SE522380C2 - Batteribox för fordon - Google Patents

Description

nøso: 10 15 20 25 30 522 380 huvudströmbrytare för ADR-system och förvärmningsreläer. ADR-system är ett krav för fordon som skall transportera farligt gods. ADR är ett regelverk för internationella/nationella landsvägstransporter (Agreement Européen Relatif au Transport International des Marchandises Dangereuses par Route). Som regel har många elektriska komponenter placerats där de fått plats, vilket har medfört en ostrukturerad uppbyggnad av elsystemet med långa ledningsdragningar och svårtillgänglig utrustning som följd. Viss elektrisk utrustning har dessutom krävt en särskild inkapsling pà grund av sin ofta utsatta montering Nedan beskrivna lösning ersätter ensam en stor mängd olika varianter för utformning och placering av batteriboxar och elektrisk kringutrustning.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFlNNlNGEN Syftet med uppfinningen är att lösa ovanstående problem genom att tillhandahålla en moduluppbyggd batteribox, i vilken ett flertal elektriska funktioner samlats i en separat, förmonterad modul. Detta åstadkommas med hjälp av en batteribox enligt kravet 1, samt ett förfarande för montering av modulen enligt kravet 15.

Enligt en föredragen utföringsform innefattar uppfinningen en batteribox som är monterad vid fordonsramen, vilken box innesluter ett batteripaket för strömförsörjning av fordonet samt en löstagbart monterad modul för elektriska komponenter. Enligt denna utföringsform kan modulen monteras mellan batteripaketet och ramen.

Andra monteringsalternativ för modulen är i boxens sidor, framför eller bakom batteripaketet i fordonets färdriktning, eller i ett täcklock som är placerat över båda de nämnda enheterna. Modulen kan därvid monteras i lockets undersida eller framkant, alternativt integreras i locket. a;;u1 10 15 20 25 30 De elektriska komponentema i modulen utgör tillsammans en elcentral för strömförsörjning, varvid komponenterna är anslutna mellan batteripaketet och ett antal elektriska förbrukare i fordonet. Exempel på sådana förbrukare är motorns utrustning för förvärmning, ljus av olika slag och s. k. påbyggare, i form av boggilyftare och hydrauliska lyftkranar.

Modulen kan utrustas efter behov, beroende på krav från nationella myndigheter och speditörer samt fordonets användningsområde. l sin säkringsbox med enklaste modulen en utföringsform innehåller huvudsäkringar. Skall fordonet användas för farliga transporter, till exempel frätande kemikalier eller brandfarliga vätskor, krävs s.k. ADR-klassning. l ett sådant fordon förses modulen, i tillägg till säkringsboxen, med en elektronisk styrenhet (ADR-enhet) och ett kraftrelä som kan bryta strömmen från batteripaketet. En strömgivare anordnad vid en matarledning från batteripaketet kan kopplas till ADR-enheten, varvid strömmen kan brytas automatiskt om strömmen överstiger ett förutbestämt värde. Det är även möjligt för föraren att bryta strömmen från hytten och/eller från en eller flera brytare på utsidan av hytten. Det är t.ex. önskvärt att strömmen bryts vid brand eller kollision. Kraftreläet är direkt kopplat till batteripaketets pluspol, i syfte att kunna bryta strömförsörjningen vid behov.

Den elektronisk styrenheten utgörs företrädesvis av ett chassi som omsluter kretskort och annan styrelektronik. Enligt en ytterligare utföringsform kan styrenheten vara uppbyggd av minst ett instickskort, i syfte att underlätta underhåll och modifiering/uppgradering av enhetens funktioner. Någon särskild kapsling av ADR-enheten behövs ej eftersom den är inbyggd i batteriboxen.

För länder med ett kallare klimat krävs ibland förvärmning av motorn. För en sådan utföringsform kan även motorns förvärmningsrelä monteras i modulen. iflza 10 15 20 25 30 522 380 För att underlätta monteringen av batteriboxen är modulen i stora delar förmonterad. Modulen innefattar företrädesvis ett chassi på vilket de elektriska komponenterna kan förmonteras hos en underleverantör. Vid montering i fordonet behöver endast kablar kopplas till batteripaketets plus- och minuspoler, samt vissa säkringar anslutas. Utgående kablage från boxen kan förmonteras med rätt längd och kan dras direkt till respektive förbrukare.

För moduler av enklare utförande, där en eller flera funktioner saknas, finns ett antal platser förberedda för eftermontering av ytterligare elektriska komponenter. På detta sätt kan en speditör bygga om eller till modulen vid behov. Exempelvis kan ADR-utrustning monteras för att fordonets användningsområde skall ändras och vid eftermontering av en pàbyggare, i form av en boggilyft eller lyftkran, behöver en ytterligare huvudsäkring tas i bruk. Kablaget kan även ges en sådan längd att hela batteriboxen kan flyttas utmed ramen om så krävs vid eftermontering av påbyggare. introduktionen av en säkringsbox med alla huvudsäkringar samlade i en elcentral, utöver den i fordonets hytt befintliga elcentralen med en säkringsbox av standardtyp, höjer säkerheten och underlättar underhåll och service.

Genom att förse batteriboxen med ett täcklock, som när det avlägsnas frilägger både batteripaketet och modulen, förenklas både service och underhåll av dessa.

Modulen är företrädesvis fastskruvad i batteriboxen och de ingående komponenterna behöver därför ingen särskild kapsling utöver sina vanliga höljen och täcklock. Enligt denna utföringsform är modulen fullt tillgänglig genom att batteripaketet lyfts ut. För särskilt utsatta miljöer kan det dock vara nödvändigt att ge komponenterna et bättre skydd. Enligt en ytterligare utföringsform kan samtliga elektriska komponenter vara inkapslade modulen vars väggar endast har ett begränsat antal genomföringar för kablage, t.ex. batterianslutningar och ledningar för strömförsörjning av förbrukare. I detta fall måste modulen lossas från och lyftas upp ur batteriboxen för service. ifs.- 10 15 20 25 30 522 381] FIGURBESKRIVNING Uppfinningens olika utföringsformer kommer att beskrivas närmare med hänvisning till ritningsfigurerna, varvid; Figur 1 Visar en batteribox med en ADR-enhet enligt känd teknik; Figur 2 Visar en första placering av batteriboxen på ett fordon; Figur 3 Visar en andra placering av batteriboxen på ett fordon; Figur 4 Visar ett första utförande av en modul enligt uppfinningen; Figur 5 Visar ett andra utförande av en modul enligt uppfinningen; Figur 6 Visar ett tredje utförande av en modul enligt uppfinningen; Figur 7 Visar en detaljerad vy av modulen enligt Figur 5; Figur 8 Visar schematiskt en batteribox enligt uppflnningen.

FÖREDRAGNA UTFÖRlNGSFORMER Teknikens ståndpunkt vad gäller montering av en batteribox med elektrisk kringutrustning framgår ur Figur 1. En batteribox 101 med ett batteripaket innefattande två batterier 102,103 (schematiskt visade) är monterad vid en fordonsram 104. Batterierna 102,103 seriekopplas med en anslutning 105 och kopplas med ett par polskor 106,107 och ett par ledningar 108,109 till en ADR-enhet 110. ADR-enheten 110 är försedd med en mekanisk brytare 111 för att bryta strömmen från batteripaketet. Från ADR-enheten har ledningar 112,113 dragits till olika strömförbrukare 114,115. Som framgår ur figuren kräver denna placering av ADR-enheten 110«en separat konsol 116 med en förstärkning 117 och lång ledningsdragning mellan denna och batteriboxen.

Den utsatta placeringen kräver dessutom extra inkapsling av ADR-enheten för att skydda mot fukt och yttre påverkan.

Genom att bygga en batteribox enligt uppfinningen, varvid man integrerar ett batteripaket med en modul som innefattar ett antal elektriska komponenter, vilka tidigare monterats runt om på ramen i mån av plats, förenklas fordonets konstruktion. Figur 2 visar ett exempel på hur en batteribox 201 kan fästas vid en fordonsram 204, mellan ett par främre resp. bakre hjulhus 220 resp. 221. Genom att samla ett antal elektriska komponenter i en modul i boxen 10 15 20 25 30 201, har utrymme skapats för en trycktank 222 bakom batteriboxen 201 utan att inkräkta på befintlig placering av fordonets ljuddämpare 223 eller reservhjul 224. På motsatt sida av fordonet har elektriska komponenter kunnat flyttas för att ge bättre utrymme för ett par bränsletankar 225,226.

En ytterligare utföringsform som illustrerar problemet med packningsutrymme framgår ur Figur 3. Batteriboxen 301 har i detta fall fästs vid fordonsramen 304, mellan det främre resp. ett par bakre hjulhus 320 resp. 321a,321b.

Genom att samla ett antal elektriska komponenter i boxen 301, kan dess placering behållas utan att inkräkta på befintlig placering av fordonets ljuddämpare 323. En tank för tryckluft har monterats under batteriboxen 301..

På motsatt sida av fordonet har elektriska komponenter kunnat flyttas för att ge bättre utrymme för en större bränsletank 327.

Figur 4 visar en föredragen placering av en modul 430 i batteriboxen 401.

Modulen 430 innefattar ett chassi 431 på vilket ett antal elektriska komponenter förmonterats. I sin enklaste utföringsform innehåller modulen endast en säkringsbox 432, som är separat fràn fordonets vanliga säkringar och som kommer att beskrivas i detalj nedan. Figuren visar dock en modul för fordon avsedda för kalla klimat, där förvärmning av motorn krävs. För detta ändamål är ett förvärmningsrelä 433 monterat i modulen 430. Samtliga komponenter är förmonterade på chassit 431, som vid montering av fordonet sänks ned i batteriboxen 401 mellan batteripaketet (ej visat) och ramen 404 samt skruvas fast i boxens 401 sidostycken 436,437. Modulens komponenter kan förmonteras så långt att endast kablar 434,435 till batteripaketets plus- och minuspoler behöver kopplas på och kablage 438 till förbrukare och andra applikationer dras ut genom batteriboxen 401. Beroende på fordonsmodell och utrustningsnivå kan dock viss eftermontering, i form av inkoppling av individuella säkringar i säkringsboxen 432, krävas.

Service och underhåll av modulen 430 kan ske antingen genom att chassit 431 lossas från boxen och lyfts upp ur denna, eller genom att batteripaketet som är placerat på boxens undre yta 439 lyfts ut. Batteriboxen 401 är fäst vid 10 15 20 25 30 522 580 ramen 404 med skruvförband 440. Det förmonterade kablaget 438 har rätt längd för den aktuella fordonsmodellen och fästs med spännband 441,442 vid för detta avsedda fästen 443,444 i ramen 404 och modulens chassi 430.

En alternativ utföringsform av batteriboxen 501 och modulen 530 framgår ur Figur 5. Denna modul har liksom ovan nämnda utföringsform en säkringsbox 532 och ett förvärmningsrelä 533. Ett fordon som skall användas för farliga transporter måste vara ADR-klassat, vilket bland annat medför att det måste förses med utrustning för att bryta strömmen frän batterierna vid t.ex. brand eller olyckor. Modulen 530 innefattar därför en elektronisk styrenhet 550 och ett kraftrelä 551. Styrenheten 550 är en s.k. ADR-enhet, vars elektronik som svar på insignaler från sensorer, exempelvis en strömsensor 552, eller ett kommando från föraren skickar en signal till kraftreläet 551 som bryter strömmen från batteripaketet. För detta syfte är reläet 551 inkopplat direkt på kabeln 534 till batteripaketets pluspol. Funktionen hos ADR-systemet är allmänt känt och kommer inte att beskrivas i närmare. l övrigt sker montering av modulen 530 samt inkoppling av denna på samma sätt som beskrivits ovan, i samband med Figur 4.

Figur 6 visar en utföringsform vilken väsentligen överensstämmer med den som beskrivits i samband med Figur 5. Denna utföringsform visar en modul 630 med en huvudströmbrytare 653. Denna strömbrytare 653 är elektriskt manövrerad och bryter strömmen från batteripaketet helt automatiskt som svar på signaler från strömsensorn 652 alternativt fordonets elektronik, eller vid påverkan av en manuell brytare utanför batteriboxen 601. Sådana brytare är företrädesvis placerade i anslutning till boxen 601, i hytten och/eller på hyttens utsida.

Figur 7 visar en modul 730 med ett chassi 731 vars elektriska komponenter har förmonterats enligt utföringsformen i Figur 5. Komponenterna innefattar således en säkringsbox 732, ett förvärmningsrelä 733, en ADR-enhet 750, ett kraftrelä 751 och en strömsensor 752, företrädesvis en induktiv sensor. »i-o; 10 15 20 25 30 522 380 En första kabel 734 förbinder batteripaketets pluspol med kraftreläet 751, som i sin tur är kopplat via en andra kabel 760 till en första kopparskena 761 i säkringsboxen 732. Mellan denna första resp. en andra kopparskena 761 resp. 762 är ett antal säkringar 763,764,765,766 inkopplade. En första säkring 763 används för förvärmningsreläet 733, som är anslutet med en tredje kabel 767. l denna utföringsform används den andra säkringen 764 för hyttmatning (kylskåp, TV, etc.), även om den utgående kabeln ej är visad.

Den tredje säkringen 765, som är avsedda för att ge strömförsörjning åt t.ex. påbyggare (boggilyft, lyftkran, etc.) används ej. Säkringsboxen är dock förberedd för eftermontering av denna utrustning. Lämplig storlek på de ovan nämnda säkringarna är 100-200 A, beroende på belastning. En fjärde säkring 766 ingår i en strömkrets som ger back-up-belysning för fordonets strålkastare, positionsljus och hytt om den ordinarie strömkretsen skulle slås ut. Denna säkring kan företrädesvis vara på 40 A. Säkringsboxen 732 täcks av ett lock (ej visat) som fästs med ett antal snabbkopplingar 768,769.

Batteripaketets minuspol jordas via en fjärde kabel 735 till modulens chassi 731 med en skruv 768. Chassit 731 är dessutom jordat till ramen via en ytterligare kabelanslutning. De båda ledningar 734,735 som skall anslutas till batteripaketets plus- och minuspoler positioneras i rätt läge för slutmontering med hjälp av ett par klämförband 770,771 som fästs vid en horisontell, övre yta 772 av chassit 731. Nämnda övre yta 772 är även försedd med en profilerad kant 782, som har en fasthållande funktion för batteriboxens lock.

Utgående kablage 738 samlas i en bunt och dras ut genom en öppning i en horisontell, undre yta 773 i chassit 731, samt vidare genom en öppning i batteriboxens botten eller sidoyta. Chassit 731 har även ett par vertikala sidoytor 774,775 med urtagningar 776,777 för montering av modulen 730 mellan batteriboxens sidor.

ADR-enheten 750 är försedd med en utgående, femte kabel 778 ansluten till motorelektroniken för avstängning av motorn, samt en sjätte kabel 779 som är kopplad till en brytare placerad utanför batteriboxen. Denna brytare kan bryta strömmen till startmotorn, så att fordonet inte kan startas under vissa .>>ø» 10 15 20 25 30 522 380 förhållanden, exempelvis då fordonet är uppställt eller under färjetransporter.

För att underlätta service och/eller uppgradering av enhetens elektronik, kan denna utformas som instickskort för snabbt byte av dessa. I övrigt är styrelektronik och programvara utformade i enlighet med de regler som är uppställda i ADR-regelverket.

Batteriboxen 801 är härutöver försedd med ett täcklock 880 som täcker både batteripaketet (ej visat) och modulen 830, som framgår ur Figur 8. Täcklocket är indikerat med streckade linjer i öppet och stängt läge. Lockets bakre ände utgörs av en plan kant 881 som när locket stängs glider in under och låses av en profilerad plåt 882 som är fäst vid chassits 830 övre yta 872. Genom att utforma både boxens resp. lockets sidoytor 836,38? resp. 883,884 med samverkande, snedskurna kanter åstadkommer man en tvådelad box med stabil konstruktion och stor styvhet. Täcklocket 880 hålls på plats relativt batteriboxen 801 med hjälp av utsprång 885 vid sina snedskuma kanter, vilka utsprång samverkar med motsvarande urtag 886 i batteriboxens snedskurna kanter. Vid färd kan täcklocket spännas fast med ett eller flera lämpliga fästorgan av känd typ.

Den föredragna utföringsformen visar modulen placerad mellan ramen och batteripaketet. Det är dock möjligt att placera modulen utmed en av batteriboxens sidoytor, eller att låta själva modulen utgöra någon av batteriboxens yttre begränsningsytor. Placering i framkant av boxen är möjligt men mindre lämpligt av krocksäkerhetsskäl. Integrering med locket är ett ytterligare alternativ, men kan dels medföra problem med avlägsnande av locket, p.g.a. utrymmesbrist ovanför boxen på vissa fordon, och dels problem med att böja anslutningskablarna för batterierna, vilka kan ha ett tvärsnitt som överstiger 70 mmz.

Alternativa placeringar av själva batteriboxen, förutom ramens utsida, är exempelvis mellan de parallella balkar som utgör ramen eller bakom hytten.

Claims (15)

10 15 20 25 30 522 380 1 .- . ' . . u. ,, :en 111914 PSL/LAN 2001-09-18 10 PATENTKRAV

1. Batteribox för fordon, vilken batteribox (201, 301, 401, 501, 601, 701, 801) är monterad vid en i fordonet ingående ram (204, 304, 404, 504, 604, 704, 804), samt ett batteripaket för strömförsörjning av fordonet, att batteriboxen dessutom innehåller en löstagbart monterad modul (230, 330, 430, 530, 630, 730, 830) för elektriska komponenter, k ä n n e t e c k n a d a v att modulen är utbytbar alternativt ombyggbar för att anpassa fordonets elsystem genom att ändra befintliga och/eller lägga till nya egenskaper hos elsystemet, i syfte att anpassa fordonet för olika användningsområden.

2. Batteribox enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d a v att modulen (230, 330, 430, 530, 630, 730, 830) är monterad mellan batteripaketet och ramen.

3. Batteribox enligt kravet 1 eller 2, kännetecknad av att de elektriska komponenterna är anslutna mellan batteripaketet och ett antal elektriska förbrukare i fordonet.

4. Batteribox enligt något av kraven 1-3, k å n n e t e c k n a d a v att de elektriska komponenterna innefattar en säkringsbox (432, 532, 632, 732).

5. Batteribox enligt något av kraven 4, ka n netecknad av att de elektriska komponenterna innefattar ett kraftrelä (551, 751) och en elektronisk styrenhet (550, 750) för detta.

6. Batteribox enligt kravet 5, k ä n n e t e c k n a d a v att kraftreläet (551, 751) är direkt kopplat till batteripaketets pluspol, i syfte att kunna bryta strömmen vid behov.

7. Batteribox enligt kravet 5, k ä n n e t e c k n a d a v att den elektroniska styrenheten (550, 750) utgörs av minst ett instickskort.

8. Batteribox enligt något av kraven 4-6, k ä n n e t e c k n a d a v att de elektriska komponenterna innefattar ett förvärmningsrelä (433,533, 633,733). 10 15 20 25 522 380 en I' u I ' u» "' 11

9. Batteribox enligt något av kraven 4-7, k ä n n e t e c k n a d a v att .de elektriska komponenterna innefattar en strömgivare (572, 672, 772).

10. Batteribox enligt något av kraven 1-8, k ä n n e t e c k n a d a v att modulen (230, 330, 430, 530, 630, 730, 830) innefattar ett chassi (431, 531, 731) på vilket de elektriska komponenterna har förmonterats.

11. Batteribox enligt något av kraven 1-8, kän netecknad av att modulen innefattar ett chassi (431, 531, 731) som har ett antal platser förberedda för eftermontering av ytterligare elektriska komponenter

12. Bettertbdx enligt krevet 1, k e rt rt e t e e kn e d e v ett den er försedd med ett täcklock (880), som när det avlägsnas frilägger både batteripaketet och modulen (230, 330, 430, 530, 630, 730, 830).

13. Batteribox enligt något av kravet 11, k ä n n e t e c k n a d a v att modulen (230, 330, 430, 530, 630, 730, 830) är integrerad i täcklocket (880).

14. Batteribox enligt något av kraven 1-12, k ä n n e t e c k n a d a v att modulen är utformad som en av batteriboxens yttre begränsningsytor.

15. Batteribox enligt något av kraven 1-12, kännetecknad av att samtliga i modulen ingående elektriska komponenter är helt inkapslade i nämnda modul.