説明

自動車の電気エネルギー貯蔵装置

【課題】 自動車の電気エネルギー貯蔵装置を提供する。
【解決手段】 ハウジング(11)を有し、且つハウジングに収容される貯蔵モジュール(12)を有する、自動車の電気エネルギー貯蔵装置(10)、特にハイブリッド車両又は電気車両の高電圧エネルギー貯蔵装置であって、ハウジング(11)が、環状支持フレーム(18)を備えた支持要素(17)を有し、環状支持フレーム(18)は繊維強化プラスチックで作製され、且つ環状支持フレーム(18)を用いて電気エネルギー貯蔵装置(10)を自動車の本体構造に連結することのできる、電気エネルギー貯蔵装置(10)。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、請求項1の前段に係る、自動車の電気エネルギー貯蔵装置、特にハイブリッド車両又は電気車両の高電圧エネルギー貯蔵装置に関する。
【背景技術】
【0002】
ハイブリッド車両又は電気車両では、高電圧エネルギー貯蔵装置として構成される電気エネルギー貯蔵装置が使用され、このような装置は、ハイブリッド車両又は電気車両の電気機械のモータ動作中はより集中的に放電され、それぞれの電気機械の発電機動作中はより集中的に充電される。電気エネルギー貯蔵装置は、ハウジングと、ハウジングに収容される貯蔵モジュールとを有する。
【0003】
電気エネルギー貯蔵装置を自動車に位置決めして取り付けるとき、先行技術によれば、そのために別個の器具が使用される。例えば、(特許文献1)はバッテリを固持するための器具を開示しており、この器具は、バッテリを収容するためのトラフ状収容要素と、トラフ状収容要素を囲い込むフープ要素と、固定要素であって、フープ要素に締結され、且つバッテリをトラフ状収容要素に固定する働きをする固定要素とを含む。
【0004】
従って先行技術によれば、自動車の電気エネルギー貯蔵装置を自動車に締結し、又は取り付けるために別個の器具が必要である。結果として、自動車に設置される器具の数、結果として最終的には自動車の重量が増加する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】独国特許第10 2008 059 680 A1号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
このことから進めると、本発明は、自動車の新規電気エネルギー貯蔵装置を提供する目的に基づく。
【課題を解決するための手段】
【0007】
この目的は、請求項1に記載の電気エネルギー貯蔵装置により実現される。本発明によれば、ハウジングは環状支持フレームを備えた支持要素を有し、環状支持フレームは繊維強化プラスチックで作製され、且つそれを用いて電気エネルギー貯蔵装置を自動車の本体構造に連結することができる。
【0008】
本発明に係る電気エネルギー貯蔵装置において、繊維強化プラスチックからなる環状支持フレームは電気エネルギー貯蔵装置のハウジングの一構成要素である。従って、本発明に係る電気エネルギー貯蔵装置は、ハウジングを用いて自動車の本体構造に直接締結することができる。電気エネルギー貯蔵装置の締結に別個の器具は必要ない。さらに、繊維強化プラスチックで支持フレームを具体化することにより、第一に高強度、第二に超軽量を実現することができる。
【0009】
本発明の一改良例は特に好ましく、ここでは支持要素の環状支持フレームが中空部品として構成される。結果として、電気エネルギー貯蔵装置の重量をさらに低減することができる。
【0010】
本発明の有利な一発展形態によれば、支持要素の支持フレームであって、繊維強化プラスチックで形成される支持フレームは、支持要素の少なくとも1つの支持プレートに接着結合により連結され、この支持プレートは環状支持フレームの間に延在し、且つ金属で製造され、金属製の支持プレートはさらに、貯蔵モジュールの温度制御、すなわち冷却及び/又は加熱を行う働きをする。結果として、支持要素のこの又は各支持プレートは温度制御要素としても働き、従って支持要素について支持及び温度制御の機能統合の実現が可能となる。この種の機能統合の結果として、必要なアセンブリの数、従って本発明に係るエネルギー貯蔵装置の構造の複雑性及びその重量が低減される。
【0011】
従属項及び以下の説明から、本発明の好ましい発展形態が得られる。本発明の例示的実施形態が、それらに限定されるものではないが、図面を用いてさらに詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明に係る電気エネルギー貯蔵装置の一例示的実施形態の斜視図を示す。
【図2】図1の本発明に係る電気エネルギー貯蔵装置の別の斜視図を、貯蔵モジュールが透明な状態で示す。
【図3】本発明に係る電気エネルギー貯蔵装置の断面を示す。
【図4】図3の詳細を示す。
【発明を実施するための形態】
【0013】
本発明は、自動車の電気エネルギー貯蔵装置、特にハイブリッド車両又は電気車両の高電圧エネルギー貯蔵装置に関する。ハイブリッド車両又は電気車両のドライブアセンブリは、モータとして、且つ発電機として動作することのできる電気機械を含む。電気機械のモータ動作中、高電圧エネルギー貯蔵装置として構成される電気エネルギー貯蔵装置は、電気機械によってより集中的に放電される。電気機械の発電機動作中、高電圧エネルギー貯蔵装置として構成される電気エネルギー貯蔵装置は、電気機械によってより集中的に充電される。
【0014】
電気エネルギー貯蔵装置10は、ハウジング11と、ハウジング11に収容される貯蔵モジュール12とを有する。示される本発明の好ましい実施形態において、貯蔵モジュール12は、2つのモジュールアセンブリ13及び14、すなわち、複数の貯蔵モジュール12を含む第1の上側モジュールアセンブリ13と、複数の貯蔵モジュール12を含む第2の下側モジュールアセンブリ14とを形成する。
【0015】
ハウジング11は、ハウジング上部15と、ハウジング下部16と、環状支持フレーム18を含む支持要素17とを有する。ハウジング上部15及びハウジング下部16は、ハウジング10の支持要素17の環状支持フレーム18に解除可能に連結され、この支持フレーム18はハウジング上部15とハウジング下部16との間に位置決めされる。ハウジング上部15とハウジング下部16と支持要素17又は支持フレーム18とが合わさって、電気エネルギー貯蔵装置10のハウジング11を形成する。
【0016】
電気エネルギー貯蔵装置10は支持フレーム18のみを用いて自動車の本体構造に連結することができ、支持フレーム18には、電気エネルギー貯蔵装置10を本体構造に連結するための締結セクション19、20が形成され、この締結セクション19、20を用いて、支持フレーム18、従って電気エネルギー貯蔵装置10のハウジング11を、自動車の本体構造にねじ付けることができる。
【0017】
電気エネルギー貯蔵装置を自動車の本体構造に連結できるようにするための、環状支持フレームの前記締結セクション19及び20は、張出部として構成され、支持フレーム18の一体化した構成要素である。締結セクション19及び20は凹部(図示せず)を有し、そこに締付ねじ(図示せず)を貫通させることによって電気エネルギー貯蔵装置10が本体構造に締結される。
【0018】
電気エネルギー貯蔵装置10に作用するあらゆる力及びモーメントは、支持フレーム18又は支持要素17によって吸収される。環状支持フレーム18は繊維強化プラスチック、例えばガラス繊維強化プラスチック又は炭素強化プラスチックから形成される。結果として、可能な限り軽量としながら高強度の環状支持フレーム18が実現される。
【0019】
ハウジング上部15及びハウジング下部16は、いかなる力及びモーメントも吸収しない非耐荷重カバー型部品として構成される。従って、ハウジング11のハウジング上部15及びハウジング下部16は極めて薄肉で軽量の構成とし得る。ハウジング上部15及びハウジング下部16は、好ましくはプラスチック、特に繊維強化プラスチックで製造される。
【0020】
図4によると最も良く分かるとおり、支持要素17の環状支持フレーム18は中空部品として構成され、その結果としてハウジング11の、従って電気エネルギー貯蔵装置10の重量をさらに低減することができる。
【0021】
支持要素17の中空支持フレーム18であって、繊維強化プラスチックで製造される支持フレーム18にハウジング上部15及びハウジング下部16を締結するため、ハウジング上部15及びハウジング下部16は、いずれの場合も、中空支持フレーム18の端部セクション21を断面で取り囲み、いずれの場合も1つの溝22が支持フレーム18のそれぞれの端部セクション21に設けられ、この溝22が、いずれの場合も1つの密封要素23を受け入れる働きをする。前記密封要素23は、図4では変形していない状態で示される。それぞれの密封要素23は支持フレーム18をそれぞれの溝22の領域で囲んで延在し、その結果、いずれの場合もこの種の1つの密封要素23を用いて、第一にハウジング上部15を支持フレーム18に対して密封できるようになり、第二にハウジング下部16を支持フレーム18に対して密封できるようになる。
【0022】
好ましくは中空部品として構成される上記の支持フレーム18に加え、支持要素17は、支持要素17の環状支持フレーム18の間に延在する少なくとも1つの支持プレート24を含む。この又は各支持プレート24は、好ましくは金属材料、例えば高強度アルミニウム合金で製造され、支持フレーム18は、前記支持フレーム18のセクション25を用いて、セクション25がこの又は各支持プレート24の上側及び下側に接して置かれることで、この又は各支持プレート24に接着結合される。結果として、繊維強化プラスチックで作製される支持フレーム18と金属材料で作製されるその又は各支持プレート24との間に単純な連結がもたらされる。
【0023】
モジュールアセンブリ13及び14の貯蔵モジュール12は、この又は各支持プレート24に、又は代替例として、支持フレーム18に連結される。モジュールアセンブリ13及び14の各貯蔵モジュール12は好ましくは、個別に、それぞれ1つの個別の支持プレート24に連結され、すなわち上側モジュールアセンブリ13の貯蔵モジュール12がそれぞれの支持プレート24に載置され、一方で下側モジュールアセンブリ14の貯蔵モジュール12がそれぞれの支持プレート24から懸架されるようにして連結される。代替例として、モジュールアセンブリ13及び14の各貯蔵モジュール12は、個別に支持フレーム18に連結され、すなわち上側モジュールアセンブリ13の貯蔵モジュール12が支持フレーム18に載置され、一方で下側モジュールアセンブリ14の貯蔵モジュール12が支持フレーム18から懸架されるようにして連結される。
【0024】
本発明の有利な発展形態によれば、この又は各支持プレート24は、さらに、モジュールアセンブリ13及び14の貯蔵モジュール12の温度を制御する、すなわちそれらを冷却及び/又は加熱する働きをする。このときこの又は各支持プレート24は、同時に温度制御プレート又は温度制御要素としても構成される。そのため、このときこの又は各支持プレート24は中空構成であり、温度制御媒体がそれぞれの支持プレート24の少なくとも1つの空洞を通じて流れ、それにより、それぞれの支持プレート24に締結される貯蔵モジュール12又はそれぞれの支持プレート24に隣接する貯蔵モジュール12が加熱及び/又は冷却される。
【符号の説明】
【0025】
11 ハウジング
12 貯蔵モジュール
13 第1のモジュールアセンブリ
14 第2のモジュールアセンブリ
15 ハウジング上部
16 ハウジング下部
17 支持要素
18 環状支持フレーム
23 密封要素
24 支持プレート

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ハウジング(11)を有し、且つ前記ハウジングに収容される貯蔵モジュール(12)を有する、自動車の電気エネルギー貯蔵装置、特にハイブリッド車両又は電気車両の高電圧エネルギー貯蔵装置であって、前記ハウジング(11)が、環状支持フレーム(18)を備えた支持要素(17)を有し、前記環状支持フレーム(18)は繊維強化プラスチックで作製され、且つ前記環状支持フレーム(18)を用いて前記電気エネルギー貯蔵装置を自動車の本体構造に連結できることを特徴とする、電気エネルギー貯蔵装置。
【請求項2】
前記支持要素(17)の前記環状支持フレーム(18)が中空部品として構成されることを特徴とする、請求項1に記載の電気エネルギー貯蔵装置。
【請求項3】
前記支持要素(17)が、金属で作製され、且つ前記環状支持フレーム(18)の間に延在する少なくとも1つの支持プレート(24)を有し、繊維強化プラスチックで作製される前記支持フレーム(18)が、金属で作製される前記又は各支持プレート(24)に接着結合されることを特徴とする、請求項1又は2に記載の電気エネルギー貯蔵装置。
【請求項4】
前記又は各支持プレート(24)がアルミニウム又はアルミニウム合金で製造されることを特徴とする、請求項3に記載の電気エネルギー貯蔵装置。
【請求項5】
前記貯蔵モジュール(12)が、前記又は各支持プレート(24)によってその制御された温度を有することができ、すなわち冷却及び/又は加熱されることができることを特徴とする、請求項3又は4に記載の電気エネルギー貯蔵装置。
【請求項6】
前記又は各支持プレート(24)が空洞を有し、そこを通じて温度制御媒体が流れることを特徴とする、請求項5に記載の電気エネルギー貯蔵装置。
【請求項7】
前記ハウジング(11)が、前記支持フレーム(18)に解除可能に連結されるハウジング上部(15)及びハウジング下部(16)を有することを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載の電気エネルギー貯蔵装置。
【請求項8】
それぞれ1つの密封要素(23)が、前記ハウジング上部(15)と前記支持フレーム(18)との間、及び前記ハウジング下部(16)と前記支持フレーム(18)との間に位置決めされることを特徴とする、請求項7に記載の電気エネルギー貯蔵装置。
【請求項9】
前記ハウジング上部(15)及び前記ハウジング下部(16)が、いずれも、非耐荷重カバー型部品として構成されることを特徴とする、請求項7又は8に記載の電気エネルギー貯蔵装置。
【請求項10】
貯蔵モジュール(12)が、2つのモジュールアセンブリ(13、14)、すなわち、前記支持要素(17)に上側から締結され、且つそこに載置される第1のモジュールアセンブリ(13)と、前記支持要素(17)に下側から締結され、且つそこから懸架される第2のモジュールアセンブリ(14)とを形成することを特徴とする、請求項1〜9のいずれか一項に記載の電気エネルギー貯蔵装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2012−169276(P2012−169276A)
【公開日】平成24年9月6日(2012.9.6)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−27179(P2012−27179)
【出願日】平成24年2月10日(2012.2.10)
【出願人】(510238096)ドクター エンジニール ハー ツェー エフ ポルシェ アクチエンゲゼルシャフト (63)
【氏名又は名称原語表記】Dr. Ing. h.c. F. Porsche Aktiengesellschaft
【住所又は居所原語表記】Porscheplatz 1, D−70435 Stuttgart, Germany
【Fターム(参考)】