DE102020129527B4 - Elektrofahrzeug - Google Patents

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Abstract

Elektrofahrzeug (1),mit beidseitig des Elektrofahrzeugs (1) angeordneten Längsschwellern (2),mit einer zwischen den Längsschwellern (2) angeordneten Traktionsbatterie (3) zum Antreiben des Elektrofahrzeugs (1),wobei die Traktionsbatterie (3) aus zumindest einem Batteriesystem besteht, das zumindest aus zwei Batteriemodulen (7) besteht,wobei das jeweilige Batteriemodul (7) aus einem Batteriemodulgehäuse (10) und mindestens zwei Batteriezellen (6) besteht,wobei die Traktionsbatterie (3) eine Einrichtung (4) zum Entgasen der Traktionsbatterie (3) bei einem thermischen Event aufweist,wobei die Einrichtung (4) zum Entgasen mindestens ein Berstelement (9) aufweist, das dem Druckabbau beim plötzlichen Entgasen ein oder mehrerer Batteriezellen (6) dient und das in das Batteriemodulgehäuse (10) des jeweiligen Batteriemoduls (7) eingebracht ist,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,wobei der Kanal (5) zur Gasleitung aus einer Fläche (11) des Batteriemodulgehäuses (10) des jeweiligen Batteriemoduls (7), die dem einen der Längsschweller (2) zugewandt ist, aus einer Fläche (13) dieses Längsschwellers (2) und aus einem Montageträger 14 für das Batteriemodulgehäuse (10) des jeweiligen Batteriemoduls (7) der Traktionsbatterie (3), der mit einem jeweiligen Längsschweller (2) verbunden ist, ausgebildet ist.

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.
  • WO 2015/ 185 723 A1 offenbart eine Anordnung aus einem Energiespeicherelement und einem Unterboden eines Fahrzeugs. Das Energiespeicherelement ist zwischen einem Fahrzeugzwischenboden, dem Fahrzeugunterboden und Fahrzeugträgern verbaut, wobei eine Entgasung im Schadensfall über den Fahrzeugzwischenboden, den Fahrzeugunterboden und den Fahrzeugträger erfolgen kann.
  • DE 10 2008 013 188 A1 offenbart einen elektrochemischen Akkumulator mit einer Vielzahl von galvanischen Zellen, die in einem Gehäuse angeordnet sind, welches von einem Deckel abgeschlossen ist. Die Zellen verfügen über Berstöffnungen, über welche die Innenräume der Zellen mit einem Entgasungsraum verbunden sind. Die Berstöffnungen sind dabei von einer Berstmembran verschlossen.
  • DE 10 2019 116 969 A1 offenbart weiteren Stand der Technik.
  • 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, und durch ein Elektrofahrzeug, das gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 2 ausgebildet ist.
  • Das 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 mittels Berstelementen. Ein Berstelement ist insbesondere eine mit einer Membran versehene Öffnung, die bei einem definierten Druck nachgibt und die Öffnung freigibt.
  • Die Traktionsbatterie besteht aus zumindest einem Batteriesystem, das zumindest aus zwei Batteriemodulen besteht. Das jeweilige Batteriemodul besteht 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 nach Anspruch 2 einen oder mehrere Batteriekasten auf. Es können beispielsweise mehrere Batteriemodule in einem Batteriekasten angeordnet sein.
  • In dem Batteriekasten und/oder dem Batteriemodulgehäuse ist ein Berstelement angebracht, das dem Druckabbau beim plötzlichen Entgasen von Batteriezellen dient.
  • Der Kanal zum Ableiten des Gases kann auf unterschiedliche Art und Weise ausgebildet sein.
  • Nach Anspruch 1 ist der Kanal zur Gasleitung aus einer Fläche des Batteriemodulgehäuses des jeweiligen Batteriemoduls, die dem einen der Längsschweller zugewandt ist, aus einer Fläche dieses Längsschwellers und aus einem Montageträger für das Batteriemodulgehäuse des jeweiligen Batteriemoduls, der mit einem jeweiligen Längsschweller verbunden ist, ausgebildet.
  • Nach Anspruch 2 ist der Kanal zur Gasleitung aus einer Seitenwand mindestens eines Batteriekastens, die dem einen der Längsschweller zugewandt ist, aus einer Fläche dieses Längsschwellers und aus einem Montageträger für den mindestens einen Batteriekasten ausgebildet.
  • 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 die 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, 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.
  • 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 ist zum Teil durch weitere Bauteile ausgebildet. 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 der Traktionsbatterie 3 offen ausgebildet ist.

Claims (8)

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