專利名稱：用于電動(dòng)汽車電池的短路保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于電動(dòng)汽車電路保護(hù)的裝置以及一種具有該裝置的電動(dòng)汽車， 還涉及一種用于電動(dòng)汽車電路保護(hù)的方法。
背景技術(shù)：
在未來，汽車制造業(yè)中對(duì)于電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用將具有越來越重要的意義。目前對(duì)于混合動(dòng)力汽車和純電動(dòng)汽車具有多種不同的方案。特別是在純電動(dòng)汽車中，對(duì)于驅(qū)動(dòng)所需的總的能量必須存儲(chǔ)在電池中。這樣的電池通常是電壓高于100V的高壓電池。在這種電池中實(shí)現(xiàn)的最大電流超過100A。隨著電動(dòng)機(jī)以及相關(guān)的高壓電池的越來越廣泛擴(kuò)展，安全性越來越得到重視。在用于電動(dòng)汽車的電池中，端電壓通常這樣高，以至于電池接線極之間的電絕緣必須具有較高的擊穿強(qiáng)度。然而當(dāng)這樣的汽車處于惡劣的雷雨天氣中或達(dá)到最大涉水深度時(shí)，電池的電極會(huì)與水接觸。這樣的水會(huì)導(dǎo)致電極或電池內(nèi)部之間的短路。由于電池存儲(chǔ)有用于電動(dòng)汽車的較大電能，短路通常會(huì)造成人員受傷或弓I發(fā)火災(zāi)。

發(fā)明內(nèi)容
基于上述原因，重要的是確保使電動(dòng)汽車的電池相對(duì)于濕氣而受到保護(hù)。在此，本發(fā)明的目的是提供一種用于電動(dòng)汽車電路保護(hù)的裝置，該裝置特別以簡(jiǎn)單的方式避免了車輛和人員由于短路而受到傷害。根據(jù)本發(fā)明，上述目的通過權(quán)利要求1所述的裝置來實(shí)現(xiàn)。可以了解到，汽車電池區(qū)域中的濕氣會(huì)導(dǎo)致短路。為了可靠地避免短路，根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，在探測(cè)到濕氣的情況下使汽車電池與配電器分離。在此，電導(dǎo)線可以是汽車內(nèi)部的電池與配電器的連接元件。特別是當(dāng)濕氣直接出現(xiàn)在汽車電池的電極上時(shí)，必須使電池電極與配電器分離。 否則，由于水會(huì)造成短路。這樣的短路又由于汽車中的較高電壓而導(dǎo)致人員受傷。甚至由于這樣的短路而發(fā)生火災(zāi)。在受到強(qiáng)降雨的區(qū)域中，由于降雨而到達(dá)汽車電池區(qū)域上的水會(huì)導(dǎo)致這樣的短路。汽車電池例如可以設(shè)置在電動(dòng)機(jī)中或汽車的其它構(gòu)造空間中，例如設(shè)置在行李箱或底部。采用本發(fā)明的裝置可以探測(cè)到水是否進(jìn)入到電池區(qū)域或電池中，并能夠使電池的電導(dǎo)線分離。特別是對(duì)于越野車，當(dāng)越野車到達(dá)最大涉水深度時(shí)，汽車電池與水相接觸。而且這里必須考慮到安全因素，要確保實(shí)現(xiàn)電池與配電器的可靠分離。電導(dǎo)線可以是電池內(nèi)部的電池組的連接元件。特別對(duì)于高壓電池，電池可以由多個(gè)電池組連接在一起。各個(gè)電池組具有較小的電勢(shì)。然而通過多個(gè)電池組的串聯(lián)，可以產(chǎn)生很大的電壓。為了避免短路，可以使電池組之間的連接在探測(cè)到汽車電池中的濕氣的情況下分離。由此避免了將串聯(lián)電池組的電勢(shì)施加在電池的接線極上。
而且，在淹沒區(qū)域上也假設(shè)，汽車被洪水侵入。在汽車的這個(gè)區(qū)域中由于電池和水之間電接觸會(huì)導(dǎo)致使鄰近人員受傷的危險(xiǎn)。為了使危險(xiǎn)最小化，必須采用分離元件將電池的導(dǎo)線分離，從而使電池中的電勢(shì)與濕氣分離。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案，汽車電池是高壓電池。該高壓電池通常是電壓超過 100V的電池。這種高壓電池特別適用于電動(dòng)車。在采用高壓電池的情況下，侵入的濕氣會(huì)造成巨大的安全方面的風(fēng)險(xiǎn)。為了確保使高壓電池不會(huì)由于侵入的水而發(fā)生短路，根據(jù)本發(fā)明將分離元件激活。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案，探測(cè)元件設(shè)置在汽車電池上。特別是汽車電池區(qū)域上的濕氣會(huì)造成短路。因此，使探測(cè)元件設(shè)置在汽車電池上。由此確保實(shí)現(xiàn)了只要在汽車電池中出現(xiàn)濕氣，特別是汽車電池一旦被濕氣包圍，就使電池電極與配電器分離。還提供了，探測(cè)元件設(shè)置在汽車電池中。由此能夠探測(cè)到侵入的水。特別在采用所謂的“電池包(Batterie-Packs) ”的情況下，侵入的濕氣會(huì)產(chǎn)生必須重視的問題。例如， 本發(fā)明的汽車電池可以是鋰離子電池，該鋰離子電池由多個(gè)相同的電池組連接而成。電池的多個(gè)電池組的組裝連接提供了用于汽車電池所需的功率。其余的位于低壓電池上的電池組可以組裝連接在一起。這樣組裝連接而成的電池包必須可靠地防止電池包內(nèi)部的短路，這是因?yàn)椋駝t短路會(huì)導(dǎo)致電池包的破壞?；谏鲜鲈?，探測(cè)元件設(shè)置在汽車電池中，從而探測(cè)汽車電池中的濕氣。由此在侵入濕氣的情況下能夠使電池包的電池組之間的連接分離。為了特別能夠提早識(shí)別到會(huì)逐漸上升的濕氣、例如上升的水，建議將探測(cè)元件設(shè)置在電池觸點(diǎn)的下方或電池底部的下方。由此，在濕氣到達(dá)電池觸點(diǎn)或電池的電池組的區(qū)域之前，探測(cè)元件已經(jīng)將分離元件激活。特別是在流量增大或在流經(jīng)越野車的情況下，上述設(shè)置方案具有優(yōu)勢(shì)，這是因?yàn)椋坏┮后w從底部逼近，就會(huì)使電池與配電器分離或使電池的電池組相互分離。通常，經(jīng)由強(qiáng)電流導(dǎo)線將電池的電勢(shì)分配到汽車中。這樣的導(dǎo)線還可以在汽車底部或汽車內(nèi)部延伸，并且位于電池觸點(diǎn)的水平位置以下。而且，這樣的導(dǎo)線必須特別在不絕緣的電測(cè)量區(qū)域中防止由于產(chǎn)生的濕氣而造成的短路?；谏鲜鲈蚪ㄗh，探測(cè)元件設(shè)置在用于導(dǎo)引汽車電池電壓的配電器的最深點(diǎn)的區(qū)域中。汽車電池的主要配電器導(dǎo)引汽車電池的電壓。由此分支出分電元件，這些分電元件能夠以較小的電壓進(jìn)行工作。然而特別是， 汽車電池和電動(dòng)機(jī)之間的電連接導(dǎo)引汽車電池的電壓。那么這樣的電連接必須可靠地防止短路?；谏鲜鲈?，使探測(cè)元件至少設(shè)置在電池和電動(dòng)機(jī)之間的連接處的最深點(diǎn)。由此可以提早探測(cè)到上升的水，并且使電池觸點(diǎn)與配電器分離。在僅局部絕緣的配電器支路上對(duì)于濕氣的可靠探測(cè)有助于在未絕緣或僅部分絕緣的支路區(qū)域上液體上升的情況下使導(dǎo)線與電池分離。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案，探測(cè)元件具有濕氣傳感器。該濕氣傳感器探測(cè)不同濃度的濕氣。例如實(shí)現(xiàn)了，這樣調(diào)整濕氣傳感器，以便一旦該濕氣傳感器基本上完全處于液體環(huán)境中，就自動(dòng)發(fā)出警告。在此，濕氣傳感器可以這樣構(gòu)成，以使水滴和雨滴不足以激活濕氣傳感器。而且使?jié)駳鈧鞲衅鬟@樣形成，以使其僅在完全被濕氣浸濕的條件下才被激活。例如該濕氣傳感器可以具有一平方厘米或幾平方厘米的表面。當(dāng)整個(gè)表面都與濕氣接觸時(shí)， 才能夠激活濕氣傳感器。
根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案，濕氣傳感器為水傳感器。該水傳感器例如可以這樣形成，以便當(dāng)其被水包圍時(shí)才能被激活。還建議，探測(cè)元件具有至少一個(gè)降雨傳感器。該降雨傳感器可以這樣構(gòu)成，以便在強(qiáng)降雨的情況下使探測(cè)元件被激活。由此避免了由于強(qiáng)降雨可能導(dǎo)致的汽車電池的短路。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案，分離元件使電池的導(dǎo)線機(jī)械分離。特別實(shí)現(xiàn)利用分離元件使電池觸點(diǎn)無破壞地與配電器分離。這種分離例如能夠再取消。在此，例如實(shí)現(xiàn)了，分離元件進(jìn)行第一步，即，通過無破壞式機(jī)械分離部件進(jìn)行分離。這樣的分離過程例如可以在探測(cè)到強(qiáng)降雨的情況下被激活。當(dāng)降雨減弱時(shí)，例如可以自動(dòng)再建立電連接。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案，使電池導(dǎo)線進(jìn)行煙火式分離。這樣的分離元件可以這樣構(gòu)成，以使分離不能撤回。在該分離過程中會(huì)產(chǎn)生電連接件的破壞。這種不能撤回的分離只有在更換分離部件的情況下才能取消，因此在待保護(hù)的汽車完全被水浸沒的情況下該方案特別具有優(yōu)勢(shì)。而且還實(shí)現(xiàn)了將煙火式分離與之前所述的機(jī)械分離相結(jié)合。因此，在強(qiáng)降雨的情況下，首先可以進(jìn)行可重建的機(jī)械分離。當(dāng)超出限定的涉水深度的情況下或汽車被水浸沒的情況下，可以進(jìn)行煙火式分離。本發(fā)明還涉及一種具有權(quán)利要求1所述的裝置的電動(dòng)汽車。本發(fā)明又涉及一種用于電動(dòng)汽車電路保護(hù)的方法，具有以下步驟檢測(cè)電動(dòng)汽車內(nèi)部的濕氣；以及，在探測(cè)到濕氣的情況下使汽車電池的導(dǎo)線電分離。


接下來，結(jié)合示出實(shí)施例的附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。圖中示出了圖1為保護(hù)裝置在未激活狀態(tài)下的示意圖；圖2為保護(hù)裝置在激活狀態(tài)下的示意圖；圖3為保護(hù)裝置同樣在激活狀態(tài)下的示意圖；圖4為本發(fā)明方法的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施例方式圖1示出了具有電池接線極3a、3b的高壓電池2。接線極3a和北具有不同的極性。接線極3與配電器8形成電連接，該配電器由至少兩條電線構(gòu)成，該配電器使電池2與未示出的機(jī)動(dòng)車的電動(dòng)機(jī)連接。在電動(dòng)機(jī)和電池接線極3之間設(shè)有分離元件6，該分離元件由兩個(gè)分離元件6a、6b構(gòu)成。分離元件6a是一個(gè)機(jī)械分離元件，該機(jī)械分離元件能夠使電池接線極3與配電器8無破壞地分離。分離元件6b是一個(gè)煙火式分離元件，該煙火式分離元件能夠通過破壞電流通路而使電池接線極3與配電器8分離。另外，在圖1中還示出了探測(cè)元件4，該探測(cè)元件由降雨傳感器如和水傳感器4b構(gòu)成。借助于探測(cè)元件4可以使分離元件6這樣產(chǎn)生反應(yīng)，以便分離元件6在激活狀態(tài)下使電池接線極3與配電器8分離。圖2示出了機(jī)械分離元件6a在激活狀態(tài)下的示意圖。圖2示意性示出了大量的雨滴10。由降雨傳感器如可以探測(cè)到雨滴10。當(dāng)降雨傳感器如探測(cè)到雨滴10時(shí)，降雨傳感器如就將一個(gè)激活信號(hào)傳遞給機(jī)械分離元件6a。在該機(jī)械分離元件6a中，這樣無破壞地打開一個(gè)開關(guān)，以使至少一個(gè)電池接線極3與配電器8電分離。優(yōu)選使兩個(gè)電池接線極3都與配電器8分離。如果降雨傳感器如沒有探測(cè)到雨滴10，那么可以將一個(gè)再激活信號(hào)傳遞給機(jī)械分離元件6，并可以使開關(guān)閉合。由此實(shí)現(xiàn)了，在經(jīng)過一定時(shí)間而停止的強(qiáng)降雨的情況下，實(shí)現(xiàn)配電器8與電池接線極3的分離，然而其中，該分離可以再次取消。降雨傳感器如以及機(jī)械分離元件6a都是可選擇的。當(dāng)電池2被水包圍時(shí)，必須至少確保實(shí)現(xiàn)配電器8與電池接線極3的安全分離。圖 3示意性示出了這種情況下的構(gòu)造。圖3示出了，電池2被水12包圍。水12用于使降雨傳感器如和水傳感器4b都被激活，并且將相應(yīng)的激活信號(hào)傳遞給機(jī)械分離元件6a和煙火式分離元件6b。結(jié)合圖2的示意圖，通過降雨傳感器如激活機(jī)械分離元件6a。通過水傳感器4b 可探測(cè)到水12，然后將激活信號(hào)傳遞給煙火式分離元件6b。通過激活信號(hào)使煙火式分離元件6b中的煙火式分離件這樣被激活，以使電池接線極3與配電器8之間的連接電分離。在此，電流通路遭到破壞。電流通路的重建僅通過更換煙火式分離元件6b就能實(shí)現(xiàn)。這樣確保在機(jī)動(dòng)車被淹沒時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)配電器8與電池接線極2的安全分離，該分離不會(huì)無準(zhǔn)備地重新建立。圖4示意性示出了一種本發(fā)明方法的流程圖。在第一步驟14中，降雨傳感器如和水傳感器4b被激活。在第二步驟16中，對(duì)降雨傳感器如和水傳感器4b狀態(tài)進(jìn)行測(cè)試。如果傳感器 4a、4b都沒有發(fā)出降雨或水的激活指令，那么該方法返回步驟14。如果在步驟16中，通過降雨傳感器如探測(cè)到雨滴10的出現(xiàn)，那么可以分支到步驟18中。在步驟18中，通過降雨傳感器如這樣激活機(jī)械分離元件6a，以便無破壞地解除電池接線極3與配電器8之間的連接。然后再返回到步驟14。如果在步驟16中，通過水傳感器4b探測(cè)到水12包圍住電池2，那么就分支到步驟 20中。在步驟20中，通過水傳感器4b這樣至少激活煙火式分離元件6b，以使煙火式分離元件6b點(diǎn)燃，并且使電池接線極3與配電器8之間的電連接分離。該分離不能夠重建。通過本發(fā)明的方法和本發(fā)明的裝置使電動(dòng)汽車的安全性得到提高。高壓電池能夠安全地與配電器分離，從而可靠地避免了人員和車輛由于短路而受到傷害。
權(quán)利要求
1.一種用于電動(dòng)汽車電路保護(hù)的裝置，包括-分離元件(6)，用于使汽車電池O)的電導(dǎo)線電分離；和-探測(cè)元件，用于這樣檢測(cè)濕氣，即-所述探測(cè)元件(4)在探測(cè)到濕氣(1 的情況下激活所述分離元件(6)，以使電導(dǎo)線 (8)電分離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述電導(dǎo)線是汽車內(nèi)部的所述電池(2)與配電器⑶的連接元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述電導(dǎo)線是所述電池(2)內(nèi)部的電池組的連接元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述汽車電池( 是高壓電池。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述探測(cè)元件(4)設(shè)置在所述汽車電池 ⑵上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述探測(cè)元件(4)設(shè)置在所述汽車電池 (2)中。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述探測(cè)元件(4)設(shè)置在電池觸點(diǎn)(3)的下方。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述探測(cè)元件(4)設(shè)置在用于導(dǎo)引汽車電池電壓的配電器(8)的最深點(diǎn)的區(qū)域中。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述探測(cè)元件(4)設(shè)置在用于導(dǎo)引汽車電池電壓的配電器(8)的至少一個(gè)支路的區(qū)域中，其中，在該支路的區(qū)域中所述配電器(8) 通常僅部分絕緣。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述探測(cè)元件(4)具有至少一個(gè)濕氣傳感器⑷。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述濕氣傳感器(4)為水傳感器Gb)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述探測(cè)元件(4)具有至少一個(gè)降雨傳感器(4a)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述分離元件(6)使電池觸點(diǎn)(3)與配電器⑶機(jī)械分離。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述分離元件(6)使電池觸點(diǎn)(3)與配電器(8)產(chǎn)生煙火式分離。
15.一種具有根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置的電動(dòng)汽車。
16.一種用于電動(dòng)汽車電路保護(hù)的方法，具有以下步驟-檢測(cè)電動(dòng)汽車內(nèi)部的濕氣；以及-在探測(cè)到濕氣的情況下使汽車電池的導(dǎo)線電分離。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于電動(dòng)汽車電路保護(hù)的裝置。為了在多水環(huán)境下保護(hù)電動(dòng)汽車的高壓電池，而設(shè)有分離元件(6)和探測(cè)元件(4)；該分離元件用于使汽車內(nèi)部的汽車電池(2)與配電器(8)電分離；探測(cè)元件用于這樣檢測(cè)濕氣，以使探測(cè)元件(4)在探測(cè)到濕氣(12)的情況下激活分離元件(6)，以使汽車電池(2)與電導(dǎo)線(8)電分離。
文檔編號(hào)B60L3/04GK102428618SQ201080020273
公開日2012年4月25日 申請(qǐng)日期2010年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月8日
發(fā)明者延斯·舒馬赫, 弗朗茨-約瑟夫·利茨 申請(qǐng)人:自動(dòng)電纜管理有限責(zé)任公司