用于机动车的蓄能器设备 |
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申请号 | CN202080096345.5 | 申请日 | 2020-09-22 | 公开(公告)号 | CN115135922B | 公开(公告)日 | 2024-05-07 |
申请人 | 奥迪股份公司; | 发明人 | O·斯托尔; F·莫尔德林; B·梅勒库施; J·迈耶; | ||||
摘要 | 本 发明 涉及一种用于机动车的 蓄能器 设备(100),其至少包括:用于储存 电能 的动 力 电池 (120);填充有气体或液体的柔性的压力元件(140),其布置在动力电池(120)的外侧或布置在用于动力电池(120)的 覆盖 构件(130)的内侧上,其中,在柔性的压力元件(140)的内部封闭的是具有 大气压 力的气体或液体;与柔性的压力元件(140)连接的压力 传感器 (150),利用该 压力传感器 可检测柔性的压力元件(140)中的由碰撞引起的压力 波动 。 | ||||||
权利要求 | 1.一种用于机动车的蓄能器设备(100),该蓄能器设备至少包括: |
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说明书全文 | 用于机动车的蓄能器设备技术领域背景技术[0003] 在机动车发生碰撞时,由于外力作用可能导致蓄能器装置的损坏或预损坏,碰撞特别是指与其他的机动车或障碍物的交通事故(在此也包括机动车到地面障碍物上的放置)。这种损坏或预损坏通常不会被注意到或未被发现,并且然后可能进一步导致相当大的间接损失。 [0004] DE 10 2015 225 348 A1描述了一种用于在机动车中储存燃料的压力容器。压力容器(10)具有层结构(11)。探测物质(15)嵌入层结构(11)中。探测物质(15)优选为有气味的物质。探测物质(15)和层结构(11)构造为,使得如果存在层结构(11)的损坏,那么更多的探测物质(15)从层结构(11)中逸出。由此,能够比较简单地检测出压力容器(10)上的损坏。 [0005] DE 103 35 245A1描述了一种用于在低温状态下储存燃料的液态氢储存系统。液态氢储存系统配设有用于容纳燃料的内部空间和包围该内部空间的绝缘层。在内部空间与绝缘层之间构造有气密封闭的检查层。此外设置有用于监控位于检查层内部的压力的检查装置。替代地或附加地,围绕绝缘层构造有第二气密封闭的检查层并且设置有用于监控位于第二检查层内部的压力的第二检查装置。 发明内容[0006] 根据本发明的蓄能器设备能够实现在相对简单且廉价的结构中可靠地识别碰撞,从而可以进一步启动至少一个保护措施。由此,一方面改进或提高安全性,并且另一方面降低可能的后续成本(例如检查成本或维修成本)。本发明的附加的特征由本发明的以下描述和附图得到。 [0007] 根据本发明的蓄能器设备至少包括以下部件,这些部件分别也可以多次存在: [0008] ‑(至少)一个用于储存电能的蓄能器装置、即动力电池; [0009] ‑(至少)一个填充有气体或液体的柔性的压力元件,其布置在蓄能器装置的外侧或布置在用于蓄能器装置的覆盖构件的内侧上; [0011] 利用根据本发明的蓄能器设备可以检测或探测碰撞,该碰撞特别仅在蓄能器装置的区域中局部进行,并且可能导致蓄能器装置的损坏。根据本发明的蓄能器设备因此具有碰撞识别或碰撞检测。在检测到碰撞的情况下,可以启动至少一个用于避免危险或保护蓄能器装置和机动车、人员和/或环境的保护措施。 [0012] 蓄能器装置是用于储存用于电动行驶动力装置的电能的驱动电池或动力电池。 [0013] 因此,根据本发明的蓄能器设备优选是具有电动动力装置(行驶动力装置)的机动车、特别是乘用汽车或轻型商用车的组成部分,或者说被用于这样的机动车。因此,本发明还至少间接涉及一种具有这种动力装置或相应的混合动力装置并且具有至少一个根据本发明的蓄能器设备的机动车。 [0014] 柔性的压力元件具有至少局部柔性的、特别是柔性弹性的罩,该罩填充有气体(也包括气体混合物、例如特别是空气)或液体,其中,罩在一定程度上形成用于气体或液体的密封封闭的体积限制元件。柔性的压力元件也可以被称为气体填充的或液体填充的柔性的压力元件。气体或液体优选是不能燃烧的和/或不对环境有害的。“柔性”理解为,罩不是刚性的,而是柔软的。柔性的罩优选由热塑性的塑料制成,例如由聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)、弹性体、硅酮等制成,并且还可以具有阻挡层和/或织物增强部。罩优选具有0.1mm至1.0mm的壁厚。通过作用在柔性的或柔软的罩上的外力——特别是由于碰撞,在压力元件的内部,即在气体或液体中形成压力波动或压力波,其可以借助至少一个压力传感器来检测。 [0016] 柔性的压力元件可以布置在蓄能器装置的外侧,优选使得蓄能器装置至少局部、特别是在至少一个有损坏风险的区域中被覆盖,并且特别使得蓄能器装置基本上完全被柔性的压力元件覆盖或包围。这能够实现对蓄能器装置的局部的或全面的监控。柔性的压力元件以适当的方式固定在蓄能器装置上。显然也可以设置多个柔性的压力元件,其部分或完全覆盖蓄能器装置。在碰撞的情况下,在柔性的压力元件中产生压力波动或压力波,如上面描述的那样。 [0017] 柔性的压力元件也可以布置在用于蓄能器装置的覆盖构件或类似物的内侧上,该柔性的压力元件至少部分包围蓄能器装置。内侧是覆盖构件的面对蓄能器装置的侧面或表面。柔性的压力元件以适当的方式固定在覆盖构件上,其中,多个柔性的压力元件也可以布置并且以适当的方式固定在覆盖构件上。覆盖构件优选是特别具有纤维增强的(平面的)板材构件或平面的塑料构件。覆盖构件不仅用作柔性的压力元件的载体,而且还为蓄能器装置提供机械保护(保护板效应)。覆盖构件优选是机动车的后部挡板或底部挡板的组成部分。覆盖构件可以贴靠在蓄能器装置上,从而柔性的压力元件直接位于蓄能器装置与覆盖构件之间。覆盖构件也可以与蓄能器装置间隔开一定距离地布置,该距离优选为5mm至50mm,并且特别是10mm至30mm。在碰撞的情况下,覆盖构件挤压蓄能器装置,由此,在柔性的压力元件中产生压力波动或压力波,如上面描述的那样。 [0018] 在本发明的上述的两个实施方案中,至少一个柔性的压力元件在一定程度上布置在蓄能器装置的紧邻处。 [0019] 柔性的压力元件优选构造为(柔性的)压力垫。这种压力垫的罩优选由两个柔性的、特别是柔性弹性的表面部分组成,这些表面部分在其边缘处相互连接。特别地,热塑性的薄膜材料可以用于制造压力垫,该薄膜材料双重地叠置并且在边缘处被焊接。压力垫填充有气体或液体。压力垫优选具有10mm的最大厚度,从而只需要很小的结构空间。 [0020] 压力垫可以分段地构造,并且具有多个填充有气体或液体的腔,其中,专门为每个腔设置压力传感器。这能够实现对力作用的定位,并且减少检查工作。此外,可以设置至少一个在相邻的腔之间起作用的内部的压力补偿阀,其能够实现在腔之间的连续的(即仅渐渐的或缓慢的)压力平衡和/或连续的气体交换或液体交换。 [0021] 根据本发明,在柔性的压力元件的内部封闭的是具有大气压力(环境压力)的气体、特别是空气或液体,从而不能够出现压力损失或负压损失。柔性的压力元件可以具有至少一个外部压力补偿阀,用于连续的压力平衡和/或可能还用于与环境的空气交换。在多个腔的情况下,优选针对每个腔设置至少一个外部压力补偿阀或仅一个单独的外部压力补偿阀和至少一个内部压力补偿阀。 [0022] 压力传感器可以直接布置在柔性的压力元件上(并且以适当的方式连接)。压力传感器随后可以例如固定在覆盖构件上。压力传感器优选与柔性的压力元件间隔开地布置,并且通过线路与柔性的压力元件(或可能与压力垫的腔)连接,或连接在柔性的压力元件(或相关的腔)上。特别规定,线路在其一个端部连接在柔性的压力元件上,该压力元件为此优选构造有线路接头,并且压力传感器连接在线路的另一端部上。特别分别设置可拆卸的接头。为了防止由线路引起的错误测量,线路可以构造为耐压的线路,特别构造为钢挠性线路(Stahlflexleitung)等。 [0023] 根据本发明的蓄能器设备还可以包括: [0024] ‑控制装置或控制器,其被设计为用于,自动评估压力传感器的(持续检测的)测量值,并且在碰撞(其导致不允许的由碰撞引起的压力波动)的情况下启动或开始采取至少一个保护措施。 [0025] 可能的保护措施例如是向驾驶员输出警告信息(例如“紧急搜索维修车间!”)、关闭车辆动力装置、阻止加油过程或充电过程等。 [0026] 控制装置还可以被设计为用于,从压力传感器的测量值确定或获知碰撞程度,并且根据所获知的碰撞程度启动或开始采取至少一个适当的保护措施。 [0027] 控制装置还可以被设计为用于,从多个压力传感器——其特别是分别被分配给压力垫的腔——的测量值来定位作用在蓄能器装置上的由碰撞引起的力作用的一个区域或多个区域。这可以例如借助车辆驾驶舱中或诊断装置上的显示器来可视化。 附图说明[0028] 下面根据附图详细阐述本发明。在附图中所示的和/或下面阐述的特征可以甚至与特定的特征组合无关地是本发明的一般特征,并且相应改进本发明。 [0029] 图1以示意性的(未按比例的)截面图示出用于机动车的具有压力箱作为蓄能器装置的蓄能器设备; [0030] 图2以示意性的(未按比例的)截面图示出根据本发明的用于机动车的具有动力电池作为蓄能器装置的蓄能器设备。 具体实施方式[0031] 图1所示的蓄能器设备100包括具有刚性的箱壁的压力箱110和构造为压力垫的柔性的压力元件140。压力箱110可以以已知的方式由内衬(内罩)和纤维护套(外罩)形成。柔性的压力元件140布置在压力箱110的外侧,使得压力箱110至少部分在特别容易损坏的柱形区域中完全被覆盖。包围压力箱110的柔性的压力元件140具有两个腔141、142,这两个腔分别填充有气体、特别是空气或填充有液体,其中,也可以设置多于两个的腔。柔性的压力元件或压力垫140可以利用夹具、张紧带等可拆卸地固定在压力箱110上。 [0032] 在由于碰撞而引起的力作用F中——其中,这通常是冲击负载,在腔141、142中的至少一个中产生压力波动(如上面阐述的那样)。压力波动可以借助通过线路161、162连接的压力传感器151、152来检测或测量,由此可以启动至少一个保护措施。压力传感器151、152布置在压力箱110附近的适当位置处,并且与未示出的控制装置连接。(压力传感器151、 152与控制装置的连接可以通过车辆侧的总线系统、例如CAN总线实现。)构造为压力垫的柔性的压力元件140能够实现全面且无间隙地探测作用到压力箱110上的力作用F。腔141、142和分配给这些腔141、142的压力传感器151、152此外能够实现对力作用F的至少近似的定位。 [0033] 图2所示的蓄能器设备100包括具有刚性的壳体和布置在其中的电芯的动力电池120,以及覆盖构件130,其中,也可以设置多个覆盖构件。覆盖构件130例如是底盘保护装置。在覆盖构件130的面对动力电池120的内侧上存在构造为压力垫的柔性的压力元件140,其填充有气体、特别是空气或填充有液体。(压力垫140也可以具有多个腔。)压力垫140可以粘贴到覆盖构件130的内侧上。 [0034] 压力传感器150直接布置在压力垫140上,压力传感器固定在覆盖构件130上。(压力传感器150也可以与压力垫140间隔开地布置,并且通过线路与压力垫140连接。)在临界的/危险的力作用F作用到覆盖构件130上的情况下、在柔性的压力元件或压力垫140中形成的压力波动可以借助压力传感器150来检测或测量,据此可以启动至少一个保护措施。 |