DE102020104569A1

DE102020104569A1 - Elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102020104569A1
Application number: DE102020104569.7A
Authority: DE
Inventors: Christina Enßlin; Frank Ickinger; Falk Heilfort
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2020-02-21
Filing date: 2020-02-21
Publication date: 2021-08-26

Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug (1) mit einer elektrischen Antriebseinheit (2), die eine Unterbodenbatterie (4) mit einer Unterbodenschutzkomponente (6) umfasst.Um den Unterbodenschutz bei dem elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeug (1) zu verbessern, umfasst die Unterbodenschutzkomponente (6) ein schockabsorbierendes Material (7) in Kombination mit einem Hüllmaterial (8).

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug mit einer elektrischen Antriebseinheit, die eine Unterbodenbatterie mit einer Unterbodenschutzkomponente umfasst.
Die deutsche Gebrauchsmusterschrift DE 299 22 549 U1 offenbart ein Kraftfahrzeug mit einem Konstruktionsteil, welches aus einem geschäumten Material mit offenen Poren und einer geschlossenen Außenhaut besteht, wobei die Poren mit einer dilatanten Masse gefüllt sind. Die japanische Patentveröffentlichung JP 2012-153242 A offenbart eine Fahrzeugtür, welche ein Innen- und ein Außenblech aufweist, wobei an dem Außenblech ein Element mit einer dilatanten Eigenschaft angeordnet ist. Die japanische Patentveröffentlichung JP 2012- 171611 A , die amerikanische Offenlegungsschrift US 2012/0186431 A1 und die internationale Offenlegungsschrift WO 2012/054117 A2 offenbaren eine Karosseriekomponente eines Kraftfahrzeugs, wobei die Karosseriekomponente mindestens eine Element mit einer dilatanten Eigenschaft aufweist. Die chinesische Patentveröffentlichung CN 109524591 A offenbart ein Batteriegehäuse mit einer als Hohlkörper ausgeführten Wandung, wobei die Wandung mit einem nicht-newtonschen Fluid gefüllt ist. Die europäische Patentschrift EP 3 062 378 B1 offenbart eine Brennstoffzelle mit einem Gehäuse, wobei in dem Gehäuse ein Stoßschutzelement angeordnet ist, welches ein dilatantes Fluid aufweist. Die internationale Offenlegungsschrift WO 2018/026797 A1 offenbart ein Batteriegehäuse mit mehreren darin angeordneten Batteriezellen, wobei die Hohlräume zwischen den Batteriezellen mit einem nicht-newtonschen Schaum gefüllt sind. Die internationale Offenlegungsschrift WO 2019/005990 A1 offenbart ein Gehäuse einer Computerkomponente, wobei das Gehäuse ein Material dilatante Eigenschaften aufweist. Die amerikanische Offenlegungsschrift US 2018/0334020 A1 offenbart eine Schutzabdeckung für ein Kraftfahrzeug, wobei die Schutzabdeckung Polyborodimethylsiloxan umfasst.
Aufgabe der Erfindung ist es, den Unterbodenschutz bei einem elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeug mit einer elektrischen Antriebseinheit, die eine Unterbodenbatterie mit einer Unterbodenschutzkomponente umfasst, zu verbessern.
Die Aufgabe ist bei einem elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeug mit einer elektrischen Antriebseinheit, die eine Unterbodenbatterie mit einer Unterbodenschutzkomponente umfasst, dadurch gelöst, dass die Unterbodenschutzkomponente ein schockabsorbierendes Material in Kombination mit einem Hüllmaterial umfasst. Das schockabsorbierende Material ist zum Beispiel geschäumt und verformt sich bei geringer Belastung. Bei einer schockartigen, hohen Belastung verformt sich das schockabsorbierende Material nicht, sondern nimmt vorteilhaft hohe Energien auf. Das schockabsorbierende Material ist besonders vorteilhaft deutlich leichter als herkömmliche Materialien, die in Unterbodenschutzkomponenten von Kraftfahrzeugen verwendet werden. Das Hüllmaterial, das zum Beispiel als relativ dünne Metallhülle ausgeführt ist, dient besonders vorteilhaft dazu, eine im Betrieb des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs, zum Beispiel beim Überfahren eines Hindernisses, auf die Unterbodenschutzkomponente wirkende Aufprallkraft über eine größere Fläche zu verteilen und so in gewünschter Art und Weise die Wirkung der Aufprallkraft zu verringern.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs ist dadurch gekennzeichnet, dass das Hüllmaterial eine deutlich geringere Dicke als das schockabsorbierende Material aufweist. Das schockabsorbierende Material ist zum Beispiel doppelt so dick wie das Hüllmaterial. Das schockabsorbierende Material ist vorteilhaft mindestens fünfmal so dick wie das Hüllmaterial. Das schockabsorbierende Material kann aber auch etwa zehnmal so dick wie das Hüllmaterial ausgeführt sein.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs ist dadurch gekennzeichnet, dass das Hüllmaterial eine der Unterbodenbatterie abgewandte Unterbodenfläche darstellt. So kann auf einfache Art und Weise eine wirksame Unterbodenschutzkomponente realisiert werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs ist dadurch gekennzeichnet, dass das Hüllmaterial das schockabsorbierende Material vollständig umgibt. Dadurch wird die Handhabung des schockabsorbierenden Materials bei der Herstellung und Montage des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs vereinfacht.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs ist dadurch gekennzeichnet, dass das Hüllmaterial aus Metall gebildet ist. Besonders bevorzugt ist das Hüllmaterial als dünne Metallhülle ausgeführt, in die das schockabsorbierende Material integriert ist.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs ist dadurch gekennzeichnet, dass das schockabsorbierende Material aus Polyborodimethylsiloxan gebildet ist. Bei dem schockabsorbierenden Material handelt es sich zum Beispiel um ein energieabsorbierendes Material, wie es in der deutschen Übersetzung DE 600 222 805 T2 der europäischen Patentschrift EP 1 458 254 B1 offenbart ist.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs ist dadurch gekennzeichnet, dass das schockabsorbierende Material aus Polyborodimethylsiloxan geschäumt ist. Damit kann die gewünschte Wirkung der Unterbodenschutzkomponente in Kombination mit dem Hüllmaterial optimiert werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs ist dadurch gekennzeichnet, dass die Unterbodenbatterie ein Temperiersystem umfasst, das zwischen mindestens einer Batteriekomponente und der Unterbodenschutzkomponente angeordnet ist. Das Temperiersystem dient vorteilhaft dazu, die Temperatur von Batteriezellen im Betrieb des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs in einem gewünschten Bereich zu halten. Durch die Unterbodenschutzkomponente kann das Temperiersystem im Betrieb des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs wirksam geschützt werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs ist dadurch gekennzeichnet, dass die Unterbodenschutzkomponente mit dem schockabsorbierenden Material und dem Hüllmaterial als Unterbodenplatte ausgeführt ist. Die Unterbodenplatte ist zum Beispiel mit geeigneten Befestigungsmitteln an einer Tragstruktur des Kraftfahrzeugs befestigt.
Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Unterbodenschutzkomponente für ein vorab beschriebenes elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug. Die Unterbodenschutzkomponente ist separat handelbar.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:

1 eine Explosionsdarstellung einer Unterbodenbatterie mit einer Unterbodenschutzkomponente; und
2 eine schematische Darstellung eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs mit einer elektrischen Antriebseinheit, die eine Unterbodenbatterie mit einer Unterbodenschutzkomponente umfasst.

In 2 ist ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug 1 mit einer elektrischen Antriebseinheit 2 schematisch dargestellt. Die elektrische Antriebseinheit 2 umfasst eine elektrische Maschine 3 und eine Unterbodenbatterie 4.
Die Unterbodenbatterie 4 ist als Hochvoltbatterie oder Traktionsbatterie ausgeführt und im Bereich eines Unterbodens 5 des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet. Die Unterbodenbatterie 4 umfasst eine Unterbodenschutzkomponente 6, in der ein schockabsorbierendes Material 7 mit einem Hüllmaterial 8 kombiniert ist. Das Hüllmaterial 8 mit dem schockabsorbierenden Material 7 stellt eine Unterbodenfläche 9 am Unterboden 5 des Kraftfahrzeugs 1 dar.
In 1 ist gezeigt, dass die Unterbodenbatterie 4 ein Temperiersystem 10 umfasst, das zwischen der Unterbodenschutzkomponente 6 und weiteren Batteriekomponenten 11, 12, 13 der Unterbodenbatterie 4 angeordnet ist. Bei der Batteriekomponente 11 handelt es sich zum Beispiel um einen Batterierahmen. Bei der Batteriekomponente 12 handelt es sich zum Beispiel um eine Gehäusewanne. Bei der Batteriekomponente 13 handelt es sich zum Beispiel um eine Gehäusestruktur.
Die Unterbodenschutzkomponente 6 ist aus geschäumtem Polyborodimethylsiloxan gebildet, das von einer Metallhülle umgeben ist. Diese Kombination hat den Vorteil, dass sie relativ leicht ist und trotzdem einen ausreichenden Schutz für die Unterbodenbatterie 4 von unten darstellt.
Bezugszeichenliste

1: Kraftfahrzeug
2: elektrische Antriebseinheit
3: elektrische Maschine
4: Unterbodenbatterie
5: Unterboden
6: Unterbodenschutzkomponente
7: schockabsorbierendes Material
8: Hüllmaterial
9: Unterbodenfläche
10: Temperiersystem
11: Batterierahmen
12: Gehäusewanne
13: Gehäusestruktur

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 29922549 U1 [0002]
JP 2012153242 A [0002]
JP 2012171611 A [0002]
US 2012/0186431 A1 [0002]
WO 2012/054117 A2 [0002]
CN 109524591 A [0002]
EP 3062378 B1 [0002]
WO 2018/026797 A1 [0002]
WO 2019/005990 A1 [0002]
US 2018/0334020 A1 [0002]
DE 600222805 T2 [0009]
EP 1458254 B1 [0009]

Claims

Elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug (1) mit einer elektrischen Antriebseinheit (2), die eine Unterbodenbatterie (4) mit einer Unterbodenschutzkomponente (6) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterbodenschutzkomponente (6) ein schockabsorbierendes Material (7) in Kombination mit einem Hüllmaterial (8) umfasst.
Elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hüllmaterial (8) eine deutlich geringere Dicke als das schockabsorbierende Material (7) aufweist.
Elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hüllmaterial (8) eine der Unterbodenbatterie (4) abgewandte Unterbodenfläche (9) darstellt.
Elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hüllmaterial (8) das schockabsorbierende Material (7) vollständig umgibt.
Elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hüllmaterial (8) aus Metall gebildet ist.
Elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das schockabsorbierende Material (7) aus Polyborodimethylsiloxan gebildet ist.
Elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das schockabsorbierende Material (7) aus Polyborodimethylsiloxan geschäumt ist.
Elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterbodenbatterie (4) ein Temperiersystem (10) umfasst, das zwischen mindestens einer Batteriekomponente (11-13) und der Unterbodenschutzkomponente (6) angeordnet ist.
Elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterbodenschutzkomponente (6) mit dem schockabsorbierenden Material (7) und dem Hüllmaterial (8) als Unterbodenplatte ausgeführt ist.
Unterbodenschutzkomponente (6) für ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.