DE102022133635A1

DE102022133635A1 - Device and method for detecting mechanical effects on at least one battery of a vehicle

Info

Publication number: DE102022133635A1
Application number: DE102022133635.2A
Authority: DE
Inventors: Thomas Niemann; Hauke Baumgärtel; Julien BUNGALSKI; Paul Deron; Daniel Peretzki; Daniel Zöllner
Original assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2022-12-16
Filing date: 2022-12-16
Publication date: 2024-06-27

Abstract

Bei einer Vorrichtung zur Erfassung von mechanischen Einwirkungen auf mindestens eine Batterie eines Fahrzeuges, wobei die Batterie im Bodenbereich des Fahrzeuges angeordnet ist und wobei die Batterie mit mindestens einer Unterbodenabdeckung des Fahrzeuges zumindest abschnittsweise abgedeckt ist, ist erfindungswesentlich vorgesehen, dass die Vorrichtung mindestens einen Schadenssensor aufweist, dass der Schadenssensor schwingungsleitend mit der Unterbodenabdeckung verbunden ist und dass der Schadenssensor messsignalleitend mit einer Auswerteeinrichtung verbunden ist. Zudem betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung von mechanischen Einwirkungen mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.In a device for detecting mechanical effects on at least one battery of a vehicle, wherein the battery is arranged in the floor area of the vehicle and wherein the battery is at least partially covered by at least one underbody cover of the vehicle, it is essential to the invention that the device has at least one damage sensor, that the damage sensor is connected to the underbody cover in a vibration-conducting manner and that the damage sensor is connected to an evaluation device in a measurement-signal-conducting manner. In addition, the invention relates to a vehicle with a device according to the invention and a further aspect of the invention relates to a method for detecting mechanical effects using a device according to the invention.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung von mechanischen Einwirkungen auf mindestens eine Batterie eines Fahrzeuges, wobei die Batterie im Bodenbereich des Fahrzeuges angeordnet ist und wobei die Batterie mit mindestens einer Unterbodenabdeckung des Fahrzeuges zumindest abschnittsweise abgedeckt ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Erfassung von mechanischen Einwirkungen mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.The invention relates to a device for detecting mechanical effects on at least one battery of a vehicle, wherein the battery is arranged in the floor area of the vehicle and wherein the battery is at least partially covered by at least one underbody cover of the vehicle. The invention further relates to a method for detecting mechanical effects using a device according to the invention.

Beispielsweise bei Elektrofahrzeugen kommen Hochvolt-Batterien zum Einsatz, in denen die zur Versorgung des elektrischen Antriebes benötigte Energie gespeichert ist. Ein bevorzugter Verbauort von Hochvolt-Batterien im Fahrzeug ist der Unterbodenbereich. Hierbei kann die Batterie zum Schutz vor äußeren Einwirkungen durch eine Unterbodenabdeckung abgedeckt sein. Schäden an der Hochvolt-Batterie können unter Umständen zu Folgeschäden führen oder auch Bedrohungen für sich in der Nähe befindende Personen oder sich im Fahrzeug befindende Personen zur Folge haben. Beispielsweise kann bei einer Beschädigung einer Hochvolt-Batterie die Gefahr eines elektrischen Schlages an frei zugänglichen Stellen für Personen bestehen, zum anderen kann durch eine Beschädigung beispielsweise ein Brand ausgelöst werden. Zur Erkennung von Schäden an der Batterie sind Batteriemanagementsysteme bekannt. Bei diesen kann das Problem bestehen, dass Beschädigungen an den Batteriezellen durch das Batteriemanagementsystem erst erkannt werden, wenn diese zu weit fortgeschritten sind und sich somit Folgeschäden nicht mehr verhindern lassen. Beschädigungen können beispielsweise durch mechanische Einwirkungen, beispielsweise das Aufsetzen des Fahrzeuges während der Fahrt, verursacht werden.For example, electric vehicles use high-voltage batteries in which the energy required to supply the electric drive is stored. A preferred installation location for high-voltage batteries in the vehicle is the underbody area. The battery can be covered by an underbody cover to protect it from external influences. Damage to the high-voltage battery can, under certain circumstances, lead to consequential damage or pose a threat to people nearby or in the vehicle. For example, if a high-voltage battery is damaged, there is a risk of electric shock to people in freely accessible places, and damage can also cause a fire, for example. Battery management systems are known for detecting damage to the battery. The problem with these systems can be that damage to the battery cells is only detected by the battery management system when it is too advanced and consequential damage can therefore no longer be prevented. Damage can be caused by mechanical influences, such as the vehicle hitting the ground while driving.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung, ein Fahrzeug mit der Vorrichtung und ein Verfahren zur Erfassung von mechanischen Einwirkungen auf eine Batterie vorzuschlagen, bei der zwischen kritischen und unkritischen Kontakten unterschieden werden kann.The invention is based on the object of proposing a device, a vehicle with the device and a method for detecting mechanical effects on a battery, in which a distinction can be made between critical and non-critical contacts.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved with a device having the features of patent claim 1 and with a method having the features of patent claim 8. Further developments and advantageous embodiments are specified in the subclaims.

Bei einer Vorrichtung zur Erfassung von mechanischen Einwirkungen auf mindestens eine Batterie eines Fahrzeuges, wobei die Batterie im Bodenbereich des Fahrzeuges angeordnet ist und wobei die Batterie mit mindestens einer Unterbodenabdeckung des Fahrzeuges zumindest abschnittsweise abgedeckt ist, ist erfindungswesentlich vorgesehen, dass die Vorrichtung mindestens einen Schadenssensor aufweist, dass der Schadenssensor schwingungsleitend mit der Unterbodenabdeckung verbunden ist und dass der Schadenssensor messsignalleitend mit einer Auswerteeinrichtung verbunden ist. Elektrofahrzeuge weisen mindestens eine Batterie auf, die zumeist im Bodenbereich des Fahrzeuges verbaut ist und mit einer Unterbodenabdeckung abgedeckt ist. Um Beschädigungen an der Batterie und/oder der Unterbodenabdeckung frühzeitig zu erkennen, ist an der Unterbodenabdeckung mindestens ein, vorzugsweise sind mehrere, Schadenssensor angeordnet. Bei einem Schadenssensor kann es sich um einen vibroakustischen Sensor, beispielsweise einen Körperschallsensor, handeln, durch den sich auf der Unterbodenabdeckung ausbreitende Schwingungen erfasst werden können. Der Körperschallsensor kann beispielsweise ein piezoelektrisches Element aufweisen. Bei den Schwingungen kann es sich insbesondere um die durch ein Berührungsereignis, beispielsweise beim Aufsetzen des Unterbodens während der Fahrt, erzeugte Schwingungen handeln. Bestimmte Beschädigungen der Unterbodenabdeckung, beispielsweise ein Bruch der Unterbodenabdeckung, erzeugen identifizierbare Schwingungsspektren. Bei der Erfassung eines entsprechenden Schwingungsspektrums mittels eines Körperschallsensors kann somit auf das entsprechende Schadensereignis geschlossen werden. Zur Auswertung der mittels des Schadenssensors erfassten Schwingungssignale kann eine Auswerteeinrichtung, beispielsweise in Form einer Recheneinheit, eines Bordcomputers oder Ähnliches vorgesehen sein. Alternativ zu einem Körperschallsensor kann auch ein Beschleunigungssensor als Schadenssensor vorgesehen sein, durch den die bei einer Beschädigung erzeugten Beschleunigungswerte erfasst und ausgewertet werden können. Die Schadenssensoren sind messsignalleitend mit einer Auswerteeinrichtung verbunden, wobei es sich hierbei um eine Kabelverbindung, eine Funkverbindung oder Ähnliches handeln kann. Durch die Anordnung von Schadenssensoren im schwingungsleitenden Kontakt mit der Unterbodenabdeckung kann eine frühzeitige Erfassung von mechanischen Einwirkungen, die potenziell eine Gefahr für die im Fahrzeug verbaute Hochvolt-Batterie darstellen, erkannt werden.In a device for detecting mechanical effects on at least one battery of a vehicle, the battery being arranged in the floor area of the vehicle and the battery being covered at least in sections by at least one underbody cover of the vehicle, it is essential to the invention that the device has at least one damage sensor, that the damage sensor is connected to the underbody cover in a vibration-conducting manner, and that the damage sensor is connected to an evaluation device in a measurement-signal-conducting manner. Electric vehicles have at least one battery, which is usually installed in the floor area of the vehicle and covered by an underbody cover. In order to detect damage to the battery and/or the underbody cover at an early stage, at least one, preferably several, damage sensors are arranged on the underbody cover. A damage sensor can be a vibroacoustic sensor, for example a structure-borne sound sensor, by means of which vibrations propagating on the underbody cover can be detected. The structure-borne sound sensor can have a piezoelectric element, for example. The vibrations can in particular be vibrations generated by a contact event, for example when the underbody touches the ground while driving. Certain types of damage to the underbody cover, for example a break in the underbody cover, generate identifiable vibration spectra. When a corresponding vibration spectrum is recorded using a structure-borne sound sensor, the corresponding damage event can be determined. An evaluation device, for example in the form of a computing unit, an on-board computer or similar, can be provided to evaluate the vibration signals recorded by the damage sensor. As an alternative to a structure-borne sound sensor, an acceleration sensor can also be provided as a damage sensor, by means of which the acceleration values generated in the event of damage can be recorded and evaluated. The damage sensors are connected to an evaluation device in a measuring signal-conducting manner, which can be a cable connection, a radio connection or similar. By arranging damage sensors in vibration-conducting contact with the underbody cover, early detection of mechanical impacts that potentially pose a risk to the high-voltage battery installed in the vehicle can be achieved.

In einer Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem Schadenssensor um einen Körperschallsensor. Bei einem Körperschallsensor kann es sich beispielsweise um eine piezoelektrische Folie, eine piezoelektrische Keramik oder Ähnliches handeln. Der Körperschallsensor kann mit der Unterbodenabdeckung verbunden werden, wobei hier eine besonders platzsparende Anordnung möglich ist.In one embodiment of the invention, the damage sensor is a structure-borne sound sensor. A structure-borne sound sensor can be, for example, a piezoelectric film, a piezoelectric ceramic or something similar. The structure-borne sound sensor can be connected to the underbody cover, whereby a particularly space-saving arrangement is possible here.

In einer alternativen Ausführungsform handelt es sich bei dem Schadenssensor um einen Beschleunigungssensor, der zur Erfassung von Schwingungen mit dem Unterboden des Fahrzeuges verbunden wird.In an alternative embodiment, the damage sensor is an acceleration sensor that is connected to the underbody of the vehicle to detect vibrations.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist der mindestens eine Schadenssensor schwingungsleitend mit der Unterbodenabdeckung verklebt. Bei der Verklebung handelt es sich insbesondere um eine harte Verklebung, so dass Schwingungen, die sich auf der Unterbodenabdeckung des Fahrzeuges ausbreiten, zuverlässig erkannt werden können. Durch die harte Verklebung werden die Schwingungen direkt an den Schadenssensor weitergeleitet, wobei die Verklebung möglichst keine dämpfenden Eigenschaften aufweist, um eine genaue Erfassung der Schwingungen zu ermöglichen.In one embodiment of the invention, the at least one damage sensor is bonded to the underbody cover in a vibration-conducting manner. The bond is in particular a hard bond so that vibrations that spread on the underbody cover of the vehicle can be reliably detected. The hard bond means that the vibrations are passed on directly to the damage sensor, with the bond having as few damping properties as possible in order to enable precise detection of the vibrations.

In einer Ausführungsform der Erfindung bildet der Schadenssensor eine Baueinheit mit der Auswerteeinrichtung aus. Der Schadenssensor kann eine Baueinheit mit einer Auswerteeinrichtung, beispielsweise einer Recheneinheit ausbilden, so dass eine effiziente Montage des Sensorsystems möglich ist. Durch die direkte beieinanderliegende Anordnung der Auswerteeinrichtung und des Schadenssensors sind sehr schnelle Auswertungen der aufgenommenen Messdaten möglich, da eine hohe Datenübertragungsrate zwischen dem Schadenssensor und der Auswerteeinrichtung gewährleistet ist. Alternativ können die von den Schadenssensoren aufgenommenen Messwerte auch in einer zentralen Recheneinheit, beispielsweise im Bordcomputer des Fahrzeuges, ausgewertet werden.In one embodiment of the invention, the damage sensor forms a structural unit with the evaluation device. The damage sensor can form a structural unit with an evaluation device, for example a computing unit, so that efficient assembly of the sensor system is possible. The arrangement of the evaluation device and the damage sensor directly next to each other enables very fast evaluations of the recorded measurement data, since a high data transmission rate between the damage sensor and the evaluation device is guaranteed. Alternatively, the measured values recorded by the damage sensors can also be evaluated in a central computing unit, for example in the vehicle's on-board computer.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist der Schadenssensor an der der Batterie zugewandten Seite der Unterbodenabdeckung angeordnet. Durch die Anordnung des Schadenssensors an der der Umgebung des Fahrzeuges abgewandten Seite ist der Schadenssensor weitestgehend gegen äußere Einflüsse geschützt, während eine Erfassung der durch die Schwingungen erzeugten Messsignale sichergestellt ist.In one embodiment of the invention, the damage sensor is arranged on the side of the underbody cover facing the battery. By arranging the damage sensor on the side facing away from the vehicle's surroundings, the damage sensor is largely protected against external influences, while the detection of the measurement signals generated by the vibrations is ensured.

Zudem betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.Furthermore, the invention relates to a vehicle with a device according to the invention.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung von mechanischen Einwirkungen mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, insbesondere zur Erfassung von Schadensereignissen an mindestens eine Batterie eines Fahrzeuges, wobei die Batterie im Bodenbereich des Fahrzeuges angeordnet und mit einer Unterbodenabdeckung abgedeckt ist, wobei mittels mindestens eines Schadenssensors mindestens ein sich auf der Unterbodenabdeckung ausbreitendes Schwingungssignal erfasst wird, wobei das erfasste Schwingungssignal mit einer Auswerteeinrichtung ausgewertet wird, wobei durch die Auswertung der Schwingungssignale auf die Intensität der mechanischen Einwirkung geschlossen wird und wobei die mechanische Einwirkung auf Basis der Intensität der mechanischen Einwirkung hinsichtlich eines Risikos einer Beschädigung der Batterie bewertet wird. Mittels mindestens eines Schadenssensors, vorzugsweise mittels mehrerer Schadenssensoren, wobei es sich bei einem Schadenssensor um einen Körperschallsensor, einen Beschleunigungssensor oder Ähnliches handeln kann, werden sich auf der Unterbodenabdeckung des Fahrzeuges ausbreitende Schwingungen erfasst. Hierzu sind die Schadenssensoren schwingungssignalleitend mit der Unterbodenabdeckung verbunden. Die mit einem Schadenssensor erfassten Schwingungssignale werden mit einer Auswerteeinrichtung, beispielsweise mit einer Recheneinheit, ausgewertet. Hierbei wird beispielsweise die Intensität der Schwingungssignale, beispielsweise die Schwingungsamplitude, und/oder deren Frequenzspektrum erfasst. Auf Basis der Schwingungsintensität, also auf Basis der Intensität der mechanischen Einwirkung wird ein Risiko einer Beschädigung der Fahrzeugbatterie ermittelt. Beispielsweise kann ein vibroakutisches Signal mittels integrierter Hardware vorkonditioniert und in ein digitales Signal gewandelt digitale Signal kann anschließend mittels Software hinsichtlich definierter Merkmale im Zeitbereich und Frequenzbereich ausgewertet werden. So kann beispielsweise unterschieden werden, ob eine mechanische Einwirkung nur ein Steinschlag ist, der kein Risiko für die Beschädigung der Batterie darstellt, oder ob beispielsweise das Fahrzeug während der Fahrt mit der Unterbodenabdeckung auf ein Hindernis aufgesetzt ist, wobei durchaus eine Beschädigung der Unterbodenabdeckung und somit der Batterie erfolgen kann. Somit können frühzeitig mechanische Einwirkungen aufgrund besonderer Ereignisse erfasst werden, die ein Risiko einer Beschädigung der Fahrzeugbatterie darstellen. Dies kann auch im geparkten Zustand des Fahrzeuges erfolgen und beispielsweise in einem Fehlerspeicher gespeichert werden. Die Software zur Auswertung des vibroakustischen Signals kann auf einer eingebetteten Rechenkomponente im Sensor oder auf einem zentralen Steuergerät im Fahrzeug laufen. Eine zentrale Verarbeitung der Signale hat den Vorteil, dass die Informationen mehrerer Sensoren fusioniert werden können, wodurch eine robustere Bestimmung des Schadensortes und eine Signal-Plausibilisierung der Sensorknoten gegeneinander möglich ist. Hierdurch kann eine Robustheit gegenüber Störeinflüssen erreicht werden. Unkritische Events an der Unterbodenabdeckung können systemseitig ignoriert werden oder z.B. in einem Fehlerspeicher für eventuelle Untersuchungen abgelegt werden.A further aspect of the invention relates to a method for detecting mechanical impacts using a device according to the invention, in particular for detecting damage events on at least one battery of a vehicle, the battery being arranged in the floor area of the vehicle and covered with an underbody cover, at least one vibration signal propagating on the underbody cover being detected by means of at least one damage sensor, the detected vibration signal being evaluated by an evaluation device, the intensity of the mechanical impact being determined by evaluating the vibration signals, and the mechanical impact being assessed on the basis of the intensity of the mechanical impact with regard to a risk of damage to the battery. Vibrations propagating on the underbody cover of the vehicle are detected by means of at least one damage sensor, preferably by means of several damage sensors, a damage sensor being a structure-borne sound sensor, an acceleration sensor or the like. For this purpose, the damage sensors are connected to the underbody cover in a way that conducts vibration signals. The vibration signals recorded with a damage sensor are evaluated using an evaluation device, for example a computing unit. For example, the intensity of the vibration signals, such as the vibration amplitude, and/or their frequency spectrum is recorded. The risk of damage to the vehicle battery is determined on the basis of the vibration intensity, i.e. the intensity of the mechanical impact. For example, a vibroacoustic signal can be preconditioned using integrated hardware and converted into a digital signal. The digital signal can then be evaluated using software with regard to defined characteristics in the time domain and frequency domain. For example, a distinction can be made as to whether a mechanical impact is just a stone chip, which poses no risk of damage to the battery, or whether, for example, the vehicle has hit an obstacle with the underbody cover while driving, which can certainly damage the underbody cover and thus the battery. This means that mechanical impacts due to special events that pose a risk of damage to the vehicle battery can be detected at an early stage. This can also be done when the vehicle is parked and stored, for example, in an error memory. The software for evaluating the vibroacoustic signal can run on an embedded computing component in the sensor or on a central control unit in the vehicle. Central processing of the signals has the advantage that the information from several sensors can be merged, which enables a more robust determination of the location of the damage and a signal plausibility check of the sensor nodes against each other. This makes it possible to achieve robustness against interference. Non-critical events on the underbody cover can be ignored by the system or, for example, stored in an error memory for possible investigations.

In einer Ausführungsform des Verfahrens wird aus der Intensität der mechanischen Einwirkung auf die Art der mechanischen Einwirkung geschlossen. Beispielsweise können Steinschläge oder ähnliche Kontakte zu aufgewirbelten Gegenständen eine geringere Intensität als beispielsweise der Kontakt des Unterbodens mit einem stationären Objekt aufweisen. Anhand der Intensität der Schwingungen, die durch die mechanische Einwirkung verursacht werden, lässt sich mechanische Einwirkung klassifizieren. Insbesondere kann eine Unterscheidung getroffen werden, ob eine Gefahr für die Beschädigung der Batterie besteht oder nicht.In one embodiment of the method, the intensity of the mechanical impact is used to determine the type of mechanical impact. For example, stone chips or similar contact with objects thrown up can have a lower intensity than, for example, the contact of the underbody with a stationary object. Mechanical impact can be classified based on the intensity of the vibrations caused by the mechanical impact. In particular, a distinction can be made as to whether or not there is a risk of damage to the battery.

In einer Weiterbildung des Verfahrens wird der Ort der mechanischen Einwirkung an der Unterbodenabdeckung bestimmt. Insbesondere durch die Verwendung mehrerer Schadenssensoren kann der Ort der mechanischen Einwirkung beispielsweise in X/Y-Koordinaten an der Unterbodenabdeckung genau lokalisiert werden. Aus dem Ort der Einwirkung können Rückschlüsse auf die potenzielle Gefahr für eine Beschädigung der Batterie gezogen werden. So können beispielsweise mechanische Einwirkungen an bestimmten Positionen der Unterbodenabdeckung eine höhere Gefahr für eine Beschädigung der Batterie hervorrufen als an anderen Bereichen.In a further development of the method, the location of the mechanical impact on the underbody cover is determined. In particular, by using several damage sensors, the location of the mechanical impact can be precisely localized on the underbody cover, for example in X/Y coordinates. Conclusions can be drawn from the location of the impact about the potential risk of damage to the battery. For example, mechanical impacts at certain positions on the underbody cover can cause a higher risk of damage to the battery than in other areas.

In einer Ausführungsform des Verfahrens geht der Ort der mechanischen Einwirkung an der Unterbodenabdeckung in die Bewertung der mechanischen Einwirkung hinsichtlich des Risikos einer Beschädigung der Batterie ein. Durch die genaue Lokalisierung der mechanischen Einwirkung an der Unterbodenabdeckung kann das Risiko, das durch die mechanische Einwirkung hervorgerufen wird, genauer bestimmt werden. Bereiche an der Unterbodenabdeckung, bei denen bei einer Beschädigung ein hohes Risiko der Beschädigung der Batterie besteht, können beispielsweise im Vorfeld bestimmt sein und in der Recheneinheit zum Abgleich hinterlegt sein.In one embodiment of the method, the location of the mechanical impact on the underbody cover is included in the assessment of the mechanical impact with regard to the risk of damage to the battery. By precisely locating the mechanical impact on the underbody cover, the risk caused by the mechanical impact can be determined more precisely. Areas on the underbody cover where there is a high risk of damage to the battery in the event of damage can, for example, be determined in advance and stored in the computing unit for comparison.

In einer Weiterbildung des Verfahrens wird bei Erfassung einer mechanischen Einwirkung, die eine Beschädigung der Batterie verursachen kann, ein Informationssignal an den Fahrer ausgegeben. Wenn die Auswertung durch die Auswerteeinrichtung des Schwingungssignals ergibt, dass ein Risiko einer Beschädigung der Fahrzeugbatterie besteht, kann ein Informationssignal an den Fahrer ausgegeben werden. Beispielsweise kann eine Information über ein Display im Fahrzeuginnenraum, beispielsweise über ein Dashboard, ausgegeben werden.In a further development of the method, an information signal is issued to the driver when a mechanical impact is detected that could cause damage to the battery. If the evaluation of the vibration signal by the evaluation device shows that there is a risk of damage to the vehicle battery, an information signal can be issued to the driver. For example, information can be issued via a display in the vehicle interior, for example via a dashboard.

In einer Weiterbildung des Verfahrens wird bei Erfassung einer mechanischen Einwirkung, die eine Beschädigung der Batterie verursachen kann, mindestens eine Gegenmaßnahme zur Abwehr der von der beschädigten Batterie ausgehenden Gefahr eingeleitet. Um zu verhindern, dass durch eine beschädigte Batterie Folgeschäden auftreten, können automatisch nach Erfassung eines potenziell gefährlichen Ereignisses Gegenmaßnahmen eingeleitet werden. Beispielsweise kann hierzu die Batterie vom Bordnetz getrennt werden oder es kann eine Entladung der Batterie durchgeführt werden, um Brände oder Ähnliches zu verhindern.In a further development of the method, when a mechanical impact is detected that could cause damage to the battery, at least one countermeasure is initiated to avert the danger posed by the damaged battery. In order to prevent subsequent damage from occurring due to a damaged battery, countermeasures can be initiated automatically after a potentially dangerous event is detected. For example, the battery can be disconnected from the vehicle electrical system or the battery can be discharged to prevent fires or similar.

In einer Weiterbildung des Verfahrens wird als eine Gegenmaßnahme zur Abwehr der von einer beschädigten Batterie ausgehenden Gefahr eine Trennung der Batterie vom Stromnetz des Fahrzeuges und/oder eine Abschaltung der Batterie und/oder eine Entladung der Batterie eingeleitet. Zur Verhinderung von Bränden oder zur Verhinderung der Gefahr eines Stromschlages für Personen in der Umgebung des Fahrzeuges kann die Batterie beispielsweise entladen oder abgeschaltet werden. Auch weitere Maßnahmen zur Versetzung der Batterie in einen gesicherten Zustand können vorgesehen sein.In a further development of the method, a countermeasure to avert the danger posed by a damaged battery is to disconnect the battery from the vehicle's power supply and/or to switch off the battery and/or to discharge the battery. To prevent fires or to prevent the risk of electric shock to people in the vicinity of the vehicle, the battery can be discharged or switched off, for example. Other measures to put the battery into a safe state can also be provided.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Im Einzelnen zeigen die Darstellungen in:

1: eine schematische Darstellung eines Fahrzeugunterbodens mit einer Abdeckung und einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
2: ein Fahrzeug gemäß 1 in einer schematischen Seitenansicht; und
3: einen Schadenssensor mit einer Unterbodenabdeckung.

The invention is explained in more detail below using an embodiment shown in the figures. The illustrations show in detail:

1 : a schematic representation of a vehicle underbody with a cover and a device according to the invention;
2 : a vehicle in accordance with 1 in a schematic side view; and
3 : a damage sensor with an underbody cover.

In 1 ist ein Fahrzeug 1 in einer Ansicht des Unterbodens mit einer Unterbodenabdeckung 2 und einer darunter verborgenen Batterie 6 des Fahrzeuges dargestellt. An der der Außenseite abgewandten Seite der Unterbodenabdeckung 2 ist ein Schadenssensor 3 dargestellt, der schwingungsleitend mit der Unterbodenabdeckung 2 verbunden ist. Bei dem Schadenssensor 3 kann es sich beispielsweise um einen Beschleunigungssensor oder einen Körperschallsensor handeln. Der Schadenssensor 3 ist mit einer Auswerteeinrichtung 4 verbunden. Bei der Auswerteeinrichtung 4 kann es sich insbesondere um eine Recheneinheit oder Ähnliches handeln. Sich auf der Unterbodenabdeckung 2 ausbreitende Schwingungen können mittels des Schadenssensors 3 erfasst werden und von der Auswerteeinrichtung 4 ausgewertet werden. Insbesondere können hierdurch Schadensereignisse erfasst werden, durch die die unter der Unterbodenabdeckung 2 verborgene Batterie 6 des Fahrzeuges 1 beschädigt sein könnte.In 1 a vehicle 1 is shown in a view of the underbody with an underbody cover 2 and a battery 6 of the vehicle hidden underneath. On the side of the underbody cover 2 facing away from the outside, a damage sensor 3 is shown, which is connected to the underbody cover 2 in a vibration-conducting manner. The damage sensor 3 can be, for example, an acceleration sensor or a structure-borne sound sensor. The damage sensor 3 is connected to an evaluation device 4. The evaluation device 4 can in particular be a computing unit or similar. Vibrations propagating on the underbody cover 2 can be detected by means of the damage sensor 3 and evaluated by the evaluation device 4. In particular, this can be used to detect damage events that could damage the battery 6 of the vehicle 1 hidden underneath the underbody cover 2.

In 2 ist ein Fahrzeug 1 gemäß 1 in einer Seitenansicht dargestellt. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Der Schadenssensor 3 ist mittels einer Klebeverbindung 5 mit der Unterbodenabdeckung 2 verbunden. Unter der Unterbodenabdeckung 2 sind Batterien 6 zum Antrieb des Fahrzeuges 1 verborgen.In 2 is a vehicle 1 according to 1 shown in a side view. Identical components are provided with the same reference numerals. The damage sensor 3 is connected to the underbody cover 2 by means of an adhesive connection 5. Batteries 6 for driving the vehicle 1 are hidden under the underbody cover 2.

In 3 ist ein Schadenssensor 3 gemäß den 1 und 2 dargestellt. Die Klebeverbindung 5 zwischen dem Schadenssensor 3 und der Unterbodenabdeckung 2 ist so ausgebildet, dass Schwingungen, die sich auf der Unterbodenabdeckung 2 ausbreiten, direkt auf den Schadenssensor 3 möglichst ungedämpft übertragen werden, so dass die sich ausbreitenden Schwingungen genau von dem Schadenssensor 3 analysiert und erfasst werden können.In 3 is a damage sensor 3 according to the 1 and 2 The adhesive connection 5 between the damage sensor 3 and the underbody cover 2 is designed such that vibrations that spread on the underbody cover 2 are transmitted directly to the damage sensor 3 with as little dampening as possible, so that the spreading vibrations can be precisely analyzed and recorded by the damage sensor 3.

Claims

Device for detecting mechanical effects on at least one battery (6) of a vehicle (1), wherein the battery (6) is arranged in the floor area of the vehicle (1) and wherein the battery (6) is at least partially covered by at least one underbody cover (2) of the vehicle (1), characterized in that the device has at least one damage sensor (3), that the damage sensor (3) is connected to the underbody cover (2) in a vibration-conducting manner, and that the damage sensor (3) is connected to an evaluation device (4) in a measurement-signal-conducting manner.

Device according to Claim 1 , characterized in that the damage sensor (3) is a structure-borne sound sensor.

Device according to Claim 1 , characterized in that the damage sensor (3) is an acceleration sensor.

Device according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the damage sensor (3) is bonded to the underbody cover (2) in a vibration-conducting manner.

Device according to one of the Claims 1 until 4 , characterized in that the damage sensor (3) forms a structural unit with the evaluation device (4).

Device according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that the damage sensor (3) is arranged on the side of the underbody cover (2) facing the battery (6).

Vehicle with at least one battery (6) arranged in the floor area, which is covered with at least one underbody cover (2), and with at least one device according to one of the preceding claims.

Method for detecting mechanical impacts with a device according to the invention according to one of the preceding claims, in particular for detecting damage events on at least one battery (6) of a vehicle (1), wherein the battery (6) is arranged in the floor area of the vehicle (1) and covered with an underbody cover (2), wherein at least one vibration signal propagating on the underbody cover (2) is detected by means of at least one damage sensor (3), wherein the detected vibration signal is evaluated with an evaluation device (4), wherein the intensity of the mechanical impact is determined by evaluating the vibration signals and wherein the mechanical impact is assessed on the basis of the intensity of the mechanical impact with regard to a risk of damage to the battery (6).

Procedure according to Claim 8 , characterized in that the type of mechanical impact is determined from the intensity of the mechanical impact.

Method according to one of the Claims 8 or 9 , characterized in that the location of the mechanical impact is determined on the underbody cover (2).

Method according to one of the Claims 8 until 10 , characterized in that the location of the mechanical impact on the underbody cover (2) is included in the assessment of the mechanical impact with regard to the risk of damage to the battery (6).

Method according to one of the Claims 8 until 11 , characterized in that upon detection of a mechanical impact which could cause damage to the battery (6), an information signal is output to the driver.

Procedure according to Claim 12 , characterized in that when a mechanical impact is detected which could cause damage to the battery (6), at least one countermeasure is initiated to avert the danger posed by the damaged battery (6).

Procedure according to Claim 13 , characterized in that as a countermeasure to ward off the damage from the battery (6) a separation of the battery (6) from the power supply of the vehicle (1) and/or a shutdown of the battery (6) and/or a discharge of the battery (6) is initiated in response to a danger.