DE102010037631A1 - Armor arrangement for body of vehicle, comprises armor plate, and fiber composite material layer, which is arranged on armor plate, where battery cell is provided, which is received between armor plate and fiber composite material layer - Google Patents

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Abstract

The armor arrangement comprises an armor plate (1), and a fiber composite material layer (2), which is arranged on the armor plate. A battery cell (3) is provided, which is received between the armor plate and the fiber composite material layer. The battery cells are lithium-polymer cells. The armor plate is a steel plate. The fiber composite material layer is an aramid fiber or glass fiber. An independent claim is also included for a body comprises body components.

Description

Die Erfindung betrifft eine Panzerungsanordnung aus mehreren Schichten für eine Fahrzeug, welche eine Panzerplatte sowie eine auf der Panzerplatte angeordnete Schicht aus einem Faserverbundwerkstoff umfasst.The invention relates to an armor arrangement of several layers for a vehicle, which comprises an armor plate and a layer arranged on the armor plate of a fiber composite material.

Derartige Panzerungsanordnungen sind weitläufig bekannt. Derartige Verbundplatten dienen zur Panzerung von Fahrzeuginnenräumen, um Personen innerhalb des Fahrzeug vor Beschuss zu schützen. Hierbei dient primär die Panzerplatte, die eine Schicht der Verbundplatte der Panzerungsanordnung darstellt, dem Schutz vor Projektilen. Die Schicht aus Faseverbundwerkstoff dient dazu, für den Fall, dass ein Projektil die Panzerplatte durchdringt, zumindest den Streuwinkel des innen austretenden Projektils zu verringern oder dieses sogar zu stoppen.Such armor arrangements are widely known. Such composite panels serve to armor vehicle interiors to protect people within the vehicle from fire. This is primarily the armor plate, which represents a layer of the composite panel of the armor arrangement, the protection against projectiles. The layer of bevel composite material serves, in the event that a projectile penetrates the armor plate, at least to reduce the scattering angle of the projecting inside projectile or even stop it.

Ferner werden vermehrt Hybridfahrzeuge und Elektrofahrzeuge eingesetzt, bei denen zumindest ein Antriebsaggregat eine elektrische Maschine ist, für die elektrische Energie in Batterien bereitgestellt wird. Hybridfahrzeuge und rein elektrisch angetriebene Fahrzeuge finden auch immer mehr Anwendung in Off-Highway-Fahrzeugen. Ein zentrales Problem hierbei ist die Unterbringung der verhältnismäßig großen Batteriemodule, die zur Speisung der elektrischen Maschine erforderlich sind. Bei bekannten Hybridfahrzeugen oder rein elektrisch angetriebenen Fahrzeugen ist der Innenraum der Fahrzeuge durch den Einbau der Batteriemodule deutlich reduziert.Furthermore, more and more hybrid vehicles and electric vehicles are used, in which at least one drive unit is an electric machine, is provided for the electrical energy in batteries. Hybrid vehicles and purely electrically powered vehicles are also finding increasing use in off-highway vehicles. A central problem here is the accommodation of the relatively large battery modules that are required to power the electrical machine. In known hybrid vehicles or purely electrically driven vehicles, the interior of the vehicles is significantly reduced by the installation of the battery modules.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Lösung bereitzustellen, bei der die Batterien von Hybridfahrzeugen oder von rein elektrisch angetriebenen Fahrzeugen platzsparend im Fahrzeug untergebracht werden können.Object of the present invention is to provide a solution in which the batteries of hybrid vehicles or purely electrically driven vehicles can be accommodated to save space in the vehicle.

Bei gepanzerten Fahrzeugen ist eine platzsparende Unterbringung der Batterien durch eine Panzerungsanordnung gemäß Anspruch 1 möglich. Eine weitere Lösung besteht in einer Karosserie gemäß dem Merkmal des Anspruchs 6.In armored vehicles, a space-saving storage of the batteries by an armor arrangement according to claim 1 is possible. Another solution consists in a body according to the feature of claim 6.

Der besondere Vorteil bei der erfindungsgemäßen Panzerungsanordnung und der erfindungsgemäßen Karosserie besteht darin, dass die einzelnen Batteriezellen, die zu einer Batterie zusammengeschaltet sind, nicht wie üblich in einem gemeinsamen Gehäuse aufgenommen sind sondern dezentral innerhalb der Panzerungsanordnung oder an der Karosserie angeordnet sind. Die einzelnen Batteriezellen sind deutlich kleiner und in der Regel flächig ausgebildet, so dass diese platzsparend innerhalb der Panzerungsanordnung beziehungsweise an unterschiedlichen Karosseriebauteilen angeordnet werden können.The particular advantage of the armor arrangement according to the invention and the body according to the invention is that the individual battery cells, which are connected together to form a battery, are not included as usual in a common housing but are arranged decentrally within the armor arrangement or on the body. The individual battery cells are much smaller and generally flat, so that they can be arranged to save space within the armor arrangement or on different body parts.

Vorzugsweise handelt es sich bei den Batteriezellen um Lithium-Polymer-Zellen. Diese weisen keine flüssigen Elektrolyte auf sondern ein Elektrolyt auf Polymerbasis, das gelartige Eigenschaften aufweist. Diese Batteriezellen haben den Vorteil, dass sie bei einer Beschädigung nicht auslaufen können. Ferner werden diese üblicherweise in eine flexible Kunststoffumhüllung eingeschweißt und weisen eine flächige Form auf, so dass diese platzsparend untergebracht werden können.Preferably, the battery cells are lithium polymer cells. These have no liquid electrolytes but a polymer-based electrolyte having gel-like properties. These battery cells have the advantage that they can not leak if damaged. Furthermore, these are usually welded into a flexible plastic sheath and have a flat shape, so that they can be accommodated to save space.

Vorzugsweise ist in der Schicht aus Faserverbundwerkstoff je Batteriezelle eine der Panzerplatte zugewandte Ausnehmung eingebracht, in welcher die zumindest eine Batteriezelle aufgenommen ist.Preferably, one of the armor plate facing recess is introduced in the layer of fiber composite material per battery cell, in which the at least one battery cell is received.

Ferner können zwischen der Panzerplatte und der Schicht aus Faserverbundwerkstoff oder innerhalb der Schicht aus Faserverbundwerkstoff Verkabelungen und/oder zumindest ein Steuergerät der Batterie angeordnet sei. Somit ist im Grunde die gesamte Batterie einschließlich der Batteriezellen und der erforderlichen Elektronik und Verkabelung innerhalb der Panzerungsanordnung angeordnet.Furthermore, cabling and / or at least one control unit of the battery may be arranged between the armor plate and the layer of fiber composite material or within the layer of fiber composite material. Thus, basically the entire battery, including the battery cells and the required electronics and wiring, is located within the armor assembly.

Die Schicht aus Faserverbundwerkstoff besteht vorzugsweise aus mehreren Lagen aus Fasermatten, die miteinander verklebt sind und zusammen mehrere Zentimeter dick sein können. Hierbei kann zur Unterbringung der Batteriezelle eine Ausnehmung in die Schicht aus Faserverbundwerkstoff eingebracht sein. Dies wird bevorzugt dadurch erzielt, dass einige der Fasermatten teilweise ausgeschnitten werden, wobei die Ausschnitte der Fasermatten übereinandergelegt werden, so dass ein Durchbruch durch die aufeinandergelegten Fasermatten entsteht. Abschließend wird auf einer Seite eine Mehrzahl von Fasermatten über die Ausnehmung gelegt, um diese zu verschließen. Die einzelnen Fasermatten werden miteinander verklebt und dann auf die Panzerplatte geklebt oder anderweitig mechanisch verbunden. In gleicher Weise können Ausnehmungen für Steuergeräte und Kanäle für Verkabelungen in die Schicht aus Faserverbundwerkstoff eingebracht werden. Die Verkabelungen können jedoch auch in Kanälen zwischen mindestens zwei nicht mit Ausnehmungen versehenen Fasermatten angeordnet sein, so dass die Verkabelung durchaus keinen Kontakt zu Panzerplatte haben muss. Somit wäre die Verkabelung vollständig in die Schicht aus Faserverbundwerkstoff integriert. Grundsätzlich ist dies für die Steuergeräte oder die Batteriezelle auch denkbar.The layer of fiber composite material preferably consists of several layers of fiber mats, which are glued together and together can be several centimeters thick. In this case, a recess can be introduced into the layer of fiber composite material for accommodating the battery cell. This is preferably achieved by partially cutting out some of the fiber mats, with the cutouts of the fiber mats being superimposed to form a breakthrough through the superimposed fiber mats. Finally, a plurality of fiber mats are placed over the recess on one side in order to close them. The individual fiber mats are glued together and then glued to the armor plate or otherwise mechanically connected. Similarly, recesses for control devices and channels for cabling may be incorporated into the layer of fiber composite. However, the cabling can also be arranged in channels between at least two not provided with recesses fiber mats, so that the wiring must have absolutely no contact with armor plate. Thus, the cabling would be fully integrated into the layer of fiber composite. In principle, this is also conceivable for the control units or the battery cell.

Vorzugsweise ist die Panzerplatte eine Stahlplatte. Der Faserverbundwerkstoff kann Aramidfasern oder Glasfasern umfassen.Preferably, the armor plate is a steel plate. The fiber composite may comprise aramid fibers or glass fibers.

Bei der Anordnung der Batteriezellen an unterschiedlichen Karosserienbauteilen können die Batteriezellen zwischen einem Karosserieblech und einer Innenverkleidung des Fahrzeugs angeordnet sein.When arranging the battery cells on different body components, the battery cells can be arranged between a body panel and an interior trim of the vehicle.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Panzerungsanordnung wird im Folgenden anhand der Figur näher erläutert. Diese zeigt eine schematische Darstellung einer Panzerungsanordnung im Längsschnitt. Die Panzerungsanordnung umfasst eine Panzerplatte 1, welche vorzugsweise durch eine Stahlplatte gebildet ist. Auf einer dem Fahrzeuginneren zugewandten Seite der Panzerplatte 1 ist eine Schicht aus einem Faserverbundwerkstoff 2, zum Beispiel einem Glasfaserverbundwerkstoff oder Aramidfaserverbundwerkstoff, aufgebracht. Zwischen der Panzerplatte 1 und der Schicht aus Faserverbundwerkstoff 2 ist eine Batteriezelle 3, vorzugsweise eine Lithium-Polymer-Zelle, angeordnet. Im vorliegenden Fall ist in die Schicht aus Faserverbundwerkstoff 2 eine Ausnehmung 4 eingebracht, die der Panzerplatte 1 zugewandt ist und in die die Batteriezelle 3 aufgenommen ist.A preferred embodiment of the armor arrangement will be explained in more detail below with reference to FIG. This shows a schematic representation of an armor arrangement in longitudinal section. The armor arrangement comprises an armor plate 1 , which is preferably formed by a steel plate. On a side of the armor plate facing the vehicle interior 1 is a layer of a fiber composite material 2 , For example, a glass fiber composite material or Aramidfaserverbundwerkstoff applied. Between the armor plate 1 and the layer of fiber composite material 2 is a battery cell 3 , preferably a lithium polymer cell. In the present case is in the layer of fiber composite material 2 a recess 4 introduced, the armor plate 1 is facing and into which the battery cell 3 is included.

Die Batteriezelle 3 ist somit in die Schicht des Faserverbundwerkstoffs 2 integriert und ist Teil der Panzerung. Die Batteriezelle 3 übernimmt somit die Aufgabe eines passiven Schutzes vor Projektilen. Darüber hinaus bietet die Batteriezelle 3 auch einen aktiven Schutz beim Eindringen von Projektilen, in dem bei eindringendem Material ein hoher Kurzschlussstrom entsteht, der Projektilteile schmelzen kann.The battery cell 3 is thus in the layer of the fiber composite material 2 integrated and is part of the armor. The battery cell 3 thus assumes the task of passive protection against projectiles. In addition, the battery cell provides 3 also active protection when penetrating projectiles, in which a high short-circuit current arises when penetrating material, the projectile parts can melt.

Darüber hinaus hat die Batteriezelle 3 auch eine schalldämmende Wirkung und kann derart ausgelegt werden, dass Resonanzfrequenzen positiv verschoben werden. Des weiteren hat die Batteriezelle 3 eine gewisse Eigensteifigkeit und -festigkeit und kann daher auch zur Stabilität der gesamten Panzerungsanordnungen und somit der Karosserie des Fahrzeugs beitragen.In addition, the battery cell has 3 also a sound-absorbing effect and can be designed so that resonant frequencies are shifted positively. Furthermore, the battery cell has 3 a certain inherent rigidity and strength and can therefore contribute to the stability of the entire armor arrangements and thus the body of the vehicle.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Panzerplattearmor-plate
22
Schicht aus FaserverbundwerkstoffenLayer of fiber composites
33
Batteriezellebattery cell
44
Ausnehmungrecess

Claims (9)

Panzerungsanordnung aus mehreren Schichten für ein Fahrzeug, welche eine Panzerplatte (1) sowie eine auf der Panzerplatte (1) angeordnete Schicht aus einem Faserverbundwerkstoff (2) umfasst, wobei zwischen der Panzerungsplatte (1) und der Schicht aus Faserverbundwerkstoff (2) zumindest eine Batteriezelle (3) aufgenommen ist, die Bestandteil einer mehrere in Reihe geschaltete Batteriezellen (3) umfassenden Batterie ist.Multi-layer armor assembly for a vehicle having an armor plate ( 1 ) and one on the armor plate ( 1 ) arranged layer of a fiber composite material ( 2 ), wherein between the armor plate ( 1 ) and the layer of fiber composite material ( 2 ) at least one battery cell ( 3 ), which is part of a plurality of battery cells connected in series ( 3 ) is comprehensive battery. Panzerungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriezellen (3) Lithium-Polymer-Zellen sind.An armor arrangement according to claim 1, characterized in that the battery cells ( 3 ) Are lithium polymer cells. Panzerungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Schicht aus Faserverbundwerkstoff (2) je Batteriezelle (3) eine der Panzerplatte (1) zugewandte Ausnehmung (4) eingebracht ist, in welcher die zumindest eine Batteriezelle (3) aufgenommen ist.Armor arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that in the layer of fiber composite material ( 2 ) per battery cell ( 3 ) one of the armor plate ( 1 ) facing recess ( 4 ) is introduced, in which the at least one battery cell ( 3 ) is recorded. Panzerungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Panzerplatte (1) und der Schicht aus Faserverbundwerkstoff (2) oder innerhalb der Schicht aus Faserverbundwerkstoff (2) Verkabelungen und/oder zumindest ein Steuergerät der Batterie angeordnet sind.An armor arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that between the armor plate ( 1 ) and the layer of fiber composite material ( 2 ) or within the layer of fiber composite material ( 2 ) Cabling and / or at least one control unit of the battery are arranged. Panzerungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Panzerplatte (1) eine Stahlplatte ist.Armor arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the armor plate ( 1 ) is a steel plate. Panzerungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Faserverbundwerkstoff (2) Aramidfasern oder Glasfasern umfasst.Armor arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the fiber composite material ( 2 ) Aramid fibers or glass fibers. Karosserie eines Fahrzeugs mit mehreren in Reihe geschalteten und eine Batterie bildenden Batteriezellen (3), wobei die Batteriezellen (3) an unterschiedlichen Karosseriebauteilen befestigt sind.Body of a vehicle having a plurality of battery cells connected in series and forming a battery ( 3 ), the battery cells ( 3 ) are attached to different body parts. Karosserie nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Karosseriebauteile eine Panzerungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 ist.Body according to claim 7, characterized in that at least one of the body parts is an armor arrangement according to one of claims 1 to 5. Karosserie nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Batteriezellen (3) zwischen eine Karosserieblech und einer Innenverkleidung angeordnet ist.Body according to one of claims 7 or 8, characterized in that at least one of the battery cells ( 3 ) is arranged between a body panel and an interior trim.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102018113191A1 (en) * 2018-06-04 2019-12-05 Ffg Flensburger Fahrzeugbau Gesellschaft Mbh Vehicle with a battery for supplying the vehicle with electrical energy

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