DE102017216421A1 - Protective arrangement for an energy store in an e-vehicle - Google Patents

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Mathias Häuslmann
Björn Demitter
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Abstract

Bereitgestellt wird eine Schutzanordnung für einen Energiespeicher in einem E-Fahrzeug, aufweisend einen Fahrzeugrahmen, mit zumindest einem Energiespeicher, einem Trägerrahmen, über welchen der Energiespeicher an einem Fahrzeugrahmen des E-Fahrzeugs befestigt ist, und einer hitzebeständigen Brandschale, aufweisend einen Boden und Wände, wobei die Brandschale zwischen Energiespeicher und Fahrzeugrahmen des E-Fahrzeugs angeordnet ist und den Energiespeicher zwischen ihrem Boden und ihren Wänden aufnimmt, wobei zwischen dem Boden der Brandschale und dem Fahrzeugrahmen des E-Fahrzeugs mindestens eine isolierende Barriere vorhanden ist.Provided is a protective arrangement for an energy store in an e-vehicle, comprising a vehicle frame, with at least one energy store, a carrier frame, via which the energy store is fastened to a vehicle frame of the e-vehicle, and a heat-resistant fire bowl, comprising a floor and walls, wherein the fire shell between energy storage and vehicle frame of the e-vehicle is arranged and receives the energy storage between its bottom and its walls, wherein between the bottom of the fire shell and the vehicle frame of the e-vehicle at least one insulating barrier is present.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schutzanordnung für einen Energiespeicher in einem elektrisch oder teilelektrisch angetriebenen Fahrzeug, kurz E-Fahrzeug.The present invention relates to a protective arrangement for an energy store in an electrically or partially electrically driven vehicle, in short E-vehicle.

Künftig soll die Anzahl der elektrischen oder teilelektrischen Nutzfahrzeuge, beispielsweise E-Busse und E-LKW, steigen. In diesen Fahrzeugen wird mindestens eine Li-Ionen-Batterie mit unterschiedlichen Leistungspotenzialen in kWh verbaut. Aktuell wird der Energiespeicher im vorderen Motorraum oder im Boden, auf dem Dach oder im Heck oder am Rahmen des Fahrzeuges befestigt bzw. verbaut.In the future, the number of electric or semi-electric utility vehicles, such as e-buses and e-trucks, is set to increase. In these vehicles, at least one Li-ion battery with different power potentials in kWh is installed. Currently, the energy storage is mounted or installed in the front engine compartment or in the ground, on the roof or in the rear or on the frame of the vehicle.

Es ist bekannt, dass bereits zahlreiche tödliche Unfälle durch defekte bzw. beschädigte Energiespeicher hervorgerufen wurden, da der Elektrolyt der Batterie eine leicht entzündliche organische Flüssigkeit bzw. bei hohen Temperaturen ein leicht entzündliches Gas darstellt. So können eine äußere Beschädigung oder technisch bedingte Ursachen beispielsweise bei Lithium-Eisenphosphat Batterien, welche als sehr sicher gelten, zu einem plötzlichen Brand mit hoher Hitzeentwicklung führen. Einige Vorfälle mit E-Fahrzeugen zeigen und bestätigen das hohe Brandrisiko. Der Energiespeicher brennt dann mit weit über 1000 Grad Celsius in extrem kurzer Zeit und übersteigt die Temperaturfestigkeitswerte des Materials in und an der Batterie. Das führt in kürzester Zeit zum Versagen des Batteriegehäuses und somit zum Herabfallen von brennendem Material, das die Fahrgäste und den Verkehr extrem gefährdet.It is known that numerous fatal accidents have already been caused by defective or damaged energy storage, since the electrolyte of the battery is a highly flammable organic liquid or at high temperatures a flammable gas. Thus, external damage or technical causes, for example, in lithium-iron phosphate batteries, which are considered very safe, lead to a sudden fire with high heat. Some incidents involving electric vehicles show and confirm the high fire risk. The energy storage then burns at well over 1000 degrees Celsius in an extremely short time and exceeds the temperature resistance values of the material in and on the battery. This leads in a short time to the failure of the battery case and thus to the dropping of burning material that endangers the passengers and the traffic extremely.

Es sind bereits diverse Lösungen bekannt, welche sich mit hitzebeständigem Material oder der Anordnung der Batterie an geeigneten Stellen am oder im Fahrzeug beschäftigen.There are already various solutions known which deal with heat-resistant material or the arrangement of the battery at appropriate locations on or in the vehicle.

Die WO17084936 A1 schlägt hier zur Lösung z.B. vor, bei einem elektrisch betriebenen Bus, bei dem die Batterie am Dach montiert ist, diese in einer feuerfesten Ausnehmung im Dach anzuordnen.The WO17084936 A1 proposes to solve, for example, in an electrically operated bus, in which the battery is mounted on the roof, to arrange them in a refractory recess in the roof.

In der DE 102012200350 A1 wird eine Anordnung eines Energiespeichers in einem Hybrid- oder Elektrofahrzeug beschrieben, bei welcher der Energiespeicher auf einem Trägerrahmen zum verbesserten Transport, sowie verbesserter Montage und Befestigung angeordnet ist.In the DE 102012200350 A1 an arrangement of an energy storage device in a hybrid or electric vehicle is described, in which the energy storage is arranged on a support frame for improved transport, and improved mounting and attachment.

Allerdings sind die vorgeschlagenen Lösungen noch optimierbar. Deshalb ist es eine Aufgabe dieser Erfindung, eine verbesserte Schutzanordnung bereitzustellen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.However, the proposed solutions are still optimizable. Therefore, it is an object of this invention to provide an improved protection arrangement. This object is achieved by the features of the independent claim. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Bereitgestellt wird eine Schutzanordnung für einen Energiespeicher in einem E-Fahrzeug, aufweisend einen Fahrzeugrahmen, wobei die Schutzanordnung zumindest einen Energiespeicher, einen Trägerrahmen, über welchen der Energiespeicher an dem Fahrzeugrahmen des E-Fahrzeugs befestigt ist, und eine hitzebeständige Brandschale mit einem Boden und Wänden aufweist. Die Brandschale ist zwischen Energiespeicher und Fahrzeugrahmen des E-Fahrzeugs angeordnet und nimmt den Energiespeicher zwischen ihrem Boden und ihren Wänden auf, wobei zwischen dem Boden der Brandschale und dem Fahrzeugrahmen des E-Fahrzeugs mindestens eine isolierende Barriere vorhanden ist.Provided is a protective arrangement for an energy store in an e-vehicle, comprising a vehicle frame, wherein the protective arrangement at least one energy storage, a support frame, via which the energy storage is attached to the vehicle frame of the e-vehicle, and a heat-resistant fire shell with a bottom and walls having. The fire shell is arranged between the energy storage and the vehicle frame of the e-vehicle and takes up the energy storage between its bottom and its walls, wherein between the bottom of the fire shell and the vehicle frame of the e-vehicle at least one insulating barrier is present.

Durch Bereitstellen einer Anordnung, bei der zwischen Fahrzeugrahmen und Energiespeicher eine Brandschale in einem thermisch isolierenden Abstand, der als eine isolierende Barriere funktioniert, angeordnet ist, können sowohl Bauteile als auch Menschen im Brandfall des Energiespeichers geschützt werden.By providing an arrangement in which between the vehicle frame and energy storage a fire shell in a thermally insulating distance, which works as an insulating barrier is arranged, both components and people can be protected in case of fire of the energy storage.

In einer Ausführung sind die Brandschale und der Energiespeicher zumindest teilweise unabhängig voneinander am Trägerrahmen befestigt. In einer Ausführung ist die Brandschale an dem Energiespeicher befestigt und der Energiespeicher ist am Trägerrahmen befestigt oder die Brandschale ist am Trägerrahmen befestigt, und der Energiespeicher an der Brandschale.In one embodiment, the fire pan and the energy storage are at least partially independently fixed to the support frame. In one embodiment, the fire shell is attached to the energy storage and the energy storage is attached to the support frame or the fire shell is attached to the support frame, and the energy storage of the fire shell.

Abhängig vom vorhandenen Platz und der Ausführung des Energiespeichers und Trägerrahmens können unterschiedliche Möglichkeiten der Befestigung der Brandschale und auch des Energiespeichers gewählt werden. Somit sind viele Anwendungen durch ein einziges konstruktives Konzept abgedeckt.Depending on the available space and the design of the energy storage and support frame different ways of attaching the fire shell and the energy storage can be selected. Thus, many applications are covered by a single constructive concept.

In einer Ausführung ist die Brandschale derart geformt, dass der Energiespeicher teilweise oder vollständig innerhalb der Wände der Brandschale aufgenommen ist. Je nach Anwendung kann es sinnvoll sein, dass der Energiespeicher vollständig innerhalb der Wände der Brandschale aufgenommen ist, so dass ein Spritzschutz sowohl von Batterieflüssigkeit nach außen als auch gegen Flüssigkeit, z.B. Spritzwasser, von außen gegeben ist. Wenn der Energiespeicher nur teilweise innerhalb der Wände der Brandschale liegt, kann Platz und Material gespart werden, ohne dass die Schutzwirkung beeinträchtigt wird, da eine auslaufende Flüssigkeit immer noch innerhalb der Brandschale aufgefangen wird.In one embodiment, the fire shell is shaped such that the energy storage is partially or completely received within the walls of the fire shell. Depending on the application, it may be expedient that the energy store is completely housed within the walls of the fire shell, so that a splash guard of both battery liquid to the outside and against liquid, e.g. Splashing water, given from the outside. If the energy storage is only partially within the walls of the fire shell, space and material can be saved, without the protective effect is impaired, since a leaking liquid is still caught within the fire shell.

In einer Ausführung ist die Brandschale als geschlossene Brandschale mit einer vollständigen Umhausung gebildet, wobei ein Deckel die offene Oberseite der Brandschale bedeckt. Je nach Ausführung kann es auch nötig sein, eine vollständig geschlossene Brandschale zur Verfügung zu stellen. Dies kann z.B. bei einer Anordnung nötig sein, welche äußeren Einflüssen, z.B. Regenwasser, Hagel etc. ausgesetzt ist, oder wenn die Anordnung nicht mit dem Boden der Schale nach unten, also z.B. schräg, angebracht werden muss. Durch das vollständige Schutzgehäuse kann so eine austretende Flüssigkeit in keine der Richtungen abfließen.In one embodiment, the firebox is formed as a closed firebox with a complete enclosure, with a lid covering the open top of the firebox. Depending on the design, it may also be necessary to complete one to provide closed fire bowl. This may be necessary, for example, in the case of an arrangement which is exposed to external influences, for example rainwater, hail, etc., or if the arrangement does not have to be attached to the bottom of the shell, for example at an angle. Due to the complete protective housing so an escaping liquid can flow in any of the directions.

Vorteilhafterweise ist zwischen Deckel und Wänden der Brandschale zumindest ein Luftauslass angeordnet. Zur Kühlung kann ein Luftauslass in der vollständigen Umhausung angeordnet sein, der allerdings so angeordnet werden muss, dass im Falle eines Flüssigkeitsaustritts aus dem Energiespeicher die Flüssigkeit nicht aus dem Luftspalt ausfließen kann.Advantageously, at least one air outlet is arranged between the cover and the walls of the fire shell. For cooling, an air outlet may be arranged in the complete enclosure, which, however, must be arranged so that in the event of liquid leakage from the energy storage, the liquid can not flow out of the air gap.

In einer Ausführung ist die zumindest eine isolierende Barriere zumindest eine isolierende Schicht, die entweder als Luftspalt oder als Material oder als eine aus der Umgebungstemperatur erzeugte Schicht oder als eine Kombination daraus gebildet. Durch die Schicht erfolgt eine thermische Entkopplung, welche durch unterschiedlich aufgebaute Schichten erzielt werden kann. Dies hängt von der Anwendung ab.In one embodiment, the at least one insulating barrier is at least one insulating layer, which is formed either as an air gap or as a material or as a layer produced from the ambient temperature or as a combination thereof. Through the layer is a thermal decoupling, which can be achieved by differently structured layers. This depends on the application.

In einer Ausführung ist der Fahrzeugrahmen das Dach oder das Heck oder der Unterboden des E-Fahrzeugs. Durch die flexible konstruktive Ausgestaltung der Schutzanordnung kann der Energiespeicher an unterschiedlichsten Stellen am Fahrzeug angeordnet werden.In one embodiment, the vehicle frame is the roof or the stern or underbody of the e-vehicle. Due to the flexible structural design of the protective arrangement of the energy storage can be arranged at various points on the vehicle.

In einer Ausführung weist die Brandschale zumindest eine elektrische Kontaktierung an einem Bereich oberhalb des Bodens und in einem Abstand davon in zumindest einer der Wände davon auf. Durch Bereitstellen einer elektrischen Kontaktierung innerhalb der Brandschale kann Platz gespart werden, ohne dabei die Sicherheit der Anordnung zu gefährden.In one embodiment, the firebox has at least one electrical contacting at an area above the ground and at a distance therefrom in at least one of the walls thereof. By providing electrical contact within the firebox, space can be saved without jeopardizing the security of the assembly.

In einer Ausführung ist das E-Fahrzeug ein E-Bus oder ein E-Lastkraftwagen ist.In one embodiment, the e-vehicle is an e-bus or e-truck.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungsgemäße Einzelheiten zeigt, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of embodiments of the invention, with reference to the figures of the drawing, the inventive details shows, and from the claims. The individual features can be realized individually for themselves or for several in any combination in a variant of the invention.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

  • 1 zeigt eine Schnittansicht einer Anordnung gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
  • 2 zeigt eine Schnittansicht einer alternativen Anordnung gemäß einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung.
  • 3 zeigt eine Schnittansicht einer alternativen Anordnung gemäß einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung.
  • 4 zeigt eine Schnittansicht einer geschlossenen Anordnung gemäß einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung.
Preferred embodiments of the invention are explained below with reference to the accompanying drawings.
  • 1 shows a sectional view of an arrangement according to an embodiment of the present invention.
  • 2 shows a sectional view of an alternative arrangement according to another embodiment of the present invention.
  • 3 shows a sectional view of an alternative arrangement according to another embodiment of the present invention.
  • 4 shows a sectional view of a closed arrangement according to another embodiment of the present invention.

In den nachfolgenden Figurenbeschreibungen sind gleiche Elemente bzw. Funktionen mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the following description of the figures, the same elements or functions are provided with the same reference numerals.

Die Erfindung beschreibt die Positionierung eines Energiespeichers 1 am Fahrzeugdach, Fahrzeugheck, oder im Fahrzeugrahmen. Dabei werden z.B. die aus der DE 10 2012 200 350 A1 bekannten Befestigungsprofile am Batteriegehäuse wie Trägerrahmen 3 verwendet, um den Energiespeicher am Fahrzeug bzw. am Fahrzeugrahmen 4 zu befestigen. Allerdings kann auch eine andere Konstruktion, welche den Energiespeicher 1 entsprechend wie nachfolgend beschrieben schützt, verwendet werden.The invention describes the positioning of an energy store 1 on the vehicle roof, vehicle rear, or in the vehicle frame. Here, for example, from the DE 10 2012 200 350 A1 known fastening profiles on the battery case as support frame 3 used to the energy storage on the vehicle or on the vehicle frame 4 to fix. However, another design that uses the energy storage device 1 according as described below, are used.

Bei dem Fahrzeug handelt es sich bevorzugt um ein elektrisches oder teilelektrisches Nutzfahrzeug, beispielsweise einen E-Bus oder E-LKW, wobei auch andere E-Fahrzeuge mit der Anordnung ausgerüstet werden können. Beim Energiespeicher 1 handelt es sich bevorzugt um eine Li-Ionen-Batterie, wobei jeder Energiespeicher 1 in der Anordnung positioniert werden kann, der zum Betrieb von E-Fahrzeugen verwendet werden kann.The vehicle is preferably an electric or semi-electric utility vehicle, such as an e-bus or e-truck, although other e-vehicles can be equipped with the arrangement. At the energy storage 1 it is preferably a Li-ion battery, each energy storage 1 can be positioned in the assembly that can be used to operate electric vehicles.

1 zeigt eine erste Ausführung der erfindungsgemäßen Schutzanordnung. Der Trägerrahmen 3 ist so ausgestaltet, dass der Energiespeicher 1 bzw. die Batterie 1 an diesem befestigt ist. Der Trägerrahmen 3 ist wiederum am Fahrzeug bzw. am Fahrzeugrahmen 4 beispielsweise über Befestigungen 5 wie Schraub- oder Schweißverbindungen befestigt, welche bevorzugt thermisch entkoppelt sind. Weiterhin befindet sich unterhalb der Batterie 1 eine feuerfeste Brandschale 2, welche derart geformt ist, dass sie die Batterie 1 aufnehmen kann. Die Brandschale 2 ist in dieser Ausführung direkt am Trägerrahmen 3 befestigt, z.B. über Befestigungsmittel 31 wie Schrauben oder Nieten. 1 shows a first embodiment of the protection arrangement according to the invention. The carrier frame 3 is designed so that the energy storage 1 or the battery 1 attached to this. The carrier frame 3 is again on the vehicle or on the vehicle frame 4 for example, via fasteners 5 fastened as screw or welded joints, which are preferably thermally decoupled. Furthermore, it is located below the battery 1 a fireproof fire bowl 2 which is shaped to hold the battery 1 can record. The fire bowl 2 is in this version directly on the support frame 3 fastened, eg via fastening means 31 like screws or rivets.

Die erfindungsgemäße Konstruktion ist in allen Ausführungen so ausgestaltet, dass die Brandschale 2 das Fahrzeug bzw. den Fahrzeugrahmen 4, also z.B. das Fahrzeugdach bzw. den Fahrzeugboden oder andere darunter liegende Bauteile, nicht berührt. Zwischen Brandschale 2 und dem darunter angrenzenden Fahrzeugrahmen 4 oder anderen (nicht gezeigten) Bauteilen befindet sich demnach eine thermisch isolierende Barriere 6, welche z.B. als Luftspalt ausgebildet sein kann.The construction according to the invention is designed in all versions so that the fire shell 2 the vehicle or the vehicle frame 4 , So for example, the vehicle roof or the vehicle floor or other underlying components, not touched. Between fire bowl 2 and the including adjacent vehicle frame 4 or other (not shown) components is therefore a thermally insulating barrier 6 , which may be formed as an air gap, for example.

Weiterhin ist die Brandschale 2 in allen Ausführungen so ausgestaltet, dass sie unterhalb der Batterie 1 positioniert ist, d.h. mindestens zwischen der Batterie 1 und dem Fahrzeugrahmen 4, und die Batterie 1 teilweise oder fast vollständig umgibt. Mindestens jedoch ist die Batterie 1 derart von der Brandschale 2 umgeben, dass im Fall eines Brands der Batterie 1 die aus der Batterie 1 austretende brennende Flüssigkeit in der Brandschale 2 aufgefangen werden kann.Furthermore, the fire shell 2 in all versions designed so that they are below the battery 1 is positioned, ie at least between the battery 1 and the vehicle frame 4 , and the battery 1 partially or almost completely surrounds. At least, however, is the battery 1 so from the fire bowl 2 surround that in the case of a fire of the battery 1 the from the battery 1 escaping burning liquid in the fire bowl 2 can be caught.

Die Brandschale 2 ist feuerfest und weist vorteilhafterweise eine hitzebeständige Beschichtung auf, beispielsweise Keramik, Wolfram oder andere feuerfeste Beschichtungen. Somit hält sie einem Feuer mit sehr hoher Temperatur bedeutend länger stand als eine nicht beschichtete Brandschale 2. Die Brandschale 2 kann auch vollständig aus hitzebeständigem Material wie Metall, Keramik oder ähnlichen Materialien aufgebaut sein. Sie umhaust bzw. umgibt die Batterie 1 teilweise oder fast vollständig, mindestens jedoch so, dass brennendes Material nicht in sicherheitsrelevante Richtungen entweichen kann. Sicherheitsrelevante Richtungen sind je nach Anwendung unterschiedlich und können alle Richtungen sein, in denen eine auslaufende, heiße Batterieflüssigkeit Schaden anrichten kann, d.h. sowohl bei Personen als auch am Fahrzeug oder Komponenten davon.The fire bowl 2 is fire-resistant and advantageously has a heat-resistant coating, for example ceramic, tungsten or other refractory coatings. Thus, it withstands a very high temperature fire much longer than an uncoated fire bowl 2 , The fire bowl 2 can also be constructed entirely of heat-resistant material such as metal, ceramic or similar materials. It surrounds or surrounds the battery 1 partially or almost completely, but at least so that burning material can not escape in safety-relevant directions. Safety-relevant directions vary with the application and may be any direction in which leaking, hot battery fluid can cause damage, both to people and to the vehicle or components thereof.

Die Position der Batterie 1 in bzw. innerhalb der Brandschale 2 kann beliebig gewählt werden. Dabei ist zumindest ein Teil der Batterie 1, bei dem im Falle eines Brands am wahrscheinlichsten Flüssigkeit austritt, so anzuordnen, dass die Flüssigkeit in jedem Fall in die Brandschale 2 fließt, so dass die Batterie 1 gezielt abbrennen kann. The position of the battery 1 in or within the fire bowl 2 can be chosen arbitrarily. It is at least part of the battery 1 in which, in the case of a fire, liquid is most likely to escape, arrange so that the liquid in each case into the fire bowl 2 flows, leaving the battery 1 can burn off specifically.

Die Brandschale 2 kann, ebenso wie die Batterie 1, an dem Trägerrahmen 3 befestigt sein, wie in 1, 2 und 4 gezeigt. Ferner kann, wie in 3 gezeigt, die Batterie 1 auch (zusätzlich) direkt an der Brandschale 2 befestigt sein. Alternativ kann die Brandschale 2 direkt am Gehäuse der Batterie 1 befestigt sein.The fire bowl 2 can, as well as the battery 1 , on the support frame 3 be attached as in 1 . 2 and 4 shown. Furthermore, as in 3 shown the battery 1 also (additionally) directly on the fire bowl 2 be attached. Alternatively, the fire bowl 2 directly on the housing of the battery 1 be attached.

Das wesentliche Merkmal der Anordnung ist jedoch, dass sich die Brandschale 2 zwischen Energiespeicher 1 und Fahrzeugrahmen 4, also z.B. Dach, Heck oder sonstigem Fahrzeugrahmen 4 oder Bauteilen befindet, wobei die Brandschale 2 so ausgelegt ist, dass sie im Brandfall der Batterie 1 diese gefahrlos innerhalb der Brandschale 2 so lange wie aus sicherheitsrelevanten Anforderung notwendig ist, abbrennen lassen kann.The essential feature of the arrangement, however, is that the fire bowl 2 between energy storage 1 and vehicle frame 4 So, for example, roof, rear or other vehicle frame 4 or components is located, with the fire shell 2 is designed so that in case of fire the battery 1 this safely within the fire bowl 2 as long as it is necessary for safety-relevant requirement, can burn off.

Optional ermöglichen Öffnungen oder Durchgangsbohrungen in der Brandschale 2 ein elektrisches Kontaktieren der Batterie 1 von außen. Diese Öffnungen oder Durchgangsbohrungen sollten so angeordnet sein, dass im Fall des Brands der Batterie 1 die auslaufende Flüssigkeit nicht durch die Öffnungen oder Durchgangsbohrungen fließen und Schaden anrichten kann.Optionally allow openings or through holes in the fire bowl 2 electrically contacting the battery 1 from the outside. These openings or through holes should be arranged so that in case of fire of the battery 1 The leaking fluid can not flow through the holes or through holes and cause damage.

Die in 2 und 3 gezeigten Ausführungen unterscheiden sich von der in 1 gezeigten Ausführung nur in Details, so dass lediglich diese Unterschiede beschrieben werden.In the 2 and 3 The designs shown differ from those in 1 shown embodiment only in details, so that only these differences will be described.

In 1 ist die Li-Ionen-Batterie 1 bzw. der Energiespeicher 1 an der Trägerkonstruktion 3 mit einer erhöht ausgebildeten Brandschale 2 als Sicherheitsumhausung gebildet. Die Li-Ionen-Batterie 1 bzw. der Energiespeicher 1 ist an der Trägerkonstruktion 3 über Verbindungsmittel 32 verbunden, und die Brandschale 2 ist an der Trägerkonstruktion 3 über entsprechende Befestigungsmittel 31 befestigt, wie z.B. in der DE 102012200350 A1 beschrieben. Die Trägerkonstruktion 3 ist wiederum am Fahrzeugrahmen 4 befestig, vorzugsweise über eine thermisch entkoppelte Befestigung 5. Die erhöhten Wände der Brandschale 2 können knapp oder deutlich über die Oberseite der Batterie 1 nach oben herausragen, so dass hierdurch auch ein Spritzschutz entsteht. Die Länge der Wände der Brandschale 2 wird entsprechend der Anwendung gewählt und hängt z.B. auch von der Dicke des Energiespeichers 1 oder einem nötigen Spritzschutz oder dem vorhandenen Platz ab.In 1 is the Li-ion battery 1 or the energy storage 1 on the support structure 3 with a raised fire shell 2 formed as a security housing. The Li-ion battery 1 or the energy storage 1 is on the support structure 3 via connecting means 32 connected, and the fire bowl 2 is on the support structure 3 via appropriate fasteners 31 attached, such as in the DE 102012200350 A1 described. The support structure 3 is again on the vehicle frame 4 fastened, preferably via a thermally decoupled attachment 5 , The raised walls of the fire bowl 2 may be just or well above the top of the battery 1 protrude upwards, so that this also creates a splash guard. The length of the walls of the fire bowl 2 is chosen according to the application and depends, for example, on the thickness of the energy store 1 or a necessary splash guard or the available space.

In 2 ist die Brandschale 2 als verkürzte Brandschale 2 ausgebildet, deren Wände nur knapp oberhalb des Trägerrahmens 3 enden, d.h. nicht über die Oberseite der Batterie 1 herausragen. Somit wird weniger Platz benötigt. Die Hauptrichtung einer möglicherweise austretenden Flüssigkeit wird dabei nach unten in die Ausbuchtung der Brandschale 2 angenommen. Somit kann auch mit dieser Konstruktion ein sicheres Abbrennen einer defekten Batterie 1 ohne Beschädigung des Fahrzeugs oder von Insassen, Passanten oder anderen Fahrzeugen oder Bauteilen gewährleistet werden.In 2 is the fire bowl 2 as a shortened fire bowl 2 formed whose walls just above the support frame 3 ends, ie not over the top of the battery 1 protrude. Thus, less space is needed. The main direction of a possibly leaking liquid is thereby down into the bulge of the fire bowl 2 accepted. Thus, even with this construction, a safe burning of a defective battery 1 without damaging the vehicle or passengers, passers-by or other vehicles or components.

In 3 ist die Brandschale 2 wie in 2 als verkürzte Brandschale 2 ausgebildet, deren Wände nur knapp oberhalb des Trägerrahmens 3 enden, d.h. nicht über die Oberseite der Batterie 1 herausragen. Hier ist die Batterie 1 im Gegensatz zu den in 1 und 2 gezeigten Ausführungen zusätzlich direkt über weitere Verbindungsmittel 33 an der Brandschale 2 befestigt, vorteilhafterweise über ihr Gehäuse. Alternativ kann auch die Brandschale 2 an dem Gehäuse der Batterie 1 befestigt sein. Das heißt, dass die Batterie 1 am Trägerrahmen 3 und die Brandschale 2 nur an der Batterie 1 befestigt sein kann. Oder die Brandschale 2 ist am Trägerrahmen 3 befestigt und die Batterie 1 nur an der Brandschale 2. Somit können zusätzliche Verbindungsmittel eingespart werden oder die Verbindungen vereinfacht werden.In 3 is the fire bowl 2 as in 2 as a shortened fire bowl 2 formed whose walls just above the support frame 3 ends, ie not over the top of the battery 1 protrude. Here is the battery 1 unlike in 1 and 2 shown embodiments additionally directly via other connecting means 33 at the fire bowl 2 fastened, advantageously over its housing. Alternatively, the fire bowl 2 on the housing of the battery 1 be attached. That means the battery 1 on the support frame 3 and the fire bowl 2 only on the battery 1 can be attached. Or the fire bowl 2 is on the carrier frame 3 attached and the battery 1 only on the fire bowl 2 , Thus, additional connection means can be saved or the connections can be simplified.

In 4 ist zusätzlich zu den vorher gezeigten Ausführungen eine geschlossene Brandschale 2 gezeigt. Hier wird auf die Wände der Brandschale 2 ein Deckel 21 aufgesetzt und an den Wänden der Brandschale 2 befestigt, z.B. über Schrauben oder Nieten, wie in 4 links gezeigt. Vorteilhafterweise erfolgt keine hermetische Abdichtung durch den Deckel, so dass ein Luftausgleich mit der Umgebung stattfinden kann. Dies kann durch Einbringen eines Dichtungsrings 22 in einem Bereich zwischen Wand der Brandschale 2 und Deckel 21 bzw. Befestigung des Deckels 21 erfolgen. Es kann jede Ausgestaltung der Brandschale 2, also als verkürzte Brandschale 2 oder mit längeren (Seiten-)Wänden, verwendet werden, um einen Deckel 21 anzubringen. Hierzu muss dieser konstruktiv entsprechend angepasst werden, was im Können des Fachmanns liegt.In 4 is in addition to the previously shown embodiments, a closed fire shell 2 shown. Here is on the walls of the fire bowl 2 a lid 21 put on and on the walls of the fire bowl 2 fastened, eg via screws or rivets, as in 4 shown on the left. Advantageously, there is no hermetic seal through the lid, so that an air balance can take place with the environment. This can be done by inserting a sealing ring 22 in an area between the wall of the fire bowl 2 and lid 21 or attachment of the lid 21 respectively. It can be any configuration of the fire bowl 2 , so as a shortened fire bowl 2 or with longer (side) walls, used to cover 21 to install. For this purpose, this must be adapted constructively, which is within the skill of the skilled person.

In einer nicht gezeigten alternativen Ausführung kann eine strömungsoptimierte vollständige Umhausung und Abdeckung der Brandschale 2 erfolgen. Hier erfolgt die Anordnung der Schutzanordnung am Fahrzeug in einer strömungsoptimierten Position. Ebenso werden der Trägerrahmen 3, die Brandschale 2, der eventuell vorhandene Deckel 21, sowie Lufteinlässe oder Luftauslässe zur Kühlung strömungsoptimiert konstruiert und angebracht. Dies kann ohne Verlust der Schutzwirkung erfolgen.In an alternative embodiment, not shown, a flow-optimized complete housing and cover the fire shell 2 respectively. Here, the arrangement of the protective arrangement on the vehicle takes place in a flow-optimized position. Likewise, the carrier frame 3 , the fire bowl 2 , the possibly existing lid 21 , as well as air inlets or air outlets designed for cooling flow optimized and installed. This can be done without loss of protective effect.

In allen vorgenannten Ausführungen ist mindestens eine isolierende Schicht 6, z.B. einen Luftspalt, eine durch die Umgebungstemperatur erzeugte Schicht oder eine andere zur thermischen Entkopplung geeignete Schicht, auch eine feste Schicht, zwischen Brandschale 2 und Fahrzeugträger 4 vorhanden. Hierdurch ist die Brandschale 2 immer in einem Abstand und thermisch isoliert bzw. entkoppelt zum Fahrzeugrahmen 4 angeordnet.In all the aforementioned embodiments, at least one insulating layer 6 , For example, an air gap, a layer generated by the ambient temperature or another suitable thermal decoupling layer, even a solid layer, between fire shell 2 and vehicle carrier 4 available. This is the fire bowl 2 always at a distance and thermally insulated or decoupled from the vehicle frame 4 arranged.

Vorteilhafterweise ist die Brandschale 2 mit einer hitzebeständigen Oberfläche versehen, z.B. Keramik oder Wolfram, oder sie besteht aus einem hitzebeständigen Material, z.B. Keramik. Je nach Anwendung, d.h. je nach verwendetem Energiespeicher 1 bzw. verwendeter Batterie 1, ist die Hitzebeständigkeit z.B. auch gemäß gesetzlichen Vorgaben vom Fachmann zu wählen.Advantageously, the fire shell 2 provided with a heat-resistant surface, such as ceramic or tungsten, or it consists of a heat-resistant material, such as ceramic. Depending on the application, ie depending on the energy storage used 1 or used battery 1 , the heat resistance, for example, according to legal requirements of the expert to choose.

Je nach Anwendung und Anordnung der Batterie 1 am oder im Fahrzeug kann die Art der Umhausung gewählt werden, also verkürzt (2), erhöht (1) oder als Voll- oder Teilumhausung, also z.B. mit Deckel (4).Depending on the application and arrangement of the battery 1 on or in the vehicle, the type of housing can be selected, so shortened ( 2 ), elevated ( 1 ) or as full or partial housing, eg with lid ( 4 ).

Dabei kann die Befestigung der Batterie 1 wie in 1 oder 2, aber auch wie in 3 geeignet gewählt werden, so dass brennendes Material im Brandfall nicht in eine sicherheitsrelevante Richtung entweichen kann.This can be the attachment of the battery 1 as in 1 or 2 but also like in 3 be chosen suitably, so that burning material can not escape in a fire in a safety-relevant direction.

In alternativen, nicht gezeigten Ausführungen, können auch mehrere Energiespeicher bzw. Batterien 1 in einer Brandschale 2, oder mehrere Brandschalen 2 oder Batterien 1 über einen Trägerrahmen 3 an dem Fahrzeugrahmen 4 angeordnet werden, da die Verbindung eine thermisch entkoppelte Verbindung ist.In alternative, not shown embodiments, also several energy storage or batteries 1 in a fire bowl 2 , or more fire pots 2 or batteries 1 via a support frame 3 on the vehicle frame 4 can be arranged, since the connection is a thermally decoupled connection.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Batteriebattery
22
Brandschalefire bowl
2121
Deckelcover
2222
Dichtungsringsealing ring
33
Trägerrahmensupport frame
3131
Befestigungsmittelfastener
3232
Verbindungsmittelconnecting means
3333
weitere Verbindungsmittelfurther connecting means
44
Fahrzeugrahmenvehicle frame
55
Befestigungenfortification
66
Isolierende SchichtInsulating layer

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 17084936 A1 [0005]WO 17084936 A1 [0005]
  • DE 102012200350 A1 [0006, 0022, 0033]DE 102012200350 A1 [0006, 0022, 0033]

Claims (10)

Schutzanordnung für einen Energiespeicher (1) in einem E-Fahrzeug, aufweisend einen Fahrzeugrahmen (4), mit: - zumindest einem Energiespeicher (1), - einem Trägerrahmen (3), über welchen der Energiespeicher (1) an dem Fahrzeugrahmen (4) des E-Fahrzeugs befestigt ist, und - einer hitzebeständigen Brandschale (2), aufweisend einen Boden und Wände, wobei die Brandschale (2) zwischen Energiespeicher (1) und Fahrzeugrahmen (4) des E-Fahrzeugs angeordnet ist und den Energiespeicher (1) zwischen ihrem Boden und ihren Wänden aufnimmt, wobei zwischen dem Boden der Brandschale (2) und dem Fahrzeugrahmen (4) des E-Fahrzeugs mindestens eine isolierende Barriere (6) vorhanden ist.Protective arrangement for an energy store (1) in an e-vehicle, comprising a vehicle frame (4), with: at least one energy store (1), - A support frame (3) via which the energy storage device (1) is fixed to the vehicle frame (4) of the electric vehicle, and - A heat-resistant fire shell (2), comprising a bottom and walls, wherein the fire shell (2) between energy storage (1) and vehicle frame (4) of the e-vehicle is arranged and receives the energy storage (1) between its bottom and its walls, wherein between the bottom of the fire shell (2) and the vehicle frame (4) of the electric vehicle at least one insulating barrier (6) is present. Schutzanordnung nach Anspruch 1, wobei die Brandschale (2) und der Energiespeicher (1) zumindest teilweise unabhängig voneinander am Trägerrahmen (3) befestigt sind.Protection arrangement after Claim 1 , wherein the fire shell (2) and the energy storage (1) are at least partially independent of each other on the support frame (3) are attached. Schutzanordnung nach Anspruch 1, wobei die Brandschale (2) an dem Energiespeicher (1) befestigt ist und der Energiespeicher (1) am Trägerrahmen (3) befestigt ist, oder wobei die Brandschale (2) am Trägerrahmen (3) befestigt ist, und der Energiespeicher (1) an der Brandschale (2).Protection arrangement after Claim 1 wherein the fire pan (2) is attached to the energy store (1) and the energy store (1) is attached to the carrier frame (3), or wherein the fire pan (2) is attached to the carrier frame (3), and the energy store (1) on the fire bowl (2). Schutzanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Brandschale (2) derart geformt ist, dass der Energiespeicher (1) teilweise oder vollständig innerhalb der Wände der Brandschale (2) aufgenommen ist.Protection arrangement according to one of the preceding claims, wherein the fire shell (2) is shaped such that the energy store (1) is partially or completely received within the walls of the fire shell (2). Schutzanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Brandschale als geschlossene Brandschale (2) gebildet ist, wobei ein Deckel (21) die offene Oberseite der Brandschale (2) bedeckt.Protection arrangement according to one of the preceding claims, wherein the fire shell is formed as a closed fire shell (2), wherein a cover (21) covers the open top of the fire shell (2). Schutzanordnung nach Anspruch 5, wobei zwischen Deckel (21) und Wänden der Brandschale (2) zumindest ein Luftauslass angeordnet ist.Protection arrangement after Claim 5 , wherein between the cover (21) and walls of the fire shell (2) at least one air outlet is arranged. Schutzanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zumindest eine isolierende Barriere (6) zumindest eine isolierende Schicht (6) ist, die entweder als Luftspalt oder als Material oder als eine aus der Umgebungstemperatur erzeugte Schicht oder als eine Kombination daraus gebildet ist.Protection arrangement according to one of the preceding claims, wherein the at least one insulating barrier (6) is at least one insulating layer (6), which is formed either as an air gap or as a material or as a layer produced from the ambient temperature or as a combination thereof. Schutzanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Fahrzeugrahmen (4) das Dach oder das Heck oder der Unterboden des E-Fahrzeugs ist.Protection arrangement according to one of the preceding claims, wherein the vehicle frame (4) is the roof or the rear or the underbody of the e-vehicle. Schutzanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Brandschale (2) zumindest eine elektrische Kontaktierung an einem Bereich oberhalb des Bodens und in einem Abstand davon in zumindest einer der Wände davon aufweist.A protective arrangement according to any one of the preceding claims, wherein the fire pan (2) has at least one electrical contact at an area above the floor and at a distance therefrom in at least one of the walls thereof. Schutzanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das E-Fahrzeug ein E-Bus oder ein E-Lastkraftwagen ist.A protective arrangement according to any one of the preceding claims, wherein the electric vehicle is an e-bus or an e-truck.
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