DE102014011609A1

DE102014011609A1 - Kraftfahrzeug mit wenigstens einer Hochvolt-Batterie

Info

Publication number: DE102014011609A1
Application number: DE102014011609.3A
Authority: DE
Inventors: Michael Mückner
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2014-08-05
Filing date: 2014-08-05
Publication date: 2015-03-12

Abstract

Es wird ein Kraftfahrzeug (1) mit wenigstens einer Hochvolt-Batterie (3) und wenigstens einer in einem Normalbetrieb des Kraftfahrzeugs (1) zur Durchleitung von Luft eingerichteten und/oder eine von der Hochvolt-Batterie (3) unabhängige Funktion ausfüllenden Funktionsöffnung (5), vorgeschlagen. Das Kraftfahrzeug (1) ist gekennzeichnet durch eine Fluidverbindung (33) von der Funktionsöffnung (5) zu der Hochvolt-Batterie (3), wobei die Fluidverbindung (33) eingerichtet ist, um in einem Löschbetrieb eine Löschflüssigkeit von der Funktionsöffnung (5) zu der Hochvolt-Batterie (3) zu leiten.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer Hochvolt-Batterie gemäß Anspruch 1.
Aus der französischen Offenlegungsschrift FR 2 991 258 A1 ist ein Kraftfahrzeug bekannt, welches eine in einem Gehäuse angeordnete Hochvolt-Batterie aufweist, wobei sich das Gehäuse zu einer Außenhülle des Kraftfahrzeugs hin in einer Rohrleitung fortsetzt, welche eine öffenbare Verschlusseinrichtung aufweist. Die Verschlusseinrichtung ist unter wenigstens einer in einem Brandfall vorliegenden Bedingung öffenbar, sodass Löschwasser durch die Rohrleitung in das Gehäuse der Hochvolt-Batterie geleitet werden kann. Dabei ist es möglich, dass die Verschlusseinrichtung ein Ventil aufweist, welches unter der Einwirkung eines Löschwasserdrucks öffnet. Es ist auch möglich, dass die Verschlusseinrichtung ein dünnes Verschlusselement aufweist, welches unter der Einwirkung des Löschwasserdrucks perforiert wird. Weiterhin ist es möglich, dass die Verschlusseinrichtung ein hitzeempfindliches Material aufweist, wobei sie unter Einwirkung von im Brandfall freiwerdender Hitze öffnet, beispielsweise indem das hitzeempfindliche Material schmilzt.
Nachteilig hierbei ist, dass im Notfall tatsächlich Bedingungen vorliegen müssen, unter denen die Ventileinrichtung öffnet. Steht kein ausreichender Löschwasserdruck zur Verfügung oder ist die in einem Brandfall entstehende Hitze nicht ausreichend in dem Bereich der Verschlusseinrichtung lokalisiert, ist es möglich, dass diese nicht öffnet, sodass kein Löschwasser in das Gehäuse der Hochvolt-Batterie geleitet werden kann. Die Hochvolt-Batterie kann dann nicht gelöscht oder vor den Einwirkungen eines in einem anderen Bereich des Kraftfahrzeugs lokalisierten Brandes geschützt werden.
Generell ist in Zusammenhang mit Hochvolt-Batterien, wie sie beispielsweise in Elektrofahrzeugen oder Hybrid-Fahrzeugen Anwendung finden, problematisch, dass diese im Fall eines Brandes mit einer großen Menge Löschflüssigkeit, insbesondere mit sehr viel Wasser, gekühlt werden sollten. Da solche Batterien typischerweise im Bereich eines Unterbodens des Kraftfahrzeugs angeordnet sind, sind sie für Löschflüssigkeit nur eingeschränkt zugänglich. Zwar sind bereits Lösungen vorgeschlagen worden, die einen eigenen Zugang für brandlöschende Personen, beispielsweise Feuerwehrleute, durch einen Innenraum des Kraftfahrzeugs vorsehen, dies erfordert aber entweder einen bereits abgebrannten Kraftfahrzeug-Innenraum oder Arbeiten des Löschpersonals im brennenden Kraftfahrzeug, um einen Zugang zu der Löschöffnung zu schaffen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kraftfahrzeug zu schaffen, welches die genannten Nachteile nicht aufweist.
Die Aufgabe wird gelöst, indem ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 geschaffen wird. Dieses weist wenigstens eine Hochvolt-Batterie auf, sowie wenigstens eine in einem Normalbetrieb des Kraftfahrzeugs zur Durchleitung von Luft eingerichtete Funktionsöffnung und/oder wenigstens eine Funktionsöffnung, die in dem Normalbetrieb eine von der Hochvolt-Batterie unabhängige Funktion ausfüllt. Das Kraftfahrzeug zeichnet sich durch eine Fluidverbindung von der Funktionsöffnung zu der Hochvolt-Batterie aus, wobei die Fluidverbindung eingerichtet ist, um in einem Löschbetrieb eine Löschflüssigkeit von der Funktionsöffnung zu der Hochvolt-Batterie zu leiten. Indem zur Durchleitung der Löschflüssigkeit eine Funktionsöffnung verwendet wird, die in einem Normalbetrieb zur Durchleitung von Luft vorgesehen ist und/oder eine von der Hochvolt-Batterie unabhängige Funktion ausfüllt, wird eine ohnehin vorgesehene Funktionsöffnung im Löschbetrieb zum Löschen oder Kühlen der Hochvolt-Batterie umfunktioniert, sodass es keiner separaten Fluidverbindung für die Löschflüssigkeit bedarf. Indem die Fluidverbindung von der Funktionsöffnung zu der Hochvolt-Batterie bereitgestellt wird, kann die ohnehin vorgesehene Funktionsöffnung auch zum Löschen oder Kühlen der Hochvolt-Batterie in dem Löschbetrieb verwendet werden. Da die Funktionsöffnung im Normalbetrieb eine von der Löschfunktion unabhängige Funktion ausfüllt, wobei sie insbesondere der Durchleitung von Luft dient, ist es nicht nötig, diese mit einer Ventileinrichtung zu verschließen. Die Funktionsöffnung ist demnach bevorzugt dauerhaft auch entlang der Fluidverbindung zu der Hochvolt-Batterie offen ausgebildet. Im Löschbetrieb kann daher Löschflüssigkeit durch die Funktionsöffnung auch dann zu der Hochvolt-Batterie gelangen, wenn kein ausreichender Löschdruck zur Verfügung steht oder eine Hitzeverteilung in dem Kraftfahrzeug derart ausgestaltet ist, dass eine entsprechende Ventileinrichtung einer eigens vorgesehenen Rohrverbindung zum Löschen nicht temperaturbedingt öffnen würde.
Zum Löschen und/oder Kühlen der Hochvolt-Batterie kann es sogar ausreichen, manuell beispielsweise mittels eines Eimers Wasser auf die Funktionsöffnung zu gießen oder in diese zu schütten. Es bedarf also insbesondere nicht notwendigerweise eines durch eine Feuerwehrpumpe erzeugten, erhöhten Löschwasserdrucks.
Die Fluidverbindung ist bevorzugt eingerichtet zur Durchleitung von Löschwasser, also einer Löschflüssigkeit, die Wasser aufweist oder aus Wasser besteht.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Kraftfahrzeugs ist die Fluidverbindung als Rampe ausgebildet. Dies stellt eine besonders einfache und kostengünstige Ausgestaltung der Fluidverbindung dar, insbesondere weil es keiner Verlegung einer Rohrleitung bedarf. Vielmehr kann eine solche Rampe beispielsweise bereits durch eine geeignete Gestaltung von ohnehin vorhandenen Fahrzeugkomponenten bereitgestellt werden, die entsprechend ansteigende oder abfallende Flächen aufweisen, welche von der Funktionsöffnung zu der Hochvolt-Batterie führen. Es ist bevorzugt vorgesehen, dass die Funktionsöffnung geodätisch oberhalb der Hochvolt-Batterie angeordnet ist, sodass Löschflüssigkeit schwerkraftgetrieben von der Funktionsöffnung zu der Hochvolt-Batterie gelangen kann.
Es ist auch ein Ausführungsbeispiel des Kraftfahrzeugs möglich, bei welchem die Fluidverbindung als Fluidleitung, insbesondere als Rohrverbindung, ausgebildet sein kann. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass jedenfalls eine Hauptmenge oder sogar die gesamte Löschflüssigkeit, welche in die Funktionsöffnung gelangt, auch zu der Hochvolt-Batterie weitergeleitet wird.
Das Kraftfahrzeug weist vorzugsweise eine Mehrzahl von Funktionsöffnungen auf, wobei bevorzugt auch eine Mehrzahl von Fluidverbindungen vorgesehen ist, insbesondere so, dass die Hochvolt-Batterie über eine Mehrzahl von Fluidverbindungen mit einer Mehrzahl von Funktionsöffnungen verbunden ist. Dabei kann entweder eine erhöhte Menge von Löschflüssigkeit gleichzeitig über verschiedene Funktionsöffnungen zu der Hochvolt-Batterie geleitet werden, oder es wird der Vorteil erzielt, dass im Notfall rasch eine von mehreren Funktionsöffnungen zum Löschen und/oder Kühlen der Hochvolt-Batterie ausgewählt werden kann, ohne dass es einer genauen Betrachtung der Frage bedarf, welche Funktionsöffnung tatsächlich zur Durchleitung von Löschflüssigkeit zu der Hochvolt-Batterie geeignet ist.
Es wird ein Ausführungsbeispiel des Kraftfahrzeugs bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass die Funktionsöffnung als Luftansaugöffnung, insbesondere zur Frischluftansaugung – bevorzugt zur Durchleitung in einen Fahrzeuginnenraum –, als Kühlöffnung, insbesondere zur Durchleitung von Kühlungsluft zum Kühlen des Kraftfahrzeuginnenraums und/oder des Kraftfahrzeugantriebs, oder als Luftauslassöffnung, insbesondere als Luftauslass in einem Heckbereich des Kraftfahrzeugs, ausgebildet ist. Solche Funktionsöffnungen sind ohnehin und unabhängig von der Hochvolt-Batterie an einem Kraftfahrzeug vorgesehen, wobei diese in vorteilhafter Weise in dem Löschbetrieb zur Einleitung von Löschflüssigkeit verwendet werden können. Auch andere Funktionsöffnungen, insbesondere solche, welche im Normalbetrieb des Kraftfahrzeugs eine von der Hochvoltbatterie unabhängige Funktion ausfüllen, können zur Durchleitung von Löschflüssigkeit in dem Löschbetrieb verwendet werden. Es ist auch möglich, dass eine Funktionsöffnung verwendet wird, die im Normalbetrieb vorgesehen ist, um Kühlluft zu der Hochvolt-Batterie zu führen, beispielsweise um diese durch Zuleitung von Fahrtwind zu kühlen.
Es wird auch ein Ausführungsbeispiel des Kraftfahrzeugs bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass die Fluidverbindung auf wenigstens eine Außenfläche der Hochvolt-Batterie oder auf wenigstens eine Außenfläche eines Gehäuses für die Hochvolt-Batterie gerichtet ist. Die Löschflüssigkeit wird so auf die Hochvolt-Batterie geführt, wobei dies bevorzugt so erfolgt, dass alle Außenflächen der Hochvolt-Batterie oder des Gehäuses benetzt und damit gekühlt werden. Somit ist eine effiziente Kühlung und/oder Löschung der Hochvolt-Batterie möglich.
Alternativ oder zusätzlich ist bevorzugt vorgesehen, dass die Fluidverbindung in ein Gehäuse für die Hochvolt-Batterie mündet. Es ist in diesem Fall möglich, das Gehäuse mit Löschflüssigkeit zu fluten, um so die Hochvolt-Batterie besonders effizient zu löschen, und/oder zu kühlen.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Kraftfahrzeugs ist vorgesehen, dass die Hochvolt-Batterie im Bereich eines Unterbodens des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Dies entspricht einer bevorzugten Einbaulage für eine Hochvolt-Batterie, bei welcher diese insbesondere in Hinblick auf eine Aufprallgefährdung bei einem Unfall besonders geschützt und zugleich vorteilhaft in Bezug auf ein zu erreichendes Innenvolumen des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Die Hochvolt-Batterie ist bevorzugt in dem Unterboden oder unter dem Unterboden angeordnet.
Es wird auch ein Ausführungsbeispiel des Kraftfahrzeugs bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass die Funktionsöffnung eine die Funktion im Löschbetrieb anzeigende Sichtmarkierung aufweist. Dies ist vor allem dann vorteilhaft, wenn entweder nicht jede vorhandene Funktionsöffnung des Kraftfahrzeugs über eine Fluidverbindung mit der Hochvolt-Batterie verbunden ist, oder wenn nicht alle Kraftfahrzeuge einer Baureihe mit einer entsprechenden Funktionsöffnung versehen sind. Über die Sichtmarkierung wird dann dem Löschpersonal in einfacher und sicherer Weise angezeigt, ob das Kraftfahrzeug überhaupt eine zum Löschen oder Kühlen der Hochvolt-Batterie geeignete Funktionsöffnung aufweist, und um welche der Funktionsöffnungen es sich dabei gegebenenfalls handelt. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, dass die entsprechend eingerichtete Funktionsöffnung eine farblich hervorgehobene, insbesondere rote Umrandung aufweist.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Kraftfahrzeugs ist vorgesehen, dass die Hochvolt-Batterie als Lithium-Ionen-Batterie ausgebildet ist. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine besonders effiziente Speicherung von elektrischer Energie bei kleinem Bauraum.
Schließlich wird ein Ausführungsbeispiel des Kraftfahrzeugs bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass dieses als Elektrofahrzeug ausgebildet ist. Dabei ist es möglich, dass das Kraftfahrzeug ausschließlich elektrisch angetrieben ist. Alternativ ist es möglich, dass das Kraftfahrzeug als Hybrid-Fahrzeug ausgebildet ist, insbesondere mit einem sogenannten Mild-Hybrid-Antrieb oder einem Voll-Hybrid-Antrieb. Dabei sind insbesondere eine Brennkraftmaschine und wenigstens eine elektrische Maschine in paralleler oder serieller Antriebsanordnung miteinander wirkverbunden.
Unter einer Hochvolt-Batterie wird im Kontext der vorliegenden Erfindung insbesondere eine elektrochemische Zelle verstanden, welche eine ausreichende Spannung aufweist, um einen elektrischen Antrieb eines Elektrofahrzeugs oder eines Hybrid-Fahrzeugs zu betreiben.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs.
Die Figur zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Kraftfahrzeugs 1, welches eine Hochvolt-Batterie 3 und wenigstens eine Funktionsöffnung 5 aufweist. Dabei sind hier zwei verschiedene Funktionsöffnungen dargestellt, nämlich zum einen eine Luftansaugöffnung 7 zur Ansaugung von Frischluft in einem Frontbereich 9 des Kraftfahrzeugs 1, und eine Luftauslassöffnung 11 in einem Heckbereich 13 des Kraftfahrzeugs.
Die hier dargestellten Funktionsöffnungen 5 sind also insbesondere zur Durchleitung von Luft in einem Normalbetrieb des Kraftfahrzeugs 1 vorgesehen und weisen eine von der Hochvolt-Batterie 3 unabhängige Funktion auf.
Die Hochvolt-Batterie 3 ist mit wenigstens einem Antriebsmodul 15 wirkverbunden, wobei ein Frontantriebsmodul 17 vorgesehen sein kann. Alternativ oder zusätzlich kann ein Heckantriebsmodul 19 vorgesehen sein. Das wenigstens eine Antriebsmodul 15 weist vorzugsweise wenigstens eine elektrische Maschine auf, welche mit der Hochvolt-Batterie 3 elektrisch wirkverbunden ist.
Die Hochvolt-Batterie 3 ist hier in einem Unterbodenbereich 21, insbesondere unterhalb eines Unterbodens 23, angeordnet. Außerdem sind noch eine Stirnwand 25, eine Rückwand 27 sowie ein Kofferboden 29 dargestellt, welche einen Innenraum 31 des Kraftfahrzeugs von anderen Bereichen desselben und insbesondere von der Hochvolt-Batterie 3 trennen.
Von den Funktionsöffnungen 5 führt jeweils eine Fluidverbindung 33 zu der Hochvolt-Batterie 3, wobei die Fluidverbindungen 33 eingerichtet sind, um in einem Löschbetrieb eine Löschflüssigkeit, insbesondere Löschwasser, von den Funktionsöffnungen 5 zu der Hochvolt-Batterie 3 zu leiten. Die Fluidverbindungen 33 sind bevorzugt als Rampen 35 ausgebildet. Diese können durch ohnehin vorhandene Kraftfahrzeugkomponenten beziehungsweise deren Oberflächen ausgebildet oder aber separat und eigens für ihre Funktion im Löschbetrieb in dem Kraftfahrzeug 1 angeordnet und montiert sein. Es ist alternativ auch möglich, dass wenigstens eine der Fluidverbindungen 33 als Leitung, insbesondere als Rohrverbindung, ausgebildet ist.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel zeigt sich, dass die Fluidverbindungen 33 auf eine in Kraftfahrzeug-Hochrichtung gesehen oben liegende Außenfläche 37 ausgerichtet sind. Auf diese Weise ist es möglich, die Hochvolt-Batterie 3 im Bereich der Außenfläche 37 mit Löschflüssigkeit zu überströmen, wobei dieses an den Seiten der Hochvolt-Batterie ablaufen und diese so auch entlang ihres gesamten Umfangs kühlen kann.
Alternativ ist es möglich, dass wenigstens eine der Fluidverbindungen 33 in ein Gehäuse für die Hochvolt-Batterie mündet, sodass das Innere des Gehäuses mit der Hochvolt-Batterie 3 mit Löschflüssigkeit geflutet werden kann.
Die Hochvolt-Batterie 3 ist bevorzugt als Lithium-Ionen-Batterie ausgebildet. Das Kraftfahrzeug 1 ist vorzugsweise als Elektro-Kraftfahrzeug oder als Hybrid-Fahrzeug ausgebildet.
Die Funktionsöffnungen 5 weisen vorzugsweise eine ihre Funktion im Löschbetrieb anzeigende Sichtmarkierung, beispielsweise eine rote Umrandung, auf.
Insgesamt zeigt sich, dass es bei dem Kraftfahrzeug 1 in besonders einfacher und äußerst sicherer Weise möglich ist, eine Löschflüssigkeit, insbesondere Löschwasser, im Brandfall zu der Hochvolt-Batterie 3 zu führen, um diese zu löschen und/oder zu kühlen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

FR 2991258 A1 [0002]

Claims

Kraftfahrzeug (1) mit wenigstens einer Hochvolt-Batterie (3) und wenigstens einer in einem Normalbetrieb des Kraftfahrzeugs (1) zur Durchleitung von Luft eingerichteten und/oder eine von der Hochvolt-Batterie (3) unabhängige Funktion ausfüllenden Funktionsöffnung (5), gekennzeichnet durch eine Fluidverbindung (33) von der Funktionsöffnung (5) zu der Hochvolt-Batterie (3), wobei die Fluidverbindung (33) eingerichtet ist, um in einem Löschbetrieb eine Löschflüssigkeit von der Funktionsöffnung (5) zu der Hochvolt-Batterie (3) zu leiten.
Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidverbindung (33) als Rampe (35) oder als Leitung, insbesondere als Rohrverbindung, ausgebildet ist.
Kraftfahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsöffnung (5) als Luftansaugöffnung, als Kühlöffnung, oder als Luftauslassöffnung ausgebildet ist.
Kraftfahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidverbindung (33) auf wenigstens eine Außenfläche (37) der Hochvolt-Batterie (3) oder eines Gehäuses für die Hochvolt-Batterie (3) gerichtet ist, oder dass die Fluidverbindung (33) in ein Gehäuse für die Hochvolt-Batterie (3) mündet.
Kraftfahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochvolt-Batterie im Bereich eines Unterbodens (23) des Kraftfahrzeugs (1) angeordnet ist.
Kraftfahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsöffnung (5) eine ihre Funktion im Löschbetrieb anzeigende Sichtmarkierung aufweist.
Kraftfahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochvolt-Batterie (3) als Lithium-Ionen-Batterie ausgebildet ist.
Kraftfahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug (1) als Elektro-Fahrzeug oder als Hybrid-Fahrzeug ausgebildet ist.