DE102021117216A1 - Fahrzeug, umfassend ein Batteriesystem, Verfahren zur Verwendung eines Fahrzeugs - Google Patents

Fahrzeug, umfassend ein Batteriesystem, Verfahren zur Verwendung eines Fahrzeugs Download PDF

Info

Publication number
DE102021117216A1
DE102021117216A1 DE102021117216.0A DE102021117216A DE102021117216A1 DE 102021117216 A1 DE102021117216 A1 DE 102021117216A1 DE 102021117216 A DE102021117216 A DE 102021117216A DE 102021117216 A1 DE102021117216 A1 DE 102021117216A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
battery system
protective plate
vehicle
measuring device
pressure measuring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102021117216.0A
Other languages
English (en)
Inventor
Philipp Kellner
Teiwen Fehse
Christopher Volkmer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dr Ing HCF Porsche AG
Original Assignee
Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dr Ing HCF Porsche AG filed Critical Dr Ing HCF Porsche AG
Priority to DE102021117216.0A priority Critical patent/DE102021117216A1/de
Publication of DE102021117216A1 publication Critical patent/DE102021117216A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/64—Constructional details of batteries specially adapted for electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0046—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electric energy storage systems, e.g. batteries or capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/233—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions
    • H01M50/242—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions adapted for protecting batteries against vibrations, collision impact or swelling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/249—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for aircraft or vehicles, e.g. cars or trains
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2250/00—Driver interactions
    • B60L2250/10—Driver interactions by alarm
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug, umfassend ein Batteriesystem und eine zumindest teilweise unterhalb des Batteriesystems angeordnete Schutzplatte, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzplatte eine flächige Druckmesseinrichtung aufweist, wobei die Schutzplatte bereichsweise oder vollständig von dem Batteriesystem beabstandet angeordnet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug, umfassend ein Batteriesystem und eine zumindest teilweise unterhalb des Batteriesystems angeordnete Schutzplatte. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Verwendung eines derartigen Fahrzeugs.
  • Hochvoltenergiespeicher für Elektro- und Hybridfahrzeuge müssen vor mechanischen Einflüssen geschützt werden. Bei einer niedrigen Positionierung des Hochvoltspeichers bzw. Batteriesystems im Fahrzeug ist daher ein mechanischer Schutz auf der Unterseite des Fahrzeugs notwendig. Gemäß dem Stand der Technik werden im Fahrzeug tief positionierte Hochvoltenergiespeicher durch eine oder mehrere Batterieschutzplatten, die zwischen dem Hochvoltenergiespeicher und der Bodenfreiheitslinie positioniert sind, vor mechanischen Einflüssen von unten geschützt. Bei Systemen nach dem Stand der Technik besteht die Möglichkeit, dass eine mechanische Beschädigung des Batteriesystems von der Unterseite nicht bemerkt wird, da die bei einem Unterbodenlastfall (beispielsweise einem Aufsetzen auf einem Poller oder einer Beschädigung durch von der Straße aufgewirbelte Gegenstände) auf das Fahrzeug wirkenden Beschleunigungen zu gering sind für eine verwendete karosseriefeste beschleunigungsbasierte Crashsensierung. Ferner ist die Unterseite des Fahrzeugs aus einer natürlichen Position des Fahrenden nicht sichtbar ist, sodass auch prinzipiell sichtbare Beschädigungen häufig unerkannt bleiben.
  • Vor diesem Hintergrund stellt sich die Aufgabe, ein Fahrzeug, umfassend ein Batteriesystem, zur Verfügung zu stellen, bei dem die Sicherheit effizient erhöht und/oder ein Gewicht der Schutzvorrichtungen reduziert werden kann.
  • Zur Lösung der Aufgabe wird ein Fahrzeug, umfassend ein Batteriesystem und eine zumindest teilweise unterhalb des Batteriesystems angeordnete Schutzplatte, vorgeschlagen, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzplatte eine flächige Druckmesseinrichtung aufweist, wobei die Schutzplatte bereichsweise oder vollständig von dem Batteriesystem beabstandet angeordnet ist.
  • Erfindungsgemäß ist es möglich, dass durch den Abstand der Schutzplatte vom Batteriesystem eine, insbesondere leichte, Beschädigung der Schutzplatte und/oder einer Kühlung besonders vorteilhaft von einer Beschädigung des Batteriesystems unterscheidbar ist, da der Druck ab einer Anlage der Schutzplatte an dem darüberliegenden Batteriesystem abhängig von der Höhe der Krafteinwirkung ist.
  • Die flächige Druckmesseinrichtung ist vorzugsweise als Teil der Schutzplatte ausgebildet. Mithilfe der Druckmesseinrichtung kann bei einer Lasteinwirkung von unten auf die Schutzplatte die Höhe und die örtliche Verteilung des Drucks gemessen und/oder erfasst werden, wobei dieser Druck bei einer Deformation der Schutzplatte ohne Anlage und/oder Berühren an der darüberliegenden Batterie erheblich niedriger ist als bei einer Anlage der Schutzplatte an der Batterie und als bei einer Intrusion der Schutzplatte in die Batterie mit Zelldeformation. Dadurch, dass die Schutzplatte erfindungsgemäß bereichsweise oder vollständig von dem Batteriesystem beabstandet angeordnet ist, kann somit eine besonders vorteilhafte Ermittlung eines möglichen Schadens des Batteriesystems oder von einer oder mehreren Batteriezellen oder Batteriemodulen des Batteriesystems erfolgen. Auf Grundlage des gemessenen und/oder erfassten Drucks und der örtlichen Druckverteilung kann dabei vorzugsweise eine Bewertung der Höhe der möglichen Beschädigung des Batteriesystems und/oder der Deformation der Batteriezellen oder Batteriemodule des Batteriesystems durchgeführt werden kann.
  • Es ist erfindungsgemäß besonders vorteilhaft denkbar, dass das Batteriesystem ein Batteriesystemgehäuse umfasst, in dem ein oder mehrere Batteriezellen angeordnet sind. Die Batteriezellen können dabei auch als Batteriemodule verstanden werden. Besonders bevorzugt ist die Schutzplatte bereichsweise oder vollständig von dem Batteriesystemgehäuse beabstandet angeordnet.
  • Mithilfe der vorliegenden Erfindung ist eine vorteilhafte vollautomatische Sensierung eines möglichen durch einen Unterbodenlastfall entstandenen Schadens, und insbesondere der Schadenshöhe, möglich. Besonders vorteilhaft kann mithilfe der Druckmesseinrichtung eine Echtzeitüberwachung erfolgen. Insbesondere kann erfindungsgemäß die Sicherheit des Fahrzeugs erhöht werden. Beispielsweise kann ein Fahrzeuginsasse über eine mithilfe der Druckmesseinrichtung ermittelte Beschädigung des Batteriesystems oder einer Batteriezelle informiert werden. Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist es, dass eine Gewichtsreduktion, insbesondere durch passgenaue mechanische Auslegung aufgrund der Detektionsmöglichkeit (ohne gewichtsintensive Dimensionierung), erreicht werden kann. Es ist vorteilhafterweise möglich, eine Reduktion des notwendigen Schutzbauraums durch eine passgenaue Auslegung zu erreichen, die durch die erfindungsgemäß verbesserte Überwachung ermöglicht wird. Ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist es, dass ein unnötiger Tausch einer Schutzplatte oder von Batterieteilen durch die verbesserten Detektionsmöglichkeiten besonders vorteilhaft vermieden werden kann, insbesondere da das Auftreten eines Fehlalarms verringert werden kann. Hierdurch können Kosten gespart und ggf. die Entstehung von Abfall verringert werden.
  • Es ist ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung, dass mithilfe der durch die Druckmesseinrichtung erhaltenen Informationen Insassen des Fahrzeugs und/oder eine Werkstatt und/oder eine Notfalleinrichtung, wie beispielsweise die Feuerwehr, informiert werden können, und/oder dass ein Notruf abgesetzt werden kann, und/oder dass Warnsignale an weitere Verkehrsteilnehmer gesendet werden können (beispielsweise über vernetze Fahrzeuge und/oder die Warnblinkanlage), und/oder dass Hochvoltverbindungen aktiv getrennt werden können.
  • Das erfindungsgemäße Fahrzeug ist vorzugsweise ein elektrisch oder teilelektrisch angetriebenes Fahrzeug.
  • Es ist gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung denkbar, dass die Schutzplatte eine durchgängige Schutzplatte ist oder dass die Schutzplatte mithilfe von zwei oder mehreren Teilplatten ausgebildet ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es denkbar, dass die Schutzplatte in einigen Bereichen am Batteriesystem anliegt oder einen geringeren Abstand zum Batteriesystem aufweist, bevorzugt an Positionen, an denen eine vertikale Struktur im Batteriesystem und/oder im Batteriesystemgehäuse des Batteriesystems ausgebildet ist, in die die Schutzplatte eine Kraft einleiten kann.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass die Schutzplatte eine dem Batteriesystem zugewandte erste Schicht und eine von dem Batteriesystem abgewandte zweite Schicht umfasst,
    • -- wobei die Druckmesseinrichtung mithilfe einer teilweise oder vollständig zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht angeordneten dritten Schicht ausgebildet ist, und/oder
    • -- wobei die Druckmesseinrichtung teilweise oder vollständig als Teil der ersten Schicht ausgebildet ist.
  • Die erste Schicht und die zweite Schicht sind insbesondere äußere Schichten der Schutzplatte. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die erste Schicht und/oder die zweite Schicht teilweise oder vollständig aus einem faserverstärkten Kunststoff gefertigt.
  • Es ist gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung möglich, dass die flächige Druckmesseinrichtung, insbesondere mithilfe der ersten und zweiten Schicht, hermetisch von einer Umgebung, insbesondere der Atmosphäre, getrennt ist. Dies kann vorzugsweise auch derart verstanden werden, dass die Druckmesseinrichtung mithilfe der ersten und zweiten Schicht hermetisch gegenüber der Umgebung, insbesondere der Atmosphäre, abgedichtet ist. Die Druckmesseinrichtung ist somit besonders bevorzugt innerhalb der Schutzplatte angeordnet und vor Umwelteinflüssen geschützt.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass die Schutzplatte eine komprimierbare Schicht aufweist, wobei die komprimierbare Schicht bevorzugt einen Schaum umfasst oder aus einem Schaum besteht, wobei die komprimierbare Schicht besonders bevorzugt als Mittelschicht teilweise oder vollständig zwischen der ersten und zweiten Schicht angeordnet ist. Besonders bevorzugt ist es denkbar, dass die komprimierbare Schicht unmittelbar unterhalb der Druckmesseinrichtung angeordnet ist. Hierdurch werden Fehlmessungen besonders vorteilhaft vermieden, da der Schaum und/oder die komprimierbare Schicht zuerst komprimiert werden muss, bevor der wachsende Druck zu einer Schädigung des Batteriesystems (bzw. der Batteriezellen) oder einer Intrusion in das Batteriesystem führt. Die komprimierbare Schicht ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine vierte Schicht der Schutzplatte, die zusätzlich zur ersten, zweiten und dritten Schicht vorhanden ist.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es denkbar, dass das Batteriesystem und/oder das Batteriesystemgehäuse des Batteriesystems ein oder mehrere lasttragende Batteriemodulgehäuse umfasst, welche direkt in die Karosserie verschraubt sind.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist es denkbar, dass eine Kühleinrichtung, bevorzugt zumindest eine Kühlplatte, zur Kühlung der Batterie zwischen der Schutzplatte und den Batteriezellen angeordnet ist.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass die Druckmesseinrichtung einen oder mehrere der folgenden Sensortypen umfasst:
    • -- piezoresistiver Sensor,
    • -- piezoelektrischer Sensor,
    • -- kapazitiver Sensor,
    • -- induktiver Sensor,
    • -- Hallelement,
    • -- Frequenzanaloger Drucksensor, insbesondere Dehnungsmessstreifen in einem Schwingkreis.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass die Druckmesseinrichtung mithilfe einer Druckmessfolie und/oder mithilfe mehrerer Sensoren, die insbesondere in einer Matrixanordnung über die Schutzplatte verteilt angeordnet sind, ausgebildet ist. Somit kann eine vorteilhafte flächige Druckmesseinrichtung ausgebildet sein. Es ist gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung denkbar, dass die Druckmessfolie als dritte Schicht oder als Teil der dritten Schicht der Schutzplatte ausgebildet ist. Die dritte Schicht mit der Druckmessfolie ist vorzugsweise vollflächig oder teilflächig in der Schutzplatte integriert. Die Druckmessfolie ist bevorzugt in einer Mittelschicht oder der oberen, dem Batteriesystem zugewandten ersten Schicht angeordnet.
  • Es ist gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung möglich, dass die Druckmesseinrichtung derart konfiguriert ist, dass Messinformationen mithilfe der Druckmesseinrichtung ermittelt werden, wobei die Messinformationen einen durch eine Lasteinwirkung von unten auf die Schutzplatte erzeugten Druck betreffen, wobei die Messinformationen vorzugsweise eine Höhe und eine örtliche Verteilung des durch die Lasteinwirkung erzeugten Drucks betreffen, wobei der Druck, insbesondere die Höhe des Drucks, bei einer Deformation der Schutzplatte ohne eine Anlage und/oder ein Berühren der Schutzplatte an dem darüberliegenden Batteriesystem niedriger ist
    • - als bei einer Anlage und/oder einem Berühren der Schutzplatte an dem darüberliegenden Batteriesystem und/oder
    • - als bei einer Intrusion der Schutzplatte in das Batteriesystem mit einer Zelldeformation von einer oder mehreren Batteriezellen des Batteriesystems. Die Lasteinwirkung kann beispielsweise durch einen von der Fahrbahn aufgewirbelten Gegenstand oder durch ein Aufsetzen des Fahrzeugs auf einer Unebenheit bedingt sein. Dadurch, dass die Schutzplatte in einem Ausgangszustand bzw. Normalzustand bereichsweise oder vollständig von dem Batteriesystem beabstandet ist, wobei der Druck, insbesondere die Höhe des Drucks, bei einer Deformation der Schutzplatte ohne eine Anlage und/oder ein Berühren der Schutzplatte an dem darüberliegenden Batteriesystem niedriger ist
    • - als bei einer Anlage und/oder einem Berühren der Schutzplatte an dem darüberliegenden Batteriesystem und/oder
    • - als bei einer Intrusion der Schutzplatte in das Batteriesystem mit einer Zelldeformation von einer oder mehreren Batteriezellen des Batteriesystems,
    ist es besonders vorteilhaft möglich, Lasteinwirkungen, die zu einer Beschädigung des Batteriesystems oder einer oder mehrerer Batteriezellen führen, von anderen Lasteinwirkungen auf die Schutzplatte zu unterscheiden, die keine Beschädigung des Batteriesystems nach sich ziehen. Somit können Fehlalarme und unnötige Batteriewechsel verhindert werden und eine besonders zuverlässige Schadensdetektion ermöglicht werden.
  • Es ist gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung möglich, dass das Fahrzeug eine Auswertungseinrichtung aufweist und/oder mit einer Auswertungseinrichtung in Kommunikationsverbindung steht, wobei die Auswertungseinrichtung derart konfiguriert ist, dass in Abhängigkeit der mithilfe der Druckmesseinrichtung ermittelten Messinformationen, insbesondere in Abhängigkeit einer mithilfe der Druckmesseinrichtung erfassten Höhe und örtlichen Verteilung des durch die Lasteinwirkung erzeugten Drucks, eine oder mehrere Bewertungsinformationen erzeugt werden, wobei bevorzugt die eine oder die mehreren Bewertungsinformationen:
    • -- eine Bewertung einer Höhe und/oder Intensität einer möglichen Beschädigung des Batteriesystems und/oder
    • -- eine Bewertung einer möglichen Zelldeformation von einer oder mehreren Batteriezellen des Batteriesystems
    betreffen oder umfassen. Hierdurch ist eine besonders vorteilhafte Schadenserkennung möglich. Insbesondere ist es gemäß einer bevorzugten Ausführungsform möglich, dass sowohl die Schwere eines Schadens als auch die örtliche Ausprägung, also insbesondere welche Batteriezelle oder Batteriezellen des Batteriesystems betroffen sind, ermittelbar ist.
  • Es ist gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung denkbar, dass das Fahrzeug und/oder die Auswertungseinrichtung derart konfiguriert ist, dass in Abhängigkeit der einen oder der mehreren Bewertungsinformationen - insbesondere für den Fall, dass eine Beschädigung des Batteriesystems und/oder eine Zelldeformation von einer oder mehreren Batteriezellen des Batteriesystems ermittelt wird - ein Warn- und/oder Beschädigungssignal erzeugt und:
    • - einem Insassen des Fahrzeugs, und/oder
    • - einer Werkstatt,
    • - und/oder einem Notdienst, insbesondere eine Feuerwehreinrichtung, und/oder
    • - einem oder mehreren weiteren Fahrzeugen, bevorzugt mithilfe von Telekommunikationsmitteln und/oder einer Warnblinkanlage,

    bereitgestellt wird,
    und/oder
    dass das Fahrzeug und/oder die Auswertungseinrichtung derart konfiguriert ist, dass in Abhängigkeit der einen oder der mehreren Bewertungsinformationen - insbesondere für den Fall, dass eine Beschädigung des Batteriesystems und/oder eine Zelldeformation von einer oder mehreren Batteriezellen des Batteriesystems ermittelt wird - eine oder mehrere Hochvoltverbindungen des Fahrzeugs und/oder des Batteriesystems getrennt werden. Die Auswertungseinrichtung ist vorzugsweise eine mithilfe von elektrischen Schaltungsmitteln, insbesondere mithilfe einer Computereinrichtung, ausgebildete Auswertungseinrichtung.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es denkbar, dass, insbesondere mithilfe des Warn- und/oder Beschädigungssignals, zwischen zumindest zwei der folgenden Beschädigungsstufen unterschieden werden kann:
    • -- keine Maßnahmen erforderlich, beispielsweise, wenn keine Beschädigung ermittelt wurde;
    • — Tausch der Schutzplatte beim nächsten Service, beispielsweise, wenn eine Beschädigung der Schutzplatte ermittelt wurde;
    • -- Werkstatt aufsuchen, beispielsweise, wenn eine Beschädigung einer Kühleinrichtung ermittelt wurde, wobei die Kühleinrichtung vorzugsweise zumindest teilweise zwischen der Schutzplatte und einem Batteriesystemgehäuse des Batteriesystems angeordnet ist;
    • -- Fahrzeug abstellen, beispielsweise, wenn ermittelt wurde, dass eine Beschädigung des Batteriesystem vorliegt;
    • -- umgehend Fahrzeug abstellen und verlassen, beispielsweise, wenn eine relevante Beschädigung und/oder Höhe einer Beschädigung des Batteriesystems ermittelt wurde. Es ist gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorteilhafterweise denkbar, dass die Steifigkeit und/oder Festigkeit des Batteriesystems und/oder Batteriesystemgehäuses einerseits und die Steifigkeit und/oder Festigkeit der Schutzplatte andererseits derart
    aufeinander abgestimmt sind, dass möglichst viele der Beschädigungsstufen unterschieden werden können. Es ist gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besonders vorteilhaft möglich, dass das Batteriesystem und/oder das Batteriesystemgehäuse steifer ist als die Schutzplatte, insbesondere in eine Fahrzeughöhenrichtung.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Fahrzeug ein Batteriesystem mit einer Schutzplatte, insbesondere einer Batterieschutzplatte, mit zumindest drei Schichten. Die erste Schicht und die zweite Schicht sind dabei insbesondere als äußere Schichten der Schutzplatte ausgebildet. Zwischen der ersten und zweiten Schicht, also zwischen den beiden äußeren Schichten, ist eine Druckmesseinrichtung angebracht, mit deren Hilfe eine Höhe und eine Verteilung des durch eine Lasteinwirkung auf die Schutzplatte erzeugten Drucks ermittelbar ist. Anhand des Drucks kann auf die Höhe und Verteilung der Krafteinwirkung auf das Batteriesystem und die Stärke der Batteriesystembeschädigung rückgeschlossen werden. Es ist somit beispielsweise denkbar, den Fahrer des Fahrzeugs über eine Beschädigung des Batteriesystems zu informieren. Durch die Anordnung der Druckmesseinrichtung innerhalb der Schutzplatte, insbesondere zwischen den äußeren Schichten der Schutzplatte, ist die Druckmesseinrichtung dabei besonders vorteilhaft vor Umwelteinflüssen geschützt. Es ist vorzugsweise denkbar, dass die Druckmesseinrichtung zumindest eine Druckmessfolie umfasst, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auch als dritte Schicht der Schutzplatte oder als Teil einer dritten Schicht der Schutzplatte verstanden werden kann.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Verwendung eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, umfassend ein Batteriesystem und eine zumindest teilweise unterhalb des Batteriesystems angeordnete Schutzplatte, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzplatte eine flächige Druckmesseinrichtung aufweist, wobei die Schutzplatte bereichsweise oder vollständig von dem Batteriesystem beabstandet angeordnet ist,
    wobei mithilfe der Druckmesseinrichtung Messinformationen ermittelt werden, wobei die Messinformationen einen durch eine Lasteinwirkung von unten auf die Schutzplatte erzeugten Druck betreffen.
  • Es ist gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung denkbar, dass das Verfahren teilweise oder vollständig computerimplementiert durchgeführt wird.
  • Bei dem Verfahren zur Verwendung eines Fahrzeugs können dieselben Vorteile erreicht werden und dieselben Merkmale Anwendung finden, die bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Fahrzeug oder einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs beschrieben worden sind.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert werden. Hierin zeigt:
    • 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 2 eine schematische Darstellung eines Batteriesystems und einer Schutzplatte gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 3 eine schematische Darstellung eines Batteriesystems und einer Schutzplatte gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • In der 1 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Das Fahrzeug 1 ist ein elektrisch oder teilelektrisch angetriebenes Fahrzeug 1 und umfasst hierfür ein Batteriesystems 10, insbesondere ein Unterbodenbatteriesystem. Zum Schutz des Batteriesystems 10 ist unterhalb des Batteriesystems 10 eine Schutzplatte 20 ausgebildet. Die Schutzplatte 20 ist dabei in einigen Bereichen oder vollflächig von dem Batteriesystems 10 beabstandet ausgebildet (vgl. 2). Die Schutzplatte 20 weist eine flächige Druckmesseinrichtung 30 auf. Das Fahrzeug 1 umfasst ferner eine Auswertungseinrichtung 50, die Messinformationen von der Druckmesseinrichtung 30 erhält und zur Ermittlung einer möglichen Beschädigung des Batteriesystems 10 und/oder einer Batteriezelle des Batteriesystems 10 auf Grundlage der Messinformationen ausgebildet ist.
  • In der 2 ist eine schematische Darstellung eines Teilbereichs eines Fahrzeugs 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer Schnittansicht gezeigt. Insbesondere ist eine schematische Darstellung einer Schnittansicht durch ein Batteriesystem 10 und eine Schutzplatte 20 gezeigt. Die Schutzplatte 20 ist in einem Abstand A unterhalb des Batteriesystems 10 angeordnet. Der Abstand ist in der dargestellten Ausführungsform konstant. Alternativ ist es jedoch auch denkbar, dass lediglich Bereiche der Schutzplatte 20 von dem Batteriesystem beabstandet sind und weitere Bereiche der Schutzplatte einen Kontakt zum Batteriesystem 10 aufweisen. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass der Abstand A zwischen der Schutzplatte 20 und dem Batteriesystem 10 über die Ausdehnung der Schutzplatte 20 lokal variiert, sodass beispielswiese Bereiche mit größerem Abstand und Bereiche mit geringerem Abstand vorhanden sind. Die Schutzplatte 20 umfasst in der dargestellten Ausführungsform eine in Richtung des Batteriesystems 10 zeigende äußere erste Schicht 21 und eine in Richtung Fahrbahn zeigende äußere zweite Schicht 22. Die erste und zweite Schicht 21, 22 sind an ihren Rändern miteinander verbunden, sodass zwischen den beiden Schichten 21, 22 ein abgeschlossener Zwischenraum ausgebildet ist. In diesem Zwischenraum ist die flächige Druckmesseinrichtung 30 ausgebildet. Die Druckmesseinrichtung 30 ist beispielsweise als dritte Schicht 23 zwischen der ersten und zweiten Schicht 21, 22 ausgebildet. In der dargestellten Ausführungsform ist die dritte Schicht 23 unmittelbar angrenzend an die erste Schicht 21 angeordnet. Es sind jedoch auch andere Positionen für die dritte Schicht 23 denkbar. Ferner ist im Zwischenraum der ersten und zweiten Schicht 21, 22 und unmittelbar unterhalb der dritten Schicht 23 eine komprimierbare Schicht 24 ausgebildet, die beispielsweise aus einem Schaum bestehen kann.
  • In der 3 ist eine schematische Darstellung eines Teilbereichs eines Fahrzeugs 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer perspektivischen Ansicht gezeigt. Ein Batteriesystemgehäuse 11 des Batteriesystems 10 ist dargestellt. Das Batteriesystemgehäuse 11 umfasst mehrere Räume 13 für Batteriezellen 10' bzw. Batteriemodule. Die Räume 13 sind durch vertikale Strukturen 12 des Batteriesystems und/oder des Batteriesystemgehäuses 11 voneinander getrennt. Es ist möglich, dass das Batteriesystemgehäuse 11 als ein zusammenhängendes Gehäuse oder mithilfe mehrerer Teilgehäuse gebildet ist. Unterhalb des Batteriesystemgehäuses 11 ist eine Schutzplatte 20 angeordnet, die die flächige Druckmesseinrichtung 30 aufweist. Es ist denkbar, dass Abstützbereiche 40 vorhanden sind, in denen die Schutzplatte 20 an den vertikalen Strukturen 12 des Batteriesystemgehäuses 11 abgestützt ist. In diesen Abstützbereichen 40 kann eine Verbindung zwischen der Schutzplatte 20 und dem Batteriesystemgehäuse 11 ausgebildet sein. Unterhalb der Räume 13 für die Batteriezellen 10' ist die Schutzplatte 20 hingegen von dem Batteriesystemgehäuse 11 beabstandet ausgebildet. Zwischen der Schutzplatte 20 und dem Batteriesystemgehäuse 11 sind vorzugsweise Kühleinrichtungen 41, beispielsweise Kühlplatten, angeordnet. Die Druckmesseinrichtung 30 der Schutzplatte 20 ist derart konfiguriert, dass bei einer Lasteinwirkung 100 von unten auf die Schutzplatte 20 eine Höhe und eine örtliche Verteilung des durch die Lasteinwirkung 100 erzeugten Drucks mithilfe der Druckmesseinrichtung 30 erfassbar ist. Der Druck ist bei einer Deformation der Schutzplatte 20 ohne eine Anlage und/oder ein Berühren der Schutzplatte 20 an dem darüberliegenden Batteriesystem 10 niedriger als bei einer Anlage und/oder einem Berühren der Schutzplatte 20 an dem darüberliegenden Batteriesystem 10 und/oder als bei einer Intrusion der Schutzplatte 20 in das Batteriesystem 10 mit einer Zelldeformation von einer oder mehreren Batteriezellen 10' des Batteriesystems 10. Hierdurch kann besonders vorteilhaft ermittelt werden, ob bei einer Lasteinwirkung 100 lediglich die Schutzplatte deformiert wurde, oder ob die Lasteinwirkung 100 zu einer Beschädigung des Batteriesystems 10 geführt hat.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Fahrzeug
    10
    Batteriesystem
    10'
    Batteriezelle
    11
    Batteriesystemgehäuse
    12
    vertikale Struktur
    13
    Raum
    20
    Schutzplatte
    21
    erste Schicht
    22
    zweite Schicht
    23
    dritte Schicht
    24
    komprimierbare Schicht
    30
    Druckmesseinrichtung
    40
    Abstützbereiche
    41
    Kühleinrichtung
    50
    Auswertungseinrichtung
    100
    Lasteinwirkung
    A
    Abstand

Claims (10)

  1. Fahrzeug (1), umfassend ein Batteriesystem (10) und eine zumindest teilweise unterhalb des Batteriesystems (10) angeordnete Schutzplatte (20), dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzplatte (20) eine flächige Druckmesseinrichtung (30) aufweist, wobei die Schutzplatte (20) bereichsweise oder vollständig von dem Batteriesystem (10) beabstandet angeordnet ist.
  2. Fahrzeug (1) nach Anspruch 1, wobei die Schutzplatte (20) eine dem Batteriesystem (10) zugewandte erste Schicht (21) und eine von dem Batteriesystem (10) abgewandte zweite Schicht (22) umfasst, -- wobei die Druckmesseinrichtung (30) mithilfe einer teilweise oder vollständig zwischen der ersten Schicht (21) und der zweiten Schicht (22) angeordneten dritten Schicht (23) ausgebildet ist, und/oder -- wobei die Druckmesseinrichtung (30) teilweise oder vollständig als Teil der ersten Schicht (21) ausgebildet ist.
  3. Fahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die flächige Druckmesseinrichtung (30), insbesondere mithilfe der ersten und zweiten Schicht (21, 22), hermetisch von einer Umgebung, insbesondere der Atmosphäre, getrennt ist.
  4. Fahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schutzplatte (20) eine komprimierbare Schicht (24) aufweist, wobei die komprimierbare Schicht (24) bevorzugt einen Schaum umfasst oder aus einem Schaum besteht, wobei die komprimierbare Schicht (24) besonders bevorzugt als Mittelschicht teilweise oder vollständig zwischen der ersten und zweiten Schicht (21, 22) angeordnet ist.
  5. Fahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Druckmesseinrichtung (30) einen oder mehrere der folgenden Sensortypen umfasst: -- piezoresistiver Sensor, -- piezoelektrischer Sensor, -- kapazitiver Sensor, -- induktiver Sensor, -- Hallelement, -- frequenzanaloger Drucksensor, insbesondere Dehnungsmessstreifen in einem Schwingkreis.
  6. Fahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Druckmesseinrichtung (30) mithilfe einer Druckmessfolie und/oder mithilfe mehrerer Sensoren, die insbesondere in einer Matrixanordnung über die Schutzplatte (20) verteilt angeordnet sind, ausgebildet ist.
  7. Fahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Druckmesseinrichtung (30) derart konfiguriert ist, dass Messinformationen mithilfe der Druckmesseinrichtung (30) ermittelt werden, wobei die Messinformationen einen durch eine Lasteinwirkung (100) von unten auf die Schutzplatte (20) erzeugten Druck betreffen, wobei die Messinformationen vorzugsweise eine Höhe und eine örtliche Verteilung des durch die Lasteinwirkung (100) erzeugten Drucks betreffen, wobei der Druck, insbesondere die Höhe des Drucks, bei einer Deformation der Schutzplatte (20) ohne eine Anlage und/oder ein Berühren der Schutzplatte (20) an dem darüberliegenden Batteriesystem (10) niedriger ist - als bei einer Anlage und/oder einem Berühren der Schutzplatte (20) an dem darüberliegenden Batteriesystem (10) und/oder - als bei einer Intrusion der Schutzplatte (20) in das Batteriesystem (10) mit einer Zelldeformation von einer oder mehreren Batteriezellen (10') des Batteriesystems (10).
  8. Fahrzeug (1) nach Anspruch 7, wobei das Fahrzeug (1) eine Auswertungseinrichtung (50) aufweist und/oder mit einer Auswertungseinrichtung (50) in Kommunikationsverbindung steht, wobei die Auswertungseinrichtung (50) derart konfiguriert ist, dass in Abhängigkeit der mithilfe der Druckmesseinrichtung (30) ermittelten Messinformationen, insbesondere in Abhängigkeit einer mithilfe der Druckmesseinrichtung (30) erfassten Höhe und örtlichen Verteilung des durch die Lasteinwirkung (100) erzeugten Drucks, eine oder mehrere Bewertungsinformationen erzeugt werden, wobei bevorzugt die eine oder die mehreren Bewertungsinformationen: -- eine Bewertung einer Höhe und/oder Intensität einer möglichen Beschädigung des Batteriesystems (10) und/oder -- eine Bewertung einer möglichen Zelldeformation von einer oder mehreren Batteriezellen (10') des Batteriesystems (10) betreffen oder umfassen.
  9. Fahrzeug (1) nach Anspruch 8, wobei das Fahrzeug (1) und/oder die Auswertungseinrichtung (50) derart konfiguriert ist, dass in Abhängigkeit der einen oder der mehreren Bewertungsinformationen - insbesondere für den Fall, dass eine Beschädigung des Batteriesystems (10) und/oder eine Zelldeformation von einer oder mehreren Batteriezellen (10') des Batteriesystems (10) ermittelt wird - ein Warn- und/oder Beschädigungssignal erzeugt und: - einem Insassen des Fahrzeugs, und/oder - einer Werkstatt, - und/oder einem Notdienst, insbesondere eine Feuerwehreinrichtung, und/oder - einem oder mehreren weiteren Fahrzeugen, bevorzugt mithilfe von Telekommunikationsmitteln und/oder einer Warnblinkanlage, bereitgestellt wird, und/oder wobei das Fahrzeug (1) und/oder die Auswertungseinrichtung derart konfiguriert ist, dass in Abhängigkeit der einen oder der mehreren Bewertungsinformationen - insbesondere für den Fall, dass eine Beschädigung des Batteriesystems (10) und/oder eine Zelldeformation von einer oder mehreren Batteriezellen (10') des Batteriesystems (10) ermittelt wird - eine oder mehrere Hochvoltverbindungen des Fahrzeugs (1) und/oder des Batteriesystems (10) getrennt werden.
  10. Verfahren zur Verwendung eines Fahrzeugs (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend ein Batteriesystem (10) und eine zumindest teilweise unterhalb des Batteriesystems (10) angeordnete Schutzplatte (20), dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzplatte (20) eine flächige Druckmesseinrichtung (30) aufweist, wobei die Schutzplatte (20) bereichsweise oder vollständig von dem Batteriesystem (10) beabstandet angeordnet ist, wobei mithilfe der Druckmesseinrichtung (30) Messinformationen ermittelt werden, wobei die Messinformationen einen durch eine Lasteinwirkung (100) von unten auf die Schutzplatte (20) erzeugten Druck betreffen.
DE102021117216.0A 2021-07-05 2021-07-05 Fahrzeug, umfassend ein Batteriesystem, Verfahren zur Verwendung eines Fahrzeugs Pending DE102021117216A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021117216.0A DE102021117216A1 (de) 2021-07-05 2021-07-05 Fahrzeug, umfassend ein Batteriesystem, Verfahren zur Verwendung eines Fahrzeugs

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021117216.0A DE102021117216A1 (de) 2021-07-05 2021-07-05 Fahrzeug, umfassend ein Batteriesystem, Verfahren zur Verwendung eines Fahrzeugs

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102021117216A1 true DE102021117216A1 (de) 2023-01-05

Family

ID=84492924

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102021117216.0A Pending DE102021117216A1 (de) 2021-07-05 2021-07-05 Fahrzeug, umfassend ein Batteriesystem, Verfahren zur Verwendung eines Fahrzeugs

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102021117216A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022128444A1 (de) 2022-10-27 2024-05-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Elektrische Energiespeichereinrichtung und Kraftfahrzeug

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010024320A1 (de) 2010-06-18 2011-12-22 Audi Ag Vorrichtung zum Halten einer Batterie in einer Fahrzeugkarosserie
DE102019207435A1 (de) 2019-05-21 2020-11-26 Volkswagen Aktiengesellschaft Unterfahrschutz

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010024320A1 (de) 2010-06-18 2011-12-22 Audi Ag Vorrichtung zum Halten einer Batterie in einer Fahrzeugkarosserie
DE102019207435A1 (de) 2019-05-21 2020-11-26 Volkswagen Aktiengesellschaft Unterfahrschutz

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022128444A1 (de) 2022-10-27 2024-05-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Elektrische Energiespeichereinrichtung und Kraftfahrzeug

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102018129158B4 (de) Sicherheitsvorrichtung für eine Batterie
DE102019207435A1 (de) Unterfahrschutz
EP1833702B2 (de) Sensormatte mit zwei schaltniveaus
DE102017212273B4 (de) Erfasssungsvorrichtung zum erfassen einer deformation eines gehäuses eines hochvoltspeichers eines kraftfahrzeugs
WO2002087928A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur erfassung und aufbereitung von auf einen fahrzeugsitz wirkenden gewichtskräften
DE102016117441A1 (de) Traktionsbatterie und Fahrzeug mit einer solchen
DE102020119287A1 (de) Anordnung einer Batterie und Elektrofahrzeug
EP1451043B1 (de) Sensoranordnung
DE102021114533A1 (de) Sicherheitsvorrichtung für eine Fahrzeugbatterie
DE102021117216A1 (de) Fahrzeug, umfassend ein Batteriesystem, Verfahren zur Verwendung eines Fahrzeugs
DE102019211419A1 (de) Verfahren zur Überwachung der Ladeposition und der Auflagekraft eines Transportguts
DE102021117213A1 (de) Kraftmesseinrichtung
DE102021114542B3 (de) Kraftfahrzeug und ein Verfahren zur Überwachung
DE102017218751B4 (de) Verfahren und Bewertungssystem zum Bewerten einer weiteren Nutzbarkeit eines Hochvoltspeichers eines Kraftfahrzeugs nach einem kritischen Ereignis
DE112015005049T5 (de) Aufprallsensor
DE102018221331A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Detektieren einer potentiellen mechanischen Beschädigung eines Fahrzeugbauteils eines Kraftfahrzeugs
DE102021109135A1 (de) Einlagige Deformationsdetektionsvorrichtung für einen Energiespeicher
DE102021122968B4 (de) Schutzplatte mit Schadensdetektion, ein diese aufweisendes Batteriesystem und dazugehöriges Schadensdetektionsverfahren
DE102021117228A1 (de) Traktionsbatterie eines batterieelektrischen oder hybridelektrischen Fahrzeugs
DE102021122956B4 (de) Vorrichtung mit Schutzanordnung
DE102020131668B4 (de) Überwachungsvorrichtung zum Erfassen einer vorbestimmten lokalen Verformung einer Oberfläche eines Bauteils und Vorrichtung mit einer solchen Überwachungsvorrichtung
DE102021123332A1 (de) Schutzsystem für eine Bauteilgruppe und ein dieses aufweisendes Batteriesystem
DE2200195A1 (de) Selbsttaetige Messvorrichtung zum Messen der Groesse der Kontaktflaeche zwischen dem Reifen eines Fahrzeugs und der Fahrbahn
DE202019005110U1 (de) Sensoranordnung
DE102019118449A1 (de) Reifenprofilerfassungsmodul und -vorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication