DE102020129527A1 - Elektrofahrzeug - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung schlägt vor, ein Elektrofahrzeug (1) mit beidseitig des Elektrofahrzeugs (1) angeordneten Längsschwellern (2) und einer zwischen diesen angeordneten Traktionsbatterie (3) zum Antreiben des Elektrofahrzeugs (1). Die Traktionsbatterie (3) weist eine Einrichtung (4) zum Entgasen der Traktionsbatterie (3) bei einem thermischen Event auf. Im Elektrofahrzeug ist zwischen zumindest einem der Längsschweller (2) und der Traktionsbatterie (3) ein Kanal (5) zur Gasleitung beim Entgasen der Traktionsbatterie (3) ausgebildet.Ein solches Elektrofahrzeug gewährleistet einen erhöhten Insassenschutz und einen erhöhten Bauteilschutz.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Elektrofahrzeug mit beidseitig des Elektrofahrzeugs angeordneten Längsschwellern und einer zwischen diesen angeordneten Traktionsbatterie zum Antreiben des Elektrofahrzeugs.
  • Bei Elektrofahrzeugen, die dem elektrischen oder teilelektrischen Antrieb eines Fahrzeugs dienen, weist die Traktionsbatterie eine Vielzahl von Batteriezellen auf. Für den Fall, dass eine oder mehrere Batteriezellen entgasen, beispielsweise durch ein thermisches Event, sind diese Gase kontrolliert aus der Traktionsbatterie abzuführen. Die hierbei entstehenden Gase erreichen hohe Temperaturen. Die Gase müssen so aus dem System abgeführt werden, dass Insassen und empfindliche Bauteile, wie zum Beispiel andere, intakte Batteriezellen keinen Schaden nehmen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Elektrofahrzeug zu schaffen, bei dem ein hoher Insassenschutz und ein hoher Bauteilschutz bei einem thermischen Event der Traktionsbatterie gewährleistet ist.
  • Gelöst wird die Aufgabe durch ein Elektrofahrzeug, das gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 ausgebildet ist.
  • Das erfindungsgemäße Elektrofahrzeug weist beidseitig des Elektrofahrzeugs angeordnete Längsschweller und eine zwischen diesen angeordnete Traktionsbatterie zum Antreiben des Elektrofahrzeugs auf. Die Traktionsbatterie weist eine Einrichtung zum Entgasen der Traktionsbatterie bei einem thermischen Event auf. In dem Elektrofahrzeug ist zwischen zumindest einem der Längsschweller und der Traktionsbatterie ein Kanal zur Gasleitung beim Entgasen der Traktionsbatterie ausgebildet.
  • Bei dem Elektrofahrzeug wird bei einem thermischen Event somit über die Einrichtung die Traktionsbatterie entgast und dieses Gas dem Kanal zwischen dem Längsschweller und der Traktionsbatterie zugeführt, zwecks optimaler Gasleitung beim Entgasen der Traktionsbatterie. Durch diese definierte Führung des Gases wird der Schutz der Bauteile signifikant erhöht. Dies gilt auch für den Insassenschutz.
  • Die Ausleitung der Gase aus der abgedichteten Traktionsbatterie erfolgt insbesondere mittels Berstelementen. Berstelemente sind insbesondere eine mit einer Membran versehene Öffnung, die bei einem definierten Druck nachgibt und die Öffnung freigibt.
  • Die Traktionsbatterie besteht insbesondere aus zumindest einem Batteriesystem, das zumindest aus zwei Batteriemodulen besteht. Insbesondere besteht das jeweilige Batteriemodul aus einem Batteriemodulgehäuse und mindestens zwei Batteriezellen.
  • Insbesondere sind die Batteriemodule einzeln dicht und über einen Medienkanal dicht verbunden. Insbesondere ist mindestens ein Batteriezellstack bzw. -stapel pro Batteriemodul vorgesehen.
  • Die Traktionsbatterie weist beispielsweise einen oder mehrere Batteriekasten auf. Es können beispielsweise mehrere Batteriemodule in einem Batteriekasten angeordnet sein.
  • Es wird als vorteilhaft angesehen, wenn in dem Batteriekasten und/oder dem Batteriemodulgehäuse ein Berstelement angebracht ist, das dem Druckabbau beim plötzlichen Entgasen von Batteriezellen dient.
  • Der Kanal zum Ableiten des Gases kann auf unterschiedliche Art und Weise ausgebildet sein. So ist beispielsweise aus einer Fläche der Traktionsbatterie, die dem einen der Längsschweller zugewandt ist, und einer Fläche dieses Längsschwellers der Kanal ausgebildet. Insbesondere kann der Kanal durch eine Seitenwand eines Batteriekastens und einem der Längsschweller ausgebildet sein. Der Kanal kann durch mehrere, einzelne Flächen von mehreren Batteriemodulen und einem der Längsschweller ausgebildet sein.
  • Grundsätzlich kann der Kanal im Bereich jedes Längsschwellers angeordnet sein, somit zwischen der Traktionsbatterie und dem einem Längsschweller sowie der Traktionsbatterie und dem anderen Längsschweller.
  • Unter dem Aspekt einer besonders günstigen Entgasung ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Traktionsbatterie zugehörige Flächen, die batterieseitig den Kanal ausbilden, eine oder mehrere Ausgasungspositionen aufweisen. Hierbei sind insbesondere Berstelemente im Bereich der Ausgasungspositionen angeordnet. Die Ausgasungspositionen werden somit durch Berstelemente umgesetzt.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Kanal vor und/oder hinter der Traktionsbatterie offen ausgeführt ist. Gemäß einer vorteilhaften Alternative ist vorgesehen, dass der Kanal vor und/oder hinter der Traktionsbatterie eine Anbindung an eine Luftführung mit Anbindung an die Umgebung aufweist.
  • Der Kanal kann zum Teil durch weitere Bauteile ausgebildet sein. Beispielsweise ist ein weiteres Bauteil ein Montageträger für die Traktionsbatterie. Der Montageträger ist insbesondere mit einem Längsschweller verbunden.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass zwischen dem Längsschweller und der Traktionsbatterie eine Umlenkeinrichtung aus wärmeresistentem Material zur Umlenkung des Gasstroms angeordnet ist. Zum Hitzeschutz kann somit zwischen dem Längsschweller und der Traktionsbatterie zusätzlich die Umlenkeinrichtung, insbesondere eine Umlenkplatte bzw. ein Umlenkblech aus wärmeresistentem Material, wie zum Beispiel Stahl oder Keramik oder faserverstärkter Kunststoff, zur Umlenkung des Gasstroms angeordnet sein.
  • Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der beigefügten Zeichnung und der Beschreibung der in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispiele, ohne hierauf beschränkt zu sein.
  • Es zeigt in schematischer Darstellung:
    • 1 in einem Schnitt in einer Y-Z-Ebene ein Elektrofahrzeug in einem Anbindungsbereich einer Traktionsbatterie an einen Längsschweller des Elektrofahrzeugs,
    • 2 in einem Schnitt in einer X-Y-Ebene eine Ausbildung der Traktionsbatterie mit mehreren Batteriemodulen und Ausbildung von Kanälen zwischen den Batteriemodulen und den Längsschwellern,
    • 3 eine Darstellung und Anordnung gemäß 2, allerdings bei Anordnung der Batteriemodule in einem Batteriekasten und Ausbildung des jeweiligen Kanals zwischen Batteriekasten und zugeordnetem Längsschweller.
  • Figurenbeschreibung
  • Veranschaulicht sind die Koordinaten X - Fahrzeuglängsrichtung, Y - Fahrzeugquerrichtung und Z - Fahrzeughochrichtung.
  • Ein Elektrofahrzeug 1 weist beidseitig des Elektrofahrzeugs 1 angeordnete Längsschweller 2 und eine zwischen den Längsschwellern 2 angeordnete Traktionsbatterie 3 zum Antreiben des Elektrofahrzeugs 1 auf. Die Traktionsbatterie 3 weist eine Einrichtung 4 zum Entgasen der Traktionsbatterie 3 bei einem thermischen Event auf. Im Elektrofahrzeug 1 ist zwischen dem jeweiligen Längsschweller 2 und der Traktionsbatterie 3 ein Kanal 5 zur Gasleitung beim Entgasen der Traktionsbatterie 3 ausgebildet.
  • Die Traktionsbatterie 3 weist eine Vielzahl von Batteriezellen 6 auf. Die Traktionsbatterie 3 besteht aus zumindest einem Batteriesystem, das zumindest aus zwei Batteriemodulen 7 besteht. Das jeweilige Batteriemodul 7 besteht aus einem Batteriemodulgehäuse 10 und mindestens zwei Batteriezellen 6.
  • 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Batteriesystems ohne Batteriekasten, womit dem jeweiligen Batteriemodul 7 kein Batteriekasten zugeordnet ist. 3 zeigt demgegenüber eine geringfügige Abwandlung, dahingehend, dass die Batteriemodule 7 in einem Batteriekasten 8 angeordnet sind.
  • Die Einrichtung 4 zum Entgasen der Traktionsbatterie 3 weist mehrere Berstelemente 9 auf.
  • Wie insbesondere der Darstellung der 1 für eine bevorzugte Ausbildung zu entnehmen ist, ist in dem Batteriemodulgehäuse 10 ein Berstelement 9 angebracht, das dem Druckabbau beim plötzlichen Entgasen einer vom Batteriemodulgehäuse 10 aufgenommenen Batteriezelle 6 dient.
  • Der Kanal 5, der dem jeweiligen Längsschweller 2 zugeordnet ist, ist aus einer Fläche 11 der Traktionsbatterie 3, konkret der Fläche 11 des Batteriemodulgehäuses 10, die einer Wandung 12 des Längsschwellers 2 zugewandt ist, und einer durch die Wandung 12 gebildeten Fläche 13 dieses Längsschwellers 2 ausgebildet.
  • Der Kanal 5 kann zum Teil durch weitere Bauteile ausgebildet sein. Veranschaulicht ist ein weiteres Bauteil 14, das ein Montageträger für die Traktionsbatterie, konkret das Batteriemodulgehäuse 10 ist. Hierbei ist dieses Bauteil 14 mit dem Längsschweller 2 verbunden. Die Ausführungsbeispiele gemäß der 2 und 3 verdeutlichen, dass der Kanal 5 vor und hinter Traktionsbatterie 3 offen ausgebildet ist.

Claims (17)

  1. Elektrofahrzeug (1) mit beidseitig des Elektrofahrzeugs (1) angeordneten Längsschwellern (2) und einer zwischen diesen angeordneten Traktionsbatterie (3) zum Antreiben des Elektrofahrzeugs (1), wobei die Traktionsbatterie (3) eine Einrichtung (4) zum Entgasen der Traktionsbatterie (3) bei einem thermischen Event aufweist, wobei im Elektrofahrzeug zwischen zumindest einem der Längsschweller (2) und der Traktionsbatterie (3) ein Kanal (5) zur Gasleitung beim Entgasen der Traktionsbatterie (3) ausgebildet ist.
  2. Elektrofahrzeug nach Anspruch 1, wobei aus einer Fläche (11) der Traktionsbatterie (3), die dem einen der Längsschweller (2) zugewandt ist, und einer Fläche (13) dieses Längsschweller (2) der Kanal (5) ausgebildet ist.
  3. Elektrofahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Traktionsbatterie (3) eine Vielzahl von Batteriezellen (6) aufweist.
  4. Elektrofahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Traktionsbatterie (3) aus zumindest einem Batteriesystem besteht, das zumindest aus zwei Batteriemodulen (7) besteht.
  5. Elektrofahrzeug nach Anspruch 4, wobei das jeweilige Batteriemodul (7) aus einem Batteriemodulgehäuse (10) und mindestens zwei Batteriezellen (6) besteht.
  6. Elektrofahrzeug nach Anspruch 5, wobei mehrere Batteriemodule (7) in einem Batteriekasten (8) angeordnet sind.
  7. Elektrofahrzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei in dem Batteriekasten (8) und/oder dem Batteriemodulgehäuse (10) ein Berstelement (9) angebracht ist, das den Druckabbau beim plötzlichen Entgasen ein oder mehrerer Batteriezellen (6) dient.
  8. Elektrofahrzeug nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Kanal (5) durch eine Seitenwand eines der Batteriekästen (8) und einem der Längsschweller (2) ausgebildet ist.
  9. Elektrofahrzeug nach einem der Ansprüche 4 bis 8, wobei der Kanal (5) durch mehrere, einzelne Flächen von mehreren Batteriemodulen (7) und einem der Längsschweller (2) ausgebildet ist.
  10. Elektrofahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Traktionsbatterie (3) zugehörige Flächen, die batterieseitig den Kanal (5) ausbilden, eine oder mehrere Ausgasungspositionen aufweisen.
  11. Elektrofahrzeug nach Anspruch 10, wobei Berstelemente (9) im Bereich der Ausgasungspositionen angeordnet sind.
  12. Elektrofahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Kanal (5) vor und/oder hinter der Traktionsbatterie (3) offen ausgeführt ist.
  13. Elektrofahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Kanal (5) vor und/oder hinter der Traktionsbatterie (3) eine Anbindung an eine Luftführung mit Anbindung an die Umgebung aufweist.
  14. Elektrofahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der Kanal (5) zum Teil durch weitere Bauteile (14) ausgebildet ist.
  15. Elektrofahrzeug nach Anspruch 14, wobei ein weiteres Bauteil (14) ein Montageträger für die Traktionsbatterie (3) ist, wobei der Montageträger mit einem der Längsschweller (2) verbunden ist.
  16. Elektrofahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei zwischen dem Längsschweller (2) und der Traktionsbatterie (3) eine Umlenkeinrichtung aus wärmeresistentem Material zur Umlenkung des Gasstroms angeordnet ist.
  17. Elektrofahrzeug nach Anspruch 16, wobei die Umlenkeinrichtung als Umlenkplatte ausgebildet ist.
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