CN111836737A - 机动车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种机动车(1)，所述机动车具有车身(2)、动力电机、至少一个被设计为动力电池(3)的电蓄能器，该电蓄能器用于存储使动力电机运行的电能。在此提出，车身(2)和/或动力电池(3)的电池壳体(5)至少部分设有能发泡的防火覆层(10)。

Description

机动车
技术领域
本发明涉及一种机动车，该机动车具有车身、动力电机、至少一个被设计成动力电池的电蓄能器，该电蓄能器用于存储使动力电机运行的电能。
背景技术
现有技术例如由公开文本EP 2 843 727A1所公开。其描述了一种电池装置，其中吸水的聚合物被布置在电池壳体的内部空间中。一旦水被引入电池壳体中，密封膜就由于水的重力而撕裂。然后水被吸水的聚合物吸收。大部分的水然后以凝胶状的元素的形式存在。
此外公开文本WO 2015/113858A2描述了一种电池模块，该电池模块具有至少一个、优选多个电池单体，这些电池单体基本上板状地设计并且被泡沫材料结构包围，其中，该泡沫材料结构具有至少两个泡沫材料层，这些泡沫材料层具有相同的或不同的机械的、物理的和/或化学特性。
发明内容
本发明的任务是，提出一种机动车，其相比于已知机动车具有优点，尤其是在电蓄能器故障的情况下提供了特别高的安全性，尤其是对于机动车的乘客而言提供了特别高的安全性。
这根据本发明利用具有权利要求1特征的机动车实现。在此提出，车身和/或动力电池的电池壳体至少部分设有能发泡的防火覆层。
机动车具有电牵引机，其被设置和设计用于提供旨在驱动机动车的转矩。机动车因此以电动机动车或混合动力机动车的形式存在。牵引机能够用存储在电蓄能器中的电能运行。电蓄能器以动力电池的形式存在，该牵引机具有适配于牵引机的额定电压的电池电压。牵引机的电池电压优选为至少100V、至少200V、至少300V、至少400V、至少600V或至少800V。
蓄能器或动力电池优选具有多个电池单体，这些电池单体被布置在公共的电池壳体中。在蓄能器故障或失效的情况下，可能出现热气形成和/或温度升高。无论是热气还是温度升高都会造成机动车着火。为了防止火扩散或甚至及早地防止着火的发生，蓄能器、尤其是电池壳体优选至少部分包括阻燃的材料。由于蓄能器方面的技术进步，能量密度增加，并且随之而来在故障情况下释放的化学能也增加。单独使用阻燃材料可能不再足以隔离、减缓或完全阻止燃烧。此外，现有的阻燃材料也部分地不能在机动车的外部区域中使用。
因此提出，车身和/或电池壳体至少部分地设有防火覆层。该防火覆层可以因而位于车身上、电池壳体上或二者上。能发泡的防火覆层指的是在着火时或在热作用下发泡且因而层厚度明显变大的覆层。防火覆层因而被以特定的层厚度施加到车身和/或电池壳体上。只要防火覆层的温度小于特定的限值时，该层厚度保持不变。如果温度达到或超出限值，则该防火覆层发泡，从而层厚度从第一层厚度开始增大，即增大至第二层厚度，该第二层厚度大于第一层厚度。第二层厚度大得例如是第一层厚度的至少5倍、至少10倍、至少25倍、至少50倍、至少75倍或至少100倍。
限值优选被这样选择，使得限值大于在蓄能器常规运行时出现的温度，但小于在发生故障时预期的温度。由于防火覆层在着火时发泡，防火覆层的导热性能明显减低。在第一层厚度下，防火覆层就此具有第一导热性能，在第二层厚度下，防火覆层具有第二导热性能，其中第二导热性能比第一导热性能低。利用防火覆层因而能够在着火时实现蓄能器同机动车的其他区域的特别出色的热隔离。
本发明的另一实施方案提出，车身具有车身构件，该车身构件限定了用于接纳动力电池的电池接纳空间，并且在该车身构件的朝向电池接纳空间的一侧上设有防火覆层。该电池接纳空间被设计在机动车的车身中或车身上。该电池接纳空间至少部分被所述车身构件限定。例如，该车身构件以面式构件的形式存在，该面式构件布置在机动车的客舱与动力电池或电池接纳空间之间。
车身构件至少部分地限制所述电池接纳空间。但也可以被规定或设计成完全包围该电池接纳空间。在电池接纳空间中布置有动力电池。为了在着火时实现上面所述的隔离作用，车身构件在其朝向电池接纳空间的一侧上设有防火覆层。这应理解为，朝向电池接纳空间的那侧的至少一个区域具有防火覆层。特别优选的，车身构件的朝向电池接纳空间的整个侧都设有防火覆层。
在本发明的另外有利的实施方案中可以设置，车身构件在其背离电池接纳空间的那侧上具有防火覆层。因此作为在朝向电池接纳空间的那侧上的布置方案的替代或补充，防火覆层被布置在背离电池接纳空间的那侧上。特别优选的实施方案是，在两侧都有防火覆层，因为由此在火灾的情况下实现了特别好的阻隔效果。例如，这样设计在车身构件的朝向电池接纳空间的侧上的防火覆层，使得该防火覆层相比于在背离电池接纳空间的那侧上的防火覆层具有更高的活化温度。活化温度指的是，在该活化温度时或从该活化温度起防火覆层发泡。
本发明的特别优选的改进方案提出，车身构件是机动车的底板。在底板的情况下，电池接纳空间被布置在背离机动车客舱的那侧上，因此也就是在机动车所处的地面与底板之间。利用机动车的这种实施方案实现了蓄能器的特别节省空间的布置结构。
本发明的另一优选实施方案提出，电池接纳空间被设计得不受天气状况影响。例如，为此设有遮盖件，其被固定在机动车的底板上并且与底板一起包围电池接纳空间。遮盖件优选能够无损坏地拆松地紧固在底板上，以便能够容易地更换蓄能器。电池接纳空间的不受天气状况影响的设计方案应理解为，保护电池接纳空间，至少防止粗颗粒的污垢和/或临界水量的侵入。不受天气状况影响的设计方案因而并不意味着电池接纳空间是完全密封的，尤其并不意味着是完全防水的。电池接纳空间的不受天气状况影响的实施方案具有的优点是，可靠地防止了防火覆层由于环境因素、例如水而被损坏或钝化。
本发明的另一优选的实施方案提出，电池壳体在其外侧上具有防火覆层。附加或替代于在车身构件上的防火覆层，防火覆层也可以设置在电池壳体上。电池壳体优选只在其外侧上具有防火覆层，以避免布置在电池壳体中的电池单元在防火覆层发泡时受到机械损坏。电池壳体优选包括导热性能好的材料，尤其是其导热性能比在未发泡状态下的防火覆层更好。由此确保了在着火时在电池壳体中累积的热量被输送至防火覆层，从而使该防火覆层发泡，然后实现对动力电池的可靠的热隔离。
本发明的特别优选的另外的实施方式提出，防火覆层具有聚磷酸铵，聚氨酯和/或硅酸钠。例如，聚氨酯作为基材，在该基材中存在聚磷酸铵和/或硅酸钠。聚磷酸铵用于在温度超出限值时使防火覆层发泡。在此情况下，聚磷酸铵分解，从而产生磷酸。在此额外地在防火覆层中设有与磷酸进行反应生成使防火覆层发泡的气体的材料，例如多元醇。该多元醇与磷酸反应生成磷酸酯，由该磷酸酯最终生成导致防火覆层发泡的二氧化碳。
附加或替代于聚磷酸铵，可以使用硅酸钠在温度超出温度限值时实现防火覆层的发泡。所述材料实现了防火覆层在着火时的可靠发泡，还在很大程度上不受天气状况影响，因而能够直接应用在机动车上。
本发明的另一实施方案提出，使聚氨酯发泡。聚氨酯可以早在将其以防火覆层形式被施加时就已经部分发泡。因此在防火覆层不(继续)发泡的情况下就已经实现了一定程度上的隔热作用。聚氨酯的发泡还确保了防火覆层在着火时特别可靠地进行继续发泡。
本发明的改进方案提出，防火覆层是具有多个防火层的多重覆层。防火覆层因此包括多个防火层，这些防火层相继被涂覆以产生防火覆层。例如，每个防火层都包括相同材料。但这些防火层也可以至少部分包括不同的材料。例如，防火层中的第一防火层具有聚磷酸铵，防火层中的第二层具有磷酸钠，但不具有相应其他材料。通过使用多个防火层确保了在着火时防火覆层的特别有效的发泡，从而实现了好的隔热作用。
最后，在本发明的另一特别优选的实施方式中提出，防火覆层被设计为隔音层。例如可以提出，防火覆层被施加在隔音层上。因此在防火覆层与车身或壳体之间存在隔音层。该隔音层被这样设计，使得通过隔音层至少部分地阻止声音的扩散或声音的穿透。通过将防火覆层施加到隔音层上，因此不必在相应构件上单独地施加隔音层，从而实现了特别紧凑且节省空间的实施方案。但特别优选的是，防火覆层被用作隔音层。在此情况下进一步减小了空间需求。
附图说明
下面借助附图所示实施例详述本发明，而不限制本发明。在此，
唯一的附图示出了机动车的示意图。
具体实施方式
附图示出了机动车1的示意图，该机动车具有车身2。该机动车具有在此未示出的动力电机以及具有动力电池3，在该动力电池中能够存储用于运行动力电机的能量。动力电池3优选由多个电池单体4形成，但仅示例性地示出了其中一些。电池单体4被布置在电池壳体5中，电池壳体又位于机动车1的电池接纳空间6中。
电池接纳空间6至少部分地被车身2、即车身2的车身构件7限定。优选地，车身构件7如在此所示地被布置在机动车1的客舱8与动力电池3之间。例如，车辆构件7以机动车1的底板形式存在。电池接纳空间6可以借助遮盖件9被设计成不受天气状况影响。遮盖件9优选被紧固在车身2上，尤其是以可无损坏地拆松的方式被紧固，从而能够确保简单地更换动力电池3。
在车身构件7上至少部分地或全部地涂覆了能发泡的防火覆层10。防火覆层10被这样设计，使得防火覆层在动力电池3着火时或在电池接纳空间6中的温度超出限值时发泡，即增大其材料厚度。由此显著减小了防火覆层10的导热性能，从而尤其保护了客舱8不受动力电池3的热影响。
防火覆层10优选额外被用作隔音层，从而可以不必单独地施加或涂覆这种隔音层。当然，也可以替代地提出，防火覆层10被施加到隔音层上。在此情况下也实现了紧凑的设计方案。
机动车1的所述实施方案具有的优点是，使车身2以及尤其是客舱8得到可靠的保护，不受动力电池3的热影响。对此使用具有例如聚磷酸铵、聚氨酯和/或硅酸钠的能发泡的防火覆层10。

Claims (10)

1.一种机动车(1)，具有车身(2)、动力电机、至少一个被设计为动力电池(3)的电蓄能器，该电蓄能器用于存储使动力电机运行的电能，其特征在于，车身(2)和/或动力电池(3)的电池壳体(5)至少部分设有能发泡的防火覆层(10)。
2.根据权利要求1所述的机动车，其特征在于，车身(2)具有车身构件(7)，该车身构件限定了用于接纳动力电池(3)的电池接纳空间(6)，在该车身构件的朝向电池接纳空间(6)的一侧上设有防火覆层(10)。
3.根据上述权利要求之一所述的机动车，其特征在于，车身构件(7)在其背离电池接纳空间(6)的那侧上具有防火覆层(10)。
4.根据上述权利要求之一所述的机动车，其特征在于，车身构件(7)是机动车(1)的底板。
5.根据上述权利要求之一所述的机动车，其特征在于，电池接纳空间(6)被设计得不受天气状况影响。
6.根据上述权利要求之一所述的机动车，其特征在于，电池壳体(5)在其外侧上具有防火覆层(10)。
7.根据上述权利要求之一所述的机动车，其特征在于，防火覆层(10)具有聚磷酸铵、聚氨酯和/或硅酸钠。
8.根据上述权利要求之一所述的机动车，其特征在于，聚氨酯是能发泡的。
9.根据上述权利要求之一所述的机动车，其特征在于，防火覆层(10)是具有多个防火层的多重覆层。
10.根据上述权利要求之一所述的机动车，其特征在于，防火覆层(10)被设计为隔音层。
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