DE102018213161A1 - Electrically drivable vehicle and method for operating an electrically drivable vehicle - Google Patents
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Abstract
Elektrisch antreibbares Fahrzeug (1) mit zumindest einem als Batterie (3) ausgebildeten Speicher für elektrische Energie, wobei das Fahrzeug (1) ferner folgendes aufweist:- ein Sensorsystem (13) zur Ermittlung kritischer Fahrsituationen und- ein Batterieschutzsystem (5) zum Schutz der Batterie (3) und/oder des Fahrzeugs (1) in kritischen Fahrsituationen, wobei das Batterieschutzsystem (5) einen Hohlraum (11) umfasst, indem die Batterie (3) aufgenommen ist, wobei der Hohlraum (11) größer ausgebildet ist als die Batterie (3), und wobei das Batterieschutzsystem (5) ferner Mittel (7) zur Lageänderung der Batterie (3) innerhalb des Hohlraums (11) und/oder zum Einbringen eines Schutzmediums (15) in den Hohlraum (11) aufweist, wenn eine kritische Fahrsituation festgestellt wurde.Electrically drivable vehicle (1) with at least one storage device for electrical energy designed as a battery (3), the vehicle (1) further comprising: - a sensor system (13) for determining critical driving situations and - a battery protection system (5) for protecting the Battery (3) and / or the vehicle (1) in critical driving situations, the battery protection system (5) comprising a cavity (11) in which the battery (3) is accommodated, the cavity (11) being larger than the battery (3), and wherein the battery protection system (5) further comprises means (7) for changing the position of the battery (3) within the cavity (11) and / or for introducing a protective medium (15) into the cavity (11) if a critical Driving situation was determined.
Description
Die Erfindung betrifft ein elektrisch antreibbares Fahrzeug sowie ein Verfahren zum Betreiben eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs.The invention relates to an electrically drivable vehicle and a method for operating an electrically drivable vehicle.
Durch die zunehmende Elektrifizierung und den verstärkten Trend zu Hochvolt- und reinen Elektrofahrzeugen entwickelt sich die für diesen Einsatzbereich benötigte Batterie wegen ihrer hohen Energiedichte zu einer der gefährlichsten Komponenten im Fahrzeug.Due to the increasing electrification and the increasing trend towards high-voltage and pure electric vehicles, the battery required for this area of application is becoming one of the most dangerous components in the vehicle due to its high energy density.
Insbesondere im Falle eines Zusammenstoßes des Fahrzeugs mit einem anderen Fahrzeug oder einem Gegenstand kann es zur Entflammung der Batterie bis hin zu Explosionen kommen.In particular in the event of a collision of the vehicle with another vehicle or an object, the battery can ignite or even explode.
Teilweise wird bereits versucht, isolierende Materialien rund um die Batterie einzubauen, die ein schnelles Aufheizen der Batterie verhindern sollen. Insbesondere im Falle eines Crashs kann deren Wirkung jedoch mangelhaft sein.In some cases, attempts are already being made to install insulating materials around the battery that are intended to prevent the battery from heating up quickly. In the event of a crash in particular, however, their effect can be poor.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektrisch antreibbares Fahrzeug anzugehen, das einen Energiespeicher in Form einer Batterie aufweist und bei dem die im Crashfall von der Batterie ausgehende Gefahr für die Insassen sowie für die Umwelt reduziert ist.It is therefore an object of the present invention to address an electrically drivable vehicle which has an energy store in the form of a battery and in which the risk to the occupants and the environment which the battery poses in the event of a crash is reduced.
Ferner soll ein Verfahren zum Betreiben eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs angegeben werden, mit dem die von der Batterie ausgehende Gefahr weitgehend reduziert wird.Furthermore, a method for operating an electrically drivable vehicle is to be specified with which the danger from the battery is largely reduced.
Diese Aufgaben werden mit den Gegenständen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.These tasks are solved with the subject matter of the independent claims. Advantageous further developments result from the dependent claims.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein elektrisch antreibbares Fahrzeug mit zumindest einem als Batterie ausgebildeten Speicher für elektrische Energie angegeben, wobei das Fahrzeug ferner ein Sensorsystem zur Ermittlung kritischer Fahrsituationen sowie ein Batterieschutzsystem zum Schutz der Batterie und/oder des Fahrzeugs in kritischen Fahrsituationen aufweist.According to one aspect of the invention, an electrically drivable vehicle is provided with at least one storage device for electrical energy designed as a battery, the vehicle further comprising a sensor system for determining critical driving situations and a battery protection system for protecting the battery and / or the vehicle in critical driving situations.
Das Batterieschutzsystem umfasst einen Hohlraum, in dem die Batterie aufgenommen ist, wobei der Hohlraum größer ausgebildet ist als die Batterie und wobei das Batterieschutzsystem ferner Mittel zur Lageänderung der Batterie innerhalb des Hohlraums und/oder zum Einbringen eines Schutzmediums in den Hohlraum aufweist, wenn eine kritische Fahrsituation festgestellt wurde.The battery protection system comprises a cavity in which the battery is accommodated, the cavity being larger than the battery and the battery protection system further comprising means for changing the position of the battery within the cavity and / or for introducing a protective medium into the cavity if a critical one Driving situation was determined.
Unter einem Hohlraum, der größer als die darin aufgenommene Batterie ausgebildet ist, wird hier und im Folgenden ein Hohlraum verstanden, dessen Abmessungen zumindest in einer Richtung größer als die der Batterie sind, sodass neben von der Batterie ausgefülltem Hohlraum auch frei gehaltene Bereiche angeordnet sind, in die die Batterie im Falle einer Lageänderung verschoben oder verdreht werden kann.A cavity which is larger than the battery accommodated therein is understood here and in the following to mean a cavity whose dimensions are larger than that of the battery at least in one direction, so that in addition to the cavity filled by the battery, areas are also kept free, into which the battery can be moved or rotated in the event of a change in position.
Unter einem elektrisch antreibbaren Fahrzeug wird hier und im Folgenden ein Fahrzeug verstanden, das auch oder ausschließlich mittels elektrischer Energie antreibbar ist.An electrically drivable vehicle is understood here and in the following to mean a vehicle which can also or exclusively be driven by means of electrical energy.
Unter dem Auslösen einer Lageänderung der Batterie wird auch das Auslösen einer Lageänderung von Teilen der Batterie, beispielsweise einzelner Batteriezellen, verstanden.Triggering a change in position of the battery is also understood to mean triggering a change in position of parts of the battery, for example individual battery cells.
Der Hohlraum kann auch dadurch ausgebildet sein, dass die Batterie in einer doppelwandigen Schutzhülle angeordnet ist, in die im Bedarfsfall Kältemittel oder Schaum eingeblasen wird.The cavity can also be formed in that the battery is arranged in a double-walled protective cover, into which, if necessary, refrigerant or foam is blown.
Das beschriebene elektrisch antreibbare Fahrzeug hat den Vorteil, dass das Batterieschutzsystem es ermöglicht, im Falle eines unvorhergesehenen Crashs die Batterie aus einer ermittelten Gefahrenzone zu entfernen. Dies erfolgt durch die Lageänderung der Batterie.The electrically driven vehicle described has the advantage that the battery protection system makes it possible to remove the battery from a determined danger zone in the event of an unforeseen crash. This is done by changing the position of the battery.
Ferner kann das Batterieschutzsystem es auch ermöglichen, ein Schutzmedium in den freien Hohlraum einzubringen, das die Batterie vor einer Überhitzung und/oder vor einem Entflammen und/oder vor einer Explosion schützt. Ferner kann das Schutzmedium auch geeignet sein, bei einer Kollision auf die Batterie wirkende Kräfte abzufedern.Furthermore, the battery protection system can also allow a protective medium to be introduced into the free cavity, which protects the battery against overheating and / or against ignition and / or against an explosion. Furthermore, the protective medium can also be suitable for cushioning forces acting on the battery in the event of a collision.
Unter einer kritischen Fahrsituation werden demnach insbesondere drohende Kollisionen des Fahrzeugs mit anderen Fahrzeugen oder Gegenständen bzw. Infrastruktur verstanden.A critical driving situation is therefore understood to mean, in particular, impending collisions of the vehicle with other vehicles or objects or infrastructure.
Außerdem werden unter kritischen Fahrsituationen auch Fahrsituationen verstanden, in denen das Fahrzeug aufgrund seiner Geschwindigkeit und/oder seiner Beschleunigung und/oder der Beschaffenheit der Fahrbahn außer Kontrolle zu geraten droht, beispielsweise durch Schleudern, Ausbrechen, Wegrutschen, Kippen oder Überschlagen.Critical driving situations are also understood to mean driving situations in which the vehicle threatens to get out of control due to its speed and / or its acceleration and / or the nature of the road, for example by skidding, breaking out, sliding away, tipping over or overturning.
Das elektrisch antreibbare Fahrzeug ist aufgrund seines Batterieschutzsystems geeignet, in derartigen kritischen Fahrsituationen das Fahrzeug durch eine Lageänderung der Batterie zu stabilisieren. Dabei wird ausgenutzt, dass die Batterie ein erhebliches Gewicht hat und eine Verschiebung oder Verdrehung der Batterie eine günstige Beeinflussung der Schwerpunktlage des Fahrzeugs bewirken kann.Due to its battery protection system, the electrically drivable vehicle is suitable for stabilizing the vehicle in such critical driving situations by changing the position of the battery. This takes advantage of the fact that the battery has a considerable weight and a shift or Twisting the battery can have a favorable influence on the center of gravity of the vehicle.
Die Erfindung nutzt aus, dass in zahlreichen Fahrzeugen Sensorsysteme zur Ermittlung kritischer Fahrsituationen bereits vorhanden sind. So werden sowohl fahrdynamisch kritische Situationen als auch drohende Crashs derzeit bereits ermittelt. Beispielsweise stehen Systeme zur Verfügung, die Lenk- oder Bremseingriffe auslösen oder die das Entfalten eines Airbags im Crashfall triggern. Das Ergebnis einer solchen Ermittlung kann dann ebenfalls als Input für das Batterieschutzsystem verwendet werden.The invention takes advantage of the fact that sensor systems for determining critical driving situations are already present in numerous vehicles. Critical situations as well as impending crashes are currently being determined. For example, there are systems available that trigger steering or braking interventions or that trigger the deployment of an airbag in the event of a crash. The result of such a determination can then also be used as input for the battery protection system.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Batterieschutzsystem Mittel zum Verschieben der Batterie innerhalb des Hohlraums auf. Alternativ oder zusätzlich kann das Batterieschutzsystem Mittel zum Drehen der Batterie innerhalb des Hohlraums aufweisen. Dabei wird hier und im Folgenden unter dem Verschieben der Batterie das Auslösen einer Translationsbewegung der Batterie verstanden, während unter dem Drehen der Batterie das Auslösen einer Rotationsbewegung verstanden wird bzw. eine Kombination aus beidem.According to one embodiment, the battery protection system has means for displacing the battery within the cavity. Alternatively or additionally, the battery protection system can have means for rotating the battery within the cavity. Here and in the following, the movement of the battery is understood to mean the initiation of a translational movement of the battery, while the rotation of the battery is understood to mean the initiation of a rotational movement or a combination of both.
Ob ein Verschieben oder ein Drehen oder beides gleichzeitig der Batterie vorteilhafter ist, hängt von dem vorhandenen Bauraum, von der Art der festgestellten kritischen Fahrsituation sowie von der Art der zum Verschieben bzw. Drehen der Batterie vorgesehenen Mittel ab. Unter Umständen kann eine schnelle Drehbewegung der Batterie in kürzerer Zeit verwirklicht werden als eine Translationsbewegung beispielsweise auf einem Schlitten. In manchen Fällen kann auch eine kombinierte Dreh- und Translationsbewegung zum gewünschten Erfolg führen.Whether moving or rotating the battery or both is more advantageous depends on the available space, the type of critical driving situation determined and the type of means provided for moving or rotating the battery. Under certain circumstances, a rapid rotational movement of the battery can be achieved in a shorter time than a translational movement, for example on a carriage. In some cases, a combined rotation and translation movement can lead to the desired success.
Gemäß einer Ausführungsform umfassen die Mittel zur Lageänderung der Batterie innerhalb des Hohlraums elektrisch angesteuerte Stellmotoren. Alternativ oder zusätzlich können die Mittel zur Lageänderung der Batterie auch hydraulisch betrieben sein. Alternativ oder zusätzlich können Sie auch pyrotechnisch betrieben sein.According to one embodiment, the means for changing the position of the battery within the cavity comprise electrically controlled servomotors. Alternatively or additionally, the means for changing the position of the battery can also be operated hydraulically. Alternatively or additionally, you can also be pyrotechnically operated.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Batterieschutzsystem Mittel zum Einbringen eines Kühlmittels in den Hohlraum auf. Als Kühlmittel kann beispielsweise das Kältemittel einer Klimaanlage, beispielsweise CO2, verwendet werden. Dieses kann beispielsweise in einen Pufferschlauch um die Batterie eingeblasen werden, wobei der Schlauch derart ausgebildet sein kann, dass er die Kälte des eingeblasenen Kühlmittels effizient auf die Batterie überträgt. Ein derartiger Schlauch bietet gleichzeitig einen mechanischen Schutz der Batterie im Crashfall und kann helfen, Beschädigungen der Batterie im Crashfall zu verhindern bzw. zu verringern.According to one embodiment, the battery protection system has means for introducing a coolant into the cavity. For example, the refrigerant of an air conditioning system, for example CO 2 , can be used as the coolant. This can, for example, be blown into a buffer hose around the battery, the hose being able to be designed such that it efficiently transfers the cold of the blown-in coolant to the battery. Such a hose also offers mechanical protection of the battery in the event of a crash and can help prevent or reduce damage to the battery in the event of a crash.
Das in den Hohlraum eingebrachte Kühlmittel kann somit entweder einem separaten Vorratsbehälter entnommen werden oder beispielsweise einer Klimaanlage des Fahrzeugs.The coolant introduced into the cavity can thus either be removed from a separate storage container or, for example, from an air conditioning system of the vehicle.
Durch das Einbringen eines Kühlmittels in den Hohlraum kann eine schnelle Abkühlung der Batterie sowohl im Crashfall als auch bei einem technischen Defekt erzielt werden.By introducing a coolant into the cavity, the battery can be rapidly cooled both in the event of a crash and in the event of a technical defect.
Alternativ oder zusätzlich kann das Batterieschutzsystem auch Mittel zum Einbringen eines Löschmittels oder Brandhemmers in den Hohlraum aufweisen. Hierzu kann ebenfalls der Klimaanlage oder einem separaten Vorratsbehälter entnommenes CO2 vorgesehen sein, das jedoch, wenn es zum Löschen vorgesehen ist, nicht in einen Schlauch eingeblasen wird, sondern beispielsweise durch spezielle Auslassventile in den Hohlraum ausströmt.Alternatively or additionally, the battery protection system can also have means for introducing an extinguishing agent or fire retardant into the cavity. For this purpose, CO 2 taken from the air conditioning system or from a separate storage container can also be provided, which, however, if it is intended to be extinguished, is not blown into a hose, but rather flows out into the cavity, for example, through special outlet valves.
Alternativ oder zusätzlich kann das Batterieschutzsystem noch Mittel zum Einbringen eines energieabsorbierenden Mediums in den Hohlraum aufweisen. Hierfür eignen sich beispielsweise direkt in den Hohlraum oder in einen Pufferschlauch eingeblasener Schaum oder Dämpferkugeln.Alternatively or additionally, the battery protection system can also have means for introducing an energy-absorbing medium into the cavity. For example, foam or damper balls blown directly into the cavity or into a buffer hose are suitable for this.
Das in den Hohlraum eingebrachte Schutzmedium kann den Hohlraum ganz oder teilweise ausfüllen.The protective medium introduced into the cavity can completely or partially fill the cavity.
Das Batterieschutzsystem kann insbesondere verschiedene Mittel zum Schützen der Batterie bzw. des Fahrzeugs kombinieren. Insbesondere kann die Batterie bei einem drohenden Crash um beispielsweise einige Zentimeter aus der Gefahrenzone verschoben werden und der dadurch freigewordene Platz in dem Hohlraum kann zum weiteren Schutz der Batterie mit energieabsorbierenden Materialien gefüllt werden.The battery protection system can in particular combine various means for protecting the battery or the vehicle. In particular, in the event of an impending crash, the battery can be moved out of the danger zone by, for example, a few centimeters, and the space in the cavity that is freed up as a result can be filled with energy-absorbing materials for further protection of the battery.
Das Batterieschutzsystem ermöglicht somit gleichzeitig einen wirkungsvollen Schutz von Fahrzeuginsassen und Umwelt vor einem Entflammen oder Explosionen der Batterie im Crashfall oder im Falle einer Überhitzung und trägt dazu bei, das Fahrzeug in kritischen fahrdynamischen Zuständen zu stabilisieren.The battery protection system thus enables effective protection of vehicle occupants and the environment from flaming or explosion of the battery in the event of a crash or in the event of overheating, and helps to stabilize the vehicle in critical driving dynamics conditions.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs mit zumindest einem als Batterie ausgebildeten Speicher für elektrische Energie angegeben, wobei das Verfahren das Überwachen des Fahrzeugs auf kritische Fahrsituation umfasst sowie das Auslösen eines Batterieschutzsystems, falls eine kritische Fahrsituation festgestellt wird. Dabei veranlasst das Batterieschutzsystem eine Lageänderung der Batterie und/oder ein Einbringen eines Schutzmediums in einen die Batterie umgebenden Hohlraum.According to one aspect of the invention, a method for operating an electrically drivable vehicle with at least one storage device for electrical energy designed as a battery is specified, the method comprising monitoring the vehicle for a critical driving situation and triggering a battery protection system if a critical driving situation is determined. The battery protection system causes the battery to change position and / or a protective medium is introduced into a cavity surrounding the battery.
Das Verfahren weist die im Zusammenhang mit dem Fahrzeug beschriebenen Vorteile auf.The method has the advantages described in connection with the vehicle.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt das Überwachen des Fahrzeugs auf kritische Fahrsituationen mittels Radar- und/oder LIDAR- und/oder Ultraschall- und/oder Infrarot- und/oder GPS-Sensoren und/oder zumindest einer optischen Kamera. Derartige Sensoren sind bereits heute in vielen Fahrzeugen vorhanden.According to one embodiment, the vehicle is monitored for critical driving situations by means of radar and / or LIDAR and / or ultrasound and / or infrared and / or GPS sensors and / or at least one optical camera. Such sensors are already available in many vehicles today.
Ferner ist es möglich, zur Überwachung Sensoren zu verwenden, wie sie zum Auslösen von Airbags verwendet werden, beispielsweise Beschleunigungs- und/oder Drehratensensoren.It is also possible to use sensors for monitoring, such as those used to trigger airbags, for example acceleration and / or rotation rate sensors.
Gemäß einer Ausführungsform wird eine Lageänderung der Batterie ohne Einbringen eines Schutzmediums in den Hohlraum veranlasst, wenn eine instabile Fahrsituation festgestellt wird, die durch die Lageänderung der Batterie zumindest teilweise stabilisiert werden kann.According to one embodiment, a change in position of the battery is brought about without introducing a protective medium into the cavity if an unstable driving situation is determined which can be at least partially stabilized by changing the position of the battery.
Ein Einbringen eines Schutzmediums in den die Batterie umgebenden Hohlraum wird insbesondere veranlasst, wenn das Überwachen des Fahrzeugs einen drohenden Zusammenstoß des Fahrzeugs mit einem anderen Fahrzeug oder einem Gegenstand, beispielsweise Infrastruktur, wahrscheinlich erscheinen lässt.A protective medium is introduced into the cavity surrounding the battery, in particular if the monitoring of the vehicle makes an impending collision of the vehicle with another vehicle or an object, for example infrastructure, appear likely.
Ausführungsformen der Erfindung werden nun anhand der beigefügten Figur näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur eine schematische Darstellung eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs mit einem als Batterie ausgebildeten Speicher für elektrische Energie.Embodiments of the invention will now be explained in more detail with reference to the attached figure. The single figure shows a schematic representation of an electrically drivable vehicle with a battery for electrical energy.
Das Fahrzeug
Das Fahrzeug
Das Steuergerät
Wird aufgrund von durch das Sensorsystem
Auf welche Weise und in welche Richtung die Lageänderung der Batterie
Falls die festgestellte kritische Fahrsituation nicht in einer drohenden Kollision besteht, sondern in einem drohenden Kontrollverlust über das Fahrzeug
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Fahrzeugvehicle
- 33
- Batteriebattery
- 55
- BatterieschutzsystemBattery protection system
- 77
- Mittelmedium
- 99
- Steuergerätcontrol unit
- 1111
- Hohlraumcavity
- 1313
- Sensorsystemsensor system
- 1515
- Schutzmediumprotective medium
Claims (13)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102018213161.9A DE102018213161A1 (en) | 2018-08-07 | 2018-08-07 | Electrically drivable vehicle and method for operating an electrically drivable vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102018213161.9A DE102018213161A1 (en) | 2018-08-07 | 2018-08-07 | Electrically drivable vehicle and method for operating an electrically drivable vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102018213161A1 true DE102018213161A1 (en) | 2020-02-13 |
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ID=69186247
Family Applications (1)
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DE102018213161.9A Ceased DE102018213161A1 (en) | 2018-08-07 | 2018-08-07 | Electrically drivable vehicle and method for operating an electrically drivable vehicle |
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Country | Link |
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DE (1) | DE102018213161A1 (en) |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R003 | Refusal decision now final | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: VITESCO TECHNOLOGIES GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH, 30165 HANNOVER, DE |