DE102016201326A1 - Detecting device for detecting and visualizing at least one acting on the detection device acceleration and motor vehicle with such a detection device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Erfassungseinrichtung (6) zum Erfassen und Visualisieren wenigstens einer auf die Erfassungseinrichtung (6) wirkenden Beschleunigung, wobei die Erfassungseinrichtung (6) wenigstens einen Arbeitsraum (8), welcher durch wenigstens eine Trennwand (9) in eine erste Kammer (10) und wenigstens eine zweite Kammer (11) unterteilt ist, und wenigstens ein Durchdringungselement (12) aufweist, mittels welchem infolge der auf die Erfassungseinrichtung (6) wirkenden Beschleunigung unter Beschädigen der Trennwand (9) wenigstens eine Durchgangsöffnung in der Trennwand (9) ausbildbar ist.The invention relates to a detection device (6) for detecting and visualizing at least one acceleration acting on the detection device (6), wherein the detection device (6) has at least one working space (8) which is separated by at least one partition wall (9) into a first chamber (10 ) and at least one second chamber (11), and at least one penetrating element (12), by means of which on the detection device (6) acting acceleration under damaging the partition wall (9) at least one through hole in the partition wall (9) can be formed is.
Description
Die Erfindung betrifft eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen und Visualisieren wenigstens einer auf die Erfassungseinrichtung wirkenden Beschleunigung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer solchen Erfassungseinrichtung.The invention relates to a detection device for detecting and visualizing at least one acting on the detection device acceleration according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a motor vehicle with at least one such detection device.
Kraftfahrzeuge wie beispielsweise Elektro- oder Hybridfahrzeuge sind aus dem allgemeinen Stand der Technik und insbesondere aus dem Serienfahrzeugbau bereits hinlänglich bekannt. Dabei umfasst das jeweilige Kraftfahrzeug wenigstens eine erste Komponente, welche beispielsweise als Hochvolt-Energiespeicher ausgebildet ist. Ferner umfasst das Kraftfahrzeug beispielsweise eine zweite Komponente, welche als eine elektrische Maschine ausgebildet ist, mittels welcher das Kraftfahrzeug antreibbar ist. Mit anderen Worten ist die elektrische Maschine zum Antreiben des Kraftfahrzeugs ausgebildet und wird daher üblicherweise auch als Traktionsmaschine bezeichnet.Motor vehicles such as electric or hybrid vehicles are already well known from the general state of the art and in particular from series production. In this case, the respective motor vehicle comprises at least one first component, which is designed for example as a high-voltage energy storage. Furthermore, the motor vehicle includes, for example, a second component, which is designed as an electric machine, by means of which the motor vehicle is drivable. In other words, the electric machine is designed to drive the motor vehicle and is therefore usually referred to as a traction machine.
Mittels des Hochvolt-Energiespeichers wird elektrische Energie beziehungsweise elektrischer Strom gespeichert, wobei die elektrische Maschine mit dem in dem Hochvolt-Energiespeicher gespeicherten elektrischen Strom versorgt werden kann, um mit Hilfe des gespeicherten elektrischen Stroms die elektrische Maschine, insbesondere in einem Motorbetrieb, zu betreiben und dadurch das Kraftfahrzeug über die elektrische Maschine anzutreiben. Hierzu umfasst der Hochvolt-Energiespeicher wenigstens ein Speicherelement zum Speichern des elektrischen Stroms, mit welchem die elektrische Maschine zum Antreiben des Kraftfahrzeugs versorgbar ist.By means of the high-voltage energy storage electrical energy or electric current is stored, the electric machine can be supplied with the stored in the high-voltage energy storage electric power to operate with the help of the stored electrical current, the electric machine, especially in a motor operation, and thereby driving the motor vehicle via the electric machine. For this purpose, the high-voltage energy storage device comprises at least one storage element for storing the electrical current with which the electric machine for driving the motor vehicle can be supplied.
Der Hochvolt-Energiespeicher ist beispielsweise als Batterie beziehungsweise Hochvolt-Batterie (HV-Batterie) ausgebildet und wird daher beispielsweise auch als Traktionsbatterie bezeichnet. Dabei ist des Speicherelement beispielsweise eine Batteriezelle oder eine Speichereinrichtung mit einer Mehrzahl von Batteriezellen zum Speichern des elektrischen Stroms. Im Gegensatz zu einer herkömmlichen Niedrigvolt-Batterie, welche üblicherweise eine elektrische Spannung von 12 Volt bereitstellt, stellt ein Hochvolt-Energiespeicher eine elektrische Spannung bereit, welche wesentlich hoher als 12 Volt ist. Insbesondere stellt der Hochvolt-Energiespeicher eine elektrische Spannung von mehr als 50 Volt, insbesondere von mehr als 60 Volt, bereit. Mit anderen Worten weist der Hochvolt-Energiespeicher eine elektrische Betriebsspannung von mehr als 50 Volt, insbesondere von mehr als 60 Volt, auf. Üblicherweise stellt der Hochvolt-Energiespeicher eine elektrische Spannung, insbesondere Betriebsspannung, von mehreren 100 Volt bereit. Dadurch können hohe elektrische Leistungen realisiert werden, mittels welchen das Kraftfahrzeug angetrieben werden kann.The high-voltage energy storage device is designed, for example, as a battery or high-voltage battery (HV battery) and is therefore also referred to, for example, as a traction battery. In this case, the storage element is, for example, a battery cell or a storage device having a plurality of battery cells for storing the electrical current. In contrast to a conventional low-voltage battery, which usually provides an electrical voltage of 12 volts, provides a high-voltage energy storage, an electrical voltage, which is much higher than 12 volts. In particular, the high-voltage energy storage device provides an electrical voltage of more than 50 volts, in particular more than 60 volts. In other words, the high-voltage energy storage device has an electrical operating voltage of more than 50 volts, in particular more than 60 volts. Usually, the high-voltage energy storage provides an electrical voltage, in particular operating voltage, of several 100 volts. As a result, high electrical power can be realized by means of which the motor vehicle can be driven.
Der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Erfassungseinrichtung und ein Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass eine auf die Erfassungseinrichtung beziehungsweise auf das Kraftfahrzeug wirkende Beschleunigung auf besonders einfache und deutlich Weise erfasst und visualisiert werden kann.Object of the present invention is to develop a detection device and a motor vehicle of the type mentioned in such a way that acting on the detection device or on the motor vehicle acceleration can be detected and visualized in a particularly simple and clear way.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Erfassungseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by a detection device with the features of claim 1 and by a motor vehicle having the features of
Um eine Erfassungseinrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass eine auf die Erfassungseinrichtung und somit beispielsweise auf ein Kraftfahrzeug, welches mit der Erfassungseinrichtung ausgestattet ist, wirkende Beschleunigung auf besonders einfache und deutlich Weise erfasst und visualisiert werden kann ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Erfassungseinrichtung wenigstens einen Arbeitsraum aufweist, welcher durch wenigstens eine Trennwand der Erfassungseinrichtung in eine erste Kammer und wenigstens eine zweite Kammer unterteilt ist. Ferner umfasst die Erfassungseinrichtung wenigstens ein Durchdringungselement, mittels welchem infolge der auf die Erfassungseinrichtung wirkenden Beschleunigung unter Beschädigen, insbesondere Durchdringen, der Trennwand wenigstens eine Durchgangsöffnung in der Trennwand ausbildbar ist.In order to develop a detection device specified in the preamble of claim 1 type such that on the detection device and thus for example on a motor vehicle, which is equipped with the detection device acting acceleration can be detected and visualized in a particularly simple and clear way, it is provided according to the invention in that the detection device has at least one working space, which is subdivided by at least one partition wall of the detection device into a first chamber and at least one second chamber. Furthermore, the detection device comprises at least one penetrating element, by means of which, as a result of the acceleration acting on the detection device, at least one passage opening in the partition wall can be formed while damaging, in particular penetrating, the partition wall.
Ist beispielsweise eine Kraftfahrzeug, insbesondere eine Komponente des Kraftfahrzeugs, mit der Erfassungseinrichtung ausgestattet, und wirkt – beispielsweise infolge eine Unfalls des Kraftfahrzeugs – auf das Kraftfahrzeug, insbesondere die Komponente, und somit auf die Erfassungseinrichtung und deren Durchdringungselement eine Beschleunigung, welche einen Schwellenwert überschreitet, so wird das Durchdringungselement infolge der auf dieses wirkenden Beschleunigung in dem Arbeitsraum derart bewegt, dass zumindest ein Teil des Durchdringungskörpers die Trennwand an wenigstens einer Stelle beschädigt, insbesondere durchdringt. Dadurch wird mittels des Durchdringungskörpers wenigstens eine Durchgangsöffnung in der Trennwand ausgebildet, sodass beispielsweise die Kammern über die ausgebildete Durchgangsöffnung, insbesondere fluidisch, miteinander verbunden sind. Dies bedeutet, dass die Kammern beispielsweise zunächst mittels der Trennwand fluidisch voneinander getrennt sind. Durch des Ausbilden der Durchgangsöffnung jedoch werden die Kammern fluidisch miteinander verbunden. Dadurch ist es möglich, auf besonders einfache Weise optisch zu erkennen, ob eine auf das Kraftfahrzeug, insbesondere die Komponente, wirkende Beschleunigung den Schwellenwert überschritten hat oder nicht.For example, if a motor vehicle, in particular a component of the motor vehicle, equipped with the detection device, and acts - for example, as a result of an accident of the motor vehicle - on the motor vehicle, in particular the component, and thus on the detection device and its penetrating a Acceleration which exceeds a threshold value, the penetrating element is moved in the working space as a result of the acceleration acting on it in such a way that at least a part of the penetrating body damages, in particular penetrates, the dividing wall at at least one point. As a result, at least one passage opening in the dividing wall is formed by means of the penetrating body, so that, for example, the chambers are connected to one another via the formed passage opening, in particular fluidically. This means that the chambers are, for example, initially fluidly separated from one another by means of the partition wall. By forming the passage opening, however, the chambers are fluidly connected to each other. This makes it possible to visually recognize in a particularly simple manner whether or not an acceleration acting on the motor vehicle, in particular the component, has exceeded the threshold value.
Der Schwellenwert ist beispielsweise durch entsprechende Wahl beziehungsweise Ausgestaltung des Durchdringungselements und/oder der Trennwand vorgebbar beziehungsweise einstellbar. Beispielsweise steigt mit zunehmender Wanddicke der Trennwand der Schwellenwert an, da mit zunehmender Wanddicke der Trennwand eine zunehmende kinetische Energie des Durchdringungselements erforderlich ist, um die Durchgangsöffnung in der Trennwand auszubilden. Wie allgemein bekannt ist, steigen eine kinetische Energie eines Körpers und somit die kinetische Energie des Durchdringungselements mit zunehmender Masse des Körpers beziehungsweise des Durchdringungselements und mit zunehmender Geschwindigkeit, mit welcher sich das Durchdringungselement bewegt beziehungsweise gegen die Trennwand prallt. Diese Geschwindigkeit steigt wiederum mit zunehmender, beispielsweise im Rahmen eines Unfalls auf die Erfassungseinrichtung wirkender Beschleunigung. Hat das Durchdringungselement beispielsweise nach einem Unfall die Trennwand beschädigt beziehungsweise durchdrungen, so kann dadurch auf einfache Weise erkannt werden, dass die Beschleunigung einen Grenzwert beziehungsweise eine Beschleunigungsgrenze und somit den Schwellenwert überschritten hat, sodass eine Reparatur beziehungsweise Wartung oder ein Austausch der Komponente vorteilhaft sein kann.The threshold value can be predetermined or set, for example, by appropriate selection or design of the penetrating element and / or the partition wall. For example, as the wall thickness of the partition wall increases, the threshold value increases because, with increasing wall thickness of the partition wall, increasing kinetic energy of the penetrating element is required to form the passage opening in the partition wall. As is well known, a kinetic energy of a body and thus the kinetic energy of the penetrating element increase with increasing mass of the body or the penetrating element and with increasing speed at which the penetrating element moves or bounces against the dividing wall. This speed in turn increases with increasing, for example in the context of an accident acting on the detection device acceleration. If the penetrating element has damaged or penetrated the partition wall, for example after an accident, it can be easily recognized that the acceleration has exceeded a limit value or an acceleration limit and thus the threshold value, so that repair or maintenance or replacement of the component can be advantageous ,
Die Erfassungseinrichtung ist somit ein Schock- und Crashindikator, welcher eindeutig anzeigt, ob eine kritische Beschleunigungsschwelle, das heißt der Schwellenwert, überschritten wurde. Durch den Einsatz des Arbeitsraums, der Kammern, der Trennwand und des Durchdringungselements kann ein rein mechanischer, einfacher und kostengünstiger Aufbau der Erfassungseinrichtung realisiert werden, wobei ferner eine eindeutige Anzeige hinsichtlich des Überschreitens des Schwellenwerts darstellbar ist. In der Folge können kostenintensive Austauschmaßnahmen und Reparaturen nach einem Unfall verhindert werden, sodass in der Folge ein kostengünstiger Betrieb des Kraftfahrzeugs insgesamt realisierbar ist.The detection device is thus a shock and crash indicator, which clearly indicates whether a critical acceleration threshold, ie the threshold, has been exceeded. Through the use of the working space, the chambers, the partition wall and the penetrating element, a purely mechanical, simple and cost-effective construction of the detection device can be realized, wherein furthermore a clear indication with regard to exceeding the threshold value can be displayed. As a result, costly exchanges and repairs after an accident can be prevented, so that as a result, a cost-effective operation of the motor vehicle as a whole can be realized.
Die Komponente ist beispielsweise ein elektrisches oder elektronisches Bauelement des Kraftfahrzeugs. insbesondere kann die Komponente als Hochvolt-Energiespeicher ausgebildet sein. Ferner ist es denkbar, dass die Komponente beispielsweise als Energie speichernde und/oder Energie wandelnde Komponente ausgebildet ist. Die Komponente für das Kraftfahrzeug ist beispielsweise mit der Erfassungseinrichtung ausgestattet, um auf die Komponente und somit auf die Erfassungseinrichtung wirkende Beschleunigung präzise erfassen zu können. Ist die Komponente als elektrischer Energiespeicher zum Speichern von elektrischer Energie ausgebildet, so umfasst die Komponente beispielsweise wenigstens einem Speicherelement zum Speichern von elektrischem Strom, mit welchem wenigstens eine elektrische Maschine zum Antreiben des Kraftfahrzeugs versorgbar ist. Dabei weist die Komponente die Erfassungseinrichtung auf, welche dazu ausgebildet ist, wenigstens eine auf die Komponente wirkende Beschleunigung zu erfassen und die erfasste Beschleunigung zu visualisieren.The component is, for example, an electrical or electronic component of the motor vehicle. in particular, the component can be designed as a high-voltage energy storage. Furthermore, it is conceivable that the component is designed, for example, as an energy-storing and / or energy-converting component. The component for the motor vehicle is equipped, for example, with the detection device in order to be able to precisely detect acceleration acting on the component and thus on the detection device. If the component is embodied as an electrical energy store for storing electrical energy, the component comprises, for example, at least one storage element for storing electrical current with which at least one electric machine for driving the motor vehicle can be supplied. In this case, the component has the detection device, which is designed to detect at least one acceleration acting on the component and to visualize the detected acceleration.
Durch den Einsatz der Erfassungseinrichtung kann beispielsweise nach einem Unfall des Kraftfahrzeugs ein unnötiger Austausch der Komponente vermieden werden, da anhand er Erfassungseinrichtung deutlich erkannt werden kann, ob die auf die Erfassungseinrichtung und somit die Komponente wirkende Beschleunigung den Schwellenwert überschritten hat oder nicht. Mit anderen Worten ist die Erfassungseinrichtung dazu ausgebildet, die mittels der Erfassungseinrichtung erfasste, auf die Erfassungseinrichtung und somit die Komponente wirkende Beschleunigung sichtbar zu machen, sodass die mittels der Erfassungseinrichtung erfasste und visualisierte beziehungsweise sichtbar gemachte Beschleunigung beispielsweise mit dem menschlichen Auge von der Erfassungseinrichtung abgelesen werden kann. Dadurch kann beispielsweise eine die Erfassungseinrichtung betrachtende Person mit ihren Augen – wenn die Erfassungseinrichtung die erfasste Beschleunigung visualisiert – die erfasste Beschleunigung optisch wahrnehmen.By using the detection device, an unnecessary replacement of the component can be avoided, for example after an accident of the motor vehicle, since it can be clearly detected by means of the detection device whether the acceleration acting on the detection device and thus the component has exceeded the threshold value or not. In other words, the detection device is configured to visualize the acceleration detected by the detection device, acting on the detection device and thus the component, so that the acceleration detected, visualized or visualized by the detection device is read by the detection device, for example with the human eye can. As a result, for example, a person observing the detection device can visually perceive the detected acceleration with their eyes when the detection device visualizes the detected acceleration.
Die Erfassungseinrichtung ermöglicht es somit, auf einfache Weise optisch erkennen zu können, ob beispielsweise eine infolge eines Unfalls des Kraftfahrzeugs auf die beispielsweise als Hochvolt-Energiespeicher ausgebildete Komponente wirkende Beschleunigung einen Schwellenwert überschritten hat oder nicht. Wird beispielsweise anhand der Erfassungseinrichtung und der durch sie visualisierten Beschleunigung erkannt, insbesondere optisch wahrgenommen, dass die mittels der Erfassungseinrichtung erfasste Beschleunigung den Schwellenwert überschritten hat, so können beispielsweise entsprechende Maßnahmen zum Austausch und/oder zur Wartung beziehungsweise Reparatur der Komponente eingeleitet werden, da dadurch, dass die erfasste Beschleunigung den Schwellenwert überschritten hat, darauf rückgeschlossen werden kann, dass die Wahrscheinlichkeit, dass es infolge des Unfalls zu Schäden der Komponente gekommen ist, besonders groß ist.The detection device thus makes it possible to visually recognize in a simple manner whether, for example, an acceleration acting as a result of an accident of the motor vehicle on the component designed, for example, as a high-voltage energy store has exceeded a threshold value or not. For example, by means of the detection device and by them detected visualized acceleration, in particular optically perceived that the detected by the detection device acceleration has exceeded the threshold, so for example appropriate measures for replacement and / or maintenance or repair of the component can be initiated because the fact that the detected acceleration has exceeded the threshold It can be concluded that the likelihood of component damage as a result of the accident is particularly high.
Wird jedoch beispielsweise von einer die Erfassungseinrichtung betrachtenden Person erkannt, dass es nicht zu einer den Schwellenwert überschreitenden, auf die Komponente wirkenden Beschleunigung gekommen ist, so können ein Austausch und eine Reparatur beziehungsweise Wartung der Komponente unterbleiben, da es nicht zu übermäßigen beziehungsweise unerwünschten Schäden der Komponente gekommen ist.However, if, for example, a person observing the detection device recognizes that the acceleration has not exceeded the threshold value, then replacement and repair or maintenance of the component can be omitted since it does not lead to excessive or undesired damage to the component Component has come.
Der Erfindung liegt insbesondere folgende Erkenntnis zugrunde: Bei herkömmlichen Hochvolt-Energiespeichern und somit bei mit solchen Hochvolt-Energiespeichern ausgestatteten, herkömmlichen Kraftfahrzeugen ist es derzeit vorgesehen, dass der Hochvolt-Energiespeicher nach einem Unfall auf jeden Fall ausgetauscht oder zumindest repariert oder gewartet werden muss, wenn es beispielsweise im Rahmen des Unfalls zu einer Auslösung wenigstens eines Airbags des Kraftfahrzeugs gekommen ist. Unter dem Austausch des Hochvolt-Energiespeichers (Komponente) ist zu verstehen, dass der Hochvolt-Energiespeicher gegen einen weiteren, neuen Hochvolt-Energiespeicher ausgetauscht wird. Grund für diesen herkömmlicherweise vorgesehenen Austausch oder die herkömmlicherweise vorgesehene Reparatur ist, dass die Auslösung des Airbags herkömmlicherweise der einzige Indikator dafür ist, dass eine Beschleunigung, die im Rahmen des Unfalls auf den Hochvolt-Energiespeicher wirkte, einen Schwellenwert, das heißt eine Beschleunigungsschwelle überschritten haben könnte. Bislang gibt es jedoch keine Information darüber, um welchen Grad der Schwellenwert überschritten wurde. Des Weiteren wird der Airbag üblicherweise nur dann ausgelöst, wenn das Kraftfahrzeug aktiv beziehungsweise aktiviert ist. Ist das Kraftfahrzeug beispielsweise deaktiviert und ist das Kraftfahrzeug dennoch in einen Unfall verwickelt, so wird der Airbag des Kraftfahrzeugs nicht ausgelöst, sodass kein Indikator dafür besteht, ob übermäßige Beschleunigungen auf den Hochvolt-Energiespeicher gewirkt haben. Jedoch auch wenn das Kraftfahrzeug aktiviert ist greift der zuvor beschriebene Indikator nicht in allen Fällen, da die Auslösung des Airbags üblicherweise von einer Richtung abhängt, entlang welcher im Rahmen eines Unfalls unfallbedingte Lasten auf das Kraftfahrzeug wirken. Dadurch kann bei herkömmlichen Hochvolt-Energiespeichern keine eindeutige Aussage darüber getroffen werden, ob und in welchem Maße der Hochvolt-Energiespeicher übermäßigen Beschleunigungen ausgesetzt war. Daher wird der Hochvolt-Energiespeicher bei herkömmlichen Kraftfahrzeugen vorsorglich ausgetauscht, insbesondere auch dann, wenn ein solcher Austausch eigentlich gar nicht notwendig beziehungsweise erforderlich wäre. Der Austausch ist insbesondere dann nicht erforderlich, wenn der Hochvolt-Energiespeicher trotz des Unfalls keine unerwünschten Schäden davongetragen hat beziehungsweise wenn trotz des Unfalls keine übermäßigen Beschleunigungen auf den Hochvolt-Energiespeicher gewirkt haben.The invention is based, in particular, on the following knowledge: In conventional high-voltage energy storage devices and thus in conventional motor vehicles equipped with such high-voltage energy storage devices, it is currently provided that the high-voltage energy storage device must in any case be replaced or at least repaired or maintained after an accident, if, for example, in the context of the accident, at least one airbag of the motor vehicle has been triggered. Under the replacement of the high-voltage energy storage (component) is to understand that the high-voltage energy storage is replaced by another, new high-voltage energy storage. The reason for this conventionally provided replacement or the conventionally provided repair is that the deployment of the airbag is conventionally the only indicator that an acceleration, which acted on the high-voltage energy storage in the context of the accident, have exceeded a threshold, ie an acceleration threshold could. So far, however, there is no information as to what degree the threshold was exceeded. Furthermore, the airbag is usually triggered only when the motor vehicle is active or activated. If, for example, the motor vehicle is deactivated and the motor vehicle is nevertheless involved in an accident, then the airbag of the motor vehicle is not triggered, so that there is no indicator as to whether excessive accelerations have acted on the high-voltage energy store. However, even if the motor vehicle is activated, the indicator described above does not apply in all cases, since the deployment of the airbag usually depends on a direction along which accidental loads act on the motor vehicle in the event of an accident. As a result, in the case of conventional high-voltage energy storage devices, it is not possible to make a clear statement as to whether and to what extent the high-voltage energy storage device was subjected to excessive acceleration. Therefore, the high-voltage energy storage is replaced in conventional motor vehicles as a precaution, especially if such an exchange actually not necessary or required. The replacement is not necessary in particular if the high-voltage energy storage has sustained despite the accident no unwanted damage or if, despite the accident, no excessive accelerations have acted on the high-voltage energy storage.
Diese Nachteile und Probleme können mittels der erfindungsgemäßen Erfassungseinrichtung vermieden werden, da anhand der Erfassungseinrichtung beziehungsweise anhand der durch die Erfassungseinrichtung erfassten und visualisierten Beschleunigung eindeutige Aussagen darüber getroffen werden können, ob eine im Rahmen eines Unfalls auf den Hochvolt-Energiespeicher (Komponente) wirkende Beschleunigung einen Schwellenwert überschritten hat oder nicht. Hintergrund der Erfindung ist ferner, dass Hochvolt-Energiespeicher sehr hohe Beschleunigungen unbeschadet beziehungsweise schadfrei ertragen können, sodass der Hochvolt-Energiespeicher nach einem Unfall des Kraftfahrzeugs nicht unbedingt ausgetauscht beziehungsweise gewartet oder repariert werden muss. Somit können mittels der erfindungsgemäßen Erfassungseinrichtung unnötige Austauschmaßnahmen und Reparatur- und Wartungsarbeiten vermieden werden, sodass unnötige hohe Kosten vermieden werden können. Mit anderen Worten ermöglicht es die Erfassungseinrichtung, die Komponente dann und insbesondere nur dann zu warten beziehungsweise zu reparieren oder auszutauschen, wenn dies auch tatsächlich erforderlich beziehungsweise notwendig ist.These disadvantages and problems can be avoided by means of the detection device according to the invention, since on the basis of the detection device or on the basis of the detected and visualized by the detection acceleration clear statements can be made about whether in the context of an accident on the high-voltage energy storage (component) acting acceleration Threshold exceeded or not. Background of the invention is further that high-voltage energy storage can sustain very high accelerations without damage or damage, so that the high-voltage energy storage does not necessarily have to be replaced or maintained or repaired after an accident of the motor vehicle. Thus, by means of the detection device according to the invention, unnecessary replacement measures and repair and maintenance work can be avoided so that unnecessary high costs can be avoided. In other words, the detection device makes it possible to maintain or repair or replace the component then and in particular only if this is actually necessary or necessary.
Im Gegensatz zu einer herkömmlichen Niedrigvolt-Batterie, welche eine elektrische Spannung von 12 Volt bereitstellt, stellt der Hochvolt-Energiespeicher eine elektrische Spannung von mehr als 50 Volt, insbesondere von mehr als 60 Volt, bereit. Mit anderen Worten weist der erfindungsgemäße Hochvolt-Energiespeicher eine elektrische Betriebsspannung auf, welche größer als 50 Volt, insbesondere größer als 60 Volt, ist. Insbesondere stellt der erfindungsgemäße Hochvolt-Energiespeicher eine elektrische Spannung bereit, welche mehrere 100 Volt beträgt beziehungsweise größer als 100 Volt, insbesondere größer als 200 Volt, ist. Dadurch können mittels des Hochvolt-Energiespeichers besonders hohe elektrische Leistungen realisiert werden, mittels welchen des Kraftfahrzeug, insbesondere elektrisch, angetrieben werden kann.In contrast to a conventional low-voltage battery, which provides an electrical voltage of 12 volts, the high-voltage energy storage provides an electrical voltage of more than 50 volts, in particular of more than 60 volts ready. In other words, the high-voltage energy storage device according to the invention has an electrical operating voltage which is greater than 50 volts, in particular greater than 60 volts. In particular, the high-voltage energy store according to the invention provides an electrical voltage which is several 100 volts or greater than 100 volts, in particular greater than 200 volts. As a result, particularly high electrical powers can be realized by means of which the motor vehicle, in particular electrically, can be driven by means of the high-voltage energy storage device.
Vorteilhaft ist es, eine Komponente, insbesondere einen Hochvolt-Energiespeicher, für ein Kraftfahrzeug mit der erfindungsgemäßen Erfassungseinrichtung auszustatten, sodass die Erfassungseinrichtung Bestandteil der Komponente ist. Somit ist die Erfassungseinrichtung beispielsweise im Zuge eines Unfalls mit der Komponente Insgesamt mitbewegbar. Mit anderen Worten wirken beispielsweise bei einem Unfall des Kraftfahrzeugs auftretende Beschleunigungen nicht nur auf die Komponente, sondern – da die Erfassungseinrichtung beispielsweise Bestandteil der Komponente ist – auch auf die Erfassungseinrichtung, sodass mittels der Erfassungseinrichtung auf die Komponente wirkende Beschleunigungen effektiv und effizient erfasst und in der Folge visualisiert werden können. Somit müssen nicht von der Komponente und der Erfassungseinrichtung unterschiedliche Sensoren beziehungsweise Einrichtungen wie beispielsweise Airbags oder dergleichen Sicherheitseinrichtungen, insbesondere Rückhalteeinrichtungen, genutzt werden, um auf auf die Komponente wirkende Beschleunigungen rückzuschließen, sondern erfindungsgemäß wird die Erfassungseinrichtung als Schock- und Crashindikator genutzt, um anhand der Erfassungseinrichtung gezielt und direkt auf die Komponente und somit auf die Erfassungseinrichtung wirkende Beschleunigungen optisch erkennen beziehungsweise ablesen zu können. It is advantageous to equip a component, in particular a high-voltage energy storage, for a motor vehicle with the detection device according to the invention, so that the detection device is part of the component. Thus, the detection device is mitbewegbar, for example, in the course of an accident with the component total. In other words, for example, occurring in an accident of the motor vehicle accelerations not only on the component, but - since the detection device is part of the component - also on the detection device, so detected by the detection device acting on the component accelerations effectively and efficiently and in the Sequence can be visualized. Thus, different from the component and the detection device different sensors or devices such as airbags or the like safety devices, in particular restraint devices must be used to infer on acting on the component accelerations, but according to the invention the detection device is used as a shock and crash indicator to the basis of Detection device targeted and directly to the component and thus detect the accelerometer acting on the detection device or to be able to read.
Da die Komponente beispielsweise mit der Erfassungseinrichtung ausgestattet ist, bilden die Komponente und die Erfassungseinrichtung ein Modul, wobei das Modul als Baueinheit verbaut beziehungsweise montiert werden kann. Dies bedeutet, dass im Rahmen einer Montage der Komponente die Montage der Komponente zeitgleich mit der Montage der Erfassungseinrichtung einhergehen kann, da die Erfassungseinrichtung vorzugsweise Bestandteil beziehungsweise Komponente der Komponente ist, insbesondere im Gegensatz zu von der Komponente unterschiedlichen Sensoren beziehungsweise Einrichtungen wie der zuvor beschriebene Airbag. Alternativ kann die Erfassungseinrichtung getrennt von der eigentlichen Komponente angeordnet beziehungsweise verbaut sein, insbesondere solange die Erfassungseinrichtung derselben Krafteinwirkung unterliegt beziehungsweise eine Übertragungsfunktion eindeutig bekannt ist. Insbesondere kann die Erfassungseinrichtung nahe an der Komponente, jedoch getrennt von der Komponente verbaut sein, insbesondere solange die Erfassungseinrichtung den gleichen Kräften wie die Komponente ausgesetzt ist.Since the component is equipped, for example, with the detection device, the component and the detection device form a module, wherein the module can be installed or mounted as a structural unit. This means that during assembly of the component, the assembly of the component can coincide with the mounting of the detection device, since the detection device is preferably a component or component of the component, in particular in contrast to different from the component sensors or devices such as the airbag described above , Alternatively, the detection device can be arranged or installed separately from the actual component, in particular as long as the detection device is subject to the same force or a transfer function is clearly known. In particular, the detection device can be installed close to the component, but separately from the component, in particular as long as the detection device is exposed to the same forces as the component.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Durchdringungselement bewegbar, insbesondere frei bewegbar, in der ersten Kammer aufgenommen ist. Kommt es beispielsweise zu einem Unfall, in dessen Rahmen auf die Erfassungseinrichtung beziehungsweise die Komponente wirkende Beschleunigungen unterhalb des Schwellenwerts bleiben, so kann das frei in der ersten Kammer bewegbare Durchdringungselement beispielsweise gegen die Trennwand prallen, ohne dabei jedoch die Trennwand zu beschädigen beziehungsweise zu zerstören. Somit wird mittels des Durchdringungselements keine Durchgangsöffnung der Trennwand ausgebildet. In der Folge kann auf einfache Weise erkannt werden, dass die Beschleunigungen den Schwellenwert nicht überschritten haben.Another embodiment is characterized in that the penetrating element is movable, in particular freely movable, received in the first chamber. If, for example, an accident occurs during which accelerations acting on the detection device or the component remain below the threshold value, then the penetrating element which is freely movable in the first chamber can bounce against the dividing wall without, however, damaging or destroying the dividing wall. Thus, no passage opening of the partition wall is formed by means of the penetrating element. As a result, it can be easily recognized that the accelerations have not exceeded the threshold.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Durchdringungselement aus einem metallischen Werkstoff gebildet. Dadurch können ein hinreichendes Gewicht und in der Folge eine hinreichende kinetische Energie des Durchdringungselements realisiert werden, sodass die Trennwand dann, wenn eine auf die Erfassungseinrichtung wirkende Beschleunigung den Schwellenwert überschreitet, sicher und definiert von dem Durchdringungselement durchdrungen werden kann. Dadurch wird die Durchgangsöffnung in der Trennwand ausgebildet, sodass auf einfache Weise die Überschreitung des Schwellenwerts erkannt werden kann.In a further embodiment of the invention, the penetrating element is formed from a metallic material. As a result, a sufficient weight and, as a result, a sufficient kinetic energy of the penetrating element can be realized so that the dividing wall can be safely and reliably penetrated by the penetrating element when an acceleration acting on the detecting device exceeds the threshold value. As a result, the passage opening is formed in the partition, so that the exceeding of the threshold value can be detected in a simple manner.
Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn das Durchdringungselement als Kugel beziehungsweise kugelförmig ausgebildet ist. Dadurch kann in der Trennwand – wenn eine auf die Erfassungseinrichtung wirkende Beschleunigung den Schwellenwert überschreitet – die Durchgangsöffnung mittels des Durchdringungselements unabhängig von einer Lage beziehungsweise Ausrichtung des Durchdringungselements relativ zur Trennwand ausgebildet werden. Vorzugsweise handelt es sich bei dem metallischen Werkstoff um Stahl, sodass das Durchdringungselement beispielsweise aus einem Stahl gebildet ist. Insbesondere kann das Durchdringungselement als Stahlkugel ausgebildet sein. Um auf besonders einfache Weise zu erkennen zu können, dass die Beschleunigung den Schwellenwert überschreitet beziehungsweise überschritten hat, ist es bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass in den Kammern jeweilige, insbesondere voneinander unterschiedliche, Medien aufgenommen sind, welche zunächst mittels der Trennwand voneinander getrennt sind und sich infolge der Ausbildung der Durchgangsöffnung miteinander vermischen und dadurch die erfasste Beschleunigung visualisieren. Vorzugsweise sind die Medien unterschiedliche Medien. Mit anderen Worten unterscheiden sich die Medien voneinander. Beispielsweise unterscheiden sich die Medien hinsichtlich ihrer chemischen Zusammensetzung, insbesondere hinsichtlich ihrer Farbe, sodass das Vermischen der Medien besonders einfach optisch wahrgenommen werden kann.It has proven to be particularly advantageous if the penetrating element is designed as a ball or spherical. As a result, in the dividing wall, when an acceleration acting on the detection device exceeds the threshold value, the through-opening can be formed by means of the penetrating element independently of a position or orientation of the penetrating element relative to the dividing wall. Preferably, the metallic material is steel, so that the penetrating element is formed, for example, from a steel. In particular, the penetrating element may be formed as a steel ball. In order to be able to recognize in a particularly simple manner that the acceleration has exceeded or exceeded the threshold value, it is provided in a further embodiment of the invention that respective, in particular mutually different, media are received in the chambers, which initially by means of the partition from each other are separated and mix as a result of the formation of the through hole with each other and thereby visualize the detected acceleration. Preferably, the media are different media. In other words, the media are different from each other. For example, the media differ in terms of their chemical composition, in particular in terms of their color, so that the mixing of the media can be particularly easily perceived visually.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist wenigstens eines der Medien eine Flüssigkeit. Dadurch können sich die Medien besonders gut vermischen, sodass das Überschreiten des Schwellenwerts besonders gut optisch erkannt werden kann.In a further embodiment of the invention, at least one of the media is a Liquid. As a result, the media can mix very well, so that exceeding the threshold value can be visually recognized particularly well.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist wenigstens eines der Medien granulare Materie. Hierdurch kann das Vermischen der Medien besonders gut erkannt werden. Ferner können die Medien dadurch besonders gut transportiert werden. Beispielsweise kann es sich bei dem jeweiligen Medium um eine Flüssigkeit, ein Gel, ein Silikat oder ein anderes Medium handeln.In a further embodiment of the invention, at least one of the media is granular matter. As a result, the mixing of the media can be recognized particularly well. Furthermore, the media can be transported very well. For example, the respective medium can be a liquid, a gel, a silicate or another medium.
Um die erfasste Beschleunigung und insbesondere das Überschreiten des Schwellenwerts besonders gut visualisieren zu können, sind die beispielsweise als Flüssigkeiten ausgebildeten Medien in unvermischtem Zustand farblos. Mit anderen Worten, sind die Medien noch nicht vermischt und durch die Trennwand voneinander getrennt, so ist das jeweilige Medium farblos. Infolge ihrer Vermischung ergeben die Medien ein farbiges Gemisch. Mit anderen Worten bilden die Medien infolge ihrer Vermischung ein Gemisch, welches im Gegensatz zu den jeweiligen, unvermischten Medien an sich farbig ist. Infolge ihres Vermischens reagieren die Medien beispielsweise chemisch miteinander, woraus eine vom menschlichen Auge optisch wahrnehmbare Farbe des Gemisches entsteht. Dadurch kann auf besonders einfache Weise erkannt werden, dass die Beschleunigung den Schwellenwert überschritten hat.In order to be able to visualize the detected acceleration and in particular the exceeding of the threshold value particularly well, the media, for example formed as liquids, are colorless in the unmixed state. In other words, if the media are not yet mixed and separated by the partition wall, the respective medium is colorless. As a result of their mixing, the media give a colored mixture. In other words, the media form a mixture due to their mixing, which in contrast to the respective unmixed media in itself is colored. For example, as a result of their mixing, the media react chemically with one another, resulting in a color of the mixture visually perceptible by the human eye. As a result, it can be recognized in a particularly simple way that the acceleration has exceeded the threshold value.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Arbeitsraum zumindest teilweise durch eine lichtdurchlässige Wandung begrenzt. Unter dieser Lichtdurchlässigkeit der Wandung ist zu verstehen, dass vom menschlichen Auge wahrnehmbares Licht die lichtdurchlässige Wandung durchdringen kann. Dadurch kann wenigstens eine die Erfassungseinrichtung betrachtende Person durch die lichtdurchlässige Wandung hindurchblicken und in die Kammern hineinblicken, sodass die Person beispielsweise die Medien, insbesondere das Gemisch und somit die Farbe des Gemisches, optisch erkennen kann.In a further embodiment of the invention, the working space is at least partially limited by a translucent wall. Under this translucence of the wall is to be understood that perceptible by the human eye light can penetrate the translucent wall. As a result, at least one person observing the detection device can look through the translucent wall and look into the chambers, so that the person can visually recognize, for example, the media, in particular the mixture and thus the color of the mixture.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass eine Erfassungseinrichtung, entlang welcher die auf die Erfassungseinrichtung wirkende Beschleunigung mittels der Erfassungseinrichtung erfassbar ist, beliebig ist. Dies bedeutet, dass die Erfassungseinrichtung in jede Richtung auf die Erfassungseinrichtung wirkende Beschleunigungen erfassen und auf die beschriebene Weise visualisieren kann.A further embodiment is characterized in that a detection device, along which the acceleration acting on the detection device can be detected by means of the detection device, is arbitrary. This means that the detection device can detect accelerations acting on the detection device in any direction and visualize them in the manner described.
Hierzu sind vorzugsweise das in der ersten Kammer aufgenommene Durchdringungselement und die erste Kammer vollumfänglich von der Trennwand umgeben, welche vollumfänglich von der zweiten Kammer umgeben ist. Dadurch ist die Erfassungsrichtung der Erfassungseinrichtung beliebig.For this purpose, preferably the penetrating element accommodated in the first chamber and the first chamber are completely surrounded by the dividing wall, which is completely surrounded by the second chamber. As a result, the detection direction of the detection device is arbitrary.
Zur Erfindung gehört auch ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einer erfindungsgemäßen Erfassungseinrichtung. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Erfassungseinrichtung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs anzusehen und umgekehrt.The invention also includes a motor vehicle, with at least one detection device according to the invention. Advantages and advantageous embodiments of the detection device according to the invention are to be regarded as advantages and advantageous embodiments of the motor vehicle according to the invention and vice versa.
Ferner hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Erfassungseinrichtung an einem Gehäuse der Komponente gehalten ist. Beispielsweise ist das zuvor genannte Speicherelement der als Energiespeicher ausgebildeten Komponente in dem Gehäuse aufgenommen. Mit anderen Worten umfasst die Komponente, insbesondere der Hochvolt-Energiespeicher, wenigstens ein Gehäuse, welches im Falle des Hochvolt-Energiespeichers auch als Batteriegehäuse bezeichnet wird. Durch das Gehäuse ist wenigstens ein Aufnahmeraum begrenzt, in welchem beispielsweise das Speicherelement beziehungsweise wenigstens ein Bauelement der Komponente aufgenommen ist. Dabei ist die Erfassungseinrichtung an dem Gehäuse gehalten, insbesondere befestigt, wobei vorgesehen sein kann, dass die Erfassungseinrichtung zumindest teilweise in dem Gehäuse angeordnet ist. Durch die Halterung der Erfassungseinrichtung an, insbesondere in, dem Gehäuse ist die Erfassungseinrichtung mit dem Gehäuse mitbewegbar, sodass auf das Gehäuse, beispielsweise im Rahmen eines Unfalls, wirkende Beschleunigungen auch auf die Erfassungseinrichtung wirken. Dadurch kann mittels der Erfassungseinrichtung besonders präzise erfasst werden, ob im Rahmen eines Unfalls auf die Komponente wirkende Beschleunigungen den Schwellenwert überschreiten. Dabei kann die Gehäuseform beliebig sein.Furthermore, it has proven to be particularly advantageous if the detection device is held on a housing of the component. For example, the aforementioned storage element of the formed as an energy storage component is accommodated in the housing. In other words, the component, in particular the high-voltage energy storage device, comprises at least one housing, which in the case of the high-voltage energy storage device is also referred to as a battery housing. By the housing at least one receiving space is limited, in which, for example, the memory element or at least one component of the component is added. In this case, the detection device is held on the housing, in particular fastened, it being possible to provide that the detection device is arranged at least partially in the housing. As a result of the holder of the detection device, in particular in the housing, the detection device can be moved along with the housing so that accelerations acting on the housing, for example in the context of an accident, also act on the detection device. As a result, it can be detected with particular precision by means of the detection device whether accelerations acting on the component in the context of an accident exceed the threshold value. In this case, the housing shape can be arbitrary.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele mit den zugehörigen Zeichnungen.Further details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments with the accompanying drawings.
Dabei zeigen:Showing:
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. In the figures, identical or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.
Zu diesem Zweck ist in dem Hochvolt-Energiespeicher
Der Hochvolt-Energiespeicher
Um nun, beispielsweise nach einem Unfall, auf einfache und kostengünstige Weise vermeiden zu können, dass der Hochvolt-Energiespeicher
Die Erfassungseinrichtung
Die Erfassungseinrichtung
Die Erfassungseinrichtung
Um sicherzustellen, dass die Kugel
Ferner sind in den Kammern
Infolge der Ausbildung der Durchgangsöffnung in der Trennwand
Ferner ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Erfassungseinrichtung
Erkennt die die Erfassungseinrichtung
Die Erfassungseinrichtung
Insbesondere die zylindrische Ausgestaltung der Kammern
Ferner ist es denkbar, dass die erste Kammer
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Hochvolt-EnergiespeicherHigh-voltage energy storage
- 22
- Gehäusecasing
- 33
- Aufnahmeraumaccommodation space
- 44
- Speicherelementstorage element
- 55
- Anschlussconnection
- 66
- Erfassungseinrichtungdetector
- 77
- Gehäusecasing
- 88th
- Arbeitsraumworking space
- 99
- Trennwandpartition wall
- 1010
- Kammerchamber
- 1111
- Kammerchamber
- 1212
- KugelBullet
- 1313
- Mediummedium
- 1414
- Mediummedium
- 1515
- Wandungwall
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 20320471 U1 [0005] DE 20320471 U1 [0005]
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-
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