DE102019213600A1

DE102019213600A1 - Elektrisch betriebenes Fahrzeug sowie Verfahren zum Insassenschutz

Info

Publication number: DE102019213600A1
Application number: DE102019213600.1A
Authority: DE
Inventors: Onur Misir; Henning Volkmar
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2019-09-06
Filing date: 2019-09-06
Publication date: 2021-03-11
Anticipated expiration: 2039-09-07
Also published as: DE102019213600B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektrisch betriebenes Fahrzeug mit einem in der Fahrzeughochrichtung (z) nach fahrzeugunten offenen Montageraum (5) für eine Traktionsbatterie (7), der sich in der Fahrzeugquerrichtung (y) bis zu zumindest einem seitlichen Schweller (1) der Fahrzeugkarosserie erstreckt, der einen Seitentür-Ausschnitt (9) bodenseitig begrenzt, wobei der Schweller (1) zumindest einen Türeinstiegsbereich (11) aufweist. Erfindungsgemäß weist das Fahrzeug zumindest eine Schutzbarriere (13) auf, die bei einer Batterie-Havarie den Türeinstiegsbereich (11) des Schwellers (1) von der Traktionsbatterie (7) abschirmt.

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 einer Traktionsbatterie eine Löschlanze in das Batterie-Innere 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 Bodenblechteil 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. Die seitlichen Schweller weisen jeweils zumindest einen Türeinstiegsbereich auf, über den ein Fahrzeuginsasse in das Fahrzeug einsteigen kann bzw. aus dem Fahrzeug aussteigen kann.
Bei einem Batteriebrand können sich die Flammen von der Traktionsbatterie an der Fahrzeugunterseite in der Fahrzeugquerrichtung bis seitlich über die Schweller hinaus ausbreiten. In diesem Fall kann eine Evakuierung des Fahrzeuginsassen bzw. das Aussteigen des Fahrzeuginsassen über den Seitentür-Ausschnitt des Fahrzeugs beeinträchtigt werden.
Aus der GB 2 339 588 B ist eine Vorrichtung zum Feuerschutz bekannt. Aus der CN 108749547 A ist ein elektrisch betriebenes Fahrzeug mit einer Batterieschutzvorrichtung 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 eine Schutzbarriere auf, die bei einer Batterie-Havarie den Türeinstiegsbereich des Schwellers vor Beeinträchtigungen aufgrund der Batterie-Havarie schützt, etwa Flammenbildung, Hitzeentwicklung und/oder Ausgasungen aus der Traktionsbatterie. Auf diese Weise kann der Fahrzeuginsasse das havarierte Fahrzeug sicher verlassen. Die Schutzwirkung der Schutzbarriere kann dabei im Havariefall dauerhaft oder zumindest temporär wirken, und zwar solange, bis die Fahrzeuginsassen über den Türeinstiegsbereich aus dem Fahrzeug gestiegen bzw. daraus evakuiert worden sind.
Speziell bei der an der Fahrzeugunterseite verbauten Traktionsbatterie können sich bei einem Batteriebrand die Flammen an der Fahrzeugunterseite in der Fahrzeugquerrichtung seitlich nach außen bis über die Schweller hinaus ausbreiten. In diesem Fall kann die Schutzbarriere die Flammen im Türeinstiegsbereich temporär löschen oder dämmen bzw. die Flammen vom schwellerseitigen Türeinstiegsbereich wegdrängen.
In einer technischen Umsetzung kann die Schutzbarriere zwischen einer nicht aktivierten Verstauposition im Fahrzeug-Normalbetrieb und einer aktivierten Wirkposition im Havariefall verstellt werden. Die Schutzbarriere kann beispielhaft unmittelbar im Schweller integriert sein. Alternativ und/oder zusätzlich kann die Schutzbarriere in einem unteren Türrand einer Fahrzeugseitentür integriert sein, der unmittelbar an den schwellerseitigen Türeinstiegsbereich angrenzt.
Bevorzugt kann die Schutzbarriere 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 die Schutzbarriere aktiviert wird. Im Hinblick auf einen Insassenschutz ist es bevorzugt, wenn der Havarie-Sensor als ein Batteriebrand-Sensor realisiert ist, der einen Batteriebrand der Traktionsbatterie erfassen kann.
Zusätzlich kann das Fahrzeug-Schutzsystem einen Türöffnungssensor aufweisen. Bei Vorliegen einer Öffnungsbetätigung der Fahrzeug-Seitentür kann dieser ein Türöffnungssignal generieren. Das Fahrzeug-Schutzsystem kann so ausgelegt sein, dass die Schutzbarriere erst dann aktiviert wird, wenn sowohl ein Havarie-Signal als auch ein Türöffnungssignal aktiviert ist. Mit dem Türöffnungssignal erkennt das Fahrzeug-Schutzsystem, dass eine Evakuierung bzw. ein Ausstieg des Fahrzeuginsassen über den karosserieseitigen Seitentür-Ausschnitt beabsichtigt ist.
In einer konkreten Ausführungsvariante kann die Schutzbarriere als ein Evakuierungsairbag realisiert sein. Dieser kann in seiner Verstauposition bauraumgünstig zusammengefaltet sein. Im Havariefall kann der Evakuierungsairbag mit Lösch- und/oder Kühlmedium gefüllt werden und sich bis in seine Wirkposition entfalten, in der der Türeinstiegsbereich des Schwellers vor Auswirkungen der Batterie-Havarie geschützt wird.
Alternativ und/oder zusätzlich kann die Schutzbarriere ein Löschmittel sein, etwa ein Flüssig- oder Feststoff-Löschmittel, ein Gel-Löschmittel oder ein Löschschaum. Ein Gel-Löschmittel zeichnet sich dadurch aus, dass es Wasser aufnehmen und binden kann und nach erfolgter Anwendung auf dem Türeinstiegsbereich dafür sorgt, dass es nicht sofort vom Türeinstiegsbereich wegfließt. Die Verwendung eines solchen Gel-Löschmittels führt nicht nur dazu, dass der Wasserverbrauch gesenkt und eine erhöhte Kühlleistung im Türeinstiegsbereich erreicht wird, sondern es führt auch noch dazu, dass der Türeinstiegsbereich von aus der Batterie austretenden reaktiven Stoffen abgeschirmt wird.
Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Figuren beschrieben.
Es zeigen:

1 in einer perspektivischen Teilansicht eine Karosserie-Seitenstruktur eines zweispurigen Fahrzeugs;
2 eine Ansicht entsprechend der 1 mit einer aktivierten Schutzbarriere;
3 eine Teilschnittdarstellung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

In der 1 ist eine Karosserie-Seitenstruktur eines elektrisch betriebenen, zweispurigen Fahrzeugs gezeigt. Demzufolge weist das Fahrzeug zwei seitliche Schweller 1 auf, von denen in der 1 lediglich einer gezeigt ist. Zwischen den beiden Schwellern 1 erstreckt sich in der Fahrzeugquerrichtung y ein, einen Fahrzeugboden 3 bildendes Bodenblechteil. Das Bodenblechteil begrenzt in der Fahrzeughochrichtung z nach fahrzeugoben einen Montageraum 5 (3) für eine Traktionsbatterie 7. In der 3 erstreckt sich der Montageraum 13 der Traktionsbatterie 7 in der Fahrzeugquerrichtung y zwischen den beiden seitlichen Schwellern 1. In der 3 ist lediglich eine Fahrzeughälfte gezeigt. Die nicht dargestellte Fahrzeughälfte ist mit Bezug auf die Fahrzeugmittellängsebene E in etwa spiegelsymmetrisch ausgeführt.
In der 1 bildet der Schweller 1 einen bodenseitigen Rand von Seitentür-Ausschnitten 9, die in der Fahrzeuglängsrichtung x voneinander getrennt sind. Der Schweller 1 weist am vorderen Seitentür-Ausschnitt und am hinteren Seitentür-Ausschnitt 9 jeweils einen Türeinstiegsbereich 11 auf, über den Fahrzeuginsassen in das Fahrzeug einsteigen bzw. daraus aussteigen.
In der 1 sind im Bereich der Türeinstiegsbereiche 11 des Schwellers 1 jeweils eine Schutzbarriere 13 integriert, die Bestandteil eines Insassenschutzsystems sind. Die beiden Schutzbarrieren 13 sind in der 1 jeweils in ihrer Verstauposition V gezeigt, in der sie bauraumgünstig innerhalb des Schwellers 1 integriert sind. Bei Vorliegen eines Batteriebrands werden die beiden Schutzbarrieren 13 aktiviert und in ihre Wirkposition W (2) verbracht. In der Wirkposition W können bei einem Batteriebrand Flammen von den Schutzbarrieren 13 zumindest temporär gehemmt werden bzw. können die Flammen vom Türeinstiegsbereich 7 des Schwellers 1 weggedrängt werden. Auf diese Weise können die Fahrzeuginsassen das Fahrzeug über den Türeinstiegsbereich 11 sicher verlassen.
In der 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt. Demzufolge ist die Schutzbarriere 13 nicht mehr im Schweller 1 integriert, sondern vielmehr in einem fahrzeugunteren Türrand 15 zwischen einem Innenblech 14 und einem Außenblech 12 einer Seitentür 17, die den karosserieseitigen Seitentür-Ausschnitt 9 schließt. In der 2 ist die Schutzbarriere 13 in einem Insassenschutzsystem eingebunden, das zusätzlich einen Türöffnungs-Sensor 17 und einen Batteriebrand-Sensor 19 aufweist.
Die beiden Sensoren 17, 19 sind in Signalverbindung mit einem Steuergerät 21, mittels dem die Schutzbarriere 13 ansteuerbar ist. In einem Havariefall erfasst der Batteriebrand-Sensor 19 eine Flammbildung und generiert ein Batteriebrand-Signal H. Der Türöffnungssensor 17 generiert bei einer Türöffnungsbetätigung ein Türöffnungssignal T. Sofern im Havariefall sowohl ein Batteriebrand-Signal H als auch ein Türöffnungssignal T am Signaleingang eines Steuergeräts 21 anliegt, erzeugt dieses ein Aktivierungssignal S, mit dem die Schutzbarrieren 13 angesteuert werden. In diesem Fall wird die Schutzbarriere 13 von ihrer dargestellten Verstauposition V in eine Wirkposition W verstellt, in der die Schutzbarrieren 13 den Türeinstiegsbereich 11 des Schwellers 1 schützen.
Alternativ zum dargestellten Ausführungsbeispiel kann im Insassenschutzsystem der Türöffnungssensor 17 auch weggelassen werden. In diesem Fall wird automatisch bei Vorliegen eines Batteriebrandes (erfasst durch den Batteriebrand-Sensor 19) die Schutzbarriere 13 aktiviert.
Bezugszeichenliste

1: Schweller
3: Fahrzeugboden
5: Montageraum
7: Traktionsbatterie
9: Seitentür-Ausschnitte
10: B-Säule
11: Türeinstiegsbereiche
12: Türaußenblech
13: Schutzbarrieren
14: Türinnenblech
16: Fahrzeug-Seitentür
17: Türöffnungssensor
19: Batteriebrand-Sensor
21: Steuergerät
S: Aktivierungssignal
H: Havarie-Signal
T: Türöffnungssignal
V: Verstauposition
W: Wirkposition
F: Flammen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102017205447 A1 [0003]
GB 2339588 B [0005]
CN 108749547 A [0005]

Claims

Elektrisch betriebenes Fahrzeug mit einem in der Fahrzeughochrichtung (z) nach fahrzeugunten offenen Montageraum (5) für eine Traktionsbatterie (7), der sich in der Fahrzeugquerrichtung (y) bis zu zumindest einem seitlichen Schweller (1) der Fahrzeugkarosserie erstreckt, der einen Seitentür-Ausschnitt (9) bodenseitig begrenzt, wobei der Schweller (1) zumindest einen Türeinstiegsbereich (11) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug zumindest eine Schutzbarriere (13) aufweist, die bei einer Batterie-Havarie den Türeinstiegsbereich (11) des Schwellers (1) von der Traktionsbatterie (7) abschirmt.
Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzbarriere (13) den Türeinstiegsbereich (11) vor Beeinträchtigungen aufgrund der Batterie-Havarie schützt, etwa Flammenbildung (F), Hitzeentwicklung und/oder Ausgasungen, und/oder dass die Schutzwirkung der Schutzbarriere (13) im Havariefall zumindest solange anhält, bis die Fahrzeuginsassen über den Türeinstiegsbereich (11) das Fahrzeug verlassen haben.
Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzbarriere (13) bei einem Batteriebrand Flammen (F) im Türeinstiegsbereich (11) zumindest temporär löscht oder hemmt bzw. die Flammen (F) vom Türeinstiegsbereich (11) des Schwellers (1) wegdrängt.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzbarriere (13) zwischen einer nicht aktivierten Verstauposition (V) im Fahrzeugnormalbetrieb und einer aktivierten Wirkposition (W) im Havariefall verstellbar ist.
Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzbarriere (13) im Schweller (1) integriert ist und/oder die Schutzbarriere (13) in einem an den schwellerseitigen Türeinstiegsbereich (11) angrenzenden unteren Türrand (15) einer Fahrzeug-Seitentür (16) integriert ist.
Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzbarriere (13) zusammen mit einem Havarie-Sensor (19), insbesondere Batteriebrand-Sensor, in einem Schutzsystem eingebunden sind, und dass bei Erfassen einer Havarie, insbesondere Batteriebrand, der Havarie-Sensor (19) ein Signal (H) generiert, auf dessen Grundlage die Schutzbarriere (13) aktiviert wird.
Fahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzsystem zusätzlich einen Türöffnungs-Sensor (17) aufweist, der bei Vorliegen einer Öffnungsbetätigung der Fahrzeug-Seitentür (16) ein Türöffnungs-Signal (T) generiert, und dass die Schutzbarriere (13) erst bei Vorliegen von sowohl dem Havarie-Signal (H) als auch dem Türöffnungs-Signal (T) aktiviert wird.
Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzbarriere (13) als ein Evakuierungsairbag realisiert ist, der in seiner Verstauposition (V) bauraumgünstig zusammengefaltet ist und insbesondere im Havariefall mit einem Lösch- und/oder Kühlmedium füllbar ist und sich in seine Wirkposition (W) entfaltet.
Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzbarriere (13) ein Löschmittel ist, etwa ein Flüssig- oder Feststoff-Löschmittel, ein Gel-Löschmittel oder ein Löschschaum.
Verfahren zum Schutz eines Fahrzeuginsassen eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.