eingebaut, dass die zweite Batterie 4 benachbart zu der linken Seitenplatte 18 des Maschinenraums 150 positioniert ist, und das Batteriemodul 101 auf der Innenseite der zweiten Batterie 4 in der Breitenrichtung positioniert ist.
In 8 ist die zweite Batterie 4 direkt an einer äußeren Wandoberfläche der ersten Batterie 2, die der äußeren Oberseitenwandoberfläche entspricht, angebracht, dieselbe kann jedoch an dem Batteriedeckel 15, mit dem das Batteriemodul 101 bedeckt ist, angebracht sein. Die integrierte Batterieanordnung 100B ist unter Verwendung von beispielsweise den Klemmbaugliedern 13 und 14 auf die gleiche Art und Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel an dem Fahrzeugkörper befestigt, dieselbe kann jedoch unter Verwendung einer anderen Befestigungseinrichtung an dem Fahrzeugkörper befestigt sein.
Bei der zweiten Modifikation ist die zweite Batterie 4 auf der äußeren Seite des Batteriemoduls 101 in der Seite-zu-Seite-Richtung angeordnet. Dies ermöglicht der zweiten Batterie 4 bei dem Fall einer seitlichen Kollision, das Batteriemodul 101 zu schützen. Es ist daher möglich, die Sicherheit der ersten Batterie 2 gegen einen seitlichen Zusammenstoß zu verbessern.
Ebenso wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist die Länge der zweiten Batterie 4 in der Längsrichtung länger als dieselbe des Batteriemoduls 101 in der Längsrichtung. Dies macht es möglich, zu verhindern, dass der Stoß, der durch einen Frontalzusammenstoß bewirkt wird, an das Energieübertragungsschaltungsmodul 10 und die erste Batterie 2 angelegt wird, wodurch die Sicherheit der ersten Batterie 2 gegen eine Frontalkollision weiter verbessert wird.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist das Energieübertragungsschaltungsmodul 10 an der Oberseite der ersten Batterie 2 fest angebracht, jedoch kann dasselbe unter Verwendung von einem von Trägerbaugliedern an der Unterseite 11 des Fahrzeugkörpers fest angebracht sein.
9 und 10 stellen ein Beispiel der Struktur eines Batteriemoduls 101A gemäß einer dritten Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels schematisch dar.
Wie in 9 dargestellt ist, ist ein Batteriedeckel 15A aus Metall hergestellt. Ein Energieübertragungsschaltungsmodul 10A des Batteriemoduls 101A ist direkt an der Oberseite der ersten Batterie 2 angebracht, so dass die Rippen 710 sowohl den positiven Anschluss 21 als auch den negativen Anschluss 22 fest und eng berühren.
Die Kühlrippen 741 und 751 der Wärmesenken 74 und 75 berühren über einen isolierenden Sitz (nicht gezeigt) eine innere Oberfläche einer Oberseitenwand des Batteriedeckels 15A. Dies erlaubt dem Batteriedeckel 15A, den Wärmesenken 74 und 75 eng benachbart zu sein, während eine elektrische Isolierung zwischen dem Batteriedeckel 15A und jeder der Wärmesenken 74 und 75 beibehalten ist.
Das Energieübertragungsschaltungsmodul 10A hat Breiten in der Breiten- bzw. Längsrichtung, die länger als dieselben der ersten Batterie 2 in der Breiten- bzw. Längsrichtung sind.
Das Energieübertragungsschaltungsmodul 10A ist bei beispielsweise an der Grundplatte 71 desselben mit einem Schlitz 29, der einen Zwischenraum, der das Sicherheitsventil 20 umgibt, sicherstellt, gebildet.
Andere Teile des Batteriemoduls 101A der dritten Modifikation sind im Wesentlichen identisch mit denselben des Batteriemoduls 101.
Bei der Konfiguration des Batteriemoduls 101A kann der Batteriedeckel 15A, selbst wenn ein Hochdruckgas innerhalb der ersten Batterie 2 von der Gaslüftungsöffnung V und der Entladeöffnung des Sicherheitsventils 20 nach oben ausgegeben wird, das Hochdruckgas daran hindern, über den Batteriedeckel 15A hin zu der zweiten Batterie 4 zu fließen.
Der Batteriedeckel 15A dient zusammen mit den Wärmesenken 74 und 75 als ein kühlendes Metallbauglied zum Kühlen des Energieübertragungsschaltungsmoduls 10A, was es möglich macht, die Kühleffizienz des Energieübertragungsschaltungsmoduls 10A zu verbessern.
Die Breiten des Energieübertragungsschaltungsmoduls 10A in der Breiten- bzw. Längsrichtung sind länger als dieselben der ersten Batterie 2 in der Breiten- bzw. Längenrichtung. Aus diesem Grund ist es möglich, zu verhindern, dass der Stoß, der durch einen frontalen oder einen horizontalen Zusammenstoß bewirkt wird, an die erste Batterie 2 angelegt wird.
Bei der dritten Modifikation kann der Metallbatteriedeckel 15A als eine Massesammelschiene, die mit einem Masseanschluss der ersten Batterie 2 oder des Energieübertragungsschaltungsmoduls 10A elektrisch verbunden ist, dienen. Die Metallbauglieder 74, 75 oder 71 können entweder mit dem Batteriedeckel 15A selektiv verbunden sein oder können denselben über eine Isolierschicht mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit berühren.
11 stellt ein Beispiel der Struktur eines Batteriemoduls 101B gemäß einer vierten Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels schematisch dar.
Wie in 11 dargestellt ist, ist ein Energieübertragungsschaltungsmodul 10B mit einem Energieübertragungsschaltungsmodul 10', das zu dem Energieübertragungsschaltungsmodul 10 im Wesentlichen äquivalent ist, und einer Mehrzahl von ersten Kühlrippen 400, die an den Wärmesenken 74 und 75 (Kühlrippen 741 und 751) fest angebracht sind, versehen. Die ersten Kühlrippen 400 springen von den Wärmesenken 74 und 75 in regelmäßigen Abständen in der Seite-zu-Seite-Richtung des Fahrzeugs nach unten vor. Erste Zwischenräume S1, die zwischen den einzeln benachbarten ersten Kühlrippen 400 gebildet sind, liefern untere Kühlluftdurchgänge in der Längsrichtung des Fahrzeugs.
Die ersten Kühlrippen 400 sind an dem positiven und dem negativen Anschluss 21 und 22 der ersten Batterie 21 zum Kühlen der ersten Batterie 21 angebracht.
Das Energieübertragungsschaltungsmodul 10B ist ferner mit einer Mehrzahl von zweiten Kühlrippen 500, die an der Grundplatte 71 fest angebracht sind (Kühlrippen 710), versehen. Die zweiten Kühlrippen 500 sind wirksam, um Komponenten innerhalb des Energieübertragungsschaltungsmoduls 10B zu kühlen.
Die zweiten Kühlrippen 500 springen von der Grundplatte 71 in regelmäßigen Abständen in der Breitenrichtung des Fahrzeugs nach oben vor. Zweite Zwischenräume S2, die zwischen den einzeln benachbarten zweiten Kühlrippen 500 gebildet sind, liefern obere Kühlluftdurchgänge in der Längsrichtung des Fahrzeugs.
Ein Batteriedeckel 15B, der aus Metal hergestellt ist, bedeckt den Oberseitenabschnitt der ersten Batterie 2 und des Energieübertragungsschaltungsmoduls 10B derart, dass eine innere Oberseitenwandoberfläche des Batteriedeckels 15B über beispielsweise eine Isolierschicht die zweiten Kühlrippen 500 berührt. Der Batteriedeckel 15B ist angeordnet, um einen Zwischenraum S3 zwischen einer Seitenwand desselben und dem Energieübertragungsschaltungsmodul 15B beizubehalten. Der Zwischenraum S3 ist mit dem ersten und dem zweiten Zwischenraum S1 und S2 verbunden, was einen Zirkulationskühlluftdurchgang in dem Batteriedeckel 15B liefert.
Bei der vierten Modifikation ist die andere Seitenwand des Batteriedeckels 15B, die der einen Seitenwand gegenüberliegt, bei dem unteren Ende derselben mit einer Kühllufteinlassöffnung 121A gebildet, die mit einem Stromabwärtsende eines Kühlluftführungskanals 33A, der aus beispielsweise einem geeigneten Harz hergestellt ist, luftdicht gekoppelt ist, um mit demselben verbunden zu sein. Genauer gesagt, ist bei der vierten Modifikation der Kühlluftführungskanal 33A positioniert, um den ersten Zwischenräumen S1 und den ersten Kühlrippen 400 gegenüberzuliegen.
Andere Teile des Batteriemoduls 101B der vierten Modifikation sind im Wesentlichen identisch mit denselben des Batteriemoduls 101.
Wenn eine kühlende Luft, die durch ein Fahren des Fahrzeugs oder die Luftkühlungs-Lüftereinheit 200 bewirkt wird, über die Kühllufteinlassöffnung 121A in den Batteriedeckel 15B eintritt, fließt die kühlende Luft gänzlich durch die ersten Zwischenräume S1 hin zu der Hinterseite, während dieselbe die ersten Kühlrippen 400 kühlt. Danach fließt die kühlende Luft weiter nach oben durch den dritten Zwischenraum S3 und fließt umgekehrt hin zu der Vorderseite durch die zweiten Zwischenräume S2, während dieselbe die zweiten Kühlrippen 500 kühlt.
Genauer gesagt, kann bei der vierten Modifikation der Batteriedeckel 15B den Zirkulationskühldurchgang, der das Energieübertragungsschaltungsmodul 10' in der vertikalen Richtung umgibt, liefern. Dies erlaubt es,
dass die ersten Kühlrippen 400 zwischen dem Schaltungsmodul 10' und der ersten Batterie 2 positioniert sind, um beide zu kühlen; und
dass die zweiten Kühlrippen 500 zwischen dem Batteriedeckel 15B und dem Schaltungsmodul 10' positioniert sind, um hauptsächlich das Schaltungsmodul 10' zu kühlen.
Die Zahl und der Bereich der ersten Kühlrippen 400 können sich daher von denselben der zweiten Kühlrippen 500 unterscheiden. Dies erlaubt es, dass die Kühlkapazität der ersten Kühlrippen 400 höher als dieselbe der zweiten Kühlrippen 500 ist, was es möglich macht, die Größe der zweiten Kühlrippen 500 zu reduzieren, während eine hohe Wärmekapazität der ersten Kühlrippen 400 beibehalten wird.
Der Zirkulationskühldurchgang erlaubt, dass eine kühlende Luft, die durch ein Fahren des Fahrzeugs oder die Luftkühlungs-Lüftereinheit 200 bewirkt wird, gänzlich verwendet wird, um sowohl die erste Batterie 2 als auch das Schaltungsmodul 10B zu kühlen.
Der Batteriedeckel 15B kann das Schaltungsmodul 10B mechanisch schützen.
Der Batteriedeckel 15B und das Schaltungsmodul 10B können die erste Batterie 2 gegen einen Stoß, der an das Batteriemodul 101B von der oberen Seite desselben angelegt wird, schützen. Selbst wenn ein Hochdruckgas innerhalb der ersten Batterie 2 von der Gaslüftungsöffnung V und der Entladeöffnung des Sicherheitsventils 20 nach oben ausgegeben wird, können der Batteriedeckel 15B und das Schaltungsmodul 10B das Hochdruckgas daran hindern, über den Batteriedeckel 15B hin zu der zweiten Batterie 4 zu fließen.
Es sei bemerkt, dass bei der vierten Modifikation die Breiten des Energieübertragungsschaltungsmoduls 10A in der Breiten- bzw. Längsrichtung eingestellt sein können, um länger als dieselben der ersten Batterie 2 in der Breiten- bzw. Längsrichtung zu sein. Diese Struktur kann die Einwirkung des Stoßes, der durch einen Frontal- oder einen Horizontalzusammenstoß bewirkt wird, auf die erste Batterie 2 blockieren.
Der Kühlluftführungskanal 33 und der Batteriedeckel 15 (15A, 15B) können mindestens teilweise durch ein plattenähnliches Metallbauglied, das in einer guten Wärmeübertragungsbeziehung mit mindestens entweder der Grundplatte 71 oder den Wärmesenken 74 und 75 gekoppelt ist, entworfen sein. Diese Modifikation erlaubt es, dass eine kühlende Wirkung auf die erste Batterie 2 und/oder das Schaltungsmodul 10 (10A, 10B) verbessert wird.
Beispielsweise kann ein Teil des Kühlluftführungskanals 33, der nahe bei dem Schaltungsmodul 10 (10A, 10B) oder der ersten Batterie 2 angeordnet ist, so dass sich die Temperatur feinstufig erhöht, unter Verwendung eines plattenähnlichen Metallbauglieds gebildet sein.
Ein Teil des Kühlluftführungskanals 33, der nahe bei dem Schaltungsmodul 10 (10A, 10B) oder der ersten Batterie 2 angeordnet ist, kann als ein Teil des Batteriedeckels 15 (15A, 15B) dienen. Der Teil des Kühlluftführungskanals 33, der als ein Teil des Batteriedeckels dient, kann eine Einheit bildend an den Wärmesenken 74 und 75 gebildet sein oder kann dieselben berühren, was es möglich macht, die Kühlkapazität der Wärmesenken 74 und 75 zu verbessern.
Mindestens ein Teil des Kühlluftführungskanals 33 kann teilweise aus dem Metallfahrzeugkörper konfiguriert sein. Beispielsweise kann ein Teil des Metallfahrzeugkörpers, bei dem keine direkte Sonnenstrahlung empfangen wird, als Teil des Kühlluftführungskanals 33 verwendet sein.
Beispielsweise ist ein rinnenähnliches Metallbauglied an einem Teil des Metallfahrzeugkörpers angebracht, um einen Kühlluftführungskanal zu liefern. Kabel und/oder Drähte für elektrische Verbindungen zwischen dem Batteriemodul 101 (101A, 101B) und dem Erzeuger 1 und/oder den elektrischen Lasten 5 können in dem Kühlluftführungskanal 33 verlegt sein.
ZWEITES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
12 stellt ein Beispiel der Anordnung einer Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung PA1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung schematisch dar.
Ähnlich zu dem ersten Ausführungsbeispiel weist die Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung PA1 eine integrierte Batterieanordnung auf. Die Struktur der Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung PA1 ist im Wesentlichen identisch mit derselben der Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung PA gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
Gleiche Bezugszeichen sind daher gleichen Teilen bei den Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtungen gemäß dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel zugewiesen, und daher sind Beschreibungen der Struktur der Mahrfach-Energieversorgungsvorrichtung PA1 weggelassen.
Wie in 12 dargestellt ist, wird die Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung PA1 vorher in einem Maschinenraum 150 eines Fahrzeugs eingebaut. In dem Maschinenraum 150 werden ferner die Maschine EN und der Erzeuger 1 vorher eingebaut. Einige der elektrischen Lasten 5 sind in einem Fahrzeugraum 800 des Fahrzeugs, der auf der Hinterseite des Maschinenraums 150 positioniert ist, positioniert.
Wie in 12 dargestellt ist, ist die Maschine EN nahe bei dem vorderen Ende des Fahrzeugkörpers positioniert, und der Erzeuger 1 ist auf der linken Hinterseite der Maschine EN positioniert.
In der vorderen und linken Richtung ist die integrierte Batterieanordnung 100 zwischen dem Erzeuger 1 und einigen der elektrischen Lasten 5 positioniert.
Genauer gesagt, sind die erste Batterie 2, das Energieübertragungsschaltungsmodul 10 und die zweite Batterie 4 so zu der linken hinteren Ecke des Maschinenraums 150 fest benachbart, um parallel zu der linken Seitenplatte des Maschinenraums 150 in dieser Reihenfolge von der Vorderseite zu der Hinterseite miteinander ausgerichtet zu sein.
Eine Seitenwand der zweiten Batterie 4, die der linken Seitenplatte des Maschinenraums 150 gegenüberliegt, springt verglichen mit einer entsprechenden einen Seitenwand von sowohl der ersten Batterie 2 als auch dem Energieübertragungsschaltungsmodul 10, die der linken Seitenplatte gegenüberliegt, hin zu der linken Seitenplatte vor.
Es sei bemerkt, dass das Energieübertragungsschaltungsmodul 10 und die zweite Batterie 4 so bei einer der restlichen Ecken des Maschinenraums 150 fest positioniert sein können, um im Wesentlichen parallel zu einer entsprechenden Seitenplatte des Maschinenraums 150 miteinander ausgerichtet zu sein.
Der Erzeuger 1 und die erste Batterie 2 sind mit Kabeln 400 elektrisch verbunden, und die zweite Batterie 4 und die elektrischen Lasten 5 sind mit Kabeln 500 elektrisch verbunden.
Eingangsanschlüsse der ersten Batterie 2 (siehe Bezugszeichen 21 und 22 in 4) sind mit entsprechenden Hauptelektroden des Energieübertragungsschaltungsmoduls 10 (siehe Bezugszeichen 720 und 730 in 3) mit Sammelschienen 600 (siehe Wärmesenken 74 und 75, die die Sammelschienen in 3 bedienen) elektrisch verbunden.
Ein Oberseitenausgangsanschluss (siehe Bezugszeichen 71 in 4) und ein Unterseitenausgangsanschluss sind mit einem positiven und einem negativen Anschluss der zweiten Batterie 4 (siehe Bezugszeichen 41 und 42 in 2) mit Sammelschienen 700 (siehe Bezugszeichen 16 und 17 in 2) elektrisch verbunden.
13 stellt elektrische Verbindungen zwischen der ersten Batterie 2, dem Energieübertragungsschaltungsmodul 10 und der zweiten Batterie 4 unter Verwendung der Kabel 400 und 500 und der Sammelschienen 600 und 700 schematisch dar.
Genauer gesagt, ist das Kabel 500, das der zweiten Energieversorgungsleitung 6 entspricht, mit einigen der elektrischen Lasten 5, die in einem Fahrzeugraum 800 positioniert sind, elektrisch verbunden. Dies erlaubt, dass Energie von der Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung PA1 zu einigen der elektrischen Lasten 5, die in dem Fahrzeugraum 800 positioniert sind, zugeführt wird.
Wie im Vorhergehenden beschrieben ist, ist bei dem zweiten Ausführungsbeispiel die erste Batterie 2, die mit dem Erzeuger 1 verbunden sein muss, näher zu dem Erzeuger 1 als andere Komponenten 10 und 4 der Vorrichtung PA1 angeordnet. Zwischen dem Erzeuger 1 und einigen der Maschinenlasten 5 sind die erste Batterie 2, das Energieübertragungsschaltungsmodul 10 und die zweite Batterie 4 in dieser Reihenfolge von der Vorderseite zu der Hinterseite angeordnet. Die zweite Batterie 4, die mit einigen der elektrischen Lasten 5 verbunden sein muss, ist näher zu einigen der elektrischen Lasten 5 als andere Komponenten 2 und 10 der Vorrichtung PA1 angeordnet.
Die Länge von Verdrahtungsbaugliedern, die für elektrische Verbindungen zwischen den Komponenten 1, 2, 10, 4 und 5 erforderlich sind, kann daher reduziert werden.
Demgemäß ist es möglich, die Verdrahtungsbauglieder hinsichtlich des Gewichts zu reduzieren, und Zwischenräume, die erforderlich sind, um die Verdrahtungsbauglieder zu verlegen, zu reduzieren. Dies resultiert darin, dass einen Widerstandsverlust der Verdrahtungsbauglieder reduziert sind, wodurch der Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs verbessert wird.
Zusätzlich springt eine Seitenwand der zweiten Batterie 4, die der Seitenplatte der linken Seitenplatte des Maschinenraums 150 gegenüberliegt, verglichen mit einer Seitenwand von sowohl der ersten Batterie 2 als auch dem Energieübertragungsschaltungsmodul 10, die der linken Seitenplatte gegenüberliegt, hin zu der linken Seitenplatte vor. Es ist daher bei dem Fall eines linksseitigen Zusammenstoßes möglich, den Schaden, der durch den linksseitigen Zusammenstoß an der ersten Batterie 2 bewirkt wird, zu reduzieren. Es sei bemerkt, dass, wie im Vorhergehenden beschrieben ist, das Schaltungsmodul 10 an der Oberseite der ersten Batterie 2 angebracht sein kann.
14 stellt ein Beispiel einer Anordnung einer Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung PA2 gemäß einer ersten Modifikation des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung schematisch dar.
Wie in 14 dargestellt ist, wird die Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung PA2 vorher in einem Maschinenraum 150 eines Fahrzeugs eingebaut. In dem Maschinenraum 150 werden ferner die Maschine EN und der Erzeuger 1 vorher eingebaut. Einige der elektrischen Lasten 5 sind in einem Fahrzeugraum 800 des Fahrzeugs positioniert.
Wie in 14 dargestellt ist, ist die Maschine EN nahe zu dem vorderen Ende des Fahrzeugkörpers positioniert, und der Erzeuger 1 ist auf der linken Hinterseite der Maschine EN positioniert.
In der Vorne-und-hinten-Richtung ist die integrierte Batterieanordnung 100 zwischen dem Erzeuger 1 und einigen der elektrischen Lasten 5 angeordnet.
Genauer gesagt, sind die zweite Batterie 4, das Energieübertragungsschaltungsmodul 10 und die erste Batterie 2 so zu der linken hinteren Ecke des Maschinenraums 150 fest benachbart, um im Wesentlichen parallel zu der Seite-zu-Seite-Richtung in dieser Reihenfolge von der ganz linken Seite zu der rechten Seite miteinander ausgerichtet zu sein.
Eine Seitenwand der zweiten Batterie 4, die dem vorderen Ende des Fahrzeugskörpers gegenüberliegt, springt verglichen mit einer entsprechenden einen Seitenwand von sowohl der ersten Batterie 2 als auch dem Energieübertragungsschaltungsmodul 10, die dem vorderen Ende gegenüberliegt, hin zu dem vorderen Ende vor.
Andere Teile der Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung PA2 sind im Wesentlichen identisch mit denselben der Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung PA1.
Wie im Vorhergehenden beschrieben ist, ist bei der ersten Modifikation des zweiten Ausführungsbeispiels die erste Batterie 2, die mit dem Erzeuger 1 verbunden sein muss, näher zu dem Erzeuger 1 als andere Komponenten 10 und 4 der Vorrichtung PA2 angeordnet. Zwischen dem Erzeuger 1 und einigen der Maschinenlasten 5 sind die zweite Batterie 4, das Energieübertragungsschaltungsmodul 10 und die erste Batterie 2 in dieser Reihenfolge von der ganz linken Seite zu der rechten Seite angeordnet.
Die Länge von Verdrahtungsbaugliedern, die für elektrische Verbindungen zwischen den Komponenten 1, 2, 10, 4 und 5 erforderlich sind, kann daher reduziert werden. Dies macht es möglich, die Verdrahtungsbauglieder hinsichtlich des Gewichts zu reduzieren, und Zwischenräume, die erforderlich sind, um die Verdrahtungsbauglieder zu verlegen, zu reduzieren. Dies resultiert darin, dass ein Widerstandsverlust der Verdrahtungsbauglieder reduziert ist, wodurch der Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs verbessert wird.
Zusätzlich springt eine Seitenwand der zweiten Batterie 4, die der Vorderseite des Fahrzeugkörpers gegenüberliegt, verglichen mit einer entsprechenden einen Seitenwand von sowohl der ersten Batterie 2 als auch dem Energieübertragungsschaltungsmodul 10, die dem vorderen Ende gegenüber liegt, hin zu dem vorderen Ende vor. Es ist daher möglich, bei dem Fall eines Frontalzusammenstoßes einen Schaden, der durch den Frontalzusammenstoß an der ersten Batterie 2 bewirkt wird, zu reduzieren. Es sei bemerkt, dass, wie im Vorhergehenden beschrieben ist, das Schaltungsmodul 10 an der Oberseite der ersten Batterie 2 angebracht sein kann.
Wie im Vorhergehenden beschrieben ist, können die Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtungen PA1 und PA2 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel und die erste Modifikation desselben im Wesentlichen dieselben Wirkungen wie das erste Ausführungsbeispiel erhalten.
Insbesondere können die Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtungen PA1 und PA2 ohne weiteres in kompakten Fahrzeugen, die einer Einschränkung bei einer Erhöhung des Gewichts und des Raums unterworfen sind, eingebaut sein.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel und der ersten Modifikation desselben können das Schaltungsmodul 10 und die erste Batterie 2 getrennt voneinander in einem Fahrzeug angeordnet sein.
DRITTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
15 stellt ein Beispiel der Struktur des Energieübertragungsschaltungsmoduls 10C einer Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung PA3 schematisch dar.
Die Schaltungskonfiguration der Mahrfach-Energieversorgungsvorrichtung PA3 ist im Wesentlichen mit derselben der Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung PA gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel (siehe 1) identisch.
Es sind daher gleiche Bezugszeichen gleichen Teilen bei den Mehrfach- Energieversorgungsvorrichtungen gemäß dem ersten und dem dritten Ausführungsbeispiel zugewiesen, und daher sind Beschreibungen der Struktur der Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung PA 3 weggelassen.
Wie in 15 dargestellt ist, weist das Energieübertragungsschaltungsmodul 10C die Metallgrundplatte 71, das erste und das zweite Kartenmodul 72 und 73 mit Doppelseitenelektroden, die jeweils mit einem Leistungs-MOS-Transistor integriert sind, die Steuerung 8, die Wärmesenken 74 und 75, das Harzformgehäuse 76 und die Isolierschicht 77 auf. Die Ableitelektroden (Steuerelektroden) des ersten und des zweiten Kartenmoduls 72 und 73 sind jeweils mit entsprechenden Stiften der Steuerung 8 elektrisch verbunden.
Genauer gesagt, ist verglichen mit der Struktur des Energieübertragungsschaltungsmoduls 10 der Gaskanal 79 von dem Energieübertragungsschaltungsmodul 10C entfernt.
16 stellt ein Beispiel der Struktur eines Batteriemoduls 101C, das durch das Energieübertragungsschaltungsmodul 10C und die erste Batterie 2 aufgebaut ist, vor einem Einbau an der Unterseite des Fahrzeugkörpers, die von der Unterseite des Fahrzeugs hin zu der Oberseite betrachtet wird, schematisch dar. 17 stellt die Struktur des Batteriemoduls 101C, das in 16 dargestellt ist, die von einer Seite (linken Seite) des Fahrzeugs hin zu der anderen Seite (rechten Seite) betrachtet wird, schematisch dar.
Es sei bemerkt, dass die linke Seite und die rechte Seite unter Bezugnahme auf die Vorwärtsbewegungsrichtung des Fahrzeugs bestimmt sind.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel erstreckt sich die vierte Seitenwand des Batteriedeckels 15 hin zu der Unterseite 11 des Fahrzeugkörpers.
Im Gegensatz dazu bedeckt bei dem dritten Ausführungsbeispiel eine entsprechende vierte Seitenwand eines Harzbatteriedeckels 15C lediglich den obersten Abschnitt der ersten Batterie 2 mit einem Zwischenraum C2A zwischen der vierten Seitenwand des Batteriedeckels 15C und der entsprechenden vierten Seitenwand der ersten Batterie 2.
Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist die äußere Oberfläche der dritten Seitenwand des Rahmens der ersten Batterie positioniert, um der inneren Oberfläche der dritten Seitenwand des Batteriedeckels 15C mit einem Zwischenraum C1A, der größer als der Zwischenraum C1 ist, gegenüberzuliegen (siehe 17).
Die dritte Seitenwand des Batteriedeckels 15C ist bei dem unteren Abschnitt derselben mit einer Kühllufteinlassöffnung 121, die mit dem Stromabwärtsende des Kühlluftführungskanals 33 luftdicht gekoppelt ist, gebildet.
Der Zwischenraum C1A ermöglicht es, dass das Energieübertragungsschaltungsmodul 10C zwischen der dritten Seitenwand des Batteriedeckels 15C und der entsprechenden dritten Seitenwand der ersten Batterie 2 oberhalb der Kühllufteinlassöffnung 121 anzuordnen. Genauer gesagt, ist das Energieübertragungsschaltungsmodul 10C derart angeordnet, dass:
die Kühlrippen 710 der Grundplatte 71 die innere Oberfläche der dritten Seitenwand des Batteriedeckels 15C berühren;
die Kühlrippen 741 und 751 die dritte Seitenwand der ersten Batterie 2 berühren;
Oberflächen an dem oberen Ende der Kühlrippen 741 und 751 mit der äußeren Oberseitenwandoberfläche der ersten Batterie 2 bündig sind;
die Kühlrippen 710, 741 und 751 in regelmäßigen Abständen in der Breitenrichtung des Fahrzeugs nach oben vorspringen; und
die Zwischenräume, die zwischen den Kühlrippen 710, 741 und 751 gebildet sind, sich parallel zu der vertikalen Richtung (Oben-und-unten-Richtung) des Fahrzeugs erstrecken.
Die Anordnung des Energieübertragungsschaltungsmoduls 10C ermöglicht den Kühlluftdurchgängen (Zwischenräumen zwischen den Kühlrippen 710, 741 und 751), sich in der Oben-und-unten-Richtung zu erstrecken, um bei den unteren Enden derselben mit der Kühllufteinlassöffnung 121 verbunden zu sein.
Der Oberseitenwandabschnitt des Batteriedeckels 15C ist so angeordnet, um einen Zwischenraum C3 zwischen der inneren Oberfläche des Oberseitenwandabschnitts des Batteriedeckels 15C und der äußeren Oberseitenwandoberfläche der ersten Batterie 2 zu liefern. Der Zwischenraum C3 ist mit dem Zwischenraum C1A über die Zwischenräume zwischen den Kühlrippen 710, 741 und 751 verbunden. Der Zwischenraum C3 ist ferner mit dem Zwischenraum C2A verbunden.
Wie in 17 dargestellt ist, ist die erste Batterie 2 mit dem Sicherheitsventil 20, das so an der äußeren Oberseitenwandoberfläche der ersten Batterie 2 angebracht ist, um normalerweise die Gaslüftungsöffnung V zu schließen, versehen. Das Batteriemodul 101C hat einen Gaskanal 79A mit beispielsweise einer im Wesentlichen halbzylindrischen Form. Der Gaskanal 79A ist bei der äußeren peripheren Oberfläche desselben an der inneren Oberseitenwandoberfläche des Batteriedeckels 15C befestigt, derart, dass ein Gasführungsdurchgang, der innerhalb des Gaskanals 79A gebildet ist, parallel zu der Vorne-und-hinten-Richtung des Fahrzeugs ist. Das Sicherheitsventil 20 hat eine Entladeöffnung, die dem Gasführungsdurchgang des Gaskanals 79A gegenüberliegt.
Die erste Batterie 2 ist an der Oberseitenwand des Rahmens derselben mit einem positiven und einem negativen metallischen Anschluss 21A und 22A versehen. Der po sitive und der negative Anschluss 21A und 22A sind an der Oberseitenwand hinsichtlich des Sicherheitsventils 20 in der Längsrichtung symmetrisch angeordnet.
Beispielsweise haben sowohl der positive Anschluss 21A als auch der negative Anschluss 21B eine Wärmesenke und eine innere Oberfläche, die einer inneren Oberfläche des anderen derselben gegenüberliegt. Die innere Oberfläche sowohl des positiven als auch des negativen Anschlusses 21A und 21B ist mit einer Mehrzahl von Kühlrippen, die von derselben hin zu der anderen derselben vorspringen, gebildet. Der positive Anschluss 21A ist über eine Sammelschiene mit den Kühlrippen 741 elektrisch verbunden, und der negative Anschluss 21B ist über Sammelschienen 1000 mit den Kühlrippen 751 der Wärmesenke 75 elektrisch verbunden. Dies ermöglicht eine elektrische Verbindung zwischen der ersten Batterie 2 und dem Schaltungsmodul 10C.
Es sei bemerkt, dass die Wärmesenke des positiven Anschlusses 21A und die Wärmesenke 74 miteinander in einer L-Form integriert sein können, und dass die Wärmesenke des positiven Anschlusses 21B und die Wärmesenke 75 miteinander in einer L-Form integriert sein können. Dies kann Sammelschienen für jeweilige elektrische Verbindungen zwischen dem positiven und dem negativen Anschluss 21A und 22A und den Wärmesenken 74 und 75 eliminieren. Der Batteriedeckel 15C kann als ein Metallbatteriedeckel entworfen sein, und in diesem Fall können der negative Anschluss 22A und die Wärmesenke 75 über den Metallbatteriedeckel den Fahrzeugkörper berühren, um an Masse gelegt zu sein.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel kann der Gaskanal 79A, selbst wenn das Sicherheitsventil 20 die Gaslüftungsöffnung V öffnet, so dass ein Hochdruckgas innerhalb der ersten Batterie 20 von der Gaslüftungsöffnung V und der Entladeöffnung nach oben ausgegeben wird, den Fluss des Hochdruckgases in der Längsrichtung ablenken. Dies ermöglicht, dass der Batteriedeckel 15C einen geringen Einfluss auf das Hochdruckgas hat.
Wie im Vorhergehenden beschrieben ist, liefert der Batteriedeckel 15C bei den Zwischenräumen von jeder der Kühlrippen 741, 751 und 710 eine Mehrzahl von Kühldurchgängen, durch die kühlende Luft fließen kann.
Der Zwischenraum C2A, der zwischen der vierten Seitenwand des Batteriedeckels 15C und dem obersten Abschnitt der entsprechenden vierten Seitenwand der ersten Batterie 2 gebildet ist, dient als eine Kühlluftentladeöffnung 122A.
Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist die Luftkühlungs-Lüftereinheit 200 an dem Kühlluftführungskanal 33 befestigt, um mit dem Kanal 33 luftdicht verbunden zu sein.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel tritt, wenn durch das Fahren des Fahrzeugs oder die Luftkühlungs-Lüftereinheit 200 kühlende Luft bewirkt wird, die kühlende Luft über die Kühllufteinlassöffnung 121 in den Zwischenraum C1A innerhalb des Batteriedeckels 15C ein.
Die kühlende Luft fließt dann nach oben durch die Zwischenräume (Kühlluftdurchgänge) der Kühlrippen 710, 714 und 715, während dieselbe die entsprechende Grundplatte 71 und die Wärmesenken 74 und 75 kühlt. Danach fließt die kühlende Luft weiter hin zu der Hinterseite durch den Zwischenraum C3, während dieselbe den positiven und den negativen Anschluss 21A und 22A kühlt, und danach wird die kühlende Luft über die Kühlluftentladeöffnung 122A entlang der vierten Seitenwand der ersten Batterie 2 nach unten entladen.
Es sei bemerkt, dass das Energieübertragungsschaltungsmodul 10C zwischen der dritten Seitenwand des Batteriedeckels 15C und der entsprechenden dritten Seitenwand der ersten Batterie 2 angeordnet ist, dasselbe kann jedoch unter Verwendung eines der tragenden Bauglieder an der Unterseite 11 des Fahrzeugkörpers fest angebracht sein.
Das Energieübertragungsschaltungsmodul 10C kann zwischen der ersten oder der zweiten Seitenwand des Batteriedeckels 15C und der entsprechenden ersten oder zwei ten Seitenwand der ersten Batterie 2 positioniert sein. Diese Struktur ermöglicht dem Energieübertragungsschaltungsmodul 10C bei dem Fall einer Seitenkollision, die der ersten oder der zweiten Seitenwand entspricht, die erste Batterie 2 zu schützen.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel kann, wenn der Batteriedeckel 15C als ein Metalldeckel entworfen ist, der Metallbatteriedeckel 15C als eine Massesammelschiene, die mit einem Masseanschluss der ersten Batterie 2 oder des Energieübertragungsschaltungsmoduls 10C elektrisch verbunden ist, dienen. Mindestens eines der Metallbauglieder 74, 75 und 71 kann mit dem Batteriedeckel 15C selektiv verbunden sein oder denselben über eine Isolierschicht mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit berühren.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel können der Kühlluftführungskanal 33 und der Batteriedeckel 15C unter Verwendung eines plattenähnlichen Metallbauglieds, das in einer guten Wärmeübertragungsbeziehung mit mindestens einem der Metallbauglieder 71, 74 und 75 gekoppelt ist, gebildet sein. Diese Modifikation ermöglicht es, eine kühlende Wirkung auf die erste Batterie 2 und/oder das Schaltungsmodul 10C zu verbessern.
Mindestens ein Teil des Kühlluftführungskanals 33 kann durch einen Teil des Metallfahrzeugkörpers konfiguriert sein. Beispielsweise ist ein rinnenähnliches Metallbauglied an einem Teil des Metallfahrzeugkörpers angebracht, um einen Kühlluftführungskanal zu schaffen. Kabel und/oder Drähte für elektrische Verbindungen zwischen dem Batteriemodul 101C und dem Erzeuger 1 und/oder den elektrischen Lasten 5 können in dem Kühlluftführungskanal 33 verlegt sein.
Wie im Vorhergehenden beschrieben ist, ist bei dem dritten Ausführungsbeispiel und den Modifikationen desselben das Energieübertragungsschaltungsmodul 10C an einer der Seitenwände der ersten Batterie 2 fest angebracht. Aus diesem Grund ist es möglich, das Energieübertragungsschaltungsmodul 10C und die erste Batterie 2, verglichen mit Fällen, bei denen die Energieübertragungsschaltung und die erste Batterie getrennt voneinander angeordnet sind, auf die direkteste Weise zu koppeln.
Diese elektrische Verbindung zwischen dem Energieübertragungsschaltungsmodul 10C und der ersten Batterie 2 kann Kabel für eine Verbindung zwischen denselben so weit wie möglich eliminieren.
Es ist daher möglich, Verdrahtungsbauglieder für elektrische Verbindungen zwischen dem Schaltungsmodul 10C und der ersten Batterie 2 in Gewicht und Größe zu reduzieren und dadurch den Aufwand für dieselben zu reduzieren.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel und den Modifikationen desselben ist das Energieübertragungsschaltungsmodul 10C an der dritten Seitenwand der ersten Batterie 2 gegenüber der Vorderseite des Fahrzeugs angebracht. Bei dem Fall eines Frontalzusammenstoßes kann daher der Stoß aufgrund des Frontalzusammenstoßes durch eine Verformung des Energieübertragungsschaltungsmoduls 10C absorbiert werden, bevor derselbe auf die erste Batterie 2 wirkt. Es ist daher möglich, eine Stoßfestigkeit der ersten Batterie 2 zu verbessern und dadurch selbst bei dem Fall eines Zusammenstoßes die Möglichkeit eines Auftretens einer Zerstörung der ersten Batterie zu reduzieren.
Insbesondere kann bei dem dritten Ausführungsbeispiel und den Modifikationen desselben, selbst wenn das Sicherheitsventil 20 die Gaslüftungsöffnung V öffnet, so dass ein Hochdruckgas innerhalb der ersten Batterie 20 von der Gaslüftungsöffnung V und der Entladeöffnung nach oben ausgegeben wird, der Gaskanal 79 den Fluss des Hochdruckgases in der Längsrichtung ablenken.
Die Metallwärmesenken 74 und 75 sind jeweils zwischen der ersten Batterie 2 und dem ersten und dem zweiten Kartenmodul 72 und 73 angeordnet. Diese Anordnung kann verhindern, dass Wärme, die durch das erste und das zweite Kartenmodul 72 und 73 bewirkt wird, zu der ersten Batterie 2 übertragen wird. Genauer gesagt, kann jede der Wärmesenken 74 und 75 ein entsprechendes der Kartenmodule 72 und 73 und die erste Batterie 2 kühlen.
Den Wärmesenken 74 und 75 ist es daher möglich, die erste Batterie 2, von dem Energieübertragungsschaltungsmodul 10C wärmemäßig zu trennen, was erforderlich ist, um eine Temperaturerhöhung zu begrenzen. Dies kann verhindern, dass Wärme, die durch das Energieübertragungsschaltungsmodul 10C bewirkt wird, die erste Batterie 2 ungünstig beeinflusst.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel und den Modifikationen desselben sind die Wärmesenken 74 und 75 entworfen, um als Sammelschienen zum Einrichten einer elektrischen Verbindung zwischen der ersten Batterie 2 und dem Energieübertragungsschaltungsmodul 10C zu dienen. Dies kann die Struktur des Energieübertragungsschaltungsmoduls 10C vereinfachen und das Gewicht des Energieübertragungsschaltungsmoduls 10C reduzieren.
Der Batteriedeckel 15C des dritten Ausführungsbeispiels und die Modifikationen desselben liefern eine Mehrzahl von Kühldurchgängen und können die erste Batterie 2 elektrisch und mechanisch schützen. Der Batteriedeckel 15C kann unabhängig von der ersten Batterie 2 an der Unterseite des Fahrzeugkörpers in dem Maschinenraum 150 einzeln angebracht sein.
VIERTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
18 stellt ein Beispiel der Struktur eines luftgekühlten Energiesystems 810, das gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einem Fahrzeug eingebaut ist, schematisch dar.
Wie in 18 dargestellt ist, ist das luftgekühlte Energiesystem 810 an beispielsweise der Unterseite des Fahrzeugkörpers in dem Maschinenraum 150 auf dieselbe Art und Weise wie das erste Ausführungsbeispiel eingebaut.
Das luftgekühlte Energiesystem 810 weist einen Kühlerlüfter 820, der auf der Vorderseite einer Maschine EN, die an der Unterseite des Fahrzeugkörpers in dem Maschinenraum 150 eingebaut ist, positioniert ist, auf. Das luftgekühlte Energiesystem 810 weist ferner einen Motor 830, einen Kühler 840, einen Kondensator 850, eine Fahrzeugenergievorrichtung 860 und einen Saugkanal 870 auf.
Beispielsweise hat der Kühlerlüfter 820 zwei oder mehr Flügel BL, die an einer Welle des Motors 830 befestigt sind, und die Welle des Motors 830 ist parallel zu der Längsrichtung des Fahrzeugs angeordnet. Wenn der Motor 830 erregt wird, um die Welle zu drehen, werden die Flügel BL des Kühlerlüfters 820 zusammen mit der Motorwelle in einer vorbestimmten Richtung gedreht, um Luft stromaufwärts von dem Lüfter 820 hin zu der Maschine EN zum Kühlen derselben zu saugen.
Der Kühler 840 ist auf der Vorderseite des Kühlerlüfters 820 und nahe zu demselben angeordnet. Der Kühler 840 hat einen plattenähnlichen Strahlabschnitt, der sich orthogonal zu der Vorne-und-hinten-Richtung des Fahrzeugs erstreckt.
Der Kondensator 850 ist auf der Vorderseite des Kühlers 840 positioniert. Der Kondensator 850 ist derart angeordnet, dass ein plattenähnlicher kondensierender Abschnitt desselben parallel zu dem Strahlabschnitt des Kühlers 840 ist. Wenn Luft in denselben eintritt, ist der Kondensator 850 wirksam, um Wärme von der Luft zu absorbieren und dieselbe dadurch zu dem Kühler 840 zu übertragen.
Der Kühler 840 arbeitet, um die Luft, die von dem Kondensator 850 übertragen wird, zu kühlen, um dieselbe hin zu der Maschine EN auszugeben.
Die Fahrzeugenergievorrichtung 860 ist entfernt von dem Kühlerlüfter 820 angeordnet.
Bei dem vierten Ausführungsbeispiel kann als die Fahrzeugenergievorrichtung 860 die integrierte Batterieanordnung 100 gemäß einem der ersten bis dritten Ausführungsbeispiele und der Modifikationen derselben angewandt sein. Außerdem kann als die Fahrzeugenergievorrichtung 860 eine integrierte Batterieanordnung mit einer einzelnen Batterie und einem Energieübertragungsschaltungsmodul, das wirksam ist, um einen Ladestrom und einen Entladestrom zu und von der einzelnen Batterie zu steuern, angewandt sein. Weiterhin kann eine elektrische Vorrichtung, die Wärme erzeugt, wenn sie erregt wird, als die Fahrzeugenergievorrichtung 860 angewandt sein.
Die Fahrzeugenergievorrichtung 860 hat beispielsweise eine erste äußere Wandoberfläche, die mit einer Kühllufteinlassöffnung 860a, die mit einem Stromabwärtsende eines Kühlluftführungskanals 33A luftdicht gekoppelt ist, gebildet ist. Die Einlassöffnung 860a ist hin zu dem vorderen Ende des Fahrzeugs gerichtet.
Ein Stromaufwärtsende des Kühlluftführungskanals 33A ist so auf der Vorderseite in dem Maschinenraum 150 positioniert, um hin zu der Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs gerichtet zu sein. Dies erlaubt, dass ein Wind, der durch das fahrende Fahrzeug bewirkt wird, in den Kühlluftführungskanal 33A über das Stromaufwärtsende desselben aufgenommen wird.
Die Fahrzeugenergievorrichtung 860 hat einen Kühlluftdurchgang 860b, der mit der Kühllufteinlassöffnung 860a verbunden ist. Beispielsweise kann der Kühlluftdurchgang 860b, wie in jedem der ersten bis dritten Ausführungsbeispiele beschrieben ist, als Zwischenräume, die durch eine Mehrzahl von Kühlrippen einer Wärmesenke, die angeordnet sind, um eine Batterie und ein Leistungshalbleiterelement zum Kühlen derselben zu berühren, gebildet sind, konfiguriert sein. Als die Kühlstruktur der Fahrzeugenergievorrichtung 860 kann eine der Kühlstrukturen, die bei dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel und den Modifikationen derselben beschrieben sind; verwendet sein.
Die Fahrzeugenergievorrichtung 860 hat ferner eine zweite äußere Wandoberfläche, die zu der ersten äußeren Wandoberfläche entgegengesetzt ist und mit einer Kühlluftentladeöffnung 860c gebildet ist. Die Kühlluftentladeöffnung 860c ist mit dem Kühlluftdurchgang 860b verbunden.
Der Saugkanal 870 ist aus beispielsweise einem geeigneten Harz oder einer geeigneten Metallplatte hergestellt und hat einen festen Luftschlauch. Genauer gesagt, hat der Saugkanal 870 einen Stromaufwärtseinlass 871, der mit der Kühlluftentladeöffnung 860c luftdicht verbunden ist, einen Stromabwärtsauslass 872, der zwischen dem Kühler 840 und dem Kühlerlüfter 820 positioniert ist, und einen Kanalabschnitt 873, der den Einlass 871 mit dem Auslass 872 verbindet.
Der Saugkanal 870 ist wirksam, um eine kühlende Luft über den Stromaufwärtseinlass 871 in den Kanalabschnitt 873 zu saugen und um die gesaugte kühlende Luft über den Kanalabschnitt 873 hin zu dem Auslass 872 zu übertragen.
In 18 zeigt ein Bezugszeichen 890 einen Kanal, der sich in der Vorne-und-hinten-Richtung erstreckt, und der den Kondensator 850, den Kühler 840, den Kühlerlüfter 820 und den Motor 830 enthält. Der Kanal 890 arbeitet, um einen Luftfluss über den Kondensator 850, den Kühler 840 und den Kühlerlüfter 820 in die Maschine EN zu führen.
Ein Bezugszeichen 880 zeigt einen Stromaufwärts-Kühlluftdurchgang, der zwischen dem Kondensator 850, dem Kühler 840 und dem Kühlerlüfter 820 gebildet ist und der sich in der Längsrichtung erstreckt. Der Stromabwärtsauslass 872 des Saugkanals 870 ist beispielsweise hin zu der einen Seite (linken Seite oder rechten Seite) oder der Hinterseite des Fahrzeugs gerichtet.
Mit anderen Worten, der Stromabwärtsauslass 872 des Saugkanals 870 ist derart angeordnet, dass die Längsrichtung des Saugkanals 870 nicht hin zu der vorderen Richtung des Fahrzeugs gerichtet ist. Dies liegt daran, dass der Stromabwärtsauslass 872 einen geringen Einfluss auf einen dynamischen Druck eines Luftflusses über den Stromaufwärts-Kühlluftdurchgang 880 hat.
Es sei bemerkt, dass eine kühlende Luft, die aus der Entladeöffnung 860c fließt, gänzlich in den Saugkanal 870 gesaugt wird, dass jedoch ein Teil der kühlenden Luft, die aus der Entladeöffnung 860c fließt, in den Saugkanal 870 gesaugt werden kann.
Im Folgenden ist ein Betrieb des luftgekühlten Energiesystems 810 beschrieben.
Wenn der Motor 830 erregt wird, um die Welle zu drehen, werden die Flügel BL des Kühlerlüfters 820 zusammen mit der Motorwelle gedreht. Die Drehung der Flügel BL des Kühlerlüfters 820 ermöglicht es, dass Luft, die sich bei dem Stromaufwärts-Kühlluftdurchgang 880 befindet, schnell hin zu der Maschine EN zum Kühlen derselben gesaugt wird.
Dies erlaubt, dass ein starker Luftfluss von der Vorderseite zu der Maschinenseite erzeugt wird, und der starke Luftfluss bewirkt, dass ein statischer Druck bei dem Stromaufwärts-Kühlluftdurchgang 880 ein negativer Druck wird.
Da der Stromabwärtsauslass 872 des Saugkanals 870 bei dem Stromaufwärts-Kühlluftdurchgang 880 positioniert ist, wirkt der negative Druck auf den Stromabwärtsauslass 872 des Saugkanals 870. Da der Stromaufwärtseinlass 871 des Saugkanals 870, die Einlassöffnung 860a und der Kühlluftdurchgang 860b hin zu dem vorderen Ende des Fahrzeugs gerichtet sind, erlaubt der negative Druck, dass Luft über die Einlassöffnung 860a in die Fahrzeugenergievorrichtung 860 gesaugt wird.
Die gesaugte Luft fließt durch den Kühlluftdurchgang 860b, während dieselbe die Wärmesenke innerhalb der Vorrichtung 860 kühlt, um in den Saugkanal 870 einzutreten, und die Luft, die in den Saugkanal 870 eingetreten ist, fließt durch denselben, um über den Stromabwärtsauslass 872 des Saugkanals 870 in den Stromaufwärts-Kühlluftdurchgang 880 entladen zu werden.
Außerdem wird, selbst wenn der Motor M angehalten ist, so dass sich der Kühlerlüfter 820 nicht dreht, ein starker Wind, der durch das fahrende Fahrzeug bewirkt wird, über die Einlassöffnung 860a in den Kanal 890 und in die Fahrzeugenergievorrichtung 860 aufgenommen.
Der starke Wind, der durch das fahrende Fahrzeug bewirkt wird, fließt durch den Kondensator 850, den Kühler 840 und den Kühlerlüfter 820 hin zu der Maschine EN.
Dies ermöglicht, dass ein starker Luftfluss von der Vorderseite zu der Maschinenseite erzeugt wird, und der Luftfluss bewirkt, dass ein statischer Druck bei dem Stromaufwärts-Kühlluftdurchgang 880 ein negativer Druck wird.
Demgemäß ermöglicht der negative Druck des Stromaufwärts-Kühlluftdurchgang 880, dass Luft über die Einlassöffnung 860a in die Fahrzeugenergievorrichtung 860 gesaugt wird. Die gesaugte Luft fließt durch den Kühlluftdurchgang 860b, während dieselbe die Wärmesenke kühlt. Danach fließt die gesaugte Luft durch den Saugkanal 870, um über den Stromabwärtsauslass 872 des Saugkanals 870 in den Stromaufwärts-Kühlluftdurchgang 880 entladen zu werden.
Wie im Vorhergehenden beschrieben ist, ermöglicht ein Luftfluss, der durch den Kühlerlüfter 820 und den Motor 830 oder durch das Fahren des Fahrzeugs zwangsweise bewirkt wird, dass ein statischer Druck bei dem Stromaufwärts-Kühlluftdurchgang 880 ein negativer Druck wird. Der negative Druck erlaubt, dass Luft in die Fahrzeugenergievorrichtung 860 gesaugt wird, was es möglich macht, dass die gesaugte Luft die Wärmesenke der Fahrzeugenergievorrichtung 860 kühlt.
Als ein vergleichendes Beispiel kann die Fahrzeugenergievorrichtung 860 stromabwärts von dem Kühlerlüfter 820 positioniert sein, um die Fahrzeugenergievorrichtung 860 durch Luft, die durch den Kühlerlüfter 820 zwangsweise gesaugt wird, zu kühlen.
Bei dem vergleichenden Beispiel kann jedoch die Position der Fahrzeugenergievorrichtung 860 begrenzt sein, und die Anwesenheit der Fahrzeugenergievorrichtung 860 stromabwärts von dem Kühlerlüfter 820 kann die gesaugte Luft, die der Maschine EN zuzuführen ist, blockieren. Dies kann bewirken, dass die Maschine EN unzureichend gekühlt wird. Insbesondere kann es die Position der Fahrzeugenergievorrichtung 860 stromabwärts von dem Kühlerlüfter 820 schwierig machen, zu verhindern, dass sich die Temperatur der Fahrzeugenergievorrichtung 860 erhöht, und die Maschine EN und den Kühlerlüfter 820 zum Erhöhen einer Kühlleistung nahe zueinander anzuordnen.
Im Gegensatz dazu ist es bei dem luftgekühlten Energiesystem 810 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel möglich, die Fahrzeugenergievorrichtung 860 wirksam zu kühlen, ohne dieselbe stromabwärts von dem Kühlerlüfter 820 zu positionieren. Man muss sich daher über die Probleme, die durch das vergleichende Beispiel bewirkt werden, keine Sorgen machen.
Als ein anderes vergleichendes Beispiel kann ein Umleitungskanal zum Umleiten eines Teils einer kühlenden Luft, die durch den Kühlerlüfter 820 zwangsweise angesaugt und von demselben hin zu dem Stromabwärtsende des Lüfters 820 ausgeblasen wird, und zum Zuführen der umgeleiteten Luft in die Fahrzeugenergievorrichtung 860 vorgesehen sein.
Bei einem weiteren vergleichenden Beispiel benötigt der Umleitungskanal, um die kühlende Luft, die von dem Lüfter 820 hin zu dem Stromabwärtsende desselben zwangsweise ausgeblasen wird, wirksam einzufangen und die eingefangene Luft in den Umleitungskanal eintreten zu lassen, einen Einlass mit einer breiten Öffnung, die gegenüber der Stromabwärts-Oberfläche des Lüfters 820 anzuordnen ist.
Die breite Öffnung des Einlasses des Umleitungskanals kann jedoch eine Region stromabwärts von dem Einlass bewirken, durch die keine kühlende Luft, die von dem Lüfter 820 zwangsweise ausgeblasen wird, fließt, was einen effektiven Querschnittsbereich eines Kühlluftdurchgangs, durch den die zwangsweise ausgeblasene kühlende Luft fließt, reduzieren kann. Dies kann die Kühlung der Maschine EN verschlechtern.
Im Gegensatz dazu ist es bei dem vierten Ausführungsbeispiel möglich, die Wärmesenke der Fahrzeugenergievorrichtung 860 zu kühlen, ohne einen Luftfluss, der von dem Kühlerlüfter 820 hin zu der Maschine EN ausgeblasen wird, umzuleiten. Dies kann verhindern, dass sich eine Kühlleistung des Kühlerlüfters 820 zum Kühlen der Maschine EN und der Peripherien derselben verschlechtert.
Als eine erste Modifikation des luftgekühlten Energiesystems 810 kann der Stromabwärtsauslass 872 des Saugkanals 870 stromaufwärts von dem Kondensator 850 in dem Kanal 890 positioniert sein.
19 stellt ein Beispiel der Struktur eines luftgekühlten Energiesystems 810A gemäß einer zweiten Modifikation des vierten Ausführungsbeispiels schematisch dar.
Ein Hauptunterschied des luftgekühlten Energiesystems 810A gegenüber dem luftgekühlten Energiesystem 810 besteht darin, dass der Stromabwärtsauslass 872 des Saugkanals 870 nahe zu dem Kühlerlüfter 820 bei einem Stromabwärts-Kühlluftdurchgang 895, der stromabwärts von dem Lüfter 820 gebildet ist, positioniert ist.
Zusätzlich ist die Kühlluftentladeöffnung 860c gänzlich bei der zweiten äußeren Wandoberfläche der Fahrzeugenergievorrichtung 860 gebildet. Das Stromaufwärtsende des Saugkanals 870 ist an der zweiten äußeren Wandoberfläche derart befestigt, dass die Entladeöffnung 860c mit dem Stromaufwärtseinlass 871 des Saugkanals 870 luftdicht verbunden ist.
Da der Kühlerlüfter 820 einen Luftfluss mit einer hohen Geschwindigkeit hin zu der Maschine EN bei dem Stromabwärts-Kühlluftdurchgang 895 erzeugen kann, wird ein statischer Druck bei dem Stromabwärts-Kühlluftdurchgang 895 ein negativer Druck. Der negative Druck des Stromabwärts-Kühlluftdurchgangs 890 wirkt auf den Stromabwärtsauslass 872 des Saugkanals 870, was es ermöglicht, dass Luft über die Einlassöffnung 860a in die Fahrzeugenergievorrichtung 860 gesaugt wird.
Demgemäß kann die Wärmesenke innerhalb der Fahrzeugenergievorrichtung 860 durch die gesaugte Luft, die durch den Kühlluftdurchgang 860b fließt, wirksam gekühlt werden.
20 stellt ein Beispiel der Struktur eines luftgekühlten Energiesystems 810B gemäß einer dritten Modifikation des vierten Ausführungsbeispiels schematisch dar.
Ein erster Hauptunterscheidungspunkt des luftgekühlten Energiesystems 810B gegenüber dem luftgekühlten Energiesystem 810 ist, dass eine Kühllufteinlassöffnung 860a bei der zweiten äußeren Wandoberfläche der Fahrzeugenergievorrichtung 860A gebildet ist und dass eine Kühlluftentladeöffnung 860c bei der ersten äußeren Wandoberfläche derselben gebildet ist.
Das Stromaufwärtsende des Saugkanals 870 ist an der ersten äußeren Wandoberfläche der Fahrzeugenergievorrichtung derart befestigt, dass die Entladeöffnung 860c mit dem Stromaufwärtseinlass 871 des Saugkanals 870 luftdicht verbunden ist. Der Stromabwärtsauslass 872 des Saugkanals 870 ist nahe zu dem Kühlerlüfter 820 bei dem Stromaufwärts-Kühlluftdurchgang 880, der stromaufwärts von dem Lüfter 820 gebildet ist, positioniert.
Ein zweiter Hauptunterscheidungspunkt des luftgekühlten Energiesystems 810B gegenüber dem luftgekühlten Energiesystem 810 ist, einen Ausblaskanal 910 zu haben.
Der Ausblaskanal 910 ist beispielsweise aus einem geeigneten Harz oder einer geeigneten Metallplatte hergestellt und hat im Wesentlichen einen Luftschlauch. Genauer gesagt, hat der Ausblaskanal 910 einen Stromaufwärtseinlass 911, der nahe zu dem Kühlerlüfter 820 bei dem Stromabwärts-Kühlluftdurchgang 895, der stromabwärts von dem Lüfter 820 gebildet ist, positioniert ist, einen Stromabwärtsauslass 912, der mit der Kühllufteinlassöffnung 860a luftdicht verbunden ist, und einen Kanalabschnitt 913, der den Einlass 911 mit dem Auslass 912 verbindet.
Genauer gesagt, ist der Stromaufwärtseinlass 911 des Ausblaskanals 910 bei dem Stromabwärts-Kühlluftdurchgang 895 so geöffnet, um einen dynamischen Druck eines Luftflusses, der von dem Lüfter 820 ausgeblasen wird, unterworfen zu sein. Dies ermöglicht es, dass, wenn der Kühlerlüfter 820 angetrieben wird oder ein Wind, der durch ein Fahren des Fahrzeugs bewirkt wird, durch den Kühlerlüfter 820 gesaugt wird, so dass eine kühlende Luft aus dem Kühlerlüfter 820 ausgeblasen wird, die ausgeblasene kühlende Luft über den Stromaufwärtseinlass 911 in den Ausblaskanal eintritt. Die kühlende Luft fließt durch den Kanalabschnitt 913, um über den Auslass 912 und die Einlassöffnung 860a in den Kühlluftdurchgang 860b einzutreten. Die kühlende Luft fließt durch den Kühlluftdurchgang 860b, während dieselbe die Wärmesenke innerhalb der Vorrichtung 860A kühlt, um über die Entladeöffnung 860c und den Einlass 871 in den Saugkanal 870 einzutreten.
Die kühlende Luft fließt durch den Kanalabschnitt 873, um über den Stromabwärtsauslass 872 des Saugkanals 870 in den Stromaufwärts-Kühlluftdurchgang 880 entladen zu werden.
Wie im Vorhergehenden beschrieben ist, wird bei dem luftgekühlten Energiesystem 810B eine kühlende Luft (ein Luftfluss), die durch den Kühlerlüfter 820 und den Motor 830 oder durch das Fahren des Fahrzeugs zwangsweise bewirkt wird, in den Ausblaskanal 910 gesaugt, so dass die gesaugte kühlende Luft in die Fahrzeugenergievorrichtung 860 fließt. Dies macht es möglich, die Wärmesenke der Fahrzeugenergievorrichtung 860 zu kühlen.
Bei der dritten Modifikation ist der Stromabwärtsauslass 872 des Saugkanals 870 nahe zu dem Kühlerlüfter 820 bei dem Stromaufwärts-Kühlluftdurchgang 880, der stromaufwärts von dem Lüfter 820 gebildet ist, positioniert. Der Stromaufwärtseinlass 911 des Ausblaskanals 910 ist nahe zu dem Kühlerlüfter 820 bei dem Stromabwärts-Kühlluftdurchgang 895, der stromabwärts von dem Lüfter 820 gebildet ist, positioniert. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Anordnung begrenzt. Genauer gesagt, kann der Stromabwärtsauslass 872 des Saugkanals 870 nahe zu dem Kühlerlüfter 820 bei dem Stromabwärts-Kühlluftdurchgang 895 positioniert sein, und der Stromaufwärtseinlass 911 des Ausblaskanals 910 kann nahe zu dem Kühlerlüfter 820 bei dem Stromabwärts-Kühlluftdurchgang 895 angeordnet sein.
Bei dem vierten Ausführungsbeispiel und den ersten bis dritten Modifikationen desselben wird eine kühlende Luft zum Kühlen der Fahrzeugenergievorrichtung 860 durch den Saugkanal 870, dessen Stromabwärtsauslass 872 bei dem Stromaufwärts-Kühlluftdurchgang 880 stromaufwärts von dem Kühlerlüfter 820 oder bei dem Strom abwärts-Kühlluftdurchgang 895 stromabwärts von dem Kühlerlüfter 820 positioniert ist, gebildet. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Struktur begrenzt.
Genauer gesagt, kann anstelle des Kühlerlüfters 820 ein anderer Lüfter zum Kühlen eines Heizelements, außer von der Fahrzeugenergievorrichtung 860, verwendet sein. Beispielsweise kann anstelle des Kühlerlüfters 820 ein Klimatisierungslüfter verwendet sein. In diesem Fall kann der Stromabwärtsauslass 872 des Saugkanals 870 nahe zu dem Klimatisierungslüfter in einem Klimatisierungskanal, in dem der Klimatisierungslüfter angeordnet ist, positioniert sein. Außerdem kann anstelle des Kühlerlüfters 820 ein Kühllüfter eines Wechselstromerzeuger-Rotors, der es ermöglicht, dass eine kühlende Luft in einen Rahmen, in dem der Wechselstromerzeuger-Rotor drehbar getragen ist, geliefert wird, verwendet sein. In diesem Fall kann der Stromabwärtsauslass 872 des Saugkanals 870 nahe zu dem Kühllüfter in einem Kühlluftdurchgang, durch den eine kühlende Luft, die durch den Kühllüfter gesaugt oder ausgeblasen werden soll, fließt, positioniert sein. Da eine Änderung des Kühlerlüfters 820 in einen anderen Lüfter zum Kühlen eines Heizelements für Fachleute ohne weiteres offensichtlich ist, ist daher die Beschreibung derselben weggelassen.
21 stellt ein Beispiel der Struktur eines Stromabwärtsauslasses 872A eines Saugkanals 870A eines luftgekühlten Energiesystems 810C gemäß einer vierten Modifikation des vierten Ausführungsbeispiels schematisch dar. Es sei bemerkt, dass andere Teile des luftgekühlten Energiesystems 810C der vierten Modifikation im Wesentlichen mit denselben des luftgekühlten Energiesystems 810 identisch sind, und daher ist eine Beschreibung derselben vereinfacht oder weggelassen.
Wie in 21 dargestellt ist, hat der Stromabwärtsauslass 872A eine Strahlpumpenkonfiguration.
Genauer gesagt, ist ein Stromabwärtsende des Kanalabschnitts 873 des Saugkanals 870A mit einer Strahlpumpe 874 als der Stromabwärtsauslass 872A desselben gebildet. Die Strahlpumpe 874 ist mit einer äußeren röhrenförmigen Wand 741, einem Düsenabschnitt 742 und einem Diffusorabschnitt 743 versehen.
Die äußere röhrenförmige Wand 741 ist in dem Stromaufwärts-Kühlluftdurchgang 880 in der Längsrichtung des Fahrzeugs und gegenüber offenen Enden 7410 und 7411 positioniert. Das offene Ende 7410 der äußeren röhrenförmigen Wand 741 ist hin zu dem vorderen Ende des Fahrzeugs gerichtet, und das offene Ende 7411 derselben ist hin zu dem hinteren Ende des Fahrzeugs gerichtet.
Der Düsenabschnitt 742 hat eine im Wesentlichen röhrenförmige Kegelform und ist in der äußeren röhrenförmigen Wand 741 angeordnet.
Genauer gesagt, hat der Düsenabschnitt 742 ein erstes offenes Ende, das mit dem offenen Ende 7410 der äußeren röhrenförmigen Wand 741 luftdicht verbunden ist, und hat eine Seitenwand, die von dem offenen Ende 7411 verjüngt ist. Der Düsenabschnitt 742 ist ferner bei dem sich verjüngenden äußersten Ende desselben mit einem zweiten offenen Ende, das dem ersten offenen Ende gegenüberliegt, versehen.
Der Diffusorabschnitt 743 hat im Wesentlichen eine Form eines Venturi-Rohrs und ist in der äußeren röhrenförmigen Wand 741 angeordnet.
Genauer gesagt, hat der Diffusorabschnitt 743 gegenüberliegende breitere Öffnungen und eine schmale Öffnung zwischen den breiteren Öffnungen. Eine der breiteren Öffnungen ist mit dem offenen Ende 7411 luftdicht verbunden, und die andere breitere Öffnung 744 ist angeordnet, um das zweite offene Ende des Düsenabschnitts 742 zu umgeben. Dies ermöglicht, dass das zweite offene Ende des Düsenabschnitts 742 der schmalen Öffnung des Diffusorabschnitts 743 gegenüberliegt.
Das Stromabwärtsende des Kanalabschnitts 873 des Saugkanals 870A ist mit einem Vorderseitenende der äußeren röhrenförmigen Wand 741 derart verbunden, dass das Stromabwärtsende des Kanalabschnitts 873 der verjüngten Seitenwand des Düsenabschnitts 742 gegenüberliegt.
Bei der Struktur des Stromabwärtsauslasses 872A des Saugkanals 870A tritt, wenn der Kühlerlüfter 820 angetrieben wird oder ein Wind durch das Fahren des Fahrzeugs bewirkt wird, ein Luftfluss über das offene Ende 7410 der äußeren röhrenförmigen Wand 741 in den Düsenabschnitt 742 ein. Da der Düsenabschnitt 742 eine verjüngte Struktur von dem offenen Ende 7411 der äußeren röhrenförmigen Wand 741 hat, fließt der Luftfluss zu diesem Zeitpunkt durch den Düsenabschnitt 742, während sich die Geschwindigkeit desselben erhöht und sich der Druck desselben verringert.
Zusätzlich erhöht sich, da der Diffusorabschnitt 743 im Wesentlichen die Form eines Venturi-Rohrs aufweist und die schmale Öffnung dem zweiten offenen Ende des Düsenabschnitts 742 gegenüberliegt, wenn der Luftfluss mit einem niedrigen Druck und einer hohen Geschwindigkeit stromabwärts von dem Düsenabschnitt 742 durch die schmale Öffnung des Diffusorabschnitts 743 geht, die Geschwindigkeit des Luftflusses mit einem niedrigen Druck und einer hohen Geschwindigkeit weiter und der Druck desselben verringert sich.
Demgemäß wird Luft innerhalb des Saugkanals 870A stark in den Stromabwärtsauslass 872A (Strahlpumpe 874) gesaugt, so dass eine kühlende Luft über die Einlassöffnung 860a stark in die Fahrzeugenergievorrichtung 860 gesaugt wird.
Der Luftfluss mit einem niedrigen Druck und einer hohen Geschwindigkeit, der aus dem Düsenabschnitt 742 ausgegeben wird, und die kühlende Luft, die von dem Saugkanal 870A gesaugt wird, werden durch den Diffusorabschnitt 743 miteinander vermischt. Nach dem Hindurchgehen durch die schmale Öffnung des Diffusorabschnitts 743 fließt der gemischte Luftfluss über den restlichen Diffusorabschnitt 743, während eine kinetische Energie des gemischten Luftflusses durch den restlichen Diffusorabschnitt 743 als eine Druckenergie gesammelt wird. Aus diesem Grund ist es möglich, den Druckverlust (Spülverlust) in dem Stromaufwärts-Kühlluftdurchgang 880 zu reduzieren und wodurch die Energie, die dem Kühlerlüfter 820 zuzuführen ist, reduziert wird. Die Strahlpumpe 874 wird vorzugsweise unter Verwendung eines Harzformens gebildet, dieselbe kann jedoch unter Verwendung eines Blechverarbeitens gebildet werden.
22 bis 24 stellen eine Modifikation der Strahlpumpe 874 schematisch dar.
Genauer gesagt, ist eine röhrenförmige Wand 1013 an dem Stromabwärtsende eines Kanalabschnitts 873B eines Saugkanals 870B als ein Stromabwärtsauslass 872B desselben befestigt. Die röhrenförmige Wand 1013 ist so bei dem Stromaufwärts-Kühlluftdurchgang 880 angeordnet, um sich in der Oben-und-unten-Richtung des Fahrzeugs zu erstrecken. Die röhrenförmige Wand 1013 hat im Wesentlichen eine C-Form in dem seitlichen Querschnitt derselben orthogonal zu der Oben-und-unten-Richtung und hat gegenüberliegende offene Enden in der oberen und unteren Richtung.
Die röhrenförmige Wand 1013 ist bei dem hinteren Ende derselben mit einem Schlitz 1131 gebildet. Wie in 24 dargestellt ist, ist das Stromabwärtsende eines Kanalabschnitts 873B kommunikativ mit der Mitte eines linksseitigen Abschnitts der röhrenförmigen Wand 1013 verbunden.
Genauer gesagt hat, wie in 22 dargestellt ist, um den Spülverlust eines Luftflusses in dem Stromaufwärts-Kühlluftdurchgang 880 zu reduzieren, die C-förmige röhrenförmige Wand 1013 eine halbkreisförmige Wand 1013a, die sich in der Oben-und-unten-Richtung erstreckt, und deren äußere Oberfläche zu der Vorderseite des Fahrzeugs gerichtet ist. Die C-förmige röhrenförmige Wand 1013 hat ferner eine verjüngte Wand 1013b, die sich von beiden Enden der halbkreisförmigen Wand 1013a in der Längsrichtung erstreckt, um von der Hinterseite des Fahrzeugs verjüngt zu sein. Der Schlitz 1131 ist bei dem verjüngten äußersten Ende der verjüngten Wand 1013b gebildet.
Bei der Struktur des Stromabwärtsauslasses 872B des Saugkanals 870B tritt, wenn der Kühlerlüfter 820 angetrieben wird oder ein Wind durch das Fahren des Fahrzeugs bewirkt wird, ein Luftfluss über die offenen Enden der röhrenförmigen Wand 1013 in dieselbe ein. Da die verjüngte Wand 1013b von der Hinterseite des Fahrzeugs verjüngt ist, fließt der Luftfluss zu diesem Zeitpunkt durch die verjüngte Wand 1013b und den Schlitz 1131, während sich die Geschwindigkeit desselben erhöht und sich der Druck desselben verringert.
Demgemäß ermöglicht der negative Druck, der bei der verjüngten Wand 1013b erzeugt wird, dass Luft innerhalb des Saugkanals 870B stark in den Stromabwärtsauslass 872B gesaugt wird, so dass eine kühlende Luft über die Einlassöffnung 860a stark in die Fahrzeugenergievorrichtung 860 gesaugt wird.
Wie im Vorhergehenden beschrieben ist, erlaubt bei der Modifikation der Strahlpumpe 874 eine Verwendung der röhrenförmigen Wand 1013 mit der vereinfachten Struktur, dass die Strahlpumpenwirkung erhalten wird, während verhindert wird, dass sich der Druckverlust (Spülverlust) in dem Stromaufwärts-Kühlluftdurchgang 880 erhöht.
Bei den ersten bis vierten Ausführungsbeispielen und den Modifikationen derselben weisen Mehrfach-Energieversorgungssysteme eine erste Batterie und eine zweite Batterie auf, können jedoch entworfen sein, um drei oder mehr Batterien aufzuweisen.
Bei den ersten bis vierten Ausführungsbeispielen und den Modifikationen derselben werden Mehrfach-Energieversorgungssysteme jeweils vorher in Maschinenfahrzeugen eingebaut, jedoch können dieselben in Hybridfahrzeugen eingebaut sein. In diesen Fällen können die gleichen Wirkungen wie bei den Ausführungsbeispielen erhalten werden.
Obwohl beschrieben ist, was derzeit als diese Ausführungsbeispiele und Modifikationen der vorliegenden Erfindung betrachtet wird, ist offensichtlich, dass verschiedene Modifikationen, die noch nicht beschrieben sind, an derselben vorgenommen werden können, und es ist beabsichtigt, in den beigefügten Ansprüchen alle solchen Modifikationen abzudecken, die in den echten Geist und den Schutzbereich der Erfindung fallen.

Claims

Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung (PA), die in einem Fahrzeug, das eine Maschine (EN) aufweist, eingebaut ist, mit: einem ersten Energieversorgungssystem (S1), das einen Erzeuger (1) und eine erste Batterie (2) aufweist, wobei der Erzeuger (1) durch einen Betrieb der Maschine (EN) angetrieben ist, und die erste Batterie (4) durch ein elektrisches Ausgangssignal des Erzeugers (1) ladbar ist; einem zweiten Energieversorgungssystem (S2), das eine zweite Batterie (4) aufweist, wobei die zweite Batterie (4) arbeitet, um einer elektrischen Last (5), die in dem Fahrzeug eingebaut ist, elektrische Energie zuzuführen; und einem Energieübertragungsmodul (10), das wirksam ist, um zu dem zweiten Energieversorgungssystem (S2) elektrische Energie, die von dem ersten Energieversorgungssystem (S1) zugeführt wird, basierend auf mindestens entweder dem elektrischen Ausgangssignal des Erzeugers (1) oder einem Ladepegel der ersten Batterie (2) zu übertragen, wobei das Energieübertragungsmodul eine Einheit bildend mit der ersten Batterie (2) verbunden ist, um ein Batteriemodul (101) zu bilden.
Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung (PA) nach Anspruch 1, bei der das Energieübertragungsmodul (10) folgende Merkmale aufweist: eine Energieübertragungsschaltung (7), die mit dem ersten Energieversorgungssystem (S1) und dem zweiten Energieversorgungssystem (S2) elektrisch verbunden ist und wirksam ist, um einen Pegel der elektrischen Energie, die von dem ersten Energieversorgungssystem (S1) zugeführt wird, zu wandeln, und um die elektrische Energie mit dem gewandelten Pegel zu dem zweiten Energieversorgungssystem (S2) zu übertragen; und eine Steuerung (8), die mit der Energieübertragungsschaltung (7) elektrisch verbunden ist und wirksam ist, um die Energieübertragungsschaltung (7) zu steuern, um den Pegel der elektrischen Energie zu bestimmen, wobei die Energieübertragungsschaltung (7) und die Steuerung (8) miteinander integriert sind, um das Energieübertragungsmodul (10) zu bilden.
Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung (PA) nach Anspruch 1, die ferner eine Wärmesenke (74, 75), die so zwischen der ersten Batterie (2) und dem Energieübertragungsmodul (10) angeordnet ist, um einer kühlenden Luft ausgesetzt zu sein, aufweist, wobei die Wärmesenke (74, 75) arbeitet, um mindestens entweder die erste Batterie (2) oder das Energieübertragungsmodul (10) zu kühlen.
Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung (PA) nach Anspruch 3, die ferner ein Kühlluftdurchgangsbauglied, das einen Kühlluftdurchgang um das Batteriemodul (101) definiert, aufweist, wobei die Wärmesenke (74, 75) dem Kühlluftdurchgang (860b) gegenüberliegt, so dass die kühlende Luft durch den Kühlluftdurchgang (860b) fließt, während dieselbe die Wärmesenke (74, 75) direkt berührt.
Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung (PA) nach Anspruch 4, bei der die kühlende Luft eine erste Luftkomponente, die durch einen Lüfter (820) des Fahrzeugs zwangsweise bewirkt wird, und eine zweite Luftkomponente, die durch ein Fahren des Fahrzeugs bewirkt wird, aufweist, und die ferner einen Kanal (890), der mit dem Kühlluftdurchgang (860b) verbunden ist und wirksam ist, um mindestens entweder die erste Luftkomponente oder die zweite Luftkomponente in den Kühlluftdurchgang (860b) zu führen, aufweist.
Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung (PA) nach Anspruch 3, bei der die Wärmesenke (74, 75) wirksam ist, um sowohl die erste Batterie (2) als auch das Energieübertragungsmodul (10) zu kühlen.
Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung (PA) nach Anspruch 1, bei der die erste Batterie (2) eine erste Wandoberfläche und einen ersten Anschluss (21, 22) für eine elektrische Verbindung derselben aufweist, wobei der erste Anschluss (21) an der ersten Wandoberfläche gebildet ist, und bei der das Energieübertragungsmodul (10) eine zweite Wandoberfläche und einen zweiten Anschluss für eine elektrische Verbindung desselben aufweist, wobei der zweite Anschluss an der zweiten Wandoberfläche gebildet ist, und wobei die erste Wandoberfläche und die zweite Wandoberfläche einander gegenüberliegen, und die ferner eine Sammelschiene aufweist, die den ersten Anschluss mit dem zweiten Anschluss elektrisch verbindet.
Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung (PA) nach Anspruch 7, bei der die Sammelschiene angeordnet ist, um einer kühlenden Luft ausgesetzt zu sein und wirksam ist, um mindestens entweder die erste Batterie (2) oder das Energieübertragungsmodul (10) zu kühlen.
Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung (PA) nach Anspruch 1, bei der die erste Batterie (2) folgende Merkmale aufweist: einen Batteriedeckel (15); eine erste Wand mit einer Lüftungsöffnung (V), die mit dem Inneren der ersten Batterie (2) verbunden ist; und ein Sicherheitsventil (20), das an der ersten Wand angebracht ist und wirksam ist, um normalerweise die Lüftungsöffnung (V) zu schließen, wobei das Sicherheitsventil (20) eine Entladeöffnung hat und arbeitet, um die Lüftungsöffnung (V) zu öffnen, wenn ein Druck in der ersten Batterie (2) einen vorbestimmten Schwellendruck überschreitet, und wobei sich die Wärmesenke (74, 75) in einer Längsrichtung und einer Breitenrichtung des Fahrzeugs erstreckt, wobei die Breitenrichtung orthogonal zu der Längsrichtung ist, und die Entladeöffnung (V) bedeckt.
Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung (PA) nach Anspruch 1, bei der sowohl das Energieübertragungsmodul (10) als auch die Wärmesenke (74, 75) einen Querschnitt parallel zu einer Längsrichtung und einer Breitenrichtung des Fahrzeugs haben, wobei die Breitenrichtung orthogonal zu der Längsrichtung ist, und die erste Batterie (2) einen Querschnitt parallel zu der Längsrichtung und der Breitenrichtung des Fahrzeugs hat, wobei der Querschnitt von mindestens entweder dem Energieübertragungsmodul (10) oder der Wärmesenke (74, 75) größer als der Querschnitt der ersten Batterie (2) ist.
Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung (PA) nach Anspruch 10, bei der sowohl das Energieübertragungsmodul (10) als auch die Wärmesenke (74, 75) eine äußere Wandoberfläche, die einem Längsende des Fahrzeugs gegenüberliegt, haben, und die erste Batterie (2) eine äußere Wandoberfläche, die dem einen Längsende des Fahrzeugs gegenüberliegt, hat, wobei die äußere Wandoberfläche von mindestens entweder dem Energieübertragungsmodul (10) oder der Wärmesenke (74, 75) ver glichen mit der äußeren Wandoberfläche der ersten Batterie (2) hin zu dem einen Längsende des Fahrzeugs vorspringt.
Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung (PA) nach Anspruch 10, bei der sowohl das Energieübertragungsmodul (10) als auch die Wärmsenke (74, 75) eine äußere Wandoberfläche, die einer Seite des Fahrzeugs in der Breitenrichtung gegenüberliegt, haben, und die erste Batterie (2) eine äußere Wandoberfläche, die einer entsprechenden einen Seite des Fahrzeugs in der Breitenrichtung desselben gegenüberliegt, hat, wobei die äußere Wandoberfläche von mindestens entweder dem Energieübertragungsmodul (10) oder der Wärmesenke verglichen mit der äußeren Wandoberfläche der ersten Batterie (2) mehr hin zu der einen Seite des Fahrzeugs vorspringt.
Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung (PA) nach Anspruch 1, bei der die erste Batterie (2) eine erste Wandoberfläche, die eine Höhe derselben definiert, hat, und das Energieübertragungsmodul (10) an der ersten Wandoberfläche der ersten Batterie (2) angebracht ist.
Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung (PA) nach Anspruch 1, bei der die erste Batterie (2) eine erste Wandoberfläche, die einem Längsende des Fahrzeugs oder einer Seite desselben in der Breitenrichtung gegenüberliegt, hat, und das Energieübertragungsmodul (10) an der ersten Wandoberfläche der ersten Batterie (2) angebracht ist.
Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung (PA) nach Anspruch 1, bei der die zweite Batterie (4) benachbart zu dem Batteriemodul (101) angeordnet ist.
Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung (PA) nach Anspruch 15, bei der das Batteriemodul (101) einen Anschluss für eine elektrische Verbindung desselben hat, und die zweite Batterie (4) einen Anschluss (41, 42) für eine elektrische Verbindung derselben hat, und die ferner eine Sammelschiene (16, 17), die den Anschluss des Batteriemoduls (101) mit dem Anschluss (41, 42) der zweiten Batterie (4) elektrisch verbindet, aufweist, wobei das Batteriemodul (101) und die zweite Batterie (4) ohne eine relative Bewegung zwischen denselben eine Einheit bildend aneinander geklemmt sind.
Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung (PA) nach Anspruch 15, bei der die erste Batterie (2) eine erste Ladekapazität hat, die zweite Batterie (4) eine zweite Ladekapazität hat, wobei die erste Ladekapazität größer als die zweite Ladekapazität ist, und die zweite Batterie (4) näher zu einem vorderen Ende des Fahrzeugs als die erste Batterie (2) angeordnet ist.
Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung (PA) nach Anspruch 15, bei der die erste Batterie (2) eine erste Ladekapazität hat, die zweite Batterie (4) eine zweite Ladekapazität hat, wobei die erste Ladekapazität größer als die zweite Ladekapazität ist, und die zweite Batterie (4) näher zu einem Seitenende des Fahrzeugs als die erste Batterie (2) angeordnet ist.
Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung (PA) nach Anspruch 15, bei der die erste Batterie (2) eine vorbestimmte erste zulässige maximale Betriebstemperatur hat, die zweite Batterie (4) eine vorbestimmte zweite zulässige maximale Betriebstemperatur hat, wobei die erste zulässige maximale Betriebstemperatur niedriger als die zweite zulässige maximale Betriebstemperatur ist, und die zweite Batterie (4) näher zu der Maschine (EN) als die erste Batterie (2) angeordnet ist.
Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung (PA) nach Anspruch 15, bei der die erste Batterie (2) eine erste Wandoberfläche, die eine Höhe derselben definiert, hat, das Batteriemodul (101) eine erste Ladekapazität hat, die zweite Batterie (4) eine zweite Ladekapazität hat, wobei die erste Ladekapazität größer als die zweite Ladekapazität ist, und die zweite Batterie (4) an der ersten Wandoberfläche des Batteriemoduls (101) angebracht ist.
Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung (PA) nach Anspruch 15, bei der sowohl das Batteriemodul (101) als auch die zweite Batterie (4) eine Länge in mindestens entweder einer Längsrichtung des Fahrzeugs oder einer Breitenrichtung desselben haben, und die zweite Batterie (4) entsprechend eine Länge in mindestens entweder der Längsrichtung des Fahrzeugs oder der Breitenrichtung desselben hat, wobei die Länge des Batteriemoduls (101) kürzer als die Länge der zweiten Batterie ist.
Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung (PA) nach Anspruch 3, bei der die Wärmesenke (74, 75) eine Einheit bildend mit dem Batteriemodul (101) verbunden ist, während die erste Batterie (2) zu dem Energieübertragungsmodul (10) über die Wärmesenke (74, 75) benachbart ist.
Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung (PA) nach Anspruch 22, die ferner ein Kühlluftdurchgangsbauglied, das einen Kühlluftdurchgang (860B) um mindestens entweder das Batteriemodul (101) oder die Wärmesenke (74, 75) definiert, aufweist, wobei die Wärmesenke (74, 75) dem Kühlluftdurchgang (860B) gegenüberliegt, so dass die kühlende Luft durch den Kühlluftdurchgang (860B) fließt, während dieselbe die Wärmesenke (74, 75) direkt berührt.
Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung (PA) nach Anspruch 22, bei der die kühlende Luft eine erste Luftkomponente, die durch einen Lüfter (820) des Fahrzeugs zwangsweise bewirkt wird, und eine zweite Luftkomponente, die durch ein Fahren des Fahrzeugs bewirkt wird, aufweist, und die ferner einen Kanal (890), der mit dem Kühlluftdurchgang (860B) verbunden ist und wirksam ist, um mindestens entweder die erste Luftkomponente oder die zweite Luftkomponente in den Kühlluftdurchgang (860B) zu führen, aufweist.
Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung (PA) nach Anspruch 22, bei der die Wärmesenke (74, 75) wirksam ist, um sowohl die erste Batterie (2) als auch das Energieübertragungsmodul (10) zu kühlen.
Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung (PA) nach Anspruch 22, bei der die erste Batterie (2) einen ersten Anschluss (21, 22) für eine elektrische Verbindung derselben aufweist, und das Energieübertragungsmodul (10) einen zweiten Anschluss für eine elektrische Verbindung desselben aufweist, und die ferner eine Sammelschiene, die den ersten Anschluss mit dem zweiten Anschluss elektrisch verbindet, aufweist, wobei die Sammelschiene so angeordnet ist, um einer kühlenden Luft ausgesetzt zu sein, und wobei die Sammelschiene als eine andere Wärmesenke, die arbeitet, um mindestens entweder die erste Batterie (2) oder das Energieübertragungsmodul (10) zu kühlen, dient.
Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung (PA) nach Anspruch 22, bei der sowohl die erste Batterie (2) als auch das Energieübertragungsmodul (10) eine Länge in mindestens entweder einer Längsrichtung des Fahrzeugs oder einer Breitenrich tung desselben haben, wobei die Länge der ersten Batterie (2) kürzer als die Länge des Energieübertragungsmoduls (10) ist.
Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung (PA) nach Anspruch 22, die ferner einen Deckel (15), der konfiguriert ist, um das eine Einheit bildende verbundene Batteriemodul (101) und die Wärmesenke (74, 75) zu bedecken, aufweist, wobei der Deckel (15) einen Kühlluftdurchgang um mindestens entweder das Batteriemodul (101) oder die Wärmesenke (74, 75) liefert, wobei die Wärmesenke (74, 75) dem Kühlluftdurchgang gegenüberliegt, so dass die kühlende Luft durch den Kühlluftdurchgang fließt, während dieselbe die Wärmesenke (74, 75) direkt berührt, wobei der Deckel (15) eine Kühllufteinlassöffnung (121), die mit dem Kühlluftdurchgang verbunden ist, wobei die Kühllufteinlassöffnung (121) ermöglicht, dass die kühlende Luft von dem Äußeren des Deckels (15) in das Innere desselben eintritt, und eine Kühlluftentladeöffnung (122), die mit dem Kühlluftdurchgang verbunden ist, wobei die Kühlluftentladeöffnung (122) ermöglicht, dass die kühlende Luft durch dieselbe von dem Inneren des Deckels (15) entladen wird, aufweist.
Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung (PA) nach Anspruch 28, bei der die Wärmesenke (74, 75) wirksam ist, um sowohl die erste Batterie (2) als auch das Energieübertragungsmodul (10) zu kühlen.
Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung (PA) nach Anspruch 28, bei der die erste Batterie (2) einen ersten Anschluss (21, 22) für eine elektrische Verbindung derselben aufweist, und das Energieübertragungsmodul (10) einen zweiten Anschluss für eine elektrische Verbindung desselben hinsichtlich des ersten Anschlusses (21, 22) aufweist, und die ferner eine Sammelschiene, die den ersten Anschluss (21, 22) mit dem zweiten Anschluss elektrisch verbindet, aufweist, wobei der Deckel (15) die Sammelschiene bedeckt.
Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung (PA) nach Anspruch 30, bei der die Sammelschiene angeordnet ist, um den Kühlluftdurchgang ausgesetzt zu sein, um durch die kühlende Luft gekühlt zu werden.
Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung (PA) nach Anspruch 28, bei der ein Teil des Deckels (15) aus Metall hergestellt ist, um als die Wärmesenke zu dienen.
Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung (PA) nach Anspruch 28, bei der der Deckel (15) ein Metallbauglied, das mit der Wärmesenke gekoppelt ist, aufweist, um eine Wärmeübertragung zwischen dem Metallbauglied und der Wärmesenke zu ermöglichen.
Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung (PA) nach Anspruch 28, bei der der Deckel (15) mit einem Metallfahrzeugkörper des Fahrzeugs gekoppelt ist, um eine Wärmeübertragung zwischen dem Deckel (15) und der Wärmesenke zu ermöglichen.
Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung (PA) nach Anspruch 28, bei der ein Teil des Deckels (15) aus Metall hergestellt ist, um als eine Sammelschiene zum einen An-Masse-legen von mindestens dem Batteriemodul (101) zu dienen.
Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung (PA) nach Anspruch 28, bei der die erste Batterie (2) folgende Merkmale aufweist: eine erste Wand, die eine Höhe derselben definiert und eine Lüftungsöffnung (V), die mit dem Inneren der ersten Batterie (2) verbunden ist, hat; und ein Sicherheitsventil (20), das an der ersten Wand angebracht ist und wirksam ist, um normalerweise die Lüftungsöffnung (V) zu schließen, wobei das Sicherheitsventil (20) eine Entladeöffnung hat und arbeitet, um die Lüftungsöffnung (V) zu öffnen, wenn ein Druck in der ersten Batterie (2) einen vorbestimmten Schwellendruck überschreitet, und der Deckel (15) einen Wandabschnitt, der eine Höhe desselben definiert, aufweist, wobei sich der Wandabschnitt in einer Längsrichtung des Fahrzeugs und einer Breitenrichtung desselben erstreckt, wobei die Breitenrichtung orthogonal zu der Längsrichtung ist, und wobei der Wandabschnitt entgegengesetzt zu der Entladeöffnung positioniert ist, um die Entladeöffnung zu bedecken.
Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung (PA) nach Anspruch 36, bei der der Deckel (15) eine Seitenwand, die einer Seitenwand des Batteriemoduls (101) in entweder einer Längsrichtung des Fahrzeugs oder einer Breitenrichtung desselben gegenüberliegt, hat, wobei die Kühllufteinlassöffnung (121) bei der Seitenwand des Deckels (15) gebildet ist.
Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung (PA) nach Anspruch 36, bei der der Deckel (15) eine Seitenwand, die einer Seitenwand des Batteriemoduls (101) in entweder einer Längsrichtung des Fahrzeugs oder einer Breitenrichtung desselben gegenüberliegt, hat, wobei die Kühlluftentladeöffnung (122) bei der Seitenwand des Deckels gebildet ist.
Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung (PA), die in einem Fahrzeug, das eine Maschine (EN) aufweist, eingebaut ist, mit: einem ersten Energieversorgungssystem (S1), das einen Erzeuger (1) und eine erste Batterie (2) aufweist, wobei der Erzeuger (1) wirksam mit der Maschine (EN) verbunden ist und durch einen Betrieb der Maschine (EN) angetrieben ist, wobei die erste Batterie (2) mit dem Erzeuger (EN) elektrisch verbunden ist und durch ein elektrisches Ausgangssignal des Erzeugers (1) ladbar ist; einem zweiten Energieversorgungssystem (S2), das eine zweite Batterie (4) aufweist, wobei die zweite Batterie (4) arbeitet, um einer elektrischen Last (5), die in dem Fahrzeug eingebaut ist, elektrische Energie zuzuführen; und einem Energieübertragungsmodul (10), das wirksam ist, um elektrische Energie, die dem zweiten Energieversorgungssystem (S2) von dem ersten Energieversorgungssystem (S1) zugeführt wird, zu übertragen, wobei die elektrische Energie, die von dem ersten Energieversorgungssystem (S1) zugeführt wird, abhängig von mindestens entweder dem elektrischen Ausgangssignal des Erzeugers (1) oder einem Ladepegel der ersten Batterie (2) bestimmt ist, wobei die erste Batterie (2) und das Energieübertragungsmodul (10) näher zu dem Erzeuger (1) als die zweite Batterie (4) angeordnet sind.
Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung (PA) nach Anspruch 39, bei der das Energieübertragungsmodul (10) zwischen der ersten Batterie (2) und der zweiten Batterie (4) angeordnet ist.
Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung (PA) nach Anspruch 39, bei der die erste Batterie (2) einen Anschluss (21, 22) für eine elektrische Verbindung dersel ben hat, und das Energieübertragungsmodul (10) einen Anschluss für eine elektrische Verbindung desselben hat, und die ferner eine Sammelschiene, die den Anschluss (21, 22) der ersten Batterie (2) mit dem Anschluss des Energieübertragungsmoduls (10) elektrisch verbindet, aufweist, wobei die erste Batterie (2) und das Energieübertragungsmodul (10) ohne eine relative Bewegung zwischen denselben eine Einheit bildend aneinandergeklemmt sind.
Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung (PA) nach Anspruch 39, bei der die erste Batterie (2) einen Anschluss (21, 22) für eine elektrische Verbindung derselben hat, das Energieübertragungsmodul (10) einen Anschluss für eine elektrische Verbindung desselben hat, und die zweite Batterie (4) einen Anschluss (41, 42) für eine elektrische Verbindung derselben hat, und mit ferner: einer ersten Sammelschiene, die den Anschluss (21, 22) der ersten Batterie (2) mit dem Anschluss des Energieübertragungsmoduls (10) elektrisch verbindet; und einer zweiten Sammelschiene (16, 17), die den Anschluss (41, 42) der zweiten Batterie (4) mit dem Anschluss des Energieübertragungsmoduls (10) elektrisch verbindet, wobei die erste Batterie (2), das Energieübertragungsmodul (10) und die zweite Batterie (4) ohne eine relative Bewegung zwischen denselben eine Einheit bildend aneinandergeklemmt sind.
Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung (PA) nach Anspruch 39, bei der die Maschine (EN), ein Batteriemodul (101), das aus der ersten Batterie (2) und dem Energieübertragungsmodul (10) zusammengesetzt ist, und die zweite Batterie (4) in einem Maschinenraum des Fahrzeugs eingebaut sind, wobei das Fahrzeug einen Fahrzeugraum, der auf einer Hinterseite des Maschinenraums angeordnet ist, hat, und die zweite Batterie (4) näher zu dem Fahrzeugraum als das Batteriemodul (101) angeordnet ist.
Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung (PA) nach Anspruch 43, bei der der Erzeuger (1) in dem Maschinenraum eingebaut ist und näher zu einem vorderen Ende des Fahrzeugs als das Batteriemodul (101) angeordnet ist, und die zweite Batterie (4) näher zu einem hinteren Ende des Fahrzeugs als das Batteriemodul (101) angeordnet ist.
Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung (PA), die in einem Fahrzeug, das eine Maschine (EN) aufweist, eingebaut ist, mit: einem ersten Energieversorgungssystem (S1), das einen Erzeuger (1) und eine erste Batterie (2) aufweist, wobei der Erzeuger (1) durch einen Betrieb der Maschine (EN) angetrieben wird, wobei die erste Batterie (2) durch ein elektrisches Ausgangssignal des Erzeugers (1) ladbar ist; einem zweiten Energieversorgungssystem (S2), das eine zweite Batterie (4) aufweist, wobei die zweite Batterie (4) arbeitet, um einer elektrischen Last (5), die in dem Fahrzeug eingebaut ist, elektrische Energie zuzuführen; einem Energieübertragungsmodul (10), das wirksam ist, um zu dem zweiten Energieversorgungssystem (S2) elektrische Energie, die von dem ersten Energieversorgungssystem (S1) zugeführt wird, basierend auf mindestens entweder dem elektrischen Ausgangssignal des Erzeugers (1) oder einem Ladepegel der ersten Batterie (2) zu übertragen; und einem gemeinsam verwendeten Kanal (890), der in einem Maschinenraum des Fahrzeugs angeordnet ist und wirksam ist, um zu ermöglichen, dass Luft hin zu sowohl der ersten Batterie (2) als auch dem Energieübertragungsmodul (10) geführt wird, wobei die Luft durch ein Fahren des Fahrzeugs bewirkt wird.
Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung (PA) nach Anspruch 45, mit ferner: einer Wärmesenke (74, 75), die eine Einheit bildend mit sowohl der ersten Batterie (2) als auch dem Energieübertragungsmodul (10) verbunden ist, wobei die Wärmesenke (74, 75) arbeitet, um mindestens entweder die erste Batterie (2) oder das Energieübertragungsmodul (10) zu kühlen, wobei der gemeinsam verwendete Kanal (890) angeordnet ist, um zu erlauben, dass die Luft, die durch das Fahren des Fahrzeugs bewirkt wird, hin zu der Wärmesenke (74, 75) geführt wird.
Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung (PA) nach Anspruch 45, mit ferner: einem Kühllüfter (114), der in dem gemeinsam verwendeten Kanal (33) angeordnet ist; einem Umleitungskanal (115), der angeordnet ist, um einen Stromaufwärtsteil (131) des gemeinsam verwendeten Kanals hinsichtlich des Kühllüfters mit einem Stromabwärtsteil (132) des gemeinsam verwendeten Kanals (33) hinsichtlich des Kühllüfters (114) zu verbinden, um den Kühllüfter (114) zu umgehen; und einem Rückschlagdämpfer (116), der in dem Umleitungskanal (115) angeordnet ist und konfiguriert ist, um den Umleitungskanal (115) zu öffnen und zu schließen, wobei der Rückschlagdämpfer (116) arbeitet, um den Umleitungskanal (115) zu öffnen, wenn der Stromaufwärtsteil (131) des gemeinsam verwendeten Kanals (33) einen höheren Druck als der Stromabwärtsteil (132) desselben aufweist, wobei der Rückschlagdämpfer (116) arbeitet, um den Umleitungskanal (115) zu schließen, wenn der Stromaufwärtsteil (131) des gemeinsam verwendeten Kanals (33) einen niedrigeren Druck als der Stromabwärtsteil (132) desselben aufweist.
Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung nach Anspruch 45, bei der das Energieübertragungsmodul einen Eingangsanschluss und einen Ausgangsanschluss für eine elektrische Verbindung desselben hat, der Erzeuger (1) einen Ausgangsanschluss hat, und die zweite Batterie (4) einen Eingangsanschluss hat, und bei der der gemeinsam verwendete Kanal (890) als ein Kabelverlegungsdurchgang, in dem ein Kabel enthalten ist, dient, wobei das Kabel den Eingangsanschluss des Energieübertragungsmoduls (10) mit dem Ausgangsanschluss des Erzeugers (1) oder den Ausgangsanschluss des Energieübertragungsmoduls (10) mit mindestens entweder dem Eingangsanschluss der zweiten Batterie (4) oder einer elektrischen Last (5), die in dem Fahrzeug eingebaut ist, elektrisch verbindet.
Mehrfach-Energieversorgungsvorrichtung (PA) nach Anspruch 45, bei der die erste Batterie (2) und das Energieübertragungsmodul (10) in einer Hinterseite des Maschinenraums angeordnet sind, und der gemeinsam verwendete Kanal angeordnet ist, um sich von einer Position nahe zu der ersten Batterie (2) und dem Energieübertragungsmodul (10) hin zu einer Vorderseite des Maschinenraums zu erstrecken, wobei der gemeinsam verwendete Kanal wirksam ist, um zu ermöglichen, dass Luft, die durch ein Fahren des Fahrzeugs bewirkt wird, von der Vorderseite des Maschinenraums zu der ersten Batterie (2) und dem Energieübertragungsmodul (10), die in der Hinterseite des Maschinenraums angeordnet sind, geführt wird.
Luftgekühltes Energiesystem (810; 810A; 810B; 810C), das in einem Fahrzeug eingebaut ist, mit einem Kühllüfter (820), der mit einem ersten Luftflussdurchgang (880), der stromaufwärts von dem Kühllüfter (820) angeordnet ist, und mit einem zweiten Luftflussdurchgang (895), der stromabwärts von demselben angeordnet ist, verbunden ist, wobei der Kühllüfter (820) wirksam ist, um einen Luft fluss durch den ersten Luftflussdurchgang (880) zu saugen und den gesaugten Luftfluss zu dem zweiten Luftflussdurchgang (895) auszublasen, um ein Heizelement, dass in dem Fahrzeug eingebaut ist, zu kühlen, mit: einer Energievorrichtung (860; 860A), die eine Kühllufteinlassöffnung (860a), einen Kühlluftdurchgang (860b) und eine Kühlluftauslass-Entladeöffnung (860c) aufweist, wobei der Kühlluftdurchgang (860b) mit der Kühllufteinlassöffnung (860a) und der Kühlluftauslassöffnung (860c) verbunden ist, wobei die Energievorrichtung (860) Wärme erzeugt, wenn dieselbe erregt wird; und einem Saugkanal (870; 870A) mit einem Stromaufwärtseinlass (871) und einem Stromabwärtsauslass (872; 872A; 872B), wobei der Stromabwärtsauslass (872; 872A; 872B) des Saugkanals (870) bei entweder dem ersten oder dem zweiten Luftflussdurchgang (880, 895) positioniert ist, so dass der Luftfluss, der über entweder den ersten oder den zweiten Luftflussdurchgang (880, 895) fließt, einen negativen Druck bildet, wobei der negative Druck auf den Stromabwärtsauslass (872; 872A) des Saugkanals (870; 870A) wirkt, wobei der Stromaufwärtseinlass (871) des Saugkanals (870; 870A) positioniert ist, um mit der Kühlluftauslassöffnung (860c) verbunden zu sein, wobei der Stromabwärtsauslass (872; 872A; 872B) des Saugkanals (870; 870A) derart angeordnet ist, dass eine Längsrichtung des Saugkanals (870; 870A) nicht hin zu einem Aufwärtsstrom des Luftflusses durch entweder den ersten Luftflussdurchgang (880) oder den zweiten Luftflussdurchgang (895) gerichtet ist.
Luftgekühltes Energiesystem (810; 810B; 810C) nach Anspruch 50, bei dem der Stromabwärtsauslass (872; 872A; 872B) des Saugkanals (870; 870A) bei dem ersten Luftflussdurchgang (880) positioniert ist.
Luftgekühltes Energiesystem (810B; 810C) nach Anspruch 50, das ferner einen Ausblaskanal (910) mit einem Stromaufwärtseinlass (911) und einem Stromabwärtsauslass (912) aufweist, wobei der Stromaufwärtseinlass (911) des Ausblaskanals (910) bei dem anderen des ersten und des zweiten Luftflussdurchgangs (895) angeordnet ist, so dass der Luftfluss, der über den anderen des ersten und des zweiten Luftflussdurchgangs (880) fließt, einen dynamischen Druck bildet, wobei der dynamische Druck auf den Stromaufwärtseinlass (911) des Ausblaskanals (910) wirkt, wobei der Stromabwärtsauslass (912) des Ausblaskanals (910) positioniert ist, um mit der Kühllufteinlassöffnung (860a) verbunden zu sein.
Luftgekühltes Energiesystem (810C) nach Anspruch 50, bei dem der Stromabwärtsauslass (872A; 872B) des Saugkanals (870A) als eine Strahlpumpe (874) entworfen ist, wobei die Strahlpumpe (874) einen verjüngten röhrenförmigen Abschnitt (742, 743; 1013) hat, wobei der verjüngte röhrenförmige Abschnitt (742, 743; 1013) arbeitet, um, wenn der Luftfluss über entweder den ersten oder den zweiten Luftflussdurchgang durch den verjüngten röhrenförmigen Abschnitt (742, 743; 1013) fließt, den negativen Druck in entweder dem ersten oder dem zweiten Luftflussdurchgang (880, 895) zu erzeugen.