DE102019125235A1

DE102019125235A1 - Elektrisch betriebenes Fahrzeug sowie Verfahren zum Insassenschutz

Info

Publication number: DE102019125235A1
Application number: DE102019125235.0A
Authority: DE
Inventors: Sönke Kühl; Thomas Milde; Jürgen Stegmaier; Jürgen Gerbrand
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2019-09-19
Filing date: 2019-09-19
Publication date: 2021-03-25
Anticipated expiration: 2039-09-20
Also published as: DE102019125235B4; US11491858B2; CN112606671A; US20210086602A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektrisch betriebenes Fahrzeug mit einer an der Fahrzeugunterseite verbauten Traktionsbatterie (7) und einer Karosserie-Seitenstruktur, die an einem seitlichen Schweller (1) einen Türeinstiegsbereich (11) aufweist. Erfindungsgemäß weist das Fahrzeug zumindest ein Abschirmelement (13) auf, das bei einer Batterie-Havarie einen freien Abstand (a) zwischen der Fahrzeug-Unterseite und einer Fahrzeug-Standebene (F) zumindest teilweise schließt, so dass der Türeinstiegsbereich (11) von der an der Fahrzeugunterseite verbauten, havarierten Traktionsbatterie (7) abgeschirmt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisch betriebenes Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein Verfahren zum Insassenschutz nach dem Anspruch 10.
In einem elektrisch betriebenen Fahrzeug sind konstruktive Maßnahmen zu treffen, damit die Feuerwehr im Havariefall Fahrzeuginsassen aus dem Fahrzeug-Innenraum evakuieren kann sowie eine Löschlanze in das Batterie-Innere der Traktionsbatterie eintreiben kann, um den Batterie-Innenraum mit Löschmittel zu fluten.
Ein gattungsgemäßes elektrisch betriebenes, zweispuriges Fahrzeug weist einen, in der Fahrzeughochrichtung nach fahrzeugunten offenen Montageraum für eine Traktionsbatterie auf. Der Montageraum ist nach fahrzeugoben von einem, den Fahrzeugboden bildenden Bodenteil begrenzt. Zudem ist der Montageraum für die Traktionsbatterie in der Fahrzeugquerrichtung beidseitig durch seitliche Schweller begrenzt, die jeweils einen unteren Rand eines Seitentür-Ausschnittes des Fahrzeugs definieren. Ein solches Fahrzeug ist beispielhaft aus der DE 10 2017 205 447 A1 bekannt. Den seitlichen Schwellern ist jeweils zumindest ein Türeinstiegsbereich zugeordnet, über den ein Fahrzeuginsasse aus dem Fahrzeug aussteigen kann bzw. in das Fahrzeug einsteigen kann.
Bei einem Batteriebrand können die Flammen von der Traktionsbatterie an der Fahrzeugunterseite in der Fahrzeugquerrichtung bis seitlich über die Schweller hinaus in den Türeinstiegsbereich ragen. In diesem Fall kann eine Evakuierung des Fahrzeuginsassen bzw. das Aussteigen des Fahrzeuginsassen über den Seitentür-Ausschnitt des Fahrzeugs beeinträchtigt sein.
Aus der US 2014/0367983 A1 ist ein an der Fahrzeug-Seitentür ausgebildetes Abschirmelement bekannt. Aus der US 2009/0165963 A1 ist eine feuerfeste Vorrichtung bekannt. Aus der WO 2017 / 149201 A1 ist eine Karosseriestruktur eines Fahrzeugs bekannt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein elektrisch betriebenes Fahrzeug sowie ein Verfahren zum Insassenschutz bereitzustellen, bei dem im Havariefall das Aussteigen bzw. Evakuieren eines Fahrzeuginsassen ohne Beeinträchtigung erfolgen kann.
Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruches 1 oder 10 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 weist das Fahrzeug zumindest ein Abschirmelement auf, das bei einer Batterie-Havarie einen freien Abstand zwischen der Fahrzeug-Unterseite und der Fahrbahn im Wesentlichen überbrückt bzw. schließt. Auf diese Weise ist der Türeinstiegsbereich von der an der Fahrzeugunterseite verbauten, havarierten Traktionsbatterie abgeschirmt. Ein aus dem Fahrzeug aussteigender Fahrzeuginsasse ist daher bei einer Batterie-Havarie vor Beeinträchtigungen aufgrund der Batterie-Havarie geschützt, etwa Flammenbildung, Hitzeentwicklung und/oder Ausgasungen aus der Traktionsbatterie, so dass der Fahrzeuginsasse das havarierte Fahrzeug sicher verlassen kann. Die Schutzwirkung des Abschirmelements kann im Havariefall dauerhaft oder zumindest temporär bestehen bleiben, und zwar zumindest solange, bis die Fahrzeuginsassen über den Türeinstiegsbereich aus dem Fahrzeug gestiegen sind bzw. daraus evakuiert worden sind.
Speziell bei der an der Fahrzeugunterseite verbauten Traktionsbatterie kommt es bei einem Batteriebrand zu einer Flammbildung, bei der Flammen sich an der Fahrzeugunterseite in der Fahrzeugquerrichtung seitlich nach außen ausbreiten und über die Schweller herausragen. In diesem Fall kann das Abschirmelement den Türeinstiegsbereich vor Flammen abschirmen.
In einer technischen Umsetzung kann das Abschirmelement zwischen einer nicht aktivierten Verstauposition im Fahrzeug-Normalbetrieb und einer aktivierten Wirkposition im Havariefall verstellt werden. Das Abschirmelement kann beispielhaft unmittelbar im Schweller bzw. in der Schweller-Verkleidung integriert sein. Alternativ und/oder zusätzlich kann das Abschirmelement in einer Fahrzeugseitentür integriert sein.
Bevorzugt kann das Abschirmelement zusammen mit einem Havarie-Sensor in einem Fahrzeug-Schutzsystem eingebunden sein. Bei Erfassen einer Batterie-Havarie generiert der Havarie-Sensor ein Havarie-Signal, auf dessen Grundlage das Abschirmelement aktiviert wird. Besonders bevorzugt ist es, wenn der Havarie-Sensor als ein Batteriebrand-Sensor realisiert ist, der einen Batteriebrand der Traktionsbatterie erfassen kann.
In einer konkreten Ausführungsvariante kann das Abschirmelement nach Art eines Vorhangs realisiert sein. Dieser kann in seiner Verstauposition bauraumgünstig zusammengefaltet sein. Im Havariefall kann der Vorhang sich bis seine Wirkposition entfalten, in der der Türeinstiegsbereich des Schwellers von der Fahrzeugunterseite abgeschirmt ist. Bevorzugt kann sich das Abschirmelement im Wesentlichen durchgängig über die gesamte Schweller-Länge zwischen dem Vorderradhaus und dem Hinterradhaus erstreckt.
Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Figuren beschrieben.
Es zeigen:

1 in einer Seitenansicht ein elektrisch betriebenes Fahrzeug mit teilweisem Aufriss;
2 eine Schnittansicht entlang einer Schnittebene yz aus der 1;
3 und 4 jeweils Ansichten entsprechend der 1 und 2 mit aktiviertem Abschirmelement.

In der 1 ist in einer Seitenansicht ein elektrisch betriebenes, zweispuriges Fahrzeug gezeigt. Demzufolge weist das Fahrzeug zwei seitliche Schweller 1 auf, von denen in der 1 lediglich einer zu sehen ist. Zwischen den beiden Schwellern 1 erstreckt sich in der Fahrzeugquerrichtung y ein, einen Fahrzeugboden 3 bildendes Bodenteil. Das Bodenteil begrenzt in der 2 in der Fahrzeughochrichtung z nach fahrzeugoben einen Montageraum 5 für eine Traktionsbatterie 7. Der Montageraum 5 der Traktionsbatterie 7 erstreckt sich in der Fahrzeugquerrichtung y zwischen den beiden seitlichen Schwellern 1. In der 2 ist lediglich eine Fahrzeughälfte gezeigt. Die andere Fahrzeughälfte ist mit Bezug auf die Fahrzeugmittellängsebene E in etwa spiegelsymmetrisch ausgeführt.
Der Schweller 1 ist Bestandteil einer Karosserie-Seitenstruktur und erstreckt sich in der Fahrzeuglängsrichtung x zwischen dem Vorderradhaus 10 und dem Hinterradhaus 12 des Fahrzeugs. Zudem bildet der Schweller 1 zwischen der A-Säule 8, der B-Säule 14 und der C-Säule 15 den bodenseitigen Rand von Seitentür-Ausschnitten 9, in denen Fahrzeugtüren 16 verbaut sind. Der Schweller 1 definiert am vorderen Seitentür-Ausschnitt 9 und am hinteren Seitentür-Ausschnitt 9 jeweils einen Türeinstiegsbereich 11 (2 oder 4), über den Fahrzeuginsassen in das Fahrzeug einsteigen bzw. daraus aussteigen können.
In den Figuren ist im jeweiligen Schweller 1 ein Abschirmelement 13 integriert, das Bestandteil eines Insassenschutzsystems ist. Das Abschirmelement 13 ist in der 1 und 2 in seiner Verstauposition V gezeigt, in der es bauraumgünstig (zum Beispiel zusammengefaltet) innerhalb des Schwellers 1 oder einer Schweller-Verkleidung integriert ist. Bei Vorliegen eines Batteriebrands wird das Abschirmelement 13 aktiviert und in seine Wirkposition W (3 oder 4) verbracht. In der Wirkposition W schließt das Abschirmelement 13 nach Art eines Vorhangs den freien Abstand zwischen der Fahrzeugunterseite und der Fahrzeug-Standebene F. Dadurch werden sich von der Traktionsbatterie 7 in Richtung Türeinstiegsbereich 11 ausbreitende Flammen abgeschirmt. Auf diese Weise können die Fahrzeuginsassen das Fahrzeug über den Türeinstiegsbereich 11 sicher verlassen.
Wie aus der 3 oder 4 hervorgeht, erstreckt sich das Abschirmelement 13 in der Fahrzeuglängsrichtung x über nahezu die gesamte Schweller-Länge zwischen dem Vorderradhaus und dem Hinterradhaus. Der im Normalbetrieb freie Abstand zwischen der Fahrzeug-Unterseite und der Fahrzeug-Standebene F ist in den 3 und 4 vom Abschirmelement 13 seitlich nach außen nahezu komplett geschlossen, wodurch der Türeinstiegsbereich 11 von Beeinträchtigungen aufgrund der Batterie-Havarie, etwa aufgrund von Flammenbildung, Hitzeentwicklung und/oder Ausgasungen, abgeschirmt ist.
Gemäß der 2 ist das Abschirmelement 13 in einem Insassenschutzsystem eingebunden, das zusätzlich einen Batteriebrand-Sensor 19 aufweist. Der Batteriebrand-Sensor 19 ist in Signalverbindung mit einem Steuergerät 21, mittels dem das Abschirmelement 13 ansteuerbar ist. Sofern in einem Havariefall der Batteriebrand-Sensor 19 eine Flammbildung erfasst, generiert dieser ein Havarie-Signal H, das am Signaleingang des Steuergeräts 21 anliegt. In diesem Fall steuert das Steuergerät 21 das Abschirmelement 13 mit einem Aktivierungssignal S an, so dass das Abschirmelement 13 von seiner Verstauposition V in seine Wirkposition W verstellt wird, in der die Abschirmelement 13 den Türeinstiegsbereich 11 des Schwellers 1 von der Fahrzeugunterseite abschirmt.
Bezugszeichenliste

1: Schweller
3: Fahrzeugboden
5: Montageraum
7: Traktionsbatterie
8: A-Säule
9: Seitentür-Ausschnitte
10: Vorderradhaus
11: Türeinstiegsbereiche
12: Hinterradhaus
13: Abschirmelement
14: B-Säule
15: C-Säule
16: Fahrzeug-Seitentür
19: Batteriebrand-Sensor
21: Steuergerät
S: Aktivierungssignal
E: Fahrzeuglängsmittelebene
W: Wirkposition
V: Verstauposition
H: Havarie-Signal
a: freier Abstand
F: Fahrzeug-Standebene
E: Fahrzeugmittellängsebene

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102017205447 A1 [0003]
US 2014/0367983 A1 [0005]
US 2009/0165963 A1 [0005]

Claims

Elektrisch betriebenes Fahrzeug mit einer an der Fahrzeugunterseite verbauten Traktionsbatterie (7) und einer Karosserie-Seitenstruktur, die an einem seitlichen Schweller (1) einen Türeinstiegsbereich (11) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug zumindest ein Abschirmelement (13) aufweist, das bei einer Batterie-Havarie einen freien Abstand (a) zwischen der Fahrzeug-Unterseite und einer Fahrzeug-Standebene (F) zumindest teilweise schließt, so dass der Türeinstiegsbereich (11) von der an der Fahrzeugunterseite verbauten, havarierten Traktionsbatterie (7) abgeschirmt ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschirmelement (13) bei einer Batterie-Havarie den Türeinstiegsbereich (11) vor Beeinträchtigungen aufgrund der Batterie-Havarie schützt, etwa aufgrund von Flammenbildung, Hitzeentwicklung und/oder Ausgasungen.
Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug einen in der Fahrzeughochrichtung (z) nach fahrzeugunten offenen Montageraum (5) für die Traktionsbatterie (7) aufweist, der sich in der Fahrzeugquerrichtung (y) bis zu der Karosserie-Seitenstruktur, insbesondere dem seitlichen Schweller (1), der Fahrzeugkarosserie erstreckt.
Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzwirkung des Abschirmelements (13) im Havariefall zumindest solange anhält, bis die Fahrzeuginsassen über den Türeinstiegsbereich (11) das Fahrzeug verlassen haben.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschirmelement (13) zwischen einer nicht aktivierten Verstauposition (V) im Fahrzeugnormalbetrieb und einer aktivierten Wirkposition (W) im Havariefall verstellbar ist, in der das Abschirmelement (13) den freien Abstand zwischen der Fahrzeugunterseite und der Fahrbahn im Wesentlichen zumindest teilweise schließt.
Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschirmelement (13) in der Karosserie-Seitenstruktur, insbesondere im Schweller (1), integriert ist, und/oder dass das Abschirmelement (13) in einer an der Karosserie-Seitenstruktur angebauten Fahrzeug-Seitentür (16) integriert ist.
Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmelement (13) zusammen mit einem Havarie-Sensor (19), insbesondere Batteriebrand-Sensor, in einem Schutzsystem eingebunden sind, und dass bei Erfassen einer Batterie-Havarie, insbesondere Batteriebrand, der Havarie-Sensor (19) ein Havarie-Signal (H) generiert, auf dessen Grundlage ein Steuergerät (21) das Abschirmelement (13) aktiviert.
Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schweller (1) zwischen einer A-Säule (8) des Fahrzeugs und einer C-Säule (15) des Fahrzeugs bzw. zwischen einem Vorderradhaus (10) und einen Hinterradhaus (12) das des Fahrzeugs verläuft, und dass insbesondere sich das Abschirmelement (13) im Wesentlichen durchgängig über die gesamte Schweller-Länge erstreckt, oder dass insbesondere sich das Abschirmelement (13) in der Fahrzeuglängsrichtung (x) durchgängig über die C-Säule (14) hinweg erstreckt.
Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschirmelement (13) in seiner Verstauposition (V) bauraumgünstig verpackt (zum Beispiel zusammengefaltet) ist und sich bei Erfassen einer Batterie-Havarie in seine Wirkposition (W) entfaltet, und/oder dass insbesondere das Abschirmelement (13) den Türeinstiegsbereich (11) nach Art eines Vorhangs von der Fahrzeugunterseite abschirmt.
Verfahren zum Schutz eines Fahrzeuginsassen eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.