CN117957355A - 机动车和动力电池的应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机动车、特别是电动车辆或混合动力车辆，其具有：至少一个可电动操纵的机动车锁(4)；至少一个车载电池(7)以及应急电池(2)，该车载电池以及应急电池用于在正常运行和应急运行中对机动车锁(4)的电动驱动装置(8)进行加载。根据本发明，在应急运行中，设置用于驱动机动车的动力电池(2)作为应急电池(2)起作用。

Description

机动车和动力电池的应用

技术领域

本发明涉及一种机动车、特别是电动车辆或混合动力车辆，其具有：至少一个可电动操纵的机动车锁；至少一个车载电池以及应急电池，该车载电池以及应急电池用于在正常运行和应急运行中对机动车锁的电动驱动装置进行加载。

背景技术

可电动操纵的机动车锁通常构造成，使得借助电机可以打开包括转动锁叉和锁定爪的必要锁定机构。为此，锁定爪从其与转动锁叉的接合部脱离，使得之前被转动锁叉抓住的锁挡块因此脱开。相关的机动车门可以打开。原则上，用于机动车锁的电动驱动装置也可以如此使用和工作，即，借助该电动驱动装置可以使之前已经提到的锁定机构解锁并且随后例如可以机械地打开该锁定机构。

这种机动车和相关的机动车锁的正常运行的前提总是在于，借助车载电池为电动驱动装置供给足够的电能，以便在所述示例情况下能够电动地打开锁定机构或至少用于解锁。如果在这种机动车中发生事故或碰撞情况，则转换到所谓的应急运行中。这同样适用于车载电池发生故障的情况。在应急运行中，代替车载电池，附加设置的应急电池用于对机动车锁的电动驱动装置进行加载。

以这种方式，相关的机动车锁也可以在应急运行中借助应急电池电动地打开或者至少进行解锁。这是必要的，以便在这样的事故或碰撞情况之后到达机动车的救援人员能够打开机动车门并且由此接近在机动车内部的可能需要照顾的车辆乘员。

在根据KR 10-2015-0015 051A的现有技术中采取如下措施，即，在正常运行中借助车载电池为那里的电动锁供给所需的电能。此外，实现了附加的外部应急电源，其例如可以通过USB端口连接。

根据DE 695 09 316T2的这种类型的现有技术涉及一种装置，该装置包括机动车门和相关的电动门锁。电动门锁的打开通过对操纵元件的操纵来实现，该操纵元件由车辆的电池或车载电池供电。在所述车载电池的供电功能发生故障的情况下，能够通过由备用电池提供的电能来打开电动门锁。为此目的，备用电池布置在相关的机动车门中，电动门锁属于该机动车门。这原则上被证明是有利的。

然而，在机动车门的内部或也在机动车锁的锁壳体的内部补充地实现备用电池或应急电池在实践中不仅导致成本提高，而且也导致相关的机动车门或机动车锁或这两者的重量增加。这在机动车门必须被使用者打开方面是不利的并且因此导致操作力增大。

此外，必须确保应急电池在相关机动车的整个使用寿命期间的完好的功能。这通常以每几年一次的应急电池周期性更换为前提。此外，应急电池通常必须附加地在外部或在内部借助车载电池充电。尽管如此，在最终的安全性的意义上仍不能排除在碰撞情况下的功能故障。在此基础上提出了本发明。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，这样改进这种机动车和特别是电动车辆或混合动力车辆，使得在碰撞情况或车载电池发生故障之后即使在长的时间尺度上也能功能可靠地并且相对于迄今的现有技术以降低的耗费实现无问题的车门打开。

为了解决该技术问题，本发明在此类型的机动车和特别是电动车辆或混合动力车辆中提出，在应急运行中，设置用于驱动机动车的动力电池/行驶电池作为应急电池起作用。

因此，本发明涉及一种特殊的应急电池，该应急电池在应急运行中用于驱控可电动操纵的机动车锁。实际上，所讨论的应急电池是设置用于驱动车辆的动力电池。在此，本发明从如下认识出发，即，电动车辆或混合动力车辆典型地除了始终并且不变地实现和设置的车载电池之外，还具有动力电池，所述动力电池(仅仅)用于在电动运行中驱动机动车。为此，相关的机动车具有至少一个电机，该电机借助动力电池驱动，以便然后又使机动车纯电动地运动或者借助例如内燃机辅助所述驱动。

在此，动力电池与车载电池无关地实现和设置，并且与此相应地通常也不经由附加设置的发电机(车用发电机)充电，而是更确切地说通过能量回收器充电或在充电基础设施的充电桩处充电。

出于这个原因，由这种动力电池输出的、用于附加的驱动装置的电机的供电电压通常也设计为比由车载电池提供的车载电网电压高很多。实际上，这种动力电池通常以高压工作，所述高压可达到几百伏，相反地，车载电网电压的值通常为12V至最大48V，以便避免对用户造成可能的健康危害。

出于这个原因，典型地以高压工作的动力电池通常不仅在机械方面而且也在电气方面设计为完全与车载电池分离，并且也与机动车的车载电网以及车身分离。在机动车车身的内部的、包围动力电池的外罩或以其他方式构成的壳体通常用于使动力电池机械分离，以便即使在碰撞情况下也防止动力电池的损坏。

出于这个原因，动力电池通常也放置在底板中并且远离相关机动车的溃缩区。用于电绝缘的供电线使相关的动力电池一方面与用于驱动机动车的至少一个电机连接并且另一方面与充电插座连接。在此，供电线显然不像在车载电网电压和车载电池中的接地线或者负极的情况那样利用机动车的车身。更确切地说，用于通常以直流电压工作的动力电池的两极的供电线明确地相对于车身电绝缘。无论如何动力电池都不仅机械地而且电地与车载电池分离并且由此也与车载电网电压分离地设计。

以这种方式，即使在碰撞情况下或在发生事故时或即使当车载电池具有其它功能故障时，即在应急运行中，也可以认为动力电池的功能不变，并且因此可以将其用作用于驱动机动车锁内部的电动驱动装置的应急电池。在此，相关的机动车锁可以是任何可考虑的在车身中或车身上存在的机动车锁。这些机动车锁不仅包括机动车门锁、机动车后舱盖锁或机动车前罩锁，而且原则上也包括例如在油箱盖、充电盖处的锁或者也包括在机动车的内部与例如杂物箱或其他储物箱相关的锁。无论如何，所有这些可电动操纵的机动车锁根据本发明也可以在应急运行中可靠地打开，因为在应急运行中设置用于驱动机动车的动力电池起到应急电池的作用，该应急电池即使在车载电池发生故障的情况下并且因此在应急运行中也是功能正常的。这是本发明的主要优点。

因此，本发明的主题还在于电动车辆或混合动力车辆的动力电池作为用于对机动车锁的电动驱动装置进行加载的应急电池的应用。

在所述上下文中的动力电池的应用在此被表达为独立权利要求。

根据另外的有利的设计方案，动力电池在中间连接有转换装置的情况下与相关的机动车锁电连接。转换装置在此情况下在正常运行中是未激活的并且仅在应急运行中工作。也就是说，在正常运行中，转换装置负责使动力电池与机动车锁电分离。只有当出现并且观察到应急运行时，转换装置才起作用并且确保了，可以借助动力电池为相关的机动车锁供电。

为此目的，转换装置通常设计为在机动车锁的打开过程中可操纵的切换装置或者具有这种切换装置。也就是说，在最简单的情况下，转换装置可以是在机动车锁的打开过程中***纵或可***纵的切换装置。在此，这种切换装置可以设计为简单的开关，该开关例如配属于车门外把手，并且当为打开机动车门而对车门外把手加载并且进而对相关的机动车锁加载时，该开关被加载。原则上，切换装置当然也可以构造成与车门外把手无关。在此原则上手动地加载切换装置、例如借助遥控装置加载切换装置也是可能的和可考虑的。

然而通常切换装置配属于车门外把手，并且一旦车门外把手受到操纵，切换装置就被加载。在此，整体上这样设计，使得在正常运行中，用于打开机动车锁的切换装置的操纵确保了，由车载电池为机动车锁供给所需的电能。在应急运行中，在示例情况下设计为转换装置的切换装置确保了，借助用作应急电池的动力电池实现对机动车锁的供电。

然而，切换装置大多时候是转换装置的组成部分。在此，本发明从下述附加的认识出发，即，借助控制单元对转换装置进行加载以从正常运行变换到应急运行。为此，控制单元可以例如评估传感器的信号。传感器可以是碰撞传感器。但是，替代地或附加地，传感器也可以用于评估车载电网电压。如果车载电网电压下降到低于预定的值、例如低于10V或8V，那么控制单元根据相关传感器的信号从正常运行转换到应急运行。当碰撞传感器将相应的信号传输给控制单元时，这同样适用。

现代的机动车目前必要地拥有下述的碰撞传感器，其设计为加速度传感器并且向控制单元报告：减速度超过确定的阈值，该控制单元随后驱控相应的安全装置，例如安全气囊、安全带拉紧器等。根据本发明，由控制单元附加地使用和转换相关的碰撞传感器的信号，以便能够从正常运行转换到应急运行。

此外，转换装置有利地具有变换单元，变换单元具有与电压相关的电阻。这种与电压相关的电阻通常涉及电子电阻、例如压敏电阻。在此，作为转换装置的组成部分的与电压相关的电阻确保了，由动力电池在应急运行中提供的(高)电压以及所提供的电流分别被减小到如下程度，使得机动车锁中的电动驱动装置可以被驱控并且特别是在此不被破坏。此外，与电压相关的电阻用于在机动车锁的电动驱动装置被加载时针对过压进行保护。当然，在此也可以利用其他装置、例如电压转换器和电流转换器工作，其整体上用于使由动力电池提供的电能可以目标精确地用于在应急运行中驱控机动车锁的电动驱动装置。

在此情况下也可以看到其他根据本发明的可能性，即，借助转换装置也连接有时间控制器，在该时间控制器之内驱控机动车锁的电动驱动装置，以便防止可能的过热。在最简单的情况下，代替与电压相关的电阻，与转换装置相结合地也可以简单明确地利用机械继电器工作，该机械继电器用于对由动力电池提供的电能进行期望的转换，以用于驱控机动车锁的电动驱动装置。

根据其他有利的设计方案，转换装置可以绝大部分地布置在机动车锁壳体的内部。在这种情况下，机动车锁根据本发明通过转换装置以类似的方式装备，该转换装置在安装到机动车中时通常仅须与设置在外部的切换装置连接。但是原则上，切换装置同样可以集成到机动车锁壳体中，从而在这种情况下，转换装置完全位于机动车锁壳体的内部。由此提供了一种特别紧凑且成本低廉的变型方案，因为此外不需要用于转换装置的单独壳体，而是使用本来就存在的机动车锁壳体来为转换装置形成壳体。

最终，描述了一种机动车和这种机动车的动力电池的应用，其中，动力电池被用作对属于机动车门的机动车锁的电动驱动装置进行加载的应急电池或作为这种应急电池起作用。通过这种方式可以放弃在相关的机动车锁处的额外的备用电池。此外，这种备用电池通常必须设置在每个机动车锁处，而根据本发明仅使用本来就存在的动力电池作为应急运行中的应急电池。由此实现了成本特别低廉且紧凑的、具有重量优点的结构。

此外，当从正常运行转换到应急运行时，即当车载电池不再提供电能或者不再提供足够的电能时，动力电池也可以提供和供应机动车锁的应急运行所需的电能。这是本发明的主要优点。

附图说明

下面根据示出仅一个实施例的附图详细说明本发明；图中示出：

图1示意性示出根据本发明的机动车，

图2示出在此实现的用于实施应急运行的线路。

具体实施方式

在附图中示出一机动车，该机动车根据实施例设计为电动车辆或混合动力车辆。为此目的，机动车首先具有车身1。在车身1的内部、更准确地说机动车底部中或在底部上实现了动力电池2，该动力电池被接纳在自身的壳体或外罩中。动力电池2通常在机动车的驱动轮3之间的空间中延伸。此外，在图1中还可以看到两个可电动操纵的机动车锁4、即在前侧门5处的机动车锁4和在后侧门6处的另一机动车锁4。这当然只是示例性的并且绝不应理解为限制性的。

借助动力电池2可以为一个附加设置的电机或者多个附加实现的电机供给电能，以便用于驱动所示的机动车或驱动轮3。如果电机单纯用于驱动，则所述机动车是电动车辆。但是对此替代地，机动车也可以作为混合动力车辆工作。在这种情况下，除了内燃机之外还实现了一个或多个未明确示出的电机，并且替代于或补充于相关的内燃机该一个或多个电机用于驱动轮3的驱动。

所示的机动车除了动力电池2之外还附加地配备有车载电池7。车载电池7为车载电网并且还根据该实施例为两个所示的或所有的机动车锁4供给所需的电能。

实际上，相关的机动车锁4在其内部配备有仅示意性示出的电动驱动装置8，借助该电动驱动装置可以打开在图2中示意性示出的、包括转动锁叉9和锁定爪10的锁定机构9、10。实际上，根据该实施例的电动驱动装置8间接或直接地作用于锁定爪10并且使该锁定爪脱离其与转动锁叉9的锁定接合，以用于电动打开机动车锁4。因此，之前被转动锁叉9抓住的且未明确示出的固定在车身上的锁挡块脱开，从而在此之后可以打开相关的机动车门5、6。在正常运行中由车载电池7用于上述打开。

为此目的，车载电池7以在12V至大约48V的范围内的低直流电压工作，如开头已经描述和说明的那样。与此相对地，动力电池2以机械地并且电地与车载电池7分离的方式构造，这是因为动力电池2通常同样以直流电压工作，然而在示例情况下以几百伏的高压工作。

如已经说明的那样，车载电池7在正常运行中用于对相关的机动车锁4的电动驱动装置8进行加载。根据本发明并且在应急运行中，原本设置用于驱动机动车驱动轮3的动力电池2用作机动车锁的电动驱动装置8的应急电池。为此，具体来说，动力电池2在中间连接有转换装置11、12的情况下与相关的机动车锁4电连接。转换装置11、12为此目的具有在机动车锁4的打开过程中可操纵的切换装置12。

根据该实施例，切换装置12设置和布置在车门外把手13的区域处或区域中。如果在应急运行中车门外把手13被加载以用于打开机动车锁4，与此相对应的是在图2中沿箭头方向示意性示出的运动，则这导致切换装置12被加载。除了切换装置12之外，转换装置11、12在实施例中还包括变换单元11。借助变换单元11，使由动力电池2在应急运行中提供的电能与机动车锁4的电动驱动装置的要求相适配。为此目的，变换单元11和进而转换装置11、12可以构造有未明确示出的与电压相关的电阻，该电阻的形式为电子电阻和例如压敏电阻。但是原则上也可以考虑，变换单元11在上下文中利用继电器工作。也可以考虑电压/电流转换器，同样可以考虑计时元件，以便一方面使由动力电池2提供的电能与机动车锁4的电动驱动装置8的要求相适配，并且另一方面通过计时元件防止电动驱动装置8的可能过热或者确保其在应急运行中的及时切断。

根据图2可以看到，附加地还设有控制单元14。在此这样进行设计，即，为了从正常运行变换到应急运行，借助所述控制单元14对转换装置11、12进行加载。为此，控制单元14通常评估至少一个传感器15的信号。传感器15可以是下述的传感器，借助该传感器监控由车载电池7提供的车载电网电压。但是，替代地或附加地，传感器15也可以设计为碰撞传感器。转换装置11、12可以整体上或绝大部分地安装在机动车锁壳体16的内部，这在图2中用点划线表示。由此提供了特别紧凑且成本低廉的结构。

工作原理如下所述。在正常运行中，也就是说，只要车载电池7提供确定的并且例如存储在控制单元14中的最小电压和最小电流强度，就仅借助车载电池7为机动车锁4的电动驱动装置8供电。在这种情况下，转换装置11、12是未激活的。然而，如果因为通过控制单元14对传感器15的信号的评估而推断出碰撞事故或由车载电池7供给的能量不足而出现应急运行，则转换装置11、12借助控制单元14转换到应急运行中并且是激活的。

激活的转换装置11、12现在(与控制单元14相结合)用于，使电动驱动装置8不再借助车载电池7被供给所需的电能，而是通过在应急运行中用作应急电池的动力电池2来供给电能。在此情况下，变换单元作为转换装置11、12的组成部分的变换单元11用于，使由动力电池2提供的电功率与电动驱动装置8所需的电功率相适配。对此也用于，使电动驱动装置8在应急运行下并且例如仅在切换装置12***纵之后借助车门外把手13在时间上所需要的那样被一直加载，直至转动锁叉9和进而相关的机动车门5、6被安全地打开为止。

附图标记列表：

车身 1

动力电池 2

驱动轮 3

机动车锁 4

前侧门 5

后侧门 6

车载电池 7

电动驱动装置 8

锁定机构 9、10

转动锁叉 9

锁定爪 10

转换装置 11、12

变换单元 11

切换装置 12

车门外把手 13

控制单元 14

传感器 15

机动车锁壳体 16

Claims (10)

1.一种机动车、特别是电动车辆或混合动力车辆，其具有：至少一个能电动操纵的机动车锁(4)；至少一个车载电池(7)以及应急电池(2)，该车载电池以及应急电池用于在正常运行和应急运行中对机动车锁(4)的电动驱动装置(8)进行加载，

其特征在于，

在应急运行中，设置用于驱动机动车的动力电池(2)作为应急电池(2)起作用。

2.根据权利要求1所述的机动车，其特征在于，动力电池(2)在中间连接有转换装置(11、12)的情况下与相关的机动车锁(4)电连接。

3.根据权利要求2所述的机动车，其特征在于，转换装置(11、12)设计为在机动车锁(4)的打开过程中能操纵的切换装置(12)或者具有这种切换装置。

4.根据权利要求2或3所述的机动车，其特征在于，转换装置(11、12)在正常运行中是未激活的并且仅在应急运行中工作。

5.根据权利要求4所述的机动车，其特征在于，借助控制单元(14)对转换装置(11、12)进行加载以从正常运行变换到应急运行。

6.根据权利要求5所述的机动车，其特征在于，控制单元(14)评估至少一个传感器(15)的信号。

7.根据权利要求2至6中任一项所述的机动车，其特征在于，转换装置(11、12)配备有变换单元(11)。

8.根据权利要求7所述的机动车，其特征在于，变换单元(11)具有与电压相关的电阻。

9.根据权利要求2至8中任一项的机动车，其特征在于，转换装置(11、12)绝大部分地布置在机动车锁壳体(16)的内部。

10.电动车辆或混合动力车辆的动力电池(2)作为用于对机动车锁(4)的电动驱动装置(8)进行加载的应急电池(2)的应用。