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Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Tragsystem für einen Energiespeicher eines Fahrzeugs, ein Fahrzeug mit einem solchen Tragsystem und ein Verfahren zum Lösen eines Energiespeichers von einem Fahrzeug. Die vorliegende Offenbarung betrifft insbesondere eine absprengbare Tragstruktur für Traktionsbatterien zum Beispiel von Lastkraftwagen.
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Stand der Technik
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Wasserstoff-, Hybrid- oder Elektrofahrzeuge werden von einem Elektromotor angetrieben, wobei die nötige elektrische Energie in einem Energiespeicher, wie beispielsweise in einem Hochvoltspeicher, gespeichert wird.
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Falls das Wasserstoff-, Hybrid- oder Elektrofahrzeug in einen Unfall verwickelt ist, kann es vorkommen, dass der Energiespeicher in Brand gerät. Ein Löschen des Brandes ist dabei oftmals nur möglich, indem dem Energiespeicher Hitze entzogen wird.
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In Brand geratene elektrisch angetriebene PKW können komplett in einen großen Container mit Löschmittel getaucht werden und darin verbleiben, bis der entzündete Energiespeicher ausgebrannt ist. Der PKW kann dann zum Beispiel in einem mit Löschmittel gefülltem Container abtransportiert werden.
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Ein derartiges Löschen eines entzündeten Energiespeichers ist jedoch aufwändig und zerstört das ganze Fahrzeug. Auch kann es bei größeren Fahrzeugen unmöglich sein, diese in einem mit Löschmittel gefüllten Container zu versenken und/oder abzutransportieren.
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Offenbarung der Erfindung
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, ein Tragsystem für einen Energiespeicher eines Fahrzeugs, ein Fahrzeug mit einem solchen Tragsystem und ein Verfahren zum Lösen eines Energiespeichers von einem Fahrzeug anzugeben, die die Sicherheit eines Fahrzeugs mit Elektroantrieb erhöhen können. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, ein Löschen von in Brand geratenen Energiespeichern zu erleichtern.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Gemäß einem unabhängigen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Tragsystem für einen Energiespeicher eines Fahrzeugs, insbesondere eines Lastkraftwagens, angegeben. Das Tragsystem umfasst wenigstens ein Tragmodul, das an einem Fahrzeug befestigbar ist, wobei das wenigstens eine Tragmodul eingerichtet ist, um wenigstens einen Energiespeicher des Fahrzeugs zu tragen; Explosivmittel, die eingerichtet sind, um das wenigstens eine Tragmodul vom Fahrzeug zu lösen; und einen Auslösemechanismus, der eingerichtet ist, um die Explosivmittel zu zünden, um das wenigstens eine Tragmodul vom Fahrzeug zu lösen.
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Erfindungsgemäß ist ein Explosivmittel vorgesehen, das verwendet wird, um ein Tragmodul mit einem Energiespeicher vom Fahrzeug abzusprengen. Beispielsweise kann das Tragmodul des Energiespeichers an neuralgischen Positionen mit Sprengladungen versehen sein, die im Falle eines Fahrzeugbrandes oder auch bei Gefahr eines Brandes ausgelöst werden und den Energiespeicher vom Fahrzeugrahmen trennen. Der abgesprengte Energiespeicher kann dann zum Beispiel in einem mit Wasser gefüllten Container versenkt werden und dort ausbrennen, ohne weitere Energiespeicher durch eine Kettenreaktion zu endzünden. Auch ein Abtransport der einzelnen Energiespeicher ist einfacher und sicherer durchzuführen als der eines gesamten havarierten Fahrzeugs.
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Das Fahrzeug ist ein Fahrzeug mit Elektroantrieb, wie zum Beispiel ein Wasserstoff-, Hybrid- oder Elektrofahrzeug. Der Energiespeicher (z.B. Batterie bzw. Traktionsbatterie) ist als Energieversorgung des Elektroantriebs vorgesehen und kann zum Beispiel über eine Ladevorrichtung des Fahrzeugs an eine Ladestation angeschlossen und aufgeladen werden.
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Der Begriff Fahrzeug umfasst PKW, LKW, Busse, Wohnmobile, Krafträder, etc., die der Beförderung von Personen, Gütern, etc. dienen. Insbesondere umfasst der Begriff LKW zur Güterbeförderung. Auch fahrerlose, sprich autonom oder teilweise autonom agierende, Fahrzeuge sind mit eingeschlossen.
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Das wenigstens eine Tragmodul ist durch wenigstens eine mechanische Verbindung mit dem Fahrzeug verbunden. Beispielsweise kann das wenigstens eine Tragmodul mit einem Rahmen des Fahrzeugs verbunden sein.
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Die mechanische Verbindung kann in einigen Ausführungsformen eine Formschlussverbindung und/oder eine Kraftschlussverbindung umfassen oder sein. Beispielsweise kann die mechanische Verbindung aus der Gruppe ausgewählt sein, die eine Schraubverbindung, eine Bolzenverbindung, eine Klemmverbindung, eine Schwalbenschanz-Verbindung, eine Schweißverbindung und/oder eine oder mehrere Kombination/en davon umfasst, oder die daraus besteht.
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Vorzugsweise ist das wenigstens eine Tragmodul ein einteiliger oder mehrteiliger Rahmen oder ein einteiliges oder mehrteiliges Gehäuse, welches den wenigstens einen Energiespeicher zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, umschließt. Durch das Absprengen des Tragmoduls kann somit auch der dazugehörige oder darin enthaltene Energiespeicher vom Fahrzeug gelöst werden.
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Der Begriff Explosivmittel, wie er im Rahmen der vorliegenden Offenbarung verwendet wird, bezeichnet eine chemische Verbindung oder eine Mischung chemischer Verbindungen, die unter bestimmten Bedingungen schnell reagieren und dabei eine große Energiemenge in Form einer Druckwelle freisetzen kann (Detonation). Die Begriffe Explosivmittel und Sprengstoff können synonym verwendet werden.
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Die Auslösung bzw. Zündung des Explosivmittels kann auf geeignete bekannte Art erfolgen, insbesondere unter Verwendung von Sprengzündern. Sprengzünder sind im Allgemeinen Gegenstände, die geeignet sind, Explosivmittel zur Detonation zu bringen.
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Vorzugsweise umfasst das Explosivmittel eine oder mehrere Explosivladungen. Beispielsweise können mehrere Explosivladungen getrennt voneinander an verschiedenen Positionen des wenigstens einen Tragmoduls bzw. der Tragstruktur angeordnet sein. Die Positionen sowie die Stärke der Detonation können geeignet gewählt sein, um das wenigstens eine Tragmodul vom Fahrzeug zu lösen, insbesondere abzusprengen.
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Vorzugsweise umfasst das Explosivmittel (oder sind die eine oder mehreren Explosivladungen) eine oder mehrere Schneidladungen. Eine Schneidladung ist ein Sprengsatz mit gezielt gerichteter Durchschlagskraft. Die Durchschlagskraft kann dabei so gerichtet sein, dass eine mechanische Verbindung zwischen dem Tragmodul und dem Fahrzeug durchtrennt wird.
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Vorzugsweise weist das wenigstens eine Tragmodul wenigstens einen Hohlraum auf oder definiert wenigstens einen Hohlraum. Der wenigstens eine Hohlraum kann an oder in einer mechanischen Verbindung zwischen dem wenigstens einen Tragmodul und dem Fahrzeug angeordnet sein.
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Das Explosivmittel kann im wenigstens einen Hohlraum angeordnet sein. Dadurch kann die gesamte Detonationsenergie des Explosivmittels auf das wenigstens eine Tragmodul, und insbesondere eine mechanische Verbindung zwischen dem wenigstens einen Tragmodul und dem Fahrzeug, einwirken, so dass eine effiziente Absprengung des wenigstens einen Tragmoduls vom Fahrzeug ermöglicht wird.
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Durch die Anordnung des Explosivmittels in dem wenigstens einen Hohlraum ist das Explosivmittel zudem vor äußeren Einflüssen, wie zum Beispiel Witterungsbedingungen, geschützt.
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Vorzugsweise weist das wenigstens eine Tragmodul eine oder mehrere Sollbruchstellen auf, die durch das Zünden des Explosivmittels durchtrennbar sind. Die eine oder mehreren Sollbruchstellen können insbesondere an oder nahe des Explosivmittels positioniert sein, so dass das Absprengen erleichtert wird. Die eine oder mehreren Sollbruchstellen können zum Beispiel Vertiefungen in einem Material des wenigstens einen Tragmoduls oder der oben erwähnten mechanischen Verbindung sein, so dass eine Materialdicke in diesem Bereich reduziert ist.
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Vorzugsweise erfolgt das Lösen des wenigstens einen Tragmoduls vom Fahrzeug direkt durch das Explosivmittel, indem eine mechanische Verbindung zwischen dem wenigstens einen Tragmodul und dem Fahrzeug durch eine Explosionskraft des Explosivmittels durchtrennt wird. Anders gesagt kann das Durchtrennen der mechanischen Verbindung direkt durch die Sprengung erfolgen.
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In anderen Ausführungsformen kann das Lösen des wenigstens einen Tragmoduls vom Fahrzeug indirekt durch wenigstens ein Trennelement erfolgen. Eine Explosionskraft bzw. Detonationsenergie des Explosivmittels wirkt dabei derart auf das wenigstens eine Trennelement, dass eine mechanische Verbindung zwischen dem wenigstens einen Tragmodul und dem Fahrzeug durch das wenigstens eine Trennelement durchtrennt wird.
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Vorzugsweise ist das wenigstens eine Trennelement ein Keil oder ein Bolzen, der durch die Sprengung durch das Material getrieben wird, das zumindest teilweise die mechanische Verbindung zwischen dem wenigstens einen Tragmodul und dem Fahrzeug bildet.
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Vorzugsweise umfasst der Auslösemechanismus einen manuellen Auslösemechanismus, der durch einen Nutzer betätigbar ist oder der Auslösemechanismus ist als manueller Auslösemechanismus ausgebildet, der durch einen Nutzer betätigbar ist. Der Nutzer kann zum Beispiel ein Fahrzeuginsasse (z.B. Fahrer), ein Feuerwehrmann, ein Polizist, etc. sein. Beispielsweise kann im Innenraum und/oder im Außenbereich des Fahrzeugs ein Betätigungselement wie z.B. ein Knopf oder Schalter vorhanden sein, der durch den Nutzer betätigbar ist, um die Absprengung des wenigstens einen Tragmoduls mit dem Energiespeicher auszulösen.
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Ergänzend oder alternativ ist der Auslösemechanismus als automatischer bzw. selbsttätiger Auslösemechanismus ausgebildet, der durch eine Steuervorrichtung betätigbar ist oder der Auslösemechanismus umfasst einen automatischen bzw. selbsttätigen Auslösemechanismus, der durch eine Steuervorrichtung betätigbar ist. Die Steuervorrichtung kann zum Beispiel ein Fahrzeugbordcomputer bzw. Steuergerät des Fahrzeugs sein.
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Vorzugsweise umfasst das Tragsystem wenigstens eine Notfall-Erfassungseinheit, die eingerichtet ist, um einen bestehenden und/oder bevorstehenden Notfall zu erfassen. Der Notfall kann zum Beispiel ein Fahrzeugbrand sein. Wenn die Notfall-Erfassungseinheit den bestehenden und/oder bevorstehenden Notfall erkennt, kann die Notfall-Erfassungseinheit den Auslösemechanismus betätigen oder instruieren, die Absprengung auszulösen.
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Gemäß einigen Ausführungsformen kann die Notfall-Erfassungseinheit einen oder mehrere Sensoren umfassen, die geeignet sind, um den bestehenden und/oder bevorstehenden Notfall zu erkennen. Der eine oder die mehreren Sensoren können zum Beispiel aus der Gruppe ausgewählt sein, die einen Temperatursensor und einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor umfasst, oder die daraus besteht. Der Temperatursensor kann zum Beispiel eine Temperatur in und/oder am Energiespeicher erfassen.
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In einigen Ausführungsformen kann die Notfall-Erfassungseinheit den Auslösemechanismus betätigen oder instruieren, die Absprengung auszulösen, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit von Null (z.B. 0 km/h) und/oder eine Temperatur erfasst wird, die gleich oder höher als ein Schwellwert ist.
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Vorzugsweise umfasst das wenigstens eine Tragmodul zwei oder mehr Tragmodule, wobei jedes Tragmodul der zwei oder mehr Tragmodule eingerichtet ist, um einen oder mehrere Energiespeicher des Fahrzeugs zu tragen. Anders gesagt kann das Tragsystem eine Tragstruktur mit einer Vielzahl von Tragmodulen umfassen, wobei jedes Tragmodul wenigstens einen Energiespeicher trägt.
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Beispielsweise können insgesamt sechs Batterien an einem LKW verbaut sein. Je zwei Batterien können dabei am Fahrzeugrahmen links und rechts außen, zwischen beiden Achsen, angeordnet und von einem Seitenaufprallschutz geschützt sein. Zwei weitere Batterien können in der Mitte des Fahrzeuges angeordnet sein, wobei eine Batterie vor, hinter bzw. auf der Höhe der vorderen Achse und eine andere Batterie zwischen der vorderen und der hinteren Achse des Fahrzeuges angeordnet sein kann.
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Vorzugsweise sind die zwei oder mehr Tragmodule gemeinsam bzw. gleichzeitig durch das Explosivmittel vom Fahrzeug lösbar. Anders gesagt kann das Auslösen der Absprengung auf alle Energiespeicher, wie zum Beispiel Traktionsbatterien, gleichzeitig wirken.
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In anderen Ausführungsformen können die zwei oder mehr Tragmodule unabhängig voneinander durch das Explosivmittel vom Fahrzeug lösbar sein bzw. abgesprengt werden. Anders gesagt kann das Auslösen der Absprengung selektiv auf einzelne Energiespeicher, wie zum Beispiel Traktionsbatterien, wirken.
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Vorzugsweise umfasst das wenigstens eine Tragmodul wenigstens ein Befestigungselement, so dass nach einem Lösen des wenigstens einen Tragmoduls vom Fahrzeug eine Hebevorrichtung am wenigstens einen Tragmodul befestigbar ist. Das wenigstens eine Befestigungselement kann zum Beispiel eine Öse oder ein Haken sein.
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Typischerweise ist das wenigstens eine Befestigungselement an einer Außenseite des wenigstens einen Tragmoduls angeordnet. Damit sind Befestigungspunkte bereitgestellt, um den Energiespeicher schnell und unkompliziert zum Beispiel mit einem Kran aufnehmen zu können.
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Vorzugsweise umfasst das Tragsystem weiter wenigstens einen Seitenaufprallschutz für den wenigstens einen Energiespeicher, wobei der wenigstens eine Seitenaufprallschutz eingerichtet ist, um durch das Explosivmittel zusammen oder getrennt mit dem wenigstens einen Tragmodul vom Fahrzeug gelöst zu werden.
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Beispielsweise können zumindest einige der Energiespeicher des Fahrzeugs zusätzlich durch einen Seitenaufprallschutz geschützt sein, wobei nicht nur die Tragstruktur, an der der Energiespeicher befestigt ist, abgesprengt wird, sondern auch der Seitenaufprallschutz, damit der Energiespeicher vom Fahrzeug räumlich getrennt werden kann. Der Seitenaufprallschutz dient insbesondere dazu, die Kräfte, die von außen auf die Seite des Fahrzeuges einwirken, auf die ganze seitliche Struktur zu verteilen, um zu vermeiden, dass punktuell Kräfte auf den Energiespeicher wirken.
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Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Fahrzeug, insbesondere Lastkraftwagen, angegeben. Das Fahrzeug umfasst zumindest einen Teil des Tragsystems gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sowie den wenigstens einen Energiespeicher, der mittels des Tragsystems am Fahrzeug befestigt ist.
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In einigen Ausführungsformen kann das Fahrzeug das gesamte Tragsystem umfassen, also das wenigstens eine Tragmodul, das Explosivmittel und den Auslösemechanismus.
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In alternativen Ausführungsformen kann das Fahrzeug nur einen Teil des Tragsystems umfassen, wobei die verbleibenden Teile des Tragsystems als vom Fahrzeug separate Komponenten bereitgestellt sind.
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Zum Beispiel kann das Fahrzeug das wenigstens eine Tragmodul und das Explosivmittel umfassen, wobei der Auslösemechanismus getrennt vom Fahrzeug zum Beispiel in Form einer mobilen Vorrichtung (z.B. Fernbedienung, Smartphone, etc.) bereitgestellt sein kann.
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In einem weiteren Beispiel kann das Fahrzeug das wenigstens eine Tragmodul umfassen, wobei das Explosivmittel und der Auslösemechanismus getrennt vom Fahrzeug bereitgestellt sein können. Beispielsweise kann sich das Explosivmittel an einer Lanze befinden und durch einen Nutzer, wie einen Feuerwehrmann, an gekennzeichneten und von außen erreichbaren neuralgischen Positionen gehalten und ausgelöst werden, so dass auf diese Weise die Tragstruktur getrennt werden kann.
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Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Verfahren zum Lösen eines Energiespeichers von einem Fahrzeug, insbesondere einem Lastkraftwagen, bereitgestellt. Das Verfahren umfasst ein Zünden eines Explosivmittels, um wenigstens ein Tragmodul, das am Fahrzeug befestigt ist und wenigstens einen Energiespeicher des Fahrzeugs trägt, vom Fahrzeug zu lösen.
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Das Verfahren kann die Aspekte des in diesem Dokument beschriebenen Tragsystems implementieren.
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Figurenliste
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Ausführungsbeispiele der Offenbarung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Vorderansicht eines Tragsystems für einen Energiespeicher eines Fahrzeugs, insbesondere eines Lastkraftwagens, gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung,
- 2 eine perspektivische Rückansicht eines Tragsystems für einen Energiespeicher eines Fahrzeugs, insbesondere eines Lastkraftwagens, gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung,
- 3 eine perspektivische Draufsicht eines Tragsystems für einen Energiespeicher eines Fahrzeugs, insbesondere eines Lastkraftwagens, gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung, und
- 4 eine perspektivische Schnittansicht von Verbindungselementen und Explosionsmitteln gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
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Ausführungsformen der Offenbarung
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Im Folgenden werden, sofern nicht anders vermerkt, für gleiche und gleichwirkende Elemente gleiche Bezugszeichen verwendet.
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1 zeigt eine perspektivische Vorderansicht eines Tragsystems 100 für einen Energiespeicher 10 eines Fahrzeugs gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. 2 zeigt eine perspektivische Rückansicht eines Tragsystems 100 für einen Energiespeicher 10 eines Fahrzeugs gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. 3 zeigt eine perspektivische Draufsicht eines Tragsystems 100 für einen Energiespeicher 10 eines Fahrzeugs gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
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Das Fahrzeug kann ein Lastkraftwagen (LKW) sein, die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht hierauf beschränkt.
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Das Tragsystem 100 umfasst wenigstens ein Tragmodul 110, das an einem Fahrzeug befestigbar ist, wobei das wenigstens eine Tragmodul 110 eingerichtet ist, um wenigstens einen Energiespeicher 10 des Fahrzeugs zu tragen; Explosivmittel 120, die eingerichtet sind, um das wenigstens eine Tragmodul 110 vom Fahrzeug zu lösen; und einen Auslösemechanismus (nicht gezeigt), der eingerichtet ist, um die Explosivmittel 120 zu zünden, um das wenigstens eine Tragmodul 110 vom Fahrzeug zu lösen.
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Das Explosivmittel 120 ist dazu vorgesehen, um ein Tragmodul 110 zusammen mit einem Energiespeicher 10 vom Fahrzeug abzusprengen. Im Vergleich zu mechanischen Lösemechanismen kann eine Funktionssicherheit erhöht werden, insbesondere da mechanische Lösemechanismen bei einem Unfall deformiert und dadurch funktionsunfähig oder unbeabsichtigt ausgelöst werden können. Zudem ist es beim erfindungsgemäßen Absprengmechanismus nicht nötig, dass sich z.B. ein Feuerwehrmann dem Fahrzeug bei extremer Hitze und/oder Explosionsgefahr nähert, um z.B. Schraubverbindungen händisch zu lösen.
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In einigen Ausführungsformen umfasst das wenigstens eine Tragmodul 110 zwei oder mehr Tragmodule, wobei jedes Tragmodul der zwei oder mehr Tragmodule eingerichtet ist, um einen oder mehrere Energiespeicher 10 des Fahrzeugs zu tragen. Anders gesagt kann das Tragsystem 100 eine Tragstruktur mit einer Vielzahl von Tragmodulen umfassen, wobei jedes Tragmodul wenigstens einen Energiespeicher trägt.
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Vorzugsweise sind die zwei oder mehr Tragmodule gemeinsam durch das Explosivmittel 120 vom Fahrzeug lösbar. Anders gesagt kann das Auslösen der Absprengung auf alle Energiespeicher 10, wie zum Beispiel Traktionsbatterien, gleichzeitig wirken.
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In anderen Ausführungsformen können die zwei oder mehr Tragmodule unabhängig voneinander durch das Explosivmittel 120 vom Fahrzeug lösbar sein bzw. abgesprengt werden. Anders gesagt kann das Auslösen der Absprengung selektiv auf eine einzelne Energiespeicher 10, wie zum Beispiel Traktionsbatterien, wirken.
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Typischerweise umfasst das wenigstens eine Tragmodul 110 wenigstens ein Befestigungselement, so dass nach einem Lösen des wenigstens einen Tragmoduls 110 vom Fahrzeug eine Hebevorrichtung am wenigstens einen Tragmodul 110 befestigbar ist. Das wenigstens eine Befestigungselement kann zum Beispiel eine Öse oder ein Haken sein.
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Typischerweise ist das wenigstens eine Befestigungselement an einer Außenseite des wenigstens einen Tragmoduls 110 angeordnet. Damit sind Befestigungspunkte bereitgestellt, um den Energiespeicher 10 schnell und unkompliziert zum Beispiel mit einem Kran aufnehmen zu können.
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Das wenigstens eine Tragmodul 110 ist durch wenigstens eine mechanische Verbindung mit dem Fahrzeug verbunden. Beispielsweise kann das wenigstens eine Tragmodul 110 durch die wenigstens eine mechanische Verbindung mit einem Rahmen 20 des Fahrzeugs verbunden sein.
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Die mechanische Verbindung kann in einigen Ausführungsformen eine Formschlussverbindung und/oder eine Kraftschlussverbindung umfassen oder sein. Beispielsweise kann die mechanische Verbindung aus der Gruppe ausgewählt sein, die eine Schraubverbindung, eine Bolzenverbindung, eine Klemmverbindung, eine Schwalbenschanz-Verbindung, eine Schweißverbindung und Kombinationen davon umfasst, oder die daraus besteht.
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Beispielsweise umfasst die mechanische Verbindung wenigstens ein Verbindungselement 130. Das wenigstens eine Verbindungselement 130 kann zum Beispiel eine Strebe sein und/oder einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweisen.
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Das wenigstens eine Verbindungselement 130 kann eine erste Seite aufweisen, die mit dem Fahrzeug, insbesondere dem Rahmen 20 des Fahrzeugs, verbunden ist. Das wenigstens eine Verbindungselement 130 kann weiter eine zweite Seite aufweisen, die mit wenigstens einen Tragmodul 110 verbunden ist.
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Die erste Seite und die zweite Seite des wenigstens einen Verbindungselements 130 können in einigen Ausführungsformen gegenüberliegende Seiten des wenigstens einen Verbindungselements 130 sein.
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In einigen Ausführungsformen kann das wenigstens eine Verbindungselement 130, insbesondere die Strebe, eine Längserstreckung aufweisen, die im Wesentlichen vertikal ist.
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Der Begriff „vertikal“ ist im Unterschied zu „horizontal“ zu verstehen. Der Begriff „vertikal“ bezieht sich insbesondere auf eine vertikale Ausrichtung des entsprechenden Elements, wobei eine Abweichung von wenigen Grad, z.B. bis zu 5° oder sogar bis zu 10°, von einer genauen vertikalen Ausrichtung noch als „im Wesentlichen vertikal“ betrachtet wird. Die vertikale Richtung kann im Wesentlichen parallel zur Schwerkraft sein.
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In einigen Ausführungsformen kann das wenigstens eine Verbindungselement 130 konfiguriert sein, um einen Abstand zwischen dem Fahrzeug, insbesondere dem Rahmen 20, und dem wenigstens einen Tragmodul 110 zu definieren und/oder aufrechtzuerhalten. Anders gesagt kann das wenigstens eine Verbindungselement 130 als Abstandhalter zwischen dem Fahrzeug, insbesondere dem Rahmen 20, und dem wenigstens einen Tragmodul 110 dienen.
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Beispielsweise kann zwischen dem Fahrzeug, insbesondere dem Rahmen 20, und dem wenigstens einen Tragmodul 110 durch das wenigstens eine Verbindungselement 130 ein Hohlraum 30 gebildet sein.
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In einigen Ausführungsformen kann das Explosivmittel 120 im Hohlraum 30 zwischen dem Rahmen 20 und dem wenigstens einen Tragmodul 110 angeordnet sein. Insbesondere kann das Explosivmittel 120 im Hohlraum 30 angeordnet und am wenigstens einen Verbindungselement 130 befestigt sein. Dadurch kann die Detonationsenergie des Explosivmittels 120 definiert auf das wenigstens eine Verbindungselement 130 einwirken, um dieses zu lösen, ohne dass umstehende Personen durch die Detonation gefährdet werden würden. Zudem ist das Explosivmittel 120 vor äußeren Einflüssen, wie zum Beispiel Witterungsbedingungen, geschützt.
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Das wenigstens eine Tragmodul 110 kann ein Rahmen oder Gehäuse, der/das den wenigstens einen Energiespeicher 10 umschließt, sein. Das wenigstens eine Tragmodul 110 kann den wenigstens einen Energiespeicher 10 zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, umschließen. Durch das Absprengen des wenigstens einen Tragmoduls 110 kann somit auch der darin vorhandene wenigstens eine Energiespeicher 10 vom Fahrzeug gelöst werden.
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Ein jeweiliges Tragmodul 110 umfasst in einigen Ausführungsformen zwei Hauptseiten 112 und vier Nebenseiten 114. Vorzugsweise sind die zwei Hauptseiten 112 und/oder jeweils zwei Nebenseiten 114 auf einander abgewandten Seiten eines jeweiligen Tragmoduls 110 angeordnet. Das wenigstens eine Verbindungselement 130 kann an einer Nebenseite der vier Nebenseiten 114 befestigt sein, und insbesondere an der dem Rahmen 20 gegenüberliegenden Nebenseite.
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Gemäß einigen Ausführungsformen erfolgt das Lösen des wenigstens einen Tragmoduls 110 vom Fahrzeug direkt durch das Explosivmittel 120, indem eine mechanische Verbindung zwischen dem wenigstens einen Tragmodul 110 und dem Fahrzeug durch eine Explosionskraft des Explosivmittels 120 durchtrennt wird. Anders gesagt kann das Durchtrennen der Tragstruktur direkt durch die Sprengung erfolgen.
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In einem Beispiel kann das Explosivmittel 120 verwendet werden, um das wenigstens eine Verbindungselement 130 direkt mittels der Detonationskraft zu durchtrennen. Beispielsweise kann eine Schneidladung verwendet werden, die eingerichtet ist, um das wenigstens eine Verbindungselement 130 seiner Länge nach zu durchtrennen und dadurch das wenigstens einen Tragmodul 110 vom Rahmen 20 zu lösen.
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In einem anderen Beispiel kann das Explosivmittel 120 eingerichtet sein, um ein Verbindungsmittel zwischen dem wenigstens einen Verbindungselement 130 und dem Fahrzeug (z.B. dem Rahmen 20) und/oder ein Verbindungsmittel zwischen dem wenigstens einen Verbindungselement 130 und dem wenigstens einen Tragmodul 110 zu lösen oder durchtrennen. Beispielsweise kann das Verbindungsmittel ein Bolzen oder eine Schraube sein, der/die direkt durch das Explosivmittel 120 durchtrennt wird.
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In anderen Ausführungsformen kann das Lösen des wenigstens einen Tragmoduls 110 vom Fahrzeug indirekt durch wenigstens ein Trennelement (nicht gezeigt) erfolgen. Eine Explosionskraft bzw. Detonationsenergie des Explosivmittels 120 wirkt dabei derart auf das wenigstens eine Trennelement, dass eine mechanische Verbindung zwischen dem wenigstens einen Tragmodul 110 und dem Fahrzeug durch das wenigstens eine Trennelement durchtrennt wird. Beispielsweise ist das wenigstens eine Trennelement ein Keil oder ein Bolzen, der die mechanische Verbindung zwischen dem wenigstens einen Tragmodul 110 und dem Fahrzeug trennt.
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In einem Beispiel kann das wenigstens eine Trennelement eingerichtet sein, um das wenigstens eine Verbindungselement 130 direkt zu durchtrennen. Beispielsweise kann das wenigstens eine Trennelement eingerichtet sein, um das wenigstens eine Verbindungselement 130 quer oder seiner Länge nach zu durchtrennen und dadurch das wenigstens einen Tragmodul 110 vom Rahmen 20 zu lösen.
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In einem anderen Beispiel kann das wenigstens eine Trennelement eingerichtet sein, um ein Verbindungsmittel zwischen dem wenigstens einen Verbindungselement 130 und dem Fahrzeug (z.B. dem Rahmen 20) und/oder ein Verbindungsmittel zwischen dem wenigstens einen Verbindungselement 130 und dem wenigstens einen Tragmodul 110 zu lösen oder durchtrennen. Beispielsweise kann das Verbindungsmittel ein Bolzen oder eine Schraube sein, der/die durch das wenigstens eine Trennelement durchtrennt wird.
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Der Auslösemechanismus kann ein manueller Auslösemechanismus oder ein automatischer Auslösemechanismus sein. Alternativ kann der Auslösemechanismus sowohl manuell als auch automatisch auslösbar sein.
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Beispielsweise kann der manuelle Auslösemechanismus durch einen Fahrer oder einen Feuerwehrmann betätigbar sein. Hierzu kann in einigen Ausführungsformen im Innenraum und/oder im Außenraum des Fahrzeugs ein Betätigungselement wie z.B. ein Knopf oder Schalter vorhanden sein, der durch den Nutzer betätigbar ist, um die Absprengung des wenigstens einen Tragmoduls mit dem darin vorhandenen wenigstens einen Energiespeicher auszulösen.
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Der automatische Auslösemechanismus kann durch eine Steuervorrichtung, wie einen Fahrzeugbordcomputer, betätigbar sein. Hierzu kann das Tragsystem 100 wenigstens eine Notfall-Erfassungseinheit umfassen, die eingerichtet ist, um einen bestehenden und/oder bevorstehenden Notfall zu erfassen. Der Notfall kann zum Beispiel ein Fahrzeugbrand sein. Wenn die Notfall-Erfassungseinheit den bestehenden und/oder bevorstehenden Notfall erkennt, kann die Notfall-Erfassungseinheit den Auslösemechanismus betätigen oder instruieren, die Absprengung auszulösen.
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Beispielsweise kann die Notfall-Erfassungseinheit einen oder mehrere Sensoren umfassen, die geeignet sind, um den bestehenden und/oder bevorstehenden Notfall zu erkennen. Der eine oder die mehreren Sensoren können zum Beispiel aus der Gruppe ausgewählt sein, die einen Temperatursensor und einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor umfasst, oder die daraus besteht. Der Temperatursensor kann zum Beispiel eine Temperatur in und/oder am Energiespeicher erfassen.
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In einigen Ausführungsformen kann die Notfall-Erfassungseinheit den Auslösemechanismus betätigen oder instruieren, die Absprengung auszulösen, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit von Null (z.B. 0 km/h) und/oder eine Temperatur erfasst wird, die gleich oder höher als ein Schwellwert ist.
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Gemäß einigen Ausführungsformen umfasst das Tragsystem 100 weiter wenigstens einen Seitenaufprallschutz (nicht gezeigt) für den wenigstens einen Energiespeicher 10, wobei der wenigstens eine Seitenaufprallschutz eingerichtet ist, um durch das Explosivmittel 120 zusammen mit dem wenigstens einen Tragmodul 110 vom Fahrzeug gelöst zu werden.
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Beispielsweise können zumindest einige der Energiespeicher 10 des Fahrzeugs zusätzlich durch einen Seitenaufprallschutz geschützt sein, wobei nicht nur die Tragstruktur, an der der Energiespeicher 10 befestigt ist, abgesprengt wird, sondern auch der Seitenaufprallschutz, damit der Energiespeicher 10 vom Fahrzeug räumlich getrennt werden kann. Der Seitenaufprallschutz dient insbesondere dazu, die Kräfte, die von außen auf die Seite des Fahrzeuges einwirken, auf die ganze seitliche Struktur zu verteilen, um zu vermeiden, dass punktuell Kräfte auf den Energiespeicher wirken.
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4 zeigt eine perspektivische Schnittansicht von Verbindungselementen 130 mit Explosionsmitteln 120 gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
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Das wenigstens eine Tragmodul kann durch wenigstens ein Verbindungselement 130 mit dem Rahmen 20 des Fahrzeugs verbunden sein. Das wenigstens eine Verbindungselement 130 kann zum Beispiel eine Strebe mit einer Längserstreckung sein. Die Längserstreckung des wenigstens einen Verbindungselements 130 kann im Wesentlichen vertikal bzw. in vertikaler Richtung verlaufen.
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Das wenigstens eine Verbindungselement 130 kann eine erste Seite 132 aufweisen, die mit dem Fahrzeug, insbesondere dem Rahmen 20 des Fahrzeugs, verbunden ist. Das wenigstens eine Verbindungselement 130 kann weiter eine zweite Seite (nicht gezeigt) aufweisen, die mit dem wenigstens einen Tragmodul verbunden ist.
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Die erste Seite und die zweite Seite des wenigstens einen Verbindungselements 130 können in einigen Ausführungsformen gegenüberliegende Seiten des wenigstens einen Verbindungselements 130 sein.
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Das Explosivmittel 120 kann in einigen Ausführungsformen an dem wenigstens einen Verbindungselement 130 angeordnet, insbesondere befestigt, sein. Im Beispiel der 4 ist das Explosivmittel 120 als längliches Element ausgebildet.
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Ein jeweiliges längliches Element des Explosivmittels 120 kann eine Längserstreckung aufweisen. Die Längserstreckung des länglichen Elements kann zum Beispiel im Wesentlichen parallel zur Längserstreckung des wenigstens einen Verbindungselements 130 sein.
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In einigen Ausführungsformen können eine Vielzahl von länglichen Elementen (bzw. Explosivladungen) vorgesehen sein, die beabstandet voneinander am wenigstens einen Verbindungselement 130 angeordnet, insbesondere befestigt, sind. Insbesondere können zumindest einigen der länglichen Elemente der Vielzahl von länglichen Elementen im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sein. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht hierauf begrenzt und die länglichen Elemente können beliebig ausgerichtet und angeordnet sein, um sicherzustellen, dass das wenigstens eine Tragmodul vom Fahrzeug abgesprengt werden kann.
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In einigen Ausführungsformen weist das Tragsystem, insbesondere das wenigstens eine Tragmodul, eine oder mehrere Sollbruchstellen auf, die durch das Zünden des Explosivmittels 120 durchtrennbar sind. Die eine oder mehreren Sollbruchstellen können insbesondere an oder nahe des Explosivmittels 120 positioniert sein, so dass das Absprengen erleichtert wird. Die eine oder mehreren Sollbruchstellen können zum Beispiel Vertiefungen in einem Material des wenigstens einen Tragmoduls und/oder des wenigstens einen Verbindungselements 130 sein, so dass eine Materialdicke in diesem Bereich reduziert ist.
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Die Auslösung bzw. Zündung des Explosivmittels 120 kann auf geeignete bekannte Art erfolgen, insbesondere unter Verwendung von Sprengzündern. Sprengzünder sind im Allgemeinen Gegenstände, die geeignet sind, Explosivmittel zur Detonation zu bringen.
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Erfindungsgemäß ist ein Explosivmittel vorgesehen, das verwendet wird, um ein Tragmodul mit einem Energiespeicher vom Fahrzeug abzusprengen. Beispielsweise kann das Tragmodul des Energiespeichers an neuralgischen Positionen mit Sprengladungen versehen sein, die im Falle eines Fahrzeugbrandes oder auch bei Gefahr eines Brandes ausgelöst werden und den Energiespeicher vom Fahrzeugrahmen trennen. Der abgesprengte Energiespeicher kann dann zum Beispiel in einem mit Wasser gefüllten Container versenkt werden und dort ausbrennen, ohne weitere Energiespeicher durch eine Kettenreaktion zu endzünden. Auch ein Abtransport der einzelnen Energiespeicher ist einfacher und sicherer durchzuführen als der eines gesamten havarierten Fahrzeugs.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden Erläuterungen in der Beschreibung, definiert wird.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Energiespeicher
- 20
- mechanische Verbindung mit einem Rahmen
- 30
- Hohlraum
- 100
- Tragsystem
- 110
- Tragmodul
- 112
- Hauptseite
- 114
- Nebenseite
- 120
- Explosivmittel
- 130
- Verbindungselement
- 132
- erste Seite des Verbindungselements
