DE102009021458A1 - Hybrid vehicle i.e. car, has power electronic unit controlling functions of battery, where battery and power electronic unit are arranged in battery module outside engine compartment of vehicle - Google Patents

Hybrid vehicle i.e. car, has power electronic unit controlling functions of battery, where battery and power electronic unit are arranged in battery module outside engine compartment of vehicle Download PDF

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Manuel Dip.-Ing. Brendler (BA)
Thomas Dipl.-Ing. Graf (Fh)
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Mercedes Benz Group AG
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00271—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit
    • B60H1/00278—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit for the battery
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/04—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion

Abstract

The vehicle (10) has a battery (2) cooled by integration into a coolant circuit of a vehicle air-conditioning system. A power electronic unit (3) controls functions of the battery. The battery and the power electronic unit are arranged in a battery module (11) outside an engine compartment (9) of the vehicle. The battery module is arranged in a rear end of the vehicle and above a rear axle (8) of the vehicle. A coolant compressor (5) is integrated in the battery module for compressing a coolant of the coolant circuit.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einer Batterie, die durch Einbindung in einen Kühlmittelkreislauf einer Fahrzeugklimaanlage kühlbar ist.The The invention relates to a vehicle with a battery by integration in a coolant circuit of a vehicle air conditioning system is coolable.

In Hybridfahrzeugen, d. h. Fahrzeugen mit einem Hybridantrieb, sind eine Batterie des Hybridantriebs und eine Leistungselektronikeinheit zur Steuerung von Batteriefunktionen der Batterie üblicherweise im Motorraum des Fahrzeuges angeordnet.In Hybrid vehicles, d. H. Vehicles with a hybrid drive are a battery of the hybrid drive and a power electronics unit for controlling battery functions of the battery usually arranged in the engine compartment of the vehicle.

Aus der EP 1 489 295 A2 ist eine Steuervorrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Hybridfahrzeug, mit einem System bekannt, das einen Motor vorübergehend stoppt, wenn sich das Fahrzeug in einem vorgegebenen Zustand befindet. Das Fahrzeug weist einen Motorgenerator zum Neustart des Motors nach einem vorübergehenden Stopp und eine mit dem Motorgenerator verbundene aufladbare Batterie auf.From the EP 1 489 295 A2 For example, a control device for a vehicle, particularly for a hybrid vehicle, is known with a system that temporarily stops an engine when the vehicle is in a predetermined state. The vehicle includes a motor generator for restarting the engine after a temporary stop and a rechargeable battery connected to the motor generator.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes Fahrzeug, insbesondere ein Hybridfahrzeug, mit einer Batterie, die durch Einbindung in einen Kühlmittelkreislauf einer Fahrzeugklimaanlage kühlbar ist, anzugeben.Of the Invention is based on the object, an improved vehicle, in particular a hybrid vehicle, with a battery by integration Coolable in a coolant circuit of a vehicle air conditioning system is to indicate.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Fahrzeug mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.The Object is achieved by a vehicle solved with the features specified in claim 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.advantageous Embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Das erfindungsgemäße Fahrzeug weist eine Batterie, die durch Einbindung in einen Kühlmittelkreislauf einer Fahrzeugklimaanlage kühlbar ist, und eine Leistungselektronikeinheit zur Steuerung von Batteriefunktionen der Batterie auf. Dabei sind die Batterie und die Leistungselektronikeinheit in einem Batteriemodul außerhalb eines Motorraumes des Fahrzeuges angeordnet.The vehicle according to the invention has a battery, by integration into a coolant circuit of a Vehicle air conditioning is coolable, and a power electronics unit for controlling battery functions of the battery. There are the battery and the power electronics unit in a battery module arranged outside an engine compartment of the vehicle.

Durch die Anordnung der Batterie und der Leistungselektronikeinheit in dem Batteriemodul wird vorteilhaft der Bauraum für diese Komponenten reduziert. Die Modulbauweise erleichtert und verbilligt ferner die Montage des Fahrzeuges und erleichtert die Wartung und den Austausch der Batterie. Außerdem vereinfacht sich durch die Bauweise die Verbindung der Komponenten mit dem Getriebe, da nur noch ein Verbindungskabel benötigt wird, was Aufwand, Kosten und Ausfallwahrscheinlichkeit der Verbindung reduziert.By the arrangement of the battery and the power electronics unit in the battery module is advantageous the space for this Components reduced. The modular design facilitates and cheaper Furthermore, the assembly of the vehicle and facilitates maintenance and the replacement of the battery. It also simplifies through the construction the connection of the components with the transmission, there only one connection cable is needed, which means effort, Cost and probability of failure of the connection reduced.

Durch die Anordnung des Moduls außerhalb des Motorraumes werden die Batterie und die Leistungselektronikeinheit geringeren Umgebungstemperaturen ausgesetzt als bei der üblichen Anordnung im Motorraum. Dadurch wird der erforderliche Aufwand zur Kühlung der Batterie und der Leistungselektronikeinheit vorteilhaft reduziert. Insbesondere wird im Unterschied zu bekannten Kühlsystemen kein separater Niedertemperaturkühlkreislauf zur Kühlung der Leistungselektronikeinheit benötigt. Dadurch werden Aufwand und Kosten der Herstellung des Fahrzeuges vorteilhaft reduziert. Außerdem wird durch die reduzierte Erwärmung der Batterie deren Lebensdauer vorteilhaft verlängert.By the arrangement of the module outside the engine compartment will be the battery and the power electronics unit have lower ambient temperatures exposed than in the usual arrangement in the engine compartment. As a result, the required effort for cooling the Battery and the power electronics unit advantageously reduced. In particular, in contrast to known cooling systems no separate low-temperature cooling circuit for cooling the power electronics unit needed. This will be Advantageously reduced expense and cost of manufacturing the vehicle. In addition, the reduced heating of the Battery whose life extended advantageous.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf Zeichnungen beschrieben.Further Advantages, features and details of the invention are described below based on embodiments with reference to drawings described.

Dabei zeigen:there demonstrate:

1 eine Draufsicht auf ein herkömmliches Hybridfahrzeug und die Lage einer Batterie und zugehöriger Komponenten im Stand der Technik, und 1 a plan view of a conventional hybrid vehicle and the location of a battery and related components in the prior art, and

2 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Hybridfahrzeug und die Lage eines Batteriemoduls. 2 a plan view of a hybrid vehicle according to the invention and the location of a battery module.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.each other corresponding parts are in all figures with the same reference numerals Mistake.

Dabei zeigt 1 zum Stand der Technik eine Draufsicht auf ein herkömmliches, erstes Hybridfahrzeug 1 und die Lage einer Batterie 2, einer Leistungselektronikeinheit 3 zur Steuerung von Batteriefunktionen der Batterie 2, eines Niedertemperaturkühlmoduls 4, eines elektrischen Kühlmittelverdichters 5, der Vorderräder 6, Hinterräder 7 und einer die Hinterräder 7 verbindenden Hinterachse 8 des ersten Hybridfahrzeuges 1. Die Batterie 2, die Leistungselektronikeinheit 3, das Zusatzkühlmodul 4 und der Kühlmittelverdichter 5 sind in einem Motorraum 9 des ersten Hybridfahrzeuges 1 angeordnet.It shows 1 to the prior art, a plan view of a conventional, first hybrid vehicle 1 and the location of a battery 2 , a power electronics unit 3 for controlling battery functions of the battery 2 , a low-temperature cooling module 4 , an electric refrigerant compressor 5 , the front wheels 6 , Rear wheels 7 and one the rear wheels 7 connecting rear axle 8th of the first hybrid vehicle 1 , The battery 2 , the power electronics unit 3 , the additional cooling module 4 and the refrigerant compressor 5 are in an engine room 9 of the first hybrid vehicle 1 arranged.

Die Batterie 2 ist eine Energiespeichereinheit eines Hybridantriebes des ersten Hybridfahrzeuges 1. Sie ist in einen nicht dargestellten Kühlmittelkreislauf einer Fahrzeugklimaanlage des ersten Hybridfahrzeuges 1 eingebunden und dadurch kühlbar. Mittels des Kühlmittelverdichters 5 ist ein Kühlmittel des Kühlmittelkreislaufes komprimierbar.The battery 2 is an energy storage unit of a hybrid drive of the first hybrid vehicle 1 , It is in a coolant circuit, not shown, of a vehicle air conditioning system of the first hybrid vehicle 1 integrated and thus coolable. By means of the refrigerant compressor 5 a coolant of the coolant circuit is compressible.

Das Niedertemperaturkühlmodul 4 ist Teil eines nicht näher dargestellten Niedertemperaturkühlkreislaufs zur Kühlung der Leistungselektronikeinheit 3. Der Niedertemperaturkühlkreislauf ist ein Kühlwasserkreislauf, in dem Kühlwasser mittels des Niedertemperaturkühlmoduls 4 luftgekühlt und mittels Kühlwasserpumpen durch den Niedertemperaturkühlkreislauf gepumpt wird.The low temperature cooling module 4 is part of a non-illustrated low-temperature cooling circuit for cooling the power electronics unit 3 , The low-temperature cooling circuit is a cooling water circuit in which cooling water by means of the low-temperature cooling module 4 air-cooled and pumped by means of cooling water pumps through the low-temperature cooling circuit.

2 zeigt eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes, zweites Hybridfahrzeug 10 und die Lage eines Batteriemoduls 11, in dem die Batterie 2, die Leistungselektronikeinheit 3 und der Kühlmittelverdichter 5 integriert sind. 2 shows a plan view of an inventive, second hybrid vehicle 10 and the location of a battery module 11 in which the battery 2 , the power electronics unit 3 and the refrigerant compressor 5 are integrated.

Das Batteriemodul 11 ist außerhalb des Motorraumes 9 im Heck des zweiten Hybridfahrzeuges 10 oberhalb eines mittleren Bereichs der Hinterachse 8 angeordnet. Dadurch werden die Batterie 2 und die Leistungselektronikeinheit 3 weniger hohen Temperaturen ausgesetzt als im Falle des ersten Hybridfahrzeuges 1. Eine separate Kühlung der Leistungselektronikeinheit 3 ist daher nicht erforderlich. Dadurch entfällt gegenüber dem ersten Hybridfahrzeug 1 der Niedertemperaturkühlkreislauf mit dessen Niedertemperaturkühlmodul 4, Kühlwasserpumpen und Verbindungsschläuchen. Dies vereinfacht vorteilhaft den Aufbau des Hybridsystems und erhöht dessen Betriebssicherheit, da es weniger ausfallgefährdete Komponenten aufweist.The battery module 11 is outside the engine compartment 9 in the rear of the second hybrid vehicle 10 above a central area of the rear axle 8th arranged. This will cause the battery 2 and the power electronics unit 3 less exposed to high temperatures than in the case of the first hybrid vehicle 1 , A separate cooling of the power electronics unit 3 is therefore not required. This eliminates the first hybrid vehicle 1 the low-temperature cooling circuit with its low-temperature cooling module 4 , Cooling water pumps and connecting hoses. This advantageously simplifies the construction of the hybrid system and increases its reliability, since it has fewer components at risk of failure.

Ferner wird durch die Anordnung der Batterie 2 und der Leistungselektronikeinheit 3 in dem Batteriemodul 11 gegenüber dem ersten Hybridfahrzeug 1 kein Verbindungskabel zur Verbindung der Batterie 2 mit der Leistungselektronikeinheit 3 über eine größere Entfernung benötigt und das Batteriemodul 11 ist mit einem Getriebe des Hybridfahrzeuges 1 durch lediglich ein kurzes Hochvoltkabel verbindbar. Durch diese vereinfachte Kontaktierung wird die Betriebssicherheit des Hybridsystems ebenfalls vorteilhaft erhöht.Furthermore, the arrangement of the battery 2 and the power electronics unit 3 in the battery module 11 opposite the first hybrid vehicle 1 no connection cable to connect the battery 2 with the power electronics unit 3 needed over a longer distance and the battery module 11 is with a transmission of the hybrid vehicle 1 connectable by only a short high-voltage cable. Through this simplified contacting the reliability of the hybrid system is also advantageously increased.

Schließlich hat die Anordnung der Batterie 2, der Leistungselektronikeinheit 3 und des Kühlmittelverdichters 5 in dem Batteriemodul 11 Gewichtsvorteile gegenüber deren Anordnung im ersten Hybridfahrzeug 1 aufgrund der zentralen Anordnung des Batteriemoduls 11 über der Hinterachse 8 des zweiten Hybridfahrzeuges 10.Finally, the arrangement of the battery 2 , the power electronics unit 3 and the refrigerant compressor 5 in the battery module 11 Weight advantages over their arrangement in the first hybrid vehicle 1 due to the central location of the battery module 11 over the rear axle 8th of the second hybrid vehicle 10 ,

11
erstes Hybridfahrzeugfirst hybrid vehicle
22
Batteriebattery
33
LeistungselektronikeinheitPower electronics unit
44
NiedertemperaturkühlmodulLow-temperature cooling module
55
KühlmittelverdichterRefrigerant compressor
66
Vorderradfront
77
Hinterradrear wheel
88th
Hinterachserear axle
99
Motorraumengine compartment
1010
zweites Hybridfahrzeugsecond hybrid vehicle
1111
Batteriemodulbattery module

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - EP 1489295 A2 [0003] - EP 1489295 A2 [0003]

Claims (5)

Fahrzeug mit einer Batterie (2), die durch Einbindung in einen Kühlmittelkreislauf einer Fahrzeugklimaanlage kühlbar ist, und mit einer Leistungselektronikeinheit (3) zur Steuerung von Batteriefunktionen der Batterie (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie (2) und die Leistungselektronikeinheit (3) in einem Batteriemodul (11) außerhalb eines Motorraumes (9) des Fahrzeuges angeordnet sind.Vehicle with a battery ( 2 ), which can be cooled by integration into a coolant circuit of a vehicle air conditioning system, and with a power electronics unit ( 3 ) for controlling battery functions of the battery ( 2 ), characterized in that the battery ( 2 ) and the power electronics unit ( 3 ) in a battery module ( 11 ) outside an engine compartment ( 9 ) of the vehicle are arranged. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriemodul (11) im Heck des Fahrzeuges angeordnet ist.Vehicle according to claim 1, characterized in that the battery module ( 11 ) is arranged in the rear of the vehicle. Fahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriemodul (11) über einer Hinterachse (8) des Fahrzeuges angeordnet ist.Vehicle according to claim 2, characterized in that the battery module ( 11 ) above a rear axle ( 8th ) of the vehicle is arranged. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kühlmittelverdichter (5) zum Komprimieren eines Kühlmittels des Kühlmittelkreislaufes in dem Batteriemodul (11) integriert ist.Vehicle according to one of claims 1 to 3, characterized in that a coolant compressor ( 5 ) for compressing a coolant of the coolant circuit in the battery module ( 11 ) is integrated. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug einen Hybridantrieb aufweist und die Batterie (2) eine Energiespeichereinheit des Hybridantriebes ist.Vehicle according to one of claims 1 to 4, characterized in that the vehicle has a hybrid drive and the battery ( 2 ) is an energy storage unit of the hybrid drive.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1489295A2 (en) 2003-06-20 2004-12-22 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle control device

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EP1489295A2 (en) 2003-06-20 2004-12-22 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle control device

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