DE102020204359A1

DE102020204359A1 - Löschsystem für eine Hochvoltbatterie eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102020204359A1
Application number: DE102020204359.0A
Authority: DE
Inventors: Andreas Bernhardt; Frank Baur; Michael Decker
Original assignee: Vitesco Technologies GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2020-04-03
Filing date: 2020-04-03
Publication date: 2021-04-01

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Löschsystem für eine Hochvoltbatterie (1) eines Kraftfahrzeugs, umfassend- wenigstens einen Löschmittelbehälter (6) mit einem gasförmigen Löschmittel;- ein den Löschmittelbehälter (6) verschließendes Ventil (4), welches ein Ausströmen des Löschmittels ins Innere der Hochvoltbatterie (1) verhindert;- eine mit dem Ventil (4) zusammenwirkende Steuereinrichtung (3), welche dazu ausgelegt ist, bei Vorliegen eines Auslösesignals das Ventil (4) zu öffnen, sodass das Löschmittel ins Innere der Hochvoltbatterie (1) strömt und darin enthaltene Luft verdrängt; wobei die Steuereinrichtung (3) signaltechnisch mit einer Temperaturerfassungseinrichtung (2) des Löschsystems verbunden ist, welche dazu ausgelegt ist, eine Temperatur der Hochvoltbatterie (1) zu messen, wobei die Temperaturerfassungseinrichtung (2) außerdem ausgelegt ist, die gemessene Temperatur oder ein Auslösesignal, wenn die gemessene Temperatur höher als eine vorgegebene Temperatur ist, bereitzustellen, und wobei der Löschmittelbehälter (6) durch die Klimaanlage (5) des Kraftfahrzeugs gebildet ist und das Löschmittel Kohlendioxid ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Löschsystem für eine Hochvoltbatterie eines Kraftfahrzeugs, das mit wenigstens einem Löschmittelbehälter mit einem gasförmigen Löschmittel, einem den Löschmittelbehälter verschließenden Ventil, welches ein Ausströmen des Löschmittels ins Innere der Hochvoltbatterie verhindert, eine mit dem Ventil zusammenwirkende Steuereinrichtung, welche dazu ausgelegt ist, bei Vorliegen eines Auslösesignals das Ventil zu öffnen, sodass das Löschmittel ins Innere der Hochvoltbatterie strömt und darin enthaltene Luft verdrängt, gebildet ist. Die Steuereinrichtung ist signaltechnisch mit einer Temperaturerfassungseinrichtung des Löschsystems verbunden, welche dazu ausgelegt ist, eine Temperatur der Hochvoltbatterie zu messen.
Ein solches Löschsystem ist aus der DE 10 2018 211 629 A1 bekannt. Das gasförmige Löschmittel dieses bekannten Löschsystems kann dabei unter Druck stehen, sodass es bei geöffnetem Löschmittelbehälter selbständig und schnell aus dem Löschmittelbehälter austritt. Des Weiteren umfasst das Löschsystem einen den Löschmittelbehälter verschließenden Verschluss, welcher ein Ausströmen des Löschmittels ins Innere der Hochvoltbatterie verhindert. Eine mit dem Verschluss zusammenwirkende Steuereinrichtung ist dazu ausgelegt, bei Vorliegen eines Auslösesignals den Verschluss zu öffnen, insbesondere elektronisch zu betätigen, sodass das Löschmittel ins Innere der Hochvoltbatterie strömt und darin enthaltene Luft verdrängt. Zudem umfasst das Löschsystem einen mit dem Verschluss zusammenwirkenden Selbstentzündungsmechanismus, welcher ab einer Selbstentzündungstemperatur sich selbst entzündet und den Verschluss öffnet.
Sobald der Verschluss geöffnet worden ist, kann das im Löschmittelbehälter enthaltende gasförmige Löschmittel ins Innere der Hochvoltbatterie strömen, infolgedessen die im Inneren der Hochvoltbatterie zuvor enthaltene Luft verdrängt wird. Bei dem bekannten Löschmittel kann es sich beispielsweise um ein Aerosol handeln, das feste oder flüssige Schwebeteilchen umfasst, die brandhemmend beziehungsweise brandlöschend wirken können. Bei geöffnetem Verschluss dient das gasförmige Löschmittel insbesondere dazu, dass die in der Hochvoltbatterie enthaltene Luft aus der Hochvoltbatterie verdrängt wird. In der Luft enthaltener Sauerstoff wird somit auch aus dem Inneren der Hochvoltbatterie verdrängt, sodass ein Brand in der Hochvoltbatterie gar nicht erst entstehen oder ein bereits entstandener Brand eingedämmt werden kann.
Die Steuereinrichtung kann signaltechnisch mit einer Temperaturerfassungseinrichtung des Löschsystems verbunden sein, welche dazu ausgelegt ist, eine Temperatur der Hochvoltbatterie zu messen und das Auslösesignal bereitzustellen, wenn die gemessene Temperatur höher als eine vorgegebene Temperatur ist. Mittels der Temperaturerfassungseinrichtung kann also die Temperatur der Hochvoltbatterie zuverlässig und fortlaufend ermittelt werden. Übersteigt die gemessene Temperatur die vorgegebene Temperatur, leitet die Temperaturerfassungseinrichtung das Auslösesignal an die Steuereinrichtung weiter, welche infolgedessen den Verschluss öffnet.
Dabei kann es vorgesehen sein, dass die Temperaturerfassungseinrichtung je Batteriezelle der Hochvoltbatterie jeweilige in die Batteriezellen integrierte Temperatursensoren zur Messung jeweiliger Zelltemperaturen aufweist. Auf diese Weise ist es möglich, die Batteriezellen einzeln zu überwachen. Sobald eine der Batteriezellen die vorgegebene Temperatur überschreiten sollte, wird das Auslösesignal mittels der Temperaturerfassungseinrichtung generiert und an die Steuereinrichtung weitergeleitet, welche sodann den Verschluss öffnet, der zuvor den Löschmittelbehälter noch verschlossen gehalten hat. Ist beispielsweise nur eine der Batteriezellen fehlerhaft, so ist es möglich, einen Brand der schadhaften Batteriezelle von vornherein zu verhindern, indem durch Einströmen des gasförmigen Löschmittels ins Innere der Hochvoltbatterie die darin enthaltene Luft verdrängt wird. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass die gesamte Hochvoltbatterie in Mitleidenschaft gezogen wird. So ist es auch möglich, beispielsweise lediglich die defekte Batteriezelle auszutauschen, ohne dass sämtliche Batteriezellen der Hochvoltbatterie getauscht werden müssen.
Nachteilig an dieser Lösung ist, dass ein spezieller Löschmittelbehälter mit dem gasförmigen Löschmittel bereitgestellt werden muss.
Es ist also die Aufgabe der Erfindung, hier Abhilfe zu schaffen.
Die Aufgabe wird bei einem oben beschriebenen Löschsystem dadurch gelöst, dass die Temperaturerfassungseinrichtung außerdem ausgelegt ist, die gemessene Temperatur bereitzustellen, und dass der Löschmittelbehälter durch die Klimaanlage des Kraftfahrzeugs gebildet ist und das Löschmittel Kohlendioxid ist.
Alternativ kann die Temperaturerfassungseinrichtung auch ausgelegt sein, ein Auslösesignal bereitzustellen, wenn die gemessene Temperatur höher als eine vorgegebene Temperatur ist. Eine erste Bewertung der gemessenen Temperatur findet also bereits in der Temperaturerfassungseinrichtung statt. Falls die Temperaturerfassungseinrichtung direkt die gemessene Temperatur dem Steuergerät bereitstellt, findet darin der Vergleich mit einer vorgegebenen Auslösetemperaturschwelle statt.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Löschsystems ist das Steuergerät als Funktion in einem vorhandenen Steuergerät integriert. Dies kann sowohl hardwareals auch softwaremäßig erfolgen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Hilfe einer Figur näher erläutert.
Die 1 zeigt in schematischer Weise ein Löschsystem mit einer Hochvoltbatterie 1, die eine Temperaturerfassungseinrichtung 2 aufweist, die signaltechnisch mit einem Steuergerät 3 in Verbindung steht. Es wird dabei dem Steuergerät 3 eine gemessene Temperatur zur weiteren Verarbeitung oder bereits ein Auslösesignal bereitgestellt, wenn die Temperatur einen vorgegebenen Auslöseschwellwert erreicht oder überschritten hat. Es kann also eine Vorverarbeitung bereits in der Temperaturerfassungseinrichtung 2 erfolgen.
Das Steuergerät 3 steht in Wirkverbindung mit einem Ventil 4, das eine Löschmittelleitung 5, die von einem Löschmittelbehälter 6 zur Hochvoltbatterie 1 verläuft, im Normalbetrieb sperrt und bei einer gemessenen Übertemperatur freigibt, sodass Löschmittel vom Löschmittelbehälter 6 zur Hochvoltbatterie 1 gelangen kann.
In erfindungsgemäßer Weise ist der Löschmittelbehälter 6 Teil einer Klimaanlage 5 eines Fahrzeugs und enthält Kohlendioxid, das nun als Löschmittel verwendet wird.
Heutige Fahrzeuge werden immer häufiger mit einer Klimaanlage ausgestattet, die Kohlendioxid als Kühlmittel verwendet, so dass in vorteilhafter Weise ohne großen Zusatzaufwand ein Brandlöschmittel zur Verfügung steht.
Bei dem erfindungsgemäßen Löschsystem wird von der Temperaturerfassungseinrichtung 2 ein Brand oder eine Überhitzung der Batterie 1 erkannt und über das Steuergerät 3 wird das Ventil 4 geöffnet, wodurch das Kohlendioxid in die Batterie 1 umgeleitet und der Brand gelöscht oder bereits im Vorfeld verhindert wird. Das Kohlendioxid kühlt zum einen und erstickt zum anderen den Brand.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102018211629 A1 [0002]

Claims

Löschsystem für eine Hochvoltbatterie (1) eines Kraftfahrzeugs, umfassend - wenigstens einen Löschmittelbehälter (6) mit einem gasförmigen Löschmittel; - ein den Löschmittelbehälter (6) verschließendes Ventil (4), welches ein Ausströmen des Löschmittels ins Innere der Hochvoltbatterie (1) verhindert; - eine mit dem Ventil (4) zusammenwirkende Steuereinrichtung (3), welche dazu ausgelegt ist, bei Vorliegen eines Auslösesignals das Ventil (4) zu öffnen, sodass das Löschmittel ins Innere der Hochvoltbatterie (1) strömt und darin enthaltene Luft verdrängt; wobei die Steuereinrichtung (3) signaltechnisch mit einer Temperaturerfassungseinrichtung (2) des Löschsystems verbunden ist, welche dazu ausgelegt ist, eine Temperatur der Hochvoltbatterie (1) zu messen, wobei die Temperaturerfassungseinrichtung (2) außerdem ausgelegt ist, die gemessene Temperatur oder ein Auslösesignal, wenn die gemessene Temperatur höher als eine vorgegebene Temperatur ist, bereitzustellen, und wobei der Löschmittelbehälter (6) durch die Klimaanlage (5) des Kraftfahrzeugs gebildet ist und das Löschmittel Kohlendioxid ist.
Löschsystem nach Anspruch 1, bei dem das Steuergerät (3) als Funktion in einem anderen Steuergerät integriert ist.