DE102021120073A1 - Motor vehicle with a battery arrangement and method for dropping a battery unit from a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug (10) mit einer Batterieanordnung (12), die mindestens eine erste Batterieeinheit (14, 14a) mit mindestens einer ersten Batteriezelle, eine Detektionseinrichtung (34, 34a), die dazu ausgelegt ist, einen bestimmten kritischen Zustand zumindest der mindestens einen ersten Batteriezelle zu detektieren, und eine Abwurfeinrichtung (32, 40, 40a, 40b, 40c) aufweist, die dazu ausgelegt ist, im Falle einer Detektion des bestimmten kritischen Zustands zumindest der ersten Batteriezelle die erste Batterieeinheit (14, 14a) bezüglich einer Fahrzeughochachse zumindest zum Teil nach unten gerichtet vom Kraftfahrzeug (10) abzuwerfen. Dabei weist die Batterieanordnung (12) mindestens eine zweite Batterieeinheit (14) mit mindestens einer zweiten Batteriezelle auf, wobei die Abwurfeinrichtung (32, 40, 40a, 40b, 40c) dazu ausgelegt ist, zumindest im Falle dass der bestimmte kritische Zustand der mindestens einen ersten Batteriezelle, und nicht für die mindestens eine zweite Batteriezelle detektiert wird, die erste Batterieeinheit (14, 14a) unabhängig von der zweiten Batterieeinheit (14) abzuwerfen.The invention relates to a motor vehicle (10) with a battery arrangement (12), which has at least one first battery unit (14, 14a) with at least one first battery cell, a detection device (34, 34a) which is designed to detect a specific critical state at least to detect at least one first battery cell, and has a release device (32, 40, 40a, 40b, 40c), which is designed to, in the event of a detection of the specific critical state of at least the first battery cell, the first battery unit (14, 14a) with respect to a Drop vehicle vertical axis directed at least partially downwards from the motor vehicle (10). The battery arrangement (12) has at least one second battery unit (14) with at least one second battery cell, the release device (32, 40, 40a, 40b, 40c) being designed for this purpose, at least in the event that the specific critical state of the at least one first battery cell, and is not detected for the at least one second battery cell, to drop the first battery unit (14, 14a) independently of the second battery unit (14).
Description
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Batterieanordnung, die eine Batterieeinheit mit mindestens einer Batteriezelle, eine Detektionseinrichtung und eine Abwurfeinrichtung aufweist, wobei die Detektionseinrichtung dazu ausgelegt ist, einen bestimmten kritischen Zustand der mindestens einen Batteriezelle zu detektieren und die Abwurfeinrichtung dazu ausgelegt ist, im Falle einer Detektion des bestimmten kritischen Zustands die Batterieeinheit bezüglich einer Fahrzeughochachse nach unten vom Kraftfahrzeug abzuwerfen. Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Abwerfen einer Batterieeinheit von einem Kraftfahrzeug.The invention relates to a motor vehicle with a battery arrangement which has a battery unit with at least one battery cell, a detection device and a release device, the detection device being designed to detect a specific critical state of the at least one battery cell and the release device being designed to do so in the event of after detection of the specific critical state, to eject the battery unit downwards from the motor vehicle with respect to a vehicle vertical axis. Furthermore, the invention also relates to a method for dropping a battery unit from a motor vehicle.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Abwurfmöglichkeiten zum Abwerfen einer Batterie von einem Kraftfahrzeug bekannt. Beispielsweise beschreibt die
Die
Die
Die
Aktuell wird ein sehr großer Aufwand betrieben, um Insassen und Infrastruktur im Falle eines Batteriebrands einer Batterie eines Kraftfahrzeugs, insbesondere einer Hochvoltbatterie, zu schützen. Dies schließt beispielsweise Brandschutzmaßnahmen, Löschvorrichtungen, Löschdecken und Abklingbehälter für ein Gesamtfahrzeug ein. Ohne die Möglichkeit, die Batterie vom Fahrzeug abzuwerfen, geht im Falle eines Batteriebrands immer ein Totalschaden des Fahrzeugs einher. Ist die Hochvoltbatterie am Fahrzeug fest verschraubt, bedeutet dies, dass im Falle eines Batteriebrands das Gesamtfahrzeug sofort vom Brand beeinflusst wird. Eine Hochvoltbatterie besitzt eine enorme Energiemenge und Energiedichte, was eine große potenzielle Gefahr für die Insassen bedeutet.A great deal of effort is currently being put into protecting the occupants and infrastructure in the event of a battery fire in a battery of a motor vehicle, in particular a high-voltage battery. This includes, for example, fire protection measures, extinguishing devices, fire blankets and decay containers for an entire vehicle. If there is no way to eject the battery from the vehicle, the vehicle will always be totaled in the event of a battery fire. If the high-voltage battery is firmly bolted to the vehicle, this means that in the event of a battery fire, the entire vehicle will be immediately affected by the fire. A high-voltage battery has an enormous amount of energy and energy density, which means a great potential danger for the occupants.
Wenngleich auch grundsätzlich die Möglichkeit bekannt ist, eine Batterie von einem Kraftfahrzeug abzuwerfen, so führen die bisher vorgeschlagenen Lösungen dabei zu weiteren Problemen. Ein seitliches Herausschießen einzelner Batteriepacks führt beispielsweise zu einer massiven Gefährdung der Umgebung. Ein Abwurf nach unten führt zwar zu einem reduzierten Umgebungsgefährdungspotential, gerade jedoch im Falle einer Hochvoltbatterie, die typischerweise sehr groß baut, kann auch beim Abwurf nach unten der nachfolgende Verkehr gefährdet werden.Although the possibility of dropping a battery from a motor vehicle is known in principle, the solutions proposed so far lead to further problems. For example, if individual battery packs are ejected from the side, this poses a massive threat to the environment. A downward ejection leads to a reduced environmental hazard potential, but precisely in the case of a high-voltage battery, which is typically very large, the following traffic can also be endangered if the battery is ejected downwards.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren bereitzustellen, die es ermöglichen, die Sicherheit im Falle eines Defekts einer Batterie, insbesondere einer Hochvoltbatterie, des Kraftfahrzeugs sowohl in Bezug auf das Kraftfahrzeug selbst als auch in Bezug auf die Umgebung so weit wie möglich zu erhöhen. Zudem ist es die Aufgabe vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung, eine Abwurfmöglichkeit für eine Batterieeinheit des Kraftfahrzeugs bereitzustellen, die möglichst einfach und effizient umzusetzen ist und die im Normalbetrieb des Kraftfahrzeugs und der Batterie nicht zu einer Beeinträchtigung der Schutzwirkung für die Batterie führt.The object of the present invention is therefore to provide a motor vehicle and a method that make it possible to increase safety in the event of a battery defect, in particular a high-voltage battery, of the motor vehicle both in relation to the motor vehicle itself and in relation to the environment to increase as possible. It is also the object of advantageous developments of the invention to provide a drop option for a battery unit of the motor vehicle that can be implemented as simply and efficiently as possible and that does not impair the protective effect for the battery during normal operation of the motor vehicle and the battery.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung sowie der Figuren.This object is achieved by a motor vehicle and a method having the features of the independent patent claims. Advantageous configurations of the invention are the subject matter of the dependent patent claims, the description and the figures.
Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug weist eine Batterieanordnung auf, die wiederum mindestens eine erste Batterieeinheit mit mindestens einer ersten Batteriezelle umfasst, eine Detektionseinrichtung, die dazu ausgelegt ist, einen bestimmten kritischen Zustand zumindest der mindestens einen ersten Batteriezelle zu detektieren und eine Abwurfeinrichtung, die dazu ausgelegt ist, im Falle einer Detektion des bestimmten kritischen Zustands zumindest die erste Batterieeinheit bezüglich einer Fahrzeughochachse zumindest zum Teil nach unten gerichtet vom Kraftfahrzeug abzuwerfen. Dabei umfasst die Batterieanordnung weiterhin mindestens eine zweite Batterieeinheit mit mindestens einer zweiten Batteriezelle, wobei die Abwurfeinrichtung dazu ausgelegt ist, zumindest im Falle, dass der bestimmte kritische Zustand der mindestens einen ersten Batteriezelle, und nicht für die mindestens eine zweite Batteriezelle detektiert wird, die erste Batterieeinheit unabhängig von der zweiten Batterieeinheit abzuwerfen.A motor vehicle according to the invention has a battery arrangement which in turn comprises at least one first battery unit with at least one first battery cell, a detection device which is designed to detect a specific critical state of at least the at least one first battery cell and a release device which is designed to in the event of a detection of the specific critical state, at least the first battery unit must be ejected from the motor vehicle at least in part in a downward direction relative to a vertical axis of the vehicle. The battery arrangement further includes at least one second battery unit with at least one second battery cell, wherein the ejection device is designed, at least in the event that the Certain critical state of the at least one first battery cell, and not detected for the at least one second battery cell, to eject the first battery unit independently of the second battery unit.
Wird also ein kritischer Zustand einer Batteriezelle der ersten Batterieeinheit detektiert, während kein kritischer Zustand einer Batteriezelle der zweiten Batterieeinheit detektiert wird, so kann die erste Batterieeinheit nach unten vom Kraftfahrzeug abgeworfen werden, während die zweite Batterieeinheit am Kraftfahrzeug verbleibt. Dadurch lässt sich die Sicherheit in Bezug auf das Kraftfahrzeug als auch in Bezug auf die Umgebung in vielfacher Hinsicht steigern: Zum einen wird die betreffende Batterieeinheit, die vorliegend als erste Batterieeinheit bezeichnet wird, die einen Defekt aufweist, nach unten und nicht zur Seite des Kraftfahrzeugs abgeworfen. Dabei kann die Abwurfrichtung auch schräg nach unten gerichtet sein und muss nicht parallel zu einer Vertikalen und/oder zur Fahrzeughochachse verlaufen. Die erste Batterieeinheit kann beispielsweise auch schräg über eine sich öffnende Klappe, die dann gleichzeitig eine Abwurframpe darstellt, schräg hinuntergleiten. Vorzugsweise ist jedoch eine vertikale Komponente der Abwurfrichtung mindestens so groß oder auch größer, beispielsweise auch um ein Vielfaches, als eine horizontale Komponente der Abwurfrichtung, insbesondere in dem Fall, in welchem das Fahrzeug so positioniert ist, dass die Fahrzeughochachse parallel zur Vertikalen ausgerichtet ist. Optional kann die Abwurfrichtung aber dennoch ausschließlich eine vertikale Komponente aufweisen bzw. parallel zur Vertikalen und/oder zur Fahrzeughochachse gerichtet sein. Zudem ist es bevorzugt, dass die mindestens eine erste Batterieeinheit aus einem Unterbodenbereich des Kraftfahrzeugs abgeworfen wird. Dadurch kann die Sicherheit vor allem in Bezug auf Passanten, bebaute Umgebungen oder Ähnliches deutlich gesteigert werden. Bei einem Abwurf nach unten ist zumindest in den meisten Fällen gewährleistet, dass die abgeworfene Batterieeinheit auch auf einer Straße landet, die typischerweise nicht brennbar ist. Da zudem im Falle eines detektierten Defekts nämlich des bestimmten kritischen Zustands der mindestens einen ersten Batteriezelle, kein Abwurf der gesamten Batterieanordnung erfolgt, sondern lediglich der betroffenen Batterieeinheit, kann auch die Sicherheit für den nachfolgenden Verkehr deutlich gesteigert werden, denn dieser wird nicht mit einer enorm großen abgeworfenen Batterie konfrontiert, sondern lediglich mit einer deutlich kleineren Batterieeinheit. Diese kann grundsätzlich beliebig klein ausgestaltet sein. Denkbar ist es zum Beispiel auch, dass eine solche Batterieeinheit lediglich durch eine einzelne Batteriezelle bereitgestellt ist. Mit anderen Worten ermöglicht die Erfindung auch den Abwurf lediglich einzelner Batteriezellen einer Hochvoltbatterie, wenn für die Batteriezelle ein kritischer Zustand mittels der Detektionseinrichtung detektiert wurde. Dadurch kann das Unfallrisiko bedingt durch einen solchen Abwurf auf ein Minimum reduziert werden. Auch die Sicherheit in Bezug auf das abwerfende Kraftfahrzeug kann vorteilhafterweise erhöht werden. Dies ist dadurch bedingt, dass das Kraftfahrzeug noch weiterhin fahrtüchtig bleibt, da in der Regel nicht alle Batterieeinheiten abgeworfen werden, da diese meistens nicht alle gleichzeitig defekt sind. Kommt es zu einem Defekt einer Batteriezelle, so betrifft dies typischerweise auch nur eine Batterieeinheit. Im Falle eines thermischen Durchgehens dieser Batteriezelle, breitet sich diese thermische Propagation ausgehend von der betroffenen Batteriezelle zunächst in deren unmittelbarer Nachbarschaft aus. Durch einen Abwurf der ersten Batterieeinheit lässt es sich damit vorteilhafterweise bewerkstelligen, eine solche thermische Propagation von anderen noch nicht betroffenen Batterieeinheiten fernzuhalten, die dann weiterhin für den Betrieb des Kraftfahrzeugs genutzt werden können. Zudem lässt sich eine thermische Propagation einer Batteriezelle beziehungsweise deren Beginn sehr zuverlässig und frühzeitig detektieren, zum Beispiel wenn die Temperatur einer Batteriezelle einen bestimmten Schwellwert überschreitet, der vorzugsweise zwischen 60°C und 100°C liegt, beispielsweise bei 70°C oder 80°C. Dass selbst bei Abwurf der ersten Batterieeinheit das Kraftfahrzeug durch die zumindest eine noch verbleibende zweite Batterieeinheit weiter betrieben werden kann, hat zudem den Vorteil, dass ein Abwurf der ersten Batterieeinheit selbst im Stand des Kraftfahrzeugs noch sinnvoll durchgeführt werden kann. Dies ermöglicht es beispielsweise, selbst bei geparktem Fahrzeug dieses im Abwurffall automatisch zu starten und zumindest ein Stück von der Abwurfstelle, insbesondere automatisch, wegzubewegen. Auch kann das Kraftfahrzeug bei rechtzeitiger Detektion eines beginnenden thermischen Durchgehens einer Batteriezelle zunächst zu einem sicheren Standort geleitet werden, wo ein Abwurf weniger problematisch ist. Dadurch kann gleichzeitig auch wiederum die Sicherheit für die Umgebung gesteigert werden.If a critical state of a battery cell of the first battery unit is detected while no critical state of a battery cell of the second battery unit is detected, the first battery unit can be thrown down from the motor vehicle while the second battery unit remains on the motor vehicle. As a result, the safety in relation to the motor vehicle as well as in relation to the environment can be increased in many respects: On the one hand, the battery unit in question, which is referred to here as the first battery unit that has a defect, is at the bottom and not to the side of the motor vehicle dropped. The dropping direction can also be directed obliquely downwards and does not have to run parallel to a vertical line and/or to the vertical axis of the vehicle. The first battery unit can, for example, also slide down at an angle over an opening flap, which then simultaneously represents a discharge ramp. Preferably, however, a vertical component of the ejection direction is at least as large or larger, for example by a multiple, than a horizontal component of the ejection direction, particularly in the case in which the vehicle is positioned such that the vehicle's vertical axis is aligned parallel to the vertical. However, the dropping direction can optionally have an exclusively vertical component or be directed parallel to the vertical and/or to the vertical axis of the vehicle. In addition, it is preferred that the at least one first battery unit is ejected from an underbody area of the motor vehicle. This can significantly increase security, especially with regard to pedestrians, built-up areas or the like. In the case of a downward ejection, it is guaranteed, at least in most cases, that the ejected battery unit also lands on a road that is typically non-flammable. Since, in addition, in the event of a detected defect, namely the specific critical state of the at least one first battery cell, the entire battery arrangement is not discarded, but only the affected battery unit, safety for the following traffic can also be significantly increased, because this is not enormously large discarded battery, but only with a much smaller battery unit. In principle, this can be configured as small as desired. It is also conceivable, for example, that such a battery unit is only provided by a single battery cell. In other words, the invention also enables only individual battery cells of a high-voltage battery to be discarded if a critical state for the battery cell was detected by the detection device. As a result, the risk of accidents caused by such a drop can be reduced to a minimum. Safety with regard to the discarding motor vehicle can also advantageously be increased. This is due to the fact that the motor vehicle still remains drivable, since not all battery units are generally discarded, since they are usually not all defective at the same time. If a battery cell becomes defective, this typically only affects one battery unit. In the event of a thermal runaway of this battery cell, this thermal propagation initially spreads from the affected battery cell to its immediate vicinity. By discarding the first battery unit, it is thus advantageously possible to keep such thermal propagation away from other battery units that have not yet been affected, and which can then continue to be used to operate the motor vehicle. In addition, thermal propagation of a battery cell or the start thereof can be detected very reliably and early, for example if the temperature of a battery cell exceeds a specific threshold value, which is preferably between 60°C and 100°C, for example 70°C or 80°C . The fact that even if the first battery unit is discarded, the motor vehicle can continue to be operated by the at least one remaining second battery unit also has the advantage that the first battery unit can still be discarded even when the motor vehicle is stationary. This makes it possible, for example, even when the vehicle is parked, to start it automatically in the case of dropping and to move it away at least a little from the dropping point, in particular automatically. If a battery cell begins to thermally run away and is detected in good time, the motor vehicle can first be guided to a safe location where it is less problematic to drop it. As a result, the safety for the environment can also be increased at the same time.
Bei der Batterieanordnung kann es sich beispielsweise um eine Hochvoltbatterie handeln. Diese kann im Allgemeinen vielzählige Batteriezellen, beispielsweise Lithium-Ionen-Zellen, aufweisen. Weiterhin sind diese Batteriezellen in die mindestens eine erste Batterieeinheit und die zweite Batterieeinheit gruppiert. Dabei kann die Batterieanordnung auch noch vielzählige weitere Batterieeinheiten aufweisen. Eine jeweilige Batterieeinheit kann durch eine einzelne Batteriezelle bereitgestellt sein oder auch durch ein Batteriemodul mit mehreren Batteriezellen. Eine Batterieeinheit kann aber auch mehrere Batteriemodule umfassen, die wiederum mehrere Batteriezellen aufweisen. Die Detektionseinrichtung kann mindestens einen Sensor aufweisen, um den bestimmten kritischen Zustand der mindestens einen ersten Batteriezelle zu detektieren, sowie auch einen entsprechenden kritischen Zustand weiterer Batteriezellen der Batterieanordnung. Der mindestens eine Sensor ist dabei vorzugsweise als mindestens ein Temperatursensor ausgebildet. Vorzugsweise umfasst die Detektionseinrichtung mehrere Temperatursensoren, die zum Beispiel auch jeweiligen Batterieeinheiten zugeordnet sein können. Pro Batterieeinheit kann dabei insbesondere mindestens ein Temperatursensor vorgesehen sein. Zudem kann die Detektionseinrichtung auch andere Sensoren aufweisen, zum Beispiel einen Drucksensor, Gassensor und/oder ein Spannungsmessgerät zur Spannungsmessung der Batteriezellen und/oder Batterieeinheiten. Bevorzugt wird der zumindest eine kritische Zustand detektiert, wenn die Temperatur zumindest der ersten Batteriezelle oder im Allgemeinen einer Batteriezelle der ersten Batterieeinheit einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet, zum Beispiel den oben bereits beschriebenen Schwellwert. Im Allgemeinen können auch mehrere solcher Grenzwerte vorgegeben sein, zum Beispiel ein erster Grenzwert, beispielsweise 60°C, ab welchem bereits Abwurfvorbereitungen getroffen werden, zum Beispiel der Fahrer informiert und gebeten wird, an einen sicheren Ort zu fahren, und ein zweiter Grenzwert, zum Beispiel 70°C oder 80°C, ab welchem der Abwurf der ersten Batterieeinheit ausgelöst wird. Der zweite Grenzwert ist dabei größer als der erste Grenzwert.The battery arrangement can be a high-voltage battery, for example. This can generally have numerous battery cells, for example lithium-ion cells. Furthermore, these battery cells are grouped into the at least one first battery unit and the second battery unit. The battery arrangement can also have numerous other battery units. A respective battery unit can be provided by a single battery cell or by a battery module with multiple battery cells. However, a battery unit can also include a number of battery modules, which in turn have a number of battery cells. The detection device may have at least one sensor to the to detect a certain critical state of the at least one first battery cell, as well as a corresponding critical state of other battery cells of the battery array. The at least one sensor is preferably designed as at least one temperature sensor. The detection device preferably includes a number of temperature sensors, which can also be assigned to respective battery units, for example. In particular, at least one temperature sensor can be provided for each battery unit. In addition, the detection device can also have other sensors, for example a pressure sensor, gas sensor and/or a voltmeter for measuring the voltage of the battery cells and/or battery units. The at least one critical state is preferably detected when the temperature of at least the first battery cell or, in general, of a battery cell of the first battery unit exceeds a predetermined limit value, for example the threshold value already described above. In general, several such limit values can also be specified, for example a first limit value, for example 60°C, from which release preparations are already made, for example the driver is informed and asked to drive to a safe place, and a second limit value, for example Example 70°C or 80°C, from which the ejection of the first battery unit is triggered. The second limit value is greater than the first limit value.
Erfindungsgemäß erfolgt der Abwurf der ersten Batterieeinheit in Bezug auf die Fahrzeughochachse zumindest zum Teil nach unten gerichtet. Dabei wäre es weiterhin vorteilhaft, wenn die Batterieeinheiten im Normalbetrieb des Kraftfahrzeugs vor Umgebungseinflüssen und möglichen Intrusionen von unten möglichst gut geschützt wären. Um dies zu bewerkstelligen, kann das Kraftfahrzeug einen Unterfahrschutz aufweisen. Um dennoch einen vorteilhaften Abwurfmechanismus bereitzustellen, kann wie folgt vorgegangen werden: Dabei stellt es eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung dar, wenn die Batterieanordnung ein Batteriegehäuse umfasst, wobei zumindest die erste Batterieeinheit in dem Batteriegehäuse angeordnet ist, das einen Gehäuseboden umfasst, der zumindest die erste Batterieeinheit von der Umgebung des Kraftfahrzeugs nach unten abgrenzt, wobei die Abwurfeinrichtung zum Abwerfen der ersten Batterieeinheit dazu ausgelegt ist, zumindest einen der ersten Batterieeinheit zugeordneten ersten Bodenteil des Gehäusebodens zu öffnen, insbesondere so dass eine nur der ersten Batterieeinheit zugeordnete erste Gehäusebodenöffnung bereitgestellt ist und die erste Batterieeinheit abgeworfen wird und die erste Batterieeinheit zumindest zum Teil schwerkraftbedingt durch die ihr zugeordnete Gehäusebodenöffnung fällt. Mit anderen Worten können für die jeweiligen Batterieeinheiten separate Gehäusebodenöffnungen im Gehäuseboden vorgesehen werden, die im Normalbetrieb durch jeweilige Bodenteile des Gehäusebodens verschlossen sind. Beispielsweise können die Bodenteile klappenartig geöffnet werden oder auch auf andere Weise, wie dies später noch näher erläutert wird. Dadurch ist es also vorteilhafterweise möglich, einerseits dennoch einen Schutzmechanismus für die Batterieeinheiten vor Umgebungseinflüssen nach unten vorzusehen, der vorliegend durch den Gehäuseboden des Batteriegehäuses bereitgestellt wird, und dennoch eine vorteilhafte Abwurfmöglichkeit der jeweiligen Batterieeinheiten durch den Gehäuseboden hindurch zu schaffen. Der Gehäuseboden kann dabei den oben bereits erwähnten Unterfahrschutz umfassen oder darstellen. Im Allgemeinen kann der Gehäuseboden mehrgliedrig ausgeführt sein und zum Beispiel einen Kompartmentboden eines Kompartments des Gehäuses, in welchem eine jeweilige der Batterieeinheiten angeordnet ist, umfassen, sowie zusätzlich einen unterseitig daran angeordneten Unterfahrschutz. Der Gehäuseboden kann aber auch einteilig ausgeführt sein, zum Beispiel als Gehäuseboden, der dann entsprechend sowohl die Funktion eines solchen Unterfahrschutzes als auch eines Kompartmentbodens übernimmt. Zudem können in den Gehäuseboden auch Crash-Strukturen integriert sein, zum Beispiel ein gewelltes Blech, so dass sich durch solche Strukturen bei einem Aufprall von Objekten von unten auf den Gehäuseboden Energie absorbieren lässt, insbesondere durch Deformation dieser Crash-Strukturen. Das Abwerfen der mindestens einen ersten Batterieeinheit kann dabei bei Freigeben der ihr zugeordneten Gehäusebodenöffnung ausschließlich scherkraftbedingt erfolgen oder auch nur zum Teil schwerkraftbedingt, d.h. es kann unterstützend zum Initiieren des Abwurfs noch eine zumindest zum Teil oder vollständig nach unten weisende Kraft durch eine Ausstoß-Einrichtung, z.B. mechanisch, auf die mindestens eine erste Batterieeinheit aufgebracht werden, um so ein mechanisches „Herausstoßen“, z.B. über einen mechanisch ausfahrbaren Schieber oder eine vorgespannte Feder oder Ähnliches, zu bewerkstelligen. Ein Herausstoßen mittels Schieber oder Feder oder einer anderen Ausstoß-Einrichtung, die im Allgemeinen nicht nur mechanisch, sondern auch elektrisch, elektromechanisch, magnetisch, elektromagnetisch, usw. ausgeführt sein kann, wäre dabei ebenfalls begünstigt durch die Schwerkraft, und das Modul bzw. die Batterieeinheit kann durch die zusätzlich bereitgestellte Ausstoß-Kraft noch sicherer und zuverlässiger aus der übrigen Batterie herausbefördert werden.According to the invention, the first battery unit is ejected in relation to the vertical axis of the vehicle, at least in part downwards. It would also be advantageous if the battery units were protected as well as possible from environmental influences and possible intrusions from below during normal operation of the motor vehicle. In order to accomplish this, the motor vehicle can have an underride guard. In order to nevertheless provide an advantageous release mechanism, the procedure can be as follows: It represents a further advantageous embodiment of the invention if the battery arrangement comprises a battery housing, with at least the first battery unit being arranged in the battery housing, which comprises a housing base which comprises at least the delimits the first battery unit downwards from the area surrounding the motor vehicle, the ejection device for ejecting the first battery unit being designed to open at least one first base part of the housing base assigned to the first battery unit, in particular so that a first housing base opening assigned only to the first battery unit is provided and the first battery pack is ejected and the first battery pack falls through its associated housing base opening, at least in part due to the force of gravity. In other words, separate housing base openings can be provided in the housing base for the respective battery units, which are closed by respective base parts of the housing base during normal operation. For example, the bottom parts can be opened in the manner of flaps or in some other way, as will be explained in more detail later. It is therefore advantageously possible on the one hand to nevertheless provide a protective mechanism for the battery units against environmental influences downwards, which is provided here by the housing base of the battery housing, and nevertheless to create an advantageous possibility of dropping the respective battery units through the housing base. The bottom of the housing can include or represent the underrun protection already mentioned above. In general, the housing base can be made in several parts and can include, for example, a compartment base of a compartment of the housing in which one of the battery units is arranged, as well as an additional underrun protection arranged on the underside. However, the housing base can also be designed in one piece, for example as a housing base, which then correspondingly takes on both the function of such an underrun protection and of a compartment base. In addition, crash structures can also be integrated into the housing base, for example a corrugated metal sheet, so that energy can be absorbed by such structures when objects hit the housing base from below, in particular by deformation of these crash structures. The at least one first battery unit can be ejected when the housing bottom opening assigned to it is released solely as a result of shear forces or only partially as a result of gravity, i.e. to initiate the ejection, an at least partially or completely downward-pointing force can be applied by an ejection device, e.g. mechanically, to which at least one first battery unit is attached, in order to achieve a mechanical "ejection", e.g. via a mechanically extendable slide or a prestressed spring or the like. Ejection by means of a slide or spring or another ejection device, which in general can be designed not only mechanically but also electrically, electromechanically, magnetically, electromagnetically, etc., would also be favored by gravity, and the module or the The battery unit can be transported out of the rest of the battery even more safely and reliably thanks to the additionally provided ejection force.
Gemäß einer weiteren sehr vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der erste Bodenteil gegenüber dem Gehäuseteil, in welchem die erste Batterieeinheit im nicht abgeworfenen Zustand aufgenommen ist, abgedichtet. Beispielsweise kann eine Dichtung, zum Beispiel ein Dichtring, zwischen dem ersten Bodenteil und den Kompartmentwänden, an welchen der erste Bodenteil im geschlossenen Zustand angeordnet ist und welche einem ersten Kompartment zugeordnet sind, in welchem die erste Batterieeinheit aufgenommen ist, angeordnet sein. Ein solches Kompartment stellt im geschlossenen Zustand also eine Kammer dar, in welcher die betreffende Batterieeinheit angeordnet ist. Dies kann zudem auch in gleicher Weise für alle übrigen Batterieeinheiten, zugeordneten Kompartments und entsprechende Bodenteile gelten.According to a further very advantageous embodiment of the invention, the first base part is opposite the housing part in which the first battery unit is located when it is not ejected is taken, sealed. For example, a seal, for example a sealing ring, can be arranged between the first base part and the compartment walls on which the first base part is arranged in the closed state and which are assigned to a first compartment in which the first battery unit is accommodated. In the closed state, such a compartment thus represents a chamber in which the relevant battery unit is arranged. This can also apply in the same way to all other battery units, associated compartments and corresponding base parts.
Das Batteriegehäuse kann also für die einzelnen Batterieeinheiten entsprechende Kompartments aufweisen. Im Allgemeinen können durch das Batteriegehäuse Aufnahmebereiche bereitgestellt sein, wie dies gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen ist. Entsprechend weist gemäß dieser Ausgestaltung die Batterieanordnung mehrere Batterieeinheiten umfassend die mindestens eine erste und zweite Batterieeinheit auf, wobei eine jeweilige Batterieeinheit mindestens eine Batteriezelle aufweist, und wobei das Batteriegehäuse mehrere Aufnahmebereiche aufweist, die insbesondere voneinander durch Trennwände separiert sind und in welchen die Batterieeinheiten angeordnet sind. Dabei weist der Gehäuseboden mehrere den jeweiligen Batterieeinheiten zugeordnete Bodenteile auf, wobei die Abwurfeinrichtung dazu ausgelegt ist, die jeweiligen Bodenteile unabhängig voneinander zu öffnen. Somit kann, wenn eine entsprechende Batterieeinheit abgeworfen werden soll, das zugeordnete Bodenteil des Gehäusebodens geöffnet werden. Die Batterieeinheit fällt damit automatisch aus ihrem Aufnahmebereich nach unten hinaus. Mögliche elektrische Leitungen zur Batterieeinheit können dabei vorzugsweise so ausgestaltet sein, dass diese durch den Abwurf bedingt alleine abreißen. Um ein unkontrolliertes Abreißen zu verhindern, können die Leitungen auch entsprechende Soll-Rissstellen umfassen oder mit Steckverbindungen realisiert sein oder Ähnliches, die durch den Abwurf automatisch geöffnet werden, insbesondere bedingt durch die Zugkraft der abgeworfenen Batterieeinheit.The battery housing can therefore have appropriate compartments for the individual battery units. In general, the battery housing can provide receiving areas, as is provided according to a further advantageous embodiment of the invention. Correspondingly, according to this configuration, the battery arrangement has a plurality of battery units comprising the at least one first and second battery unit, with each battery unit having at least one battery cell, and the battery housing having a plurality of receiving areas which are separated from one another in particular by partitions and in which the battery units are arranged . In this case, the housing base has a plurality of base parts assigned to the respective battery units, with the ejection device being designed to open the respective base parts independently of one another. Thus, if a corresponding battery unit is to be ejected, the associated base part of the housing base can be opened. The battery unit then automatically falls out of its receiving area. Any electrical lines to the battery unit can preferably be designed in such a way that they tear off on their own as a result of being thrown off. In order to prevent an uncontrolled tearing off, the lines can also include appropriate predetermined tearing points or be realized with plug connections or the like, which are automatically opened by the ejection, in particular due to the tensile force of the ejected battery unit.
Durch das Vorsehen insbesondere durch Trennwände, d.h. der oben genannten Kompartmentwände, separierter Aufnahmebereiche beziehungsweise den einzelnen Batterieeinheiten eigens zugeordneter Aufnahmekammern kann es gewährleistet werden, dass im Falle des Abwurfs einer Batterieeinheit alle anderen Batterieeinheiten dennoch zuverlässig in Position gehalten werden. Zusätzlich ermöglicht die Trennung der Batterieeinheiten durch Trennwände eine bessere räumliche und thermische Isolation, was wiederum Vorteile in Bezug auf eine Verhinderung einer Ausbreitung einer thermischen Propagation mit sich bringt. Auch kann die Schutzwirkung durch die Trennung von der Umgebung für die übrigen nicht abgeworfenen Batterieeinheiten besser umgesetzt werden, da diese sich dann immer noch in ihren jeweiligen, abgedichteten Kompartments befinden, selbst wenn eines der Bodenteile zum Abwurf der bestreffenden Batterieeinheit geöffnet wurde. Nichtsdestoweniger wäre es auch denkbar, Aufnahmebereiche für die jeweiligen Batterieeinheiten vorzusehen, die nicht durch jeweilige Trennwände voneinander auch räumlich separiert sind. Auch dann lässt es sich bewerkstelligen, insbesondere durch die den jeweiligen Batterieeinheiten eigens zugeordneten Bodenöffnungen im Gehäuseboden, den Abwurf einer defekten Batterieeinheit unabhängig von den übrigen Batterieeinheiten zu bewerkstelligen, indem eben nur die dieser Batterieeinheit zugeordnete Gehäusebodenöffnung des zugeordneten Gehäusebodenteils bereitgestellt wird.By providing separate receiving areas or receiving chambers specifically assigned to the individual battery units, in particular by partition walls, i.e. the above-mentioned compartment walls, it can be ensured that if one battery unit is ejected, all the other battery units are nevertheless reliably held in position. In addition, the separation of the battery units by partition walls enables better spatial and thermal insulation, which in turn has advantages in terms of preventing thermal propagation from spreading. The protective effect can also be better implemented through the separation from the environment for the remaining battery units that have not been ejected, since these are then still located in their respective sealed compartments, even if one of the base parts was opened to eject the battery unit in question. Nevertheless, it would also be conceivable to provide receiving areas for the respective battery units which are not spatially separated from one another by respective partition walls. Even then, it is possible, in particular through the bottom openings in the housing bottom that are specifically assigned to the respective battery units, to manage the ejection of a defective battery unit independently of the other battery units, in that only the housing bottom opening of the associated housing bottom part that is assigned to this battery unit is provided.
Im Allgemeinen kann nicht nur die erste Batterieeinheit unabhängig von den übrigen Batterieeinheiten abgeworfen werden, sondern im Allgemeinen auch jede der übrigen Batterieeinheiten der Batterieanordnung in entsprechender Weise, wenn ein Defekt einer von dieser betreffenden Batterieeinheit umfassten Batteriezelle detektiert wird, insbesondere mittels der Detektionseinrichtung. Entsprechend ist die Detektionseinrichtung vorzugsweise also auch dazu ausgelegt, den bestimmten kritischen Zustand der mindestens einen zweiten Batteriezelle zu detektieren, wobei die Abwurfeinrichtung dazu ausgelegt ist, im Falle einer Detektion des bestimmten kritischen Zustands der mindestens einen zweiten Batteriezelle die zweite Batterieeinheit bezüglich der Fahrzeughochachse des Kraftfahrzeugs zumindest zum Teil nach unten gerichtet vom Kraftfahrzeug abzuwerfen, insbesondere unabhängig von der ersten Batterieeinheit und insbesondere auch unabhängig von den übrigen Batterieeinheiten. Denkbar ist es natürlich auch, dass mehrere Batterieeinheiten gleichzeitig abgeworfen werden, zum Beispiel wenn für mehrere Batteriezellen ein kritischer Zustand detektiert wurde, die unterschiedlichen Batterieeinheiten zugeordnet sind. Mit anderen Worten ist es bevorzugt, dass jede Batterieeinheit, die eine Batteriezelle umfasst, für welche die Detektionseinrichtung einen kritischen Zustand detektiert hat, entsprechend abgeworfen wird, wie zur ersten Batterieeinheit bereits beschrieben.In general, not only the first battery unit can be ejected independently of the other battery units, but generally also each of the other battery units of the battery arrangement in a corresponding manner if a defect in a battery cell comprised by this battery unit in question is detected, in particular by means of the detection device. Correspondingly, the detection device is preferably also designed to detect the specific critical state of the at least one second battery cell, with the ejection device being designed to, in the event of a detection of the specific critical state of the at least one second battery cell, the second battery unit with respect to the vertical axis of the motor vehicle jettison at least partially downwards from the motor vehicle, in particular independently of the first battery unit and in particular also independently of the other battery units. Of course, it is also conceivable that several battery units are ejected at the same time, for example if a critical state has been detected for several battery cells that are assigned to different battery units. In other words, it is preferred that each battery unit that includes a battery cell for which the detection device has detected a critical state is ejected accordingly, as already described for the first battery unit.
Bei einer weiteren, sehr vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist mindestens der erste Bodenteil als eine Klappe ausgebildet, wobei die Abwurfeinrichtung dazu ausgelegt ist, zum Abwerfen der ersten Batterieeinheit die Klappe aufzuklappen. Alternativ kann auch der erste Bodenteil zum Abwerfen der ersten Batterieeinheit mittels der Abwurfeinrichtung vom Batteriegehäuse als Ganzes abkoppelbar ausgebildet sein. In beiden Fällen lässt es sich vorteilhafterweise bewerkstelligen, die zugeordnete Batterieeinheit zuverlässig abzuwerfen. Bei der Ausführung des Bodenteils als Klappe lässt sich zudem noch der Vorteil erreichen, dass das Abwerfen der Klappe selbst verhindert wird. Dabei fällt ein Bauteil weniger auf die Straße. Das zusätzliche Abwerfen dieser Klappe beziehungsweise das Abwerfen des Bodenteils als Ganzes hat dagegen den Vorteil, dass der Bodenteil bei abgeworfener Batterieeinheit abhängig von der aktuellen Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs nicht mit der Batterieeinheit, die abgeworfen wurde, kollidiert. Gerade bei einem Abwurf der Batterieeinheit im Stillstand des Kraftfahrzeugs ist dies besonders vorteilhaft, da dies ein Wegfahren des Kraftfahrzeugs von der Abwurfstelle in beliebige Fahrtrichtung ermöglicht, ohne dass eine geöffnete und nach unten hängende Klappe mit der Batterieeinheit, die abgeworfen wurde, kollidiert beziehungsweise an dieser hängenbleibt.In a further, very advantageous embodiment of the invention, at least the first base part is designed as a flap, with the ejection device being designed to open the flap in order to eject the first battery unit. Alternatively, the first base part can also be decoupled as a whole from the battery housing in order to drop the first battery unit by means of the dropping device be educated. In both cases, it can advantageously be accomplished to reliably eject the associated battery unit. When the base part is designed as a flap, the advantage can also be achieved that the flap itself is prevented from being thrown off. One component less falls on the road. The additional ejection of this flap or the ejection of the base part as a whole has the advantage that the base part does not collide with the battery unit that was ejected when the battery unit is ejected, depending on the current direction of travel of the motor vehicle. This is particularly advantageous when the battery unit is ejected when the motor vehicle is stationary, since it allows the motor vehicle to be driven away from the ejection point in any direction of travel without an open flap hanging down colliding with the battery unit that was ejected or colliding with it Keeps hanging.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Batterieeinheiten jeweils durch nur die von ihnen umfasste einzige Batteriezelle bereitgestellt oder eine jeweilige Batterieeinheit stellt ein Batteriemodul dar, welches mehrere der mindestens einen Batteriezelle umfasst. Die erste Variante hat den Vorteil, dass sich so ein Abwerfen auch nur einzelner Batteriezellen vorteilhafterweise bewerkstelligen lässt. Der Schaden lässt sich dadurch auf ein Minimum reduzieren. Der Abwurf eines ganzen Batteriemoduls mit mehreren Batteriezellen hat dagegen den Vorteil, dass sich hierdurch das Abwurfkonzept und insbesondere die Ausführung des Gehäusebodens stark vereinfacht. Gleichzeitig kann dennoch je nach Ausbildung der Modulgröße ein sehr differenziertes Abwerfen von Batteriemodulen bereitgestellt werden, so dass auch hierdurch der entstehende Schaden in äußerst geringen Grenzen gehalten werden kann. Ein Batteriemodul umfasst dann beispielsweise mindestens zwei Batteriezellen, vorzugsweise mindestens fünf Batteriezellen, besonders bevorzugt mindestens zehn Batteriezellen. Eine Batterieeinheit kann aber auch so ausgestaltet sein, dass sie mehrere Batteriemodule mit mehreren Batteriezellen umfasst. Wird für eine dieser Batteriezellen eines dieser von der betreffenden Batterieeinheit umfassten Batteriemodule ein kritischer Zustand detektiert, so wird entsprechend die gesamte Batterieeinheit abgeworfen inklusive auch aller nicht betroffenen Batteriemodule. Dies erlaubt es beispielsweise auch, die Batterie, insbesondere die Hochvoltbatterie, in zum Beispiel nur zwei Batterieeinheiten zu gliedern.In a further advantageous refinement of the invention, the battery units are each provided by only the single battery cell they comprise, or a respective battery unit represents a battery module which comprises a plurality of the at least one battery cell. The first variant has the advantage that even just individual battery cells can advantageously be ejected in this way. The damage can thus be reduced to a minimum. In contrast, the ejection of an entire battery module with several battery cells has the advantage that this greatly simplifies the ejection concept and in particular the design of the housing base. At the same time, depending on the design of the module size, battery modules can be dropped in a very differentiated manner, so that the damage that occurs can also be kept within extremely low limits as a result. A battery module then comprises, for example, at least two battery cells, preferably at least five battery cells, particularly preferably at least ten battery cells. However, a battery unit can also be designed in such a way that it includes a number of battery modules with a number of battery cells. If a critical state is detected for one of these battery cells of one of these battery modules comprised by the relevant battery unit, the entire battery unit is ejected accordingly, including all battery modules that are not affected. This also makes it possible, for example, to divide the battery, in particular the high-voltage battery, into only two battery units, for example.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Abwurfeinrichtung dazu ausgelegt, im Falle dass der bestimmte kritische Zustand der mindestens einen ersten Batteriezelle detektiert wird, zu überprüfen, ob mindestens eine erste Abwurf-Sicherheitsbedingung erfüllt ist und die mindestens eine erste Batterieeinheit erst abzuwerfen, wenn die erste Abwurf-Sicherheitsbedingung erfüllt ist. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, sobald ein kritischer Zustand zumindest einer Batteriezelle detektiert wird, dass das Kraftfahrzeug zunächst überprüft, ob sich das Kraftfahrzeug zum Beispiel aktuell an einem hinreichend sicheren Ort zur Ausführung des Abwurfs der betreffenden Batterieeinheit befindet. Eine solche Überprüfung kann zum Beispiel unter Verwendung von Navigationsdaten erfolgen und/oder auf Basis von Daten, die von einer Umfeldsensorik des Kraftfahrzeugs bereitgestellt werden. Beispielsweise kann das Fahrzeug dazu ausgelegt sein, in Abhängigkeit von seinen aktuellen GPS-Koordinaten seinen Standort unter Verwendung einer Navigationskarte zu ermitteln. Abhängig vom aktuellen Standort kann das Kraftfahrzeug, zum Beispiel die Fahrzeugelektronik, auch eine Route über das Navigationssystem vorschlagen, welche weniger frequentiert ist, zum Beispiel eine Seitenstraße oder ein Feldweg, und damit besser für einen Abwurf geeignet ist. Die Umfeldsensorik des Kraftfahrzeugs könnte im Abwurfprozess die Umgebung nach gefährdeten Personen, Einrichtungen, anderen Fahrzeugen, Fahrradfahrern und so weiter scannen und dementsprechend einen Abwurf temporär untersagen, bis die Abwurf-Sicherheitsbedingung erfüllt ist, zum Beispiel dass sich in einem bestimmten Umkreis um das Kraftfahrzeug aktuell keine weiteren Verkehrsteilnehmer befinden. Wie oben bereits erwähnt, kann ein kritischer Zustand der mindestens einen Batteriezelle z.B. anhand ihrer Temperatur ermittelt werden. Sobald eine Batteriezelle eine kritische Temperatur überschreitet, zum Beispiel zwischen 80 und 100°C, ist eine thermische Propagation beziehungsweise ein Batteriebrand nicht mehr zu stoppen. In einem solchen frühen Brandstadium hätte man jedoch noch genügend Zeit, einen sicheren Abwurfort anzufahren und die Batterie beziehungsweise die Batterieeinheit abzukoppeln. Somit ist ausreichend Zeit, um abzuwarten, bis die Abwurf-Sicherheitsbedingung erfüllt ist. Zudem kann das Kraftfahrzeug aktiv auch selbst Maßnahmen ergreifen, wie zum Beispiel Hinweise an den Fahrer ausgeben, oder auch, um solche Abwurf-Sicherheitsbedingungen beziehungsweise deren Erfülltsein aktiv hervorzurufen, einen sicheren Abwurfstandort im Rahmen eines autonomen Fahrens anfahren.In a further advantageous embodiment of the invention, the ejection device is designed to check, if the specific critical state of the at least one first battery cell is detected, to check whether at least one first ejection safety condition is met and to only eject the at least one first battery unit if the first release safety condition is met. For example, as soon as a critical state of at least one battery cell is detected, provision can be made for the motor vehicle to first check whether the motor vehicle is currently in a sufficiently safe location for the battery unit in question to be ejected. Such a check can be carried out, for example, using navigation data and/or on the basis of data provided by an environment sensor system of the motor vehicle. For example, the vehicle can be designed to determine its location using a navigation map depending on its current GPS coordinates. Depending on the current location, the motor vehicle, for example the vehicle electronics, can also use the navigation system to suggest a route that is less frequented, for example a side street or a dirt road, and is therefore better suited for dropping. During the dropping process, the vehicle’s surroundings sensors could scan the area for endangered people, facilities, other vehicles, cyclists, etc. and accordingly temporarily prohibit dropping until the dropping safety condition is met, for example that there is currently a certain area around the motor vehicle there are no other road users. As already mentioned above, a critical state of the at least one battery cell can be determined, for example, based on its temperature. As soon as a battery cell exceeds a critical temperature, for example between 80 and 100°C, thermal propagation or a battery fire can no longer be stopped. In such an early stage of the fire, however, there would still be enough time to drive to a safe drop location and disconnect the battery or the battery unit. Thus, there is sufficient time to wait until the release safety condition is met. In addition, the motor vehicle can also actively take measures itself, such as issuing instructions to the driver, or also, in order to actively bring about such dropping safety conditions or their fulfillment, drive to a safe dropping location as part of autonomous driving.
Zudem kann das Kraftfahrzeug auch dazu ausgelegt sein, weitere Sicherheitsmaßnahmen zu ergreifen, wenn eine Batterieeinheit abgeworfen werden soll. Beispielsweise kann die Warnblinkeinrichtung automatisch aktiviert werden, um umliegende Verkehrsteilnehmer frühzeitig zu warnen. Auch kann der Abwurf der Batterieeinheit unmittelbar mit einem Notruf gekoppelt werden, um beispielsweise sofort die Feuerwehr zu alarmieren.In addition, the motor vehicle can also be designed to take additional safety measures when a battery unit is to be ejected. For example, the hazard warning lights can be activated automatically to warn surrounding road users at an early stage. The shedding of the battery unit can also be coupled directly with an emergency call, for example to alert the fire brigade immediately.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Kraftfahrzeug dazu ausgelegt, sich auch bei abgeworfener erster Batterieeinheit aktiv weiterzubewegen, wobei eine Energieversorgung zum Betreiben des Kraftfahrzeugs durch die mindestens eine zweite Batterieeinheit bereitstellbar ist. Dies ermöglicht es vorteilhafterweise, sich von der Abwurfstelle wieder wegzubewegen. Ein Wegbewegen von der Abwurfstelle kann beispielsweise auch vom Kraftfahrzeug automatisch ausgeführt werden, was zum Beispiel sehr vorteilhaft ist, wenn das Kraftfahrzeug während des Abwurfs aktuell nicht gefahren wird und zum Beispiel geparkt ist. Zudem ermöglicht dies auch dem Fahrer des Fahrzeugs und den Insassen, sich in Sicherheit zu bringen.In a further advantageous embodiment of the invention, the motor vehicle is designed to continue to move actively even when the first battery unit has been ejected, with an energy supply for operating the motor vehicle being able to be provided by the at least one second battery unit. This advantageously makes it possible to move away from the dropping point again. Moving away from the dropping point can, for example, also be carried out automatically by the motor vehicle, which is very advantageous, for example, if the motor vehicle is not currently being driven during the dropping and is parked, for example. In addition, this also enables the driver of the vehicle and the occupants to get to safety.
Gerade um bei autonomer Fahrt ein Wegbewegen des Fahrzeugs von der Abwurfstelle auf sichere Art und Weise zu ermöglichen, stellt es eine weitere, sehr vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung dar, wenn das Kraftfahrzeug mindestens einen Umfeldsensor zur Erfassung zumindest eines Teils einer Umgebung des Kraftfahrzeugs aufweist, wobei das Kraftfahrzeug dazu ausgelegt ist, sich automatisch oder zumindest teilautomatisch von einer Abwurfstelle, an welcher die erste Batterieeinheit abgeworfen wurde, in Abhängigkeit von dem zumindest einen von dem mindestens einen Umfeldsensor erfassten Teil der Umgebung wegzubewegen. Dadurch wird unter anderem ein Wegbewegen des Kraftfahrzeugs vollkommen automatisch, das heißt ohne Zutun eines Benutzers, ermöglicht, und gleichzeitig kann hierbei für ausreichend Sicherheit für die Umgebung gesorgt werden. Ein Wegbewegen muss dabei nicht notwendigerweise sehr weit erfolgen, bereits einige Meter, zum Beispiel mindestens 5 oder 10 m, sind dabei bereits ausreichend, um eine potenzielle Gefährdung des Kraftfahrzeugs durch die abgeworfene Batterieeinheit weitestgehend auszuschließen. Der mindestens eine Umfeldsensor kann dabei Teil einer oben bereits erwähnten Umfeldsensorik sein beziehungsweise kann die oben beschriebene Umfeldsensorik ebenfalls durch diesen mindestens einen Umfeldsensor bereitgestellt sein. Bei einem solchen Umfeldsensor kann es zum Beispiel um eine Kamera, einen Ultraschallsensor, einen Radar und/oder Lidar handeln. Auch beliebige Kombinationen dieser Umfeldsensoren sind denkbar. Auch bereits an einem Kraftfahrzeug typischerweise ohnehin vorhandene Sensoren können zu diesem Zweck verwendet werden, wie zum Beispiel Parksensoren und/oder eine Wegfahrkamera oder Ähnliches.Precisely in order to enable the vehicle to be safely moved away from the dropping point when driving autonomously, it represents a further, very advantageous embodiment of the invention if the motor vehicle has at least one surroundings sensor for detecting at least part of the surroundings of the motor vehicle, wherein the motor vehicle is designed to move away automatically or at least partially automatically from a drop point at which the first battery unit was dropped, depending on the at least one part of the environment detected by the at least one surroundings sensor. As a result, among other things, the motor vehicle can be moved away completely automatically, ie without the user having to do anything, and at the same time adequate safety can be ensured for the surrounding area. Moving away does not necessarily have to be very far, just a few meters, for example at least 5 or 10 m, are already sufficient to largely rule out a potential risk to the motor vehicle from the ejected battery unit. The at least one environment sensor can be part of an environment sensor system already mentioned above, or the environment sensor system described above can also be provided by this at least one environment sensor. Such an environment sensor can be, for example, a camera, an ultrasonic sensor, a radar and/or lidar. Any combinations of these surroundings sensors are also conceivable. Sensors that are typically already present on a motor vehicle anyway can also be used for this purpose, such as parking sensors and/or an anti-theft camera or the like.
Denkbar ist es zudem auch, dass das Kraftfahrzeug im Falle der Detektion einer kritischen Batteriezelle beziehungsweise von deren kritischem Zustand dazu ausgelegt ist, in einen Fernsteuermodus zu schalten, in welchem das Kraftfahrzeug durch einen Benutzer auch außerhalb des Kraftfahrzeugs fernsteuerbar ist, zum Beispiel über eine App auf dessen mobilem Kommunikationsgerät. Der Benutzer kann über einen solchen kritischen Zustand und den geplanten Abwurf zum Beispiel über sein mobiles Kommunikationsgerät vom Kraftfahrzeug informiert werden. Nach abgeworfener Batterieeinheit kann der Benutzer auch sein Kraftfahrzeug außerhalb des Kraftfahrzeugs ferngesteuert von der Abwurfstelle wegbewegen und zum Beispiel an einem sicheren Ort abstellen. Denkbar ist es aber auch, das Fahrzeug ferngesteuert an eine sichere Abwurfstelle zu bewegen. Dies ermöglicht es dem Benutzer vorteilhafterweise, auch vor Abwurf sein Fahrzeug aus Sicherheitsgründen zu verlassen.It is also conceivable that, if a critical battery cell or its critical state is detected, the motor vehicle is designed to switch to a remote control mode in which the motor vehicle can also be remotely controlled by a user outside the motor vehicle, for example via an app on their mobile communication device. The user can be informed about such a critical state and the planned dropping, for example via his mobile communication device from the motor vehicle. After the battery unit has been ejected, the user can also remotely move his motor vehicle outside the motor vehicle away from the ejection point and, for example, park it in a safe place. However, it is also conceivable to move the vehicle to a safe dropping point by remote control. This advantageously allows the user to leave his vehicle for safety reasons even before it is dropped.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist zumindest der erste Bodenteil mit mindestens einer Befestigungseinrichtung am Batteriegehäuse angeordnet, wobei die Abwurfeinrichtung eine Befestigungslöseeinheit aufweist, die dazu ausgelegt ist, zum Öffnen zumindest des ersten Bodenteils die mindestens eine Befestigungseinrichtung zu lösen, insbesondere wobei die Befestigungslöseeinheit eine Sprengeinheit aufweist, die dazu ausgelegt ist, die mindestens eine Befestigungseinrichtung zu sprengen, und/oder die Befestigungslöseeinheit eine Abschereinheit aufweist, die dazu ausgelegt ist, die mindestens eine als Schraube oder Stift ausgebildete Befestigungseinrichtung zu durchtrennen, und/oder die Befestigungseinrichtung als ein Bolzen oder Stift mit einer Durchgangsöffnung ausgebildet ist, durch welche ein Halte-Stift durchgeführt ist, wobei die Befestigungslöseeinheit dazu ausgebildet ist, den Halte-Stift aus der Durchgangsöffnung zu entfernen, und/oder die Befestigungseinrichtung als eine Schraubeneinrichtung ausgebildet ist, wobei die Befestigungslöseeinheit dazu ausgelegt ist, die Schraubeinrichtung nach oben zumindest aus dem ersten Bodenteil herauszuschrauben.In a further advantageous embodiment of the invention, at least the first base part is arranged with at least one fastening device on the battery housing, with the ejection device having a fastening release unit which is designed to release the at least one fastening device in order to open at least the first base part, in particular with the fastening release unit having a has a blasting unit, which is designed to blast the at least one fastening device, and/or the fastening release unit has a shearing unit, which is designed to cut through the at least one fastening device designed as a screw or pin, and/or the fastening device as a bolt or Pin is formed with a through hole through which a retaining pin is passed, wherein the fastener release unit is adapted to remove the retaining pin from the through hole, and / or the fasteners direction is designed as a screw device, wherein the fastening release unit is designed to unscrew the screw device upwards at least from the first floor part.
Es sind also vielzählige Möglichkeiten bereitgestellt, den Bodenteil zum Beispiel nur einseitig in Form einer Klappe oder allseitig zum Lösen als Ganzes mittels der Befestigungslöseeinheit vom restlichen Batteriegehäuse zu entfernen. Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Gehäuseboden mittels Schrauben, Stifte oder Bolzen am restlichen Batteriegehäuse befestigt ist. Diese Schrauben, Bolzen oder auch Stifte können mittels der beschriebenen Befestigungslöseeinheiten auf einfache und effiziente Weise gelöst werden. Dabei ist es zudem vorgesehen, dass ein möglichst zeitgleiches Lösen der zu lösenden Befestigungseinrichtungen mittels der Befestigungslöseeinheit bewerkstelligt wird. Dies ist vorteilhaft für ein reibungsloses Aufklappen oder Abwerfen des Bodenteils. Hier zeigt sich auch wiederum der große Vorteil im Vergleich zum Abwurf einer Gesamtbatterie, da zum Abwurf einer nur kleineren Batterieeinheit deutlich weniger Befestigungseinrichtungen zeitlich synchron zu lösen sind, was sich deutlich einfacher und zuverlässiger bewerkstelligen lässt.So there are numerous possibilities provided, for example, to remove the base part only on one side in the form of a flap or on all sides to detach it as a whole from the rest of the battery housing by means of the fastening detachment unit. It is advantageous if the bottom of the housing is attached to the rest of the battery housing by means of screws, pins or bolts. These screws, bolts or even pins can be loosened in a simple and efficient manner by means of the fastening release units described. Provision is also made for the fastening devices to be released to be released as simultaneously as possible by means of the fastening release unit. This is advantageous for a smooth unfolding or dropping of the bottom part. This again shows the great advantage compared to dropping an entire battery, since there are significantly fewer fastening devices to drop a smaller battery unit are to be solved synchronously in time, which can be done much more easily and reliably.
Im Übrigen ist die Batterieanordnung vorzugsweise so ausgestaltet, dass sobald die der betreffenden Batterieeinheit zugeordnete Bodenöffnung durch Öffnen des zugeordneten Bodenteils freigegeben ist, die Batterieeinheit schwerkraftbedingt aus dem Kraftfahrzeug herausfällt. Die Batterieeinheit ist also anderweitig nicht am Kraftfahrzeug befestigt, so dass lediglich die mindestens eine Befestigungseinrichtung, über welche der erste Bodenteil am Batteriegehäuse oder am anderen Bauteil der Batterieanordnung befestigt ist, zu lösen ist, um den Abwurf der Batterieeinheit zu bewerkstelligen. Optional kann noch eine zusätzliche Ausstoß-Einrichtung vorgesehen sein, um den Abwurf durch eine zusätzliche Kraftbeaufschlagung der Batterieeinheit zu fördern.In addition, the battery arrangement is preferably designed such that as soon as the floor opening associated with the relevant battery unit is cleared by opening the associated floor part, the battery unit falls out of the motor vehicle due to the force of gravity. The battery unit is not otherwise attached to the motor vehicle, so that only the at least one attachment device, via which the first base part is attached to the battery housing or to the other component of the battery arrangement, has to be released in order to eject the battery unit. Optionally, an additional ejection device can also be provided in order to promote the ejection by applying additional force to the battery unit.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus oder Motorrad ausgestaltet.The motor vehicle according to the invention is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car or truck, or as a passenger bus or motorcycle.
Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Abwerfen einer ersten Batterieeinheit mit mindestens einer ersten Batteriezelle von einem Kraftfahrzeug, wobei die erste Batterieeinheit bezüglich einer Fahrzeughochachse zumindest zum Teil nach unten gerichtet vom Kraftfahrzeug zumindest im Falle einer Detektion eines bestimmten kritischen Zustands zumindest der ersten Batteriezelle abgeworfen wird. Dabei wird zumindest im Falle, dass der bestimmte kritische Zustand der mindestens einen ersten Batteriezelle detektiert wird und nicht für mindestens eine zweite Batteriezelle einer zweiten Batterieeinheit des Kraftfahrzeugs detektiert wird, die erste Batterieeinheit unabhängig von der zweiten Batterieeinheit abgeworfen. Mit anderen Worten wird in diesem Fall die zweite Batterieeinheit nicht abgeworfen, sondern lediglich die erste Batterieeinheit.Furthermore, the invention also relates to a method for dropping a first battery unit with at least one first battery cell from a motor vehicle, the first battery unit being directed at least partially downwards from the motor vehicle with respect to a vertical axis of the vehicle, at least in the event that a specific critical state of at least the first battery cell is detected is dropped. At least in the event that the specific critical state of the at least one first battery cell is detected and not detected for at least one second battery cell of a second battery unit of the motor vehicle, the first battery unit is discarded independently of the second battery unit. In other words, in this case the second battery unit is not ejected, only the first battery unit.
Die für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug und seine Ausgestaltungen beschriebenen Vorteile gelten in gleicher Weise für das erfindungsgemäße Verfahren.The advantages described for the motor vehicle according to the invention and its configurations apply in the same way to the method according to the invention.
Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens hier nicht noch einmal beschrieben.The invention also includes developments of the method according to the invention, which have features as have already been described in connection with the developments of the motor vehicle according to the invention. For this reason, the corresponding developments of the method according to the invention are not described again here.
Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen. Die Erfindung umfasst also auch Realisierungen, die jeweils eine Kombination der Merkmale mehrerer der beschriebenen Ausführungsformen aufweisen, sofern die Ausführungsformen nicht als sich gegenseitig ausschließend beschrieben wurden.The invention also includes the combinations of features of the described embodiments. The invention also includes implementations that each have a combination of the features of several of the described embodiments, unless the embodiments were described as mutually exclusive.
Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
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1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer Batterieanordnung und einer Abwurfeinrichtung zum selektiven Abwerfen von Batterieeinheiten gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
2 eine schematische Detailansicht des Abwurfs einer Batterieeinheit aus einer Batterieanordnung gemäß1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
3 eine schematische Darstellung einer in einem Kompartment des Batteriegehäuses aufgenommenen Batterieeinheit bei geschlossenem Kompartmentboden gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
4 eine schematische Darstellung der Batterieanordnung aus3 bei sich öffnendem Kompartmentboden, welcher als Ganzes abgeworfen wird, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
5 eine schematische Darstellung der Batterieanordnung mit aufklappendem Kompartmentboden gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
6 eine schematische Darstellung einer Batterieanordnung mit mehreren in einem Kompartment aufgenommenen Batterieuntereinheiten gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
7 eine schematische Darstellung einer Befestigungseinrichtung zum Befestigen des Kompartmentbodens und einer Befestigungslöseeinheit zum Lösen der Befestigungseinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, -
8 eine schematische Darstellung einer Befestigungseinheit zur Befestigung des Kompartmentbodens und einer Befestigungslöseeinheit zum Lösen der Befestigungseinrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung; und -
9 eine schematische Darstellung einer Befestigungseinrichtung zum Befestigen des Kompartmentbodens und einer Befestigungslöseeinheit zum Lösen der Befestigungseinrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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1 a schematic representation of a motor vehicle with a battery arrangement and a release device for the selective release of battery units according to an embodiment of the invention; -
2 a schematic detailed view of the dropping of a battery unit from a battery arrangement according to FIG1 according to an embodiment of the invention; -
3 a schematic representation of a battery unit accommodated in a compartment of the battery housing with the compartment floor closed according to an exemplary embodiment of the invention; -
4 a schematic representation of the battery arrangement3 with the compartment floor opening, which is ejected as a whole, according to an exemplary embodiment of the invention; -
5 a schematic representation of the battery assembly with hinged compartment floor according to a further embodiment of the invention; -
6 a schematic representation of a battery arrangement with a plurality of battery subunits accommodated in a compartment according to a further exemplary embodiment of the invention; -
7 a schematic representation of a fastening device for fastening the compartment floor and a fastening release unit for releasing the fastening device according to a first exemplary embodiment of the invention, -
8th a schematic representation of a fastening unit for fastening the compartment floor and a fastening release unit for releasing the fastening device according to a further exemplary embodiment of the invention; and -
9 a schematic representation of a fastening device for fastening the compartment floor and a fastening release unit for releasing the fastening device device according to a further embodiment of the invention.
Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.The exemplary embodiments explained below are preferred embodiments of the invention. In the exemplary embodiments, the described components of the embodiments each represent individual features of the invention that are to be considered independently of one another and that each also develop the invention independently of one another. Therefore, the disclosure is also intended to encompass combinations of the features of the embodiments other than those illustrated. Furthermore, the described embodiments can also be supplemented by further features of the invention that have already been described.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.In the figures, the same reference symbols designate elements with the same function.
Weiterhin weist die Batterieanordnung 12 ein Batteriegehäuse 16 auf. Dieses Batteriegehäuse 16 umfasst dabei einen Gehäuseboden 18. Dieser Gehäuseboden 18 trennt dabei die jeweiligen Batterieeinheiten 14 unterseitig von der Umgebung 20 des Kraftfahrzeugs 10. Die Batterieanordnung 12 ist dabei zudem in einem Unterbodenbereich 22 des Kraftfahrzeugs 10 angeordnet, das heißt unterhalb eines den Passagierraum des Kraftfahrzeugs 10 nach unten begrenzenden Bodens. Die Bezeichnungen „oben“ und „unten“ beziehen sich hierbei insbesondere auf den Verlauf einer Kraftfahrzeughochachse, die parallel zur hier dargestellten z-Richtung ist. Die hier dargestellte z-Richtung weist also nach oben. Zudem stellt das Batteriegehäuse 16 für die jeweiligen Batterieeinheiten 14 einen zugeordneten Aufnahmebereich 24 bereit. Dieser Aufnahmebereich 24 wird im Folgenden auch als Kompartment 24 bezeichnet. Die einzelnen Aufnahmebereiche 24 sind durch jeweilige Seiten- bzw. Trennwände 26 voneinander separiert, wobei in
Weiterhin umfasst die Batterieanordnung 12 auch eine Steuereinrichtung 30. Diese kann gleichzeitig sowohl als eine Detektionseinrichtung 34 zur Detektion eines kritischen Zustands zumindest einer der Batteriezellen der Batterieeinheiten 14 fungieren als auch als eine Abwurfeinrichtungssteuerung 32 zur Steuerung des Abwurfs einzelner oder mehrerer Batterieeinheiten 14. Zur Detektion von kritischen Zuständen der Batteriezellen der Batterieeinheiten 14 kann die Detektionseinrichtung 34 dabei mit in der Batterie beziehungsweise in den einzelnen Kompartments 24 angeordneten Sensoren 34a (vgl.
Zudem ist es auch möglich, dass das Kraftfahrzeug 10 über eine Umfeldsensorik 35 verfügt. Eine solche Umfeldsensorik kann zumindest einen oder mehrere Umfeldsensoren, wie zum Beispiel Kameras, Radare, Lidare, Ultraschallsensoren oder Ähnliches umfassen. Die Umfeldsensorik 35 des Kraftfahrzeugs 10 könnte im Abwurfprozess die Umgebung nach gefährdeten Personen und/oder Einrichtungen und/oder anderen Fahrzeugen und/oder Fahrradfahrern und so weiter scannen und dementsprechend einen Abwurf untersagen oder temporär unterbinden. Die Fahrzeugelektronik könnte eine Route über das Navigationssystem vorschlagen, welche weniger frequentiert ist, wie beispielsweise eine Seitenstraße oder ein Feldweg, und damit besser für einen Abwurf geeignet ist. Zudem könnte der Abwurf eines Batteriemoduls 14 unmittelbar mit einem Notruf gekoppelt sein, durch welchen die Feuerwehr alarmiert werden kann. In Zukunft könnten mit Sand aufgeschüttete Abwurf - und Löschzonen in Städten vorgehalten sein, welche über die Navigation ansteuerbar wären. Das Fahrzeug könnte auch automatisiert die Batteriemodule 14 abwerfen, insbesondere unter Berücksichtigung von Umfeldsensorikdaten, GPS-Standort und so weiter. Trigger für den Abwurf ist z.B. die gemessene Batterietemperatur. Sobald eine Batteriezelle eine kritische Temperatur überschreitet, ist eine thermische Propagation beziehungsweise ein Batteriebrand dieser Zelle nicht mehr zu stoppen. In einem solchen frühen Brandstadium hätte man somit noch genügend Zeit, einen sicheren Abwurfort anzufahren und die Batteriemodule 14, die betroffen sind, abzukoppeln.In addition, it is also possible for
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wäre der Ablauf folgender: Das Fahrzeug 10 registriert einen Thermal-Runaway eines Zellmoduls 14. Der Fahrer wird dringend gebeten, an einem sicheren Ort anzuhalten. Anschließend wird das betroffene HV-Zellmodul 14, wie unten noch näher erläutert, abgeworfen. Dann wird der Fahrer aufgefordert, das Fahrzeug 10 mindestens 10 m von der Abwurfstelle zu entfernen. Dies kann mit Hilfe der Umfeldsensorik 35 auch halbautonom erfolgen. Der große Vorteil besteht zudem darin, dass, wenn nur ein Zellmodul 14 oder zumindest nicht alle Zellmodule 14 abgeworfen werden, das Fahrzeug 10 noch weiterhin fahrfähig ist. Ein zusätzlicher Vorteil ist, dass auch eine Wartung beziehungsweise ein Tausch defekter Zellmodule über diese Art der Konstruktion deutlich einfacher und kostengünstiger vonstattengehen kann. Nach aktuellem Stand der Technik muss die gesamte Hochvoltbatterie entfernt werden, um anschließend den Hochvoltbatteriedeckel zu entfernen. Dies erfordert das Entfernen von Dichtschnüren und eine neue Applikation einer neuen Dichtung und neuer Batteriedeckel. Dies führt entsprechend zu einer deutlich erhöhten Arbeitszeit.In a particularly preferred embodiment, the sequence would be as follows: The
Der Abwurfmechanismus des Kraftfahrzeugs 10 ist dabei aktiv ansteuerbar ausgebildet, insbesondere durch die Abwurfeinrichtungssteuerung 32. Im Falle einer thermischen Propagation einer Zelle beziehungsweise eines Batteriebrands einer Zelle kann eine Entkopplung einzelner HV-Zellmodule, hier der einzelnen Batterieeinheiten 14, vom Fahrzeug 10 ausgelöst werden. Wird eine kritische Temperaturerhöhung in einem solchen HV(Hochvolt)-Zellmodul 14 detektiert, ab welcher der Thermal-Runaway eintritt, so kann dieses betroffene Zellmodul 14 alleinig abgeworfen werden. Dies kann bewerkstelligt werden, indem das Zellmodul 14 über einen zu öffnenden Bodenabschluss, der vorliegend als Bodenteil 28 bezeichnet wird, ausgeleitet werden kann. Dies ist detaillierter noch einmal in
Der Kompartmentboden 28 ist mittels einer Fügetechnik, die im Folgenden als Befestigungseinrichtung 38 bezeichnet wird, an dem restlichen Kompartment beziehungsweise dem restlichen Batteriegehäuse 16 befestigt, zum Beispiel mittels Schrauben, Verklebung, Nieten und/oder Bördelung. Die Fügetechnik, das heißt die Befestigungseinrichtung 38, kann beispielsweise über Absprengen, Aufschrauben, Abscheren, formschlüssig Lösen und so weiter entfernt werden, wie dies später noch näher erläutert wird.The
Zudem können verschiedene Abwurfmechanismen zum Öffnen des betreffenden Kompartmentbodens 28 zum Einsatz kommen, welche grundsätzlich in
Sofern das Kraftfahrzeug 10 beispielsweise nur einen sehr geringen Bodenfreigang aufweist, können auch die einzelnen Zellmodule 14 entsprechend verkleinert ausgeführt werden, dass sie ohne Probleme auch bei tiefen Flachbodenfahrzeugen abgeworfen werden können. Beispielsweise lassen sich die einzelnen Batterieeinheiten 14 noch in Subeinheiten 14b untergliedern, wie dies schematisch in
Im Folgenden sind vorteilhafte mögliche Öffnungsmechanismen zum Öffnen des Kompartmentbodens 28 beschrieben. Hierzu zeigen die
In all diesen Beispielen existiert also eine Befestigungselement-Löseeinheit, die vorliegend als Befestigungslöseeinheit 40 bezeichnet wird. Diese ist im Notfall dazu ausgebildet, alle zu lösenden Befestigungseinrichtungen 38 möglichst zeitgleich und schnell vom betreffenden Kompartment 24 zu lösen, so dass das Zellmodul 14 über die Schwerkraft aus dem Kompartment 24 herausfällt. Zusätzlich kann die elektrische Verbindung 36 so ausgeprägt sein, so dass diese bei einer gewissen Zugkraft (Schwerkraft) versagt.Thus, in all of these examples, a fastener release unit, referred to herein as fastener release unit 40, exists. In an emergency, this is designed to release all
Gemäß einer ersten Ausführungsvariante, die in
In einem weiteren Ausführungsbeispiel, welches in
Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in
Auch weitere Ausführungsformen sind denkbar, die hier nicht explizit dargestellt sind. Beispielsweise kann in einer weiteren Ausführungsform auch eine Schraubereinheit als Befestigungslöseeinheit 40 vorgesehen sein, die elektrisch betrieben ist und die oberhalb eines Gewindes beziehungsweise oberhalb der Schraube 38b angeordnet sein kann, welche über eine mechanische Verbindung, zum Beispiel einem Schlitzschraubenzieher, die Schraube 38b aktiv lösen kann. Die Schrauben 38b können somit ausgehend von der Schraubenspitze aus dem Gewinde herausgedreht werden. Die Kraftübertragung kann mittels üblicher Geometrien erfolgen, zum Beispiel Kreuz-, Schlitz-, Imbus-, Sechskant-, Torx-Geometrie und so weiter. Vorzugsweise erfolgt dabei ein Herausschrauben einer Schraube 38b aus dem Kompartmentboden 28 nach oben, was das Abfallen des Kompartmentbodens 28 oder Aufklappen nach unten erleichtert. Eine solche Schraube 38b kann zum Beispiel von oben durch den Kompartmentboden 28 durchgeschraubt sein und unterseitig mittels einem Gegenstück, zum Beispiel einer Mutter, befestigt sein, die wiederum fest, insbesondere auch drehfest, mit dem Kompartmentboden 28 verbunden ist. Die Schraube könnte alternativ auch nur in ein entsprechendes mit dem Kompartmentboden 28 fest verbundenes Gewindegegenteil mit einem Innengewinde eingeschraubt sein.Other embodiments are also conceivable, which are not explicitly shown here. For example, in a further embodiment, a screwdriver unit can also be provided as a fastening release unit 40, which is electrically operated and which can be arranged above a thread or above the screw 38b, which can actively loosen the screw 38b via a mechanical connection, for example a slotted screwdriver . The screws 38b can thus be unscrewed from the thread starting from the tip of the screw. The power can be transmitted by means of the usual geometries, for example cross, slotted, Allen, hexagonal, torx geometries and so on. A screw 38b is preferably unscrewed upwards from the
Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung ein Batteriemodulabwurf im Falle eines aufkommenden Batteriebrands beziehungsweise einer thermischen Propagation bereitgestellt werden kann, sowie ein optimierter Zellmodulwechsel.Overall, the examples show how the invention can be used to provide battery module shedding in the event of an upcoming battery fire or thermal propagation, as well as an optimized cell module change.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- DE 202017001021 U1 [0002]DE 202017001021 U1 [0002]
- CN 109895720 A [0003]CN 109895720A [0003]
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- WO 2020247704 A1 [0005]WO 2020247704 A1 [0005]
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