DE102022203007A1 - Fahrzeug mit mindestens einem elektrischen Antriebsenergiespeicher und einer Notfall-Stromversorgung - Google Patents

Fahrzeug mit mindestens einem elektrischen Antriebsenergiespeicher und einer Notfall-Stromversorgung Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit mindestens einem elektrischen Antriebsenergiespeicher und einer Notfall-Stromversorgung, wobei der elektrische Antriebsenergiespeicher durch die elektrische Verschaltung mehrerer Batteriezellen (14) gebildet ist, wobei die Notfall-Stromversorgung durch eine alternative Verschaltung einer Teilmenge der Batteriezellen (14) des Antriebsenergiespeichers gebildet ist und bedarfsweise aktivierbar ist, indem die Teilmenge aus der Verschaltung des Antriebsenergiespeichers ausgekoppelt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit mindestens einem elektrischen Antriebsenergiespeicher und einer Notfall-Stromversorgung. Insbesondere betrifft die Erfindung Kraftfahrzeuge.
  • Unter einem elektrischen Antriebsenergiespeicher im Sinne der Erfindung sind solche elektrischen Antriebsenergiespeicher gemeint, mit welchen das Fahrzeug bestimmungsgemäß über eine gewisse Wegstrecke von mindestens einigen Kilometern, vorzugsweise mindestens 100 Kilometer oder mehr als 200 Kilometer bewegt werden kann, ohne auf andere Energiespeicher zurückzugreifen oder den Energiespeicher aufzuladen. Mit den Antriebsenergiespeichern sind insbesondere Hochvolt-Batteriesysteme für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, gemeint, welche auch als Traktionsbatterien bezeichnet werden. Solche Hochvolt-Batteriesysteme sind üblicherweise in staub- und/oder flüssigkeitsdichten Batteriegehäusen angeordnet. Die von den Hochvolt-Batteriesystemen bereitgestellte Spannung beträgt üblicherweise mindestens 48 V, insbesondere zwischen 48 V und 800 V, bevorzugt zwischen 200 V und 1.000 V und besonders bevorzugt zwischen 400 V und 800 V.
  • Unter einer Notfall-Stromversorgung im Sinne der Erfindung ist insbesondere eine Energieversorgung mit einer Spannung zwischen 5 V und 15 V gemeint, bevorzugt mit 6 V oder 12 V, wie sie von Standard-Kraftfahrzeugbatterien seit Jahrzehnten bekannt ist.
  • Insbesondere betrifft die Erfindung Kraftfahrzeuge, deren Hochvolt-Batteriesysteme aus prismatischen Batteriezellen und/oder aus Rundzellen gebildet sind. Die Batteriezellen weisen insbesondere jeweils eine Zellspannung von 1 V bis 10 V, bevorzugt mit 2 V bis 8 V und besonders bevorzugt mit 2,5 V bis 6 V auf. Die Batteriezellen sind in der Praxis zu Batteriemodulen und die Batteriemodule zu Hochvolt-Batteriesystemen zusammengeschaltet. Alternativ können die Batteriezellen unmittelbar zu einem Hochvolt-Batteriesystem zusammengeschaltet sein.
  • Die Hochvolt-Batteriesysteme erstrecken sich insbesondere über einen Großteil der Fahrzeugbreite (y-Richtung), d.h. über mehr als 50 Prozent der Fahrzeugbreite. Alternativ oder in Ergänzung erstrecken sich die Hochvolt-Batteriesysteme mindestens über eine Länge von 1 Meter, mindestens 1,5 Meter oder mindestens 2 Meter in Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung).
  • In der Praxis werden für Antriebsenergiespeicher insbesondere Lithium-lonen-Batteriezellen einschließlich Eisen-Phosphat-Batteriezellen und Natrium-Batteriezellen verwendet. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Batteriezellen beschränkt.
  • Aus DE 10 2016 222 676 A1 ist ein elektrischer Antriebsenergiespeicher für ein Kraftfahrzeug mit mehreren Haupt-Zellmodulen bekannt, die jeweils mehrere elektrisch miteinander kontaktierte Akkumulatorzellen aufweisen und die zum Bilden eines Haupt-Stromnetzes elektrisch kontaktiert sind. Die Haupt-Zellmodule sind in einem Hauptgehäuse angeordnet, wobei ferner ein Notfall-Zellmodul vorgesehen ist, das mehrere elektrisch miteinander kontaktierte Akkumulatorzellen aufweist und das in einem separaten Notfallgehäuse angeordnet ist. Dieser Energiespeicher hat den Nachteil, dass das Notfallgehäuse zusätzlichen Bauraum und zusätzliches Gewicht für die Notfallfunktion beansprucht.
  • Aus US 2018/0201154 A1 ist eine Anordnung von Normal-Zellmodulen und einem Notfall-Zellmodul bekannt, wobei das Notfall-Zellmodul in Fahrzeugquerrichtung betrachtet sandwichartig rechts und links von den Normal-Zellmodulen umgeben und geschützt im Bereich der Fahrzeugmitte angeordnet ist. Wird eine Kollision detektiert, werden mittels eines Relais die Normal-Zellmodule deaktiviert und das Notfall-Zellmodul aktiviert. Auch diese Anordnung hat den Nachteil, dass das Notfall-Zellmodul zusätzlichen Bauraum und zusätzliches Gewicht für die Notfallfunktion beansprucht.
  • Aus DE 10 2012 015 525 A1 ist ein Kraftwagen mit robuster Niedervolt-Spannungsversorgung bekannt, bei welchem elektrische Bordgeräte über ein elektrisches Bordnetz mit einer elektrischen Niedervolt-Versorgungseinrichtung zum Versorgen der Bordgeräte gekoppelt sind. Die Versorgungseinrichtung weist eine Fahrzeugbatterie als einen ersten elektrischen Niedervolt-Energiespeicher auf. Es soll die Wahrscheinlichkeit erhöht werden, dass auch nach einem Unfall ausgewählte Funktionalitäten noch bereitstehen. Die Versorgungseinrichtung umfasst hierzu einen weiteren, an das Bordnetz angeschlossenen elektrischen Niedervolt-Energiespeicher. Sowohl die Fahrzeugbatterie als auch der zumindest eine weitere Energiespeicher weisen jeweils eine Speicherkapazität auf, die groß genug ist, um auch nach unfallbedingtem Versagen der jeweils anderen Energiespeicher für eine vorbestimmte Höchstzeitdauer eine ausgewählte Gruppe der Bordgeräte zu betreiben. Es ist insoweit eine Redundanz von mindestens zwei Niedervolt-Versorgungseinrichtungen vorgesehen, mit welcher die Wahrscheinlichkeit der Funktionsfähigkeit mit mindestens einem Energiespeicher erhöht wird. Der Einleitung dieses Dokuments zufolge müssen Traktionsbatterien mit einer Spannung von 300 V oder mehr im Falle einer Kollision abgeschaltet werden und sind aus diesem Grund für den Betrieb von Fahrzeugkomponenten ausgeschlossen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeug mit elektrischem Antriebsenergiespeicher und Notfall-Stromversorgung, insbesondere in Form eines Kraftfahrzeuges, mit einer den Bauraum effizient nutzenden Notfall-Stromversorgung zur Verfügung zu stellen.
  • Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruch 1. Weitere praktische Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung sind in Verbindung mit den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug weist mindestens einen elektrischen Antriebsenergiespeicher und mindestens eine Notfall-Stromversorgung auf, wobei der elektrische Antriebsenergiespeicher durch die elektrische Verschaltung mehrerer Batteriezellen gebildet ist und wobei die Notfall-Stromversorgung durch eine alternative Verschaltung einer Teilmenge der Batteriezellen des Antriebsenergiespeichers gebildet ist. Dabei ist die Notfall-Stromversorgung bedarfsweise aktivierbar, indem die Teilmenge aus der Verschaltung des Antriebsenergiespeichers ausgekoppelt wird. Mit anderen Worten ausgedrückt, ist ein erfindungsgemäßes Fahrzeug so gestaltet, dass eine Teilmenge von Batteriezellen eines Antriebsenergiespeichers, insbesondere wenn der Antriebsenergiespeicher nicht mehr nutzbar ist oder - beispielsweise aus Sicherheitsgründen - nicht mehr genutzt werden soll, durch eine alternative Verschaltung noch als Energiespeicher für eine Notfall-Stromversorgung nutzbar sein soll. Die Aktivierung kann optional auch nur dann erfolgen, wenn eine andere Standard-Notfall-Stromversorgung ausfällt oder bereits ausgefallen ist. Mit der Teilmenge der Batteriezellen des Antriebsenergiespeichers kann insoweit eine weitere Energiereserve für Postcrashfunktionen bei Wegfall oder Spannungseinbruch einer Standard-Notfall-Stromversorgung, insbesondere mittels eines 12 V Bordnetztes, bereitgestellt werden.
  • Die Notfall-Stromversorgung kann optional auch für andere Komponenten eines Fahrzeuges genutzt werden, wie beispielsweise ein Airbagsteuergerät, eine e-Call-Funktion, Lenkungssysteme oder sonstige Systeme in Kraftfahrzeugen. Die Verfügbarkeit elektrischer Systeme - und insbesondere von Postcrashsystemen - ist daher bei erfindungsgemäßen Fahrzeugen signifikant erhöht. Die Wahrscheinlichkeit eines erfolgreichen Rettens und Bergens wird daher mit der Erfindung erhöht.
  • In einer praktischen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs ist zur bedarfsweisen Aktivierung der Notfall-Stromversorgung eine Schutzschaltung vorgesehen, mittels welcher der Antriebsenergiespeicher vollständig deaktivierbar ist. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass bei Überschreitung einer bestimmten Temperatur in einem Hochvolt-Batteriesystem, bei Überschreiten bestimmter negativer Beschleunigungswerte, wie sie beispielsweise in Unfallsituationen bei einem Fahrzeugcrash auftreten und/oder im Falle anderer sicherheitsrelevanter Szenarien, wie z.B. bei Detektion eines Fahrzeugbrandes oder Ausfall eines wichtigen Sicherheitssystems, das Hochvolt-Batteriesystem durch Betätigung der Schutzschaltung deaktiviert wird. Aus Sicherheitsgründen können Insassen eines solchen Fahrzeuges dann auch zum sofortigen Verlassen des Fahrzeuges und zum Sich-Entfernen von dem Fahrzeug aufgefordert werden. Sofern das Fahrzeug an einem Unfall beteiligt war oder die für Notfallfunktionen (z.B. Warnblicklicht, elektrische Tür-Entriegelung, elektrische Fensterheber etc.) vorgesehene Energieversorgung nicht mehr funktionsfähig ist, beispielsweise weil eine im Vorderwagen eines Kraftfahrzeuges angeordnete 12 V Batterie oder eine damit verbundene Leitung beschädigt wurde, können die Notfallfunktionen bei einem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug noch genutzt werden, nachdem die alternative Verschaltung der Teilmenge von Batteriezellen des nicht mehr aktiven Antriebsenergiespeichers zur Umnutzung als Notstrom-Versorgung aktiviert wurde.
  • In einer weiteren praktischen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fahrzeuges weist die Schutzschaltung mindestens einen mechanisch wirkenden Trennschalter und/oder mindestens einen elektronisch wirkenden Trennschalter auf. Mechanisch wirkende Trennschalter sind insbesondere dann zu bevorzugen, wenn diese auch die einzige Entkopplung des Antriebsenergiespeichers vom Fahrzeug bewirken, denn in diesem Fall erfolgt eine galvanische und damit mit hoher Sicherheit verbundene Trennung des Hochvolt-Batteriesystems von dem Fahrzeug. Elektronisch wirkende Trennschalter, die etwas kostengünstiger realisierbar sind und mit weniger konstruktivem Aufwand verbunden sind, sind insbesondere dann von Vorteil, wenn diese im Wesentlichen für einen sicherheitsunkritischen Umschaltvorgang nach einer sicheren Entkoppelung des Hochvolt-Batteriesystems von dem Kraftfahrzeug eingesetzt werden.
  • Hinsichtlich der mechanisch wirkenden Trennschalter wird insbesondere auf pyrotechnische Trennschalter verwiesen. Diese haben nicht nur den Vorteil, dass sie mit einem AirbagSteuergerät koppelbar und mit chemischer Antriebsenergie aus einem Airbagsystem versorgt werden können. Aus sicherheitsrelevanten Aspekten liegt ein Vorteil von pyrotechnischen Trennschaltern darin, dass der Schaltvorgang irreversibel ist. Damit ist es praktisch ausgeschlossen, dass nach einer Trennung eines Hochvolt-Batteriesystems von dem Kraftfahrzeug durch eine Fehlbedienung oder eine fehlerhafte Rückkopplung des Systems oder einer sonstigen Fehlbedienung eine Wiederankopplung des Hochvolt-Batteriesystems an das Kraftfahrzeug erfolgt oder voneinander entkoppelte Batteriezellen unbeabsichtigt wieder miteinander verschaltet werden.
  • Schaltungstechnisch vorteilhaft ist es, wenn bei einem erfindungsgemäßen Fahrzeug die Teilmenge der Batteriezellen des Antriebsenergiespeichers aus für den Antriebsenergiespeicher unmittelbar miteinander verschalteten Zellen gebildet ist. Denn in diesem Fall kann die Verschaltung bereits miteinander verschalteter Zellen auch für den späteren Anwendungsfall der Notfall-Stromversorgung genutzt werden, so dass keine vollständig neue Verschaltung einzelner Batteriezellen erforderlich ist. Es ist lediglich erforderlich, einen alternativen Abgriff bereits miteinander verschalteter Batteriezellen zu aktivieren.
  • Die Teilmenge der Batteriezellen der Notfall-Stromversorgung sind vorzugsweise zu einer Betriebsspannung von 6 V oder 12 V zusammengeschaltet. Diese Betriebsspannung entspricht den aus der Praxis bekannten üblichen Bordnetzspannungen, wie sie insbesondere bei Batteriesystemen von Kraftfahrzeugen mit Antriebsaggregaten in Form von Verbrennungsmotoren üblich waren.
  • Um die Gefahr einer Beschädigung derjenigen Batteriezellen eines elektrischen Antriebsenergiespeichers eines erfindungsgemäßen Fahrzeuges bei einem Unfall möglichst gering zu halten, ist die Teilmenge der Batteriezellen der Notfall-Stromversorgung vorzugsweise in einem mittleren Fahrzeugbereich mit einem bestimmten (Mindest-) Abstand zu den Fahrzeugaußenseiten angeordnet.
  • Die Zahl der vorzugsweise mechanischen Trennschalter kann gering gehalten werden, wenn die Teilmenge der Batteriezellen der Notfall-Stromversorgung im Bereich eines Schaltungsendes des Antriebsenergiespeichers angeordnet ist. Denn in diesem Fall genügt es, wenn nur ein Abgriff zwischen zwei miteinander verschalteten Batteriezellen realisiert ist, während der andere Abgriff im Bereich der Zuleitung zu den Batteriezellen erfolgen kann. Dort kann insbesondre dann, wenn bereits separate Trennschalter zum sicheren Deaktivieren des elektrischen Antriebsenergiespeichers vorgesehen sind, ein einfacher Abgriff mittels eines elektrisch wirkenden Trennschalters erfolgen, insbesondere mittels eines Relais.
  • In der Praxis weisen die Batteriezellen von Antriebsenergiespeichern von Fahrzeugen häufig eine Zellspannung von jeweils 1 V bis 6 V auf. Dementsprechend ist die Teilmenge der Batteriezellen der Notfall-Stromversorgung vorzugsweise aus 2 bis 12 Batteriezellen gebildet, insbesondere wenn die Notfall-Stromversorgung eine Spannung von 12 V aufweisen soll.
  • Der Vollständigkeit halber wird noch darauf verwiesen, dass bei einem erfindungsgemäßen Fahrzeug auch mehrere Teilmengen für Notfall-Stromversorgungen vorgesehen sein können. Diese können insbesondere so verschaltet sein, dass diese bei Deaktivierung eines elektrischen Antriebsenergiespeichers alle gleichzeitig aktiviert und kapazitätserhöhend zusammengeschaltet werden. Alternativ können diese auch so verschaltet sein, dass eine Priorisierung definiert ist und zunächst eine Notfall-Stromversorgung aktiviert wird und - sofern diese Notfall-Stromversorgung versagt oder keine Energie mehr bereitstellt, kaskadenartig die nächst höher priorisierte Notfall-Stromversorgung aktiviert wird, bis alle Notfall-Stromversorgungen genutzt wurden.
  • Alternativ oder in Ergänzung zu Vorstehendem kann es vorteilhaft sein, wenn ein zentraler Backup-Speicher für Energiebedarfe im Fahrzeug und eine Steuerung für Notfall-Stromversorgungen vorgesehen sind. So können Fehler in elektrischen Systemen eines Fahrzeuges mittels des Backup-Speichers entdeckt und mittels der Steuerung kurzfristig behoben werden. So kann beispielsweise die Funktionsfähigkeit einer elektrischen Lenkhilfevorrichtung mittels des Backup-Speichers überwacht und - sofern eine mangelnde Stromversorgung detektiert wird - mittels der Steuerung ein Batteriemodul eines Antriebsenergiespeichers deaktiviert werden, um durch Aktivierung einer Notfall-Stromversorgung für die Lenkhilfevorrichtung diese Funktionalität zu Lasten der Reichweite des Kraftfahrzeuges kurzfristig wieder verfügbar zu machen. So kann die Funktionssicherheit eines Fahrzeuges erhöht werden.
  • Weitere praktische Ausführungsformen der Erfindung sind nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
    • 1 ein Kraftfahrzeug mit Markierung eines bevorzugten Bereichs, in welchem sich die Batteriezellen für die Notfall-Stromversorgung befinden, in einer Ansicht von oben,
    • 2 eine schematische Darstellung einiger Batteriezellen eines Antriebsenergiespeichers einschließlich der vollständigen Teilmenge von Batteriezellen der Notfall-Stromversorgung in einer ersten Ausführungsform und
    • 3 eine schematische Darstellung einiger Batteriezellen eines Antriebsenergiespeichers einschließlich der vollständigen Teilmenge von Batteriezellen der Notfall-Stromversorgung in einer zweiten Ausführungsform.
  • 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 10 in einer Ansicht von oben. Mit x ist die Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) nach vorne und mit y die Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) gekennzeichnet. Die Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) erstreckt sich aus der Blattebene heraus. Mit dem durch die gestrichelte Linie 12 dargestellten Rechteck ist der Bereich gekennzeichnet, in welchem sich vorzugsweise alle Batteriezellen eines nicht dargestellten Antriebsenergiespeichers befinden, welche wie nachfolgend anhand der Ausführungsbeispiele in den 2 und 3 beschrieben, für eine - ebenfalls nicht dargestellte - Notfall-Stromversorgung nutzbar sind.
  • Das Rechteck befindet sich vorzugsweise in Fahrzeuglängsrichtung hinter der nicht dargestellten Vorderachse und vor der nicht dargestellten Hinterachse des Kraftfahrzeuges 10. In Fahrzeugquerrichtung erstreckt sich das Rechteck über einen Bereich, der gegenüber der Fahrzeuglängsmittelachse zentriert ist über maximal 80 Prozent der Fahrzeugbreite. Mit anderen Worten, beträgt der Abstand von der jeweiligen Fahrzeugaußenseite in Fahrzeugquerrichtung vorzugsweise mindestens 10 Prozent je Fahrzeugseite, bevorzugt mindestens 15 Prozent und weiter bevorzugt je mindestens 20 Prozent. In Fahrzeuglängsrichtung gilt das Gleiche mit den gleichen Werten entsprechend, wobei hier die Prozentwerte auch auf die üblicherweise größere Fahrzeuglänge bezogen sind. Beträgt beispielsweise die Fahrzeugbreite 2 m und die Fahrzeuglänge 5 m, liegt das Rechteck von Vorder- und Rückseite aus vorzugsweise mindestens 0,5 m beabstandet und von der rechten und linken Außenseite des Fahrzeugs her mindestens 0,2 m beabstandet. Dadurch ergibt sich ein Maß des Rechtecks von 4 m Länge und 1,6 m Breite.
  • 2 zeigt eine ersten Ausführungsform einer Verschaltung von zehn Batteriezellen 14 zu einem Batteriemodul. Jede der Batteriezellen 14 weist in diesem Beispiel eine Spannung von 4 V auf, so dass sich ein Hochvolt-Batteriemodul 18 mit zehn Batteriezellen 14 und einer Spannung von 40 V ergibt. Mehrere solcher Batteriemodule 18 sind in dem in 1 dargestellten Kraftfahrzeug 10 so miteinander zusammengeschaltet, dass sich ein nicht dargestellter Antriebsenergiespeicher in Form eines Hochvolt-Batteriesystems ergibt, insbesondere mit einer Spannung von 100 V, 200 V, 400 V, 600 V oder 800 V.
  • Mit den durchgezogenen Linien 16 in 2 sind die Hochvolt-Zellverbindungen der Batteriezellen sowie die Hochvolt-Verbindungsleitung gekennzeichnet. Wird es durch einen Unfall oder ein anderes Ereignis erforderlich, das Hochvolt-Batteriemodul 18 zu deaktivieren, werden durch die Kreise 20 nur schematisch dargestellte Trennschalter T aktiviert, wodurch die mit in den Kreisen 20 befindlichen Hochvolt-Zellverbindungen, repräsentiert durch die in den Kreisen 20 befindlichen Linien 16, getrennt werden. Dadurch sind nur noch die drei mit den Buchstaben N1, N2 und N3 gekennzeichneten Batteriezellen 14 miteinander verschaltet. Die Trennung der in dem linken Kreis 20 befindlichen Hochvolt-Zellverbindung geht einher mit einer Verschaltung der mit N1 gekennzeichneten Batteriezelle 14 mit der gestrichelten Linie 22. Die Trennung der in dem rechten Kreis 20 befindlichen Hochvolt-Zellverbindung geht einher mit einer Verschaltung der mit N3 gekennzeichneten Batteriezelle 14 mit der strichpunktierten Linie 24. Dadurch werden die Batteriezellen N1, N2 und N3 zu einem Energiespeicher einer Notfall-Stromversorgung zusammengeschaltet, welche eine Spannung von 12 V aufweist. Das Hochvolt-Batteriemodul 18 ist zuvor mittels der Trennschalter T galvanisch von dem Antriebsenergiespeicher getrennt worden, so dass keine Sicherheitsbedenken hinsichtlich der Nutzung der Batteriezellen N1, N2, N3 für die Notfall-Stromversorgung bestehen.
  • 3 zeigt eine weitere Ausführungsform, die - soweit im Folgenden nicht abweichend beschrieben - im Vergleich zu der Ausführungsform aus 2 identisch oder zumindest funktionsgleich gestaltet ist. Für identische oder zumindest funktionsgleiche Elemente werden daher die gleichen Bezugszeichen wie in 2 verwendet.
  • Abweichend zu der Ausführungsform aus 2 sind bei dem Ausführungsbeispiel aus 3 im Bereich der Hochvolt-Verbindungsleitung zwei Schalter 26 vorgesehen, um die Hochvolt-Verbindung zu dem Kraftfahrzeug 10 durch Ansteuerung dieser Schalter 26 auf einfache Art und Weise trennen zu können. Ferner sind bei der Ausführungsform gemäß 3 insgesamt vier Batteriezellen N1, N2, N3, N4 für die Notfall-Stromversorgung vorgesehen. Wenn auch hier die Notfall-Stromversorgung mit einer Spannung von 12 V erfolgt, weist eine Batteriezelle 14 demzufolge nur eine Spannung von 3 V auf. Das Batteriemodul 18 weist dann dementsprechend eine Spannung von 30 V auf. Es genügt bei der in 3 gezeigten Ausführungsform nur einen wiederum als Kreis 20 dargestellten Trennschalter T vorzusehen, um die Verbindung zu der mit der strichpunktierten Linie 24 dargestellten Leitung der Notfall-Stromversorgung herzustellen. Die Verbindung zu der Leitung 22 kann in dieser Ausführungsform mittels eines - hier als Kreis 28 dargestellten - einfachen Relais R erfolgen. Dies gilt insbesondere, weil die Trennung der in 3 ganz links angeordneten, äußeren Batteriezelle 14 bereits mittels des oberen Schalters 26 sichergestellt wurde. Es genügt insoweit, wenn die Verbindung zwischen der mit der gestrichelten Linie 22 dargestellten Leitung und der von der Batteriezelle N1 wegführenden Leitung, welche mit der durchgezogenen Linie 16 dargestellt ist, mittels eines einfachen Schalters bzw. Relais R erfolgt.
  • Die in der vorliegenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. Die Erfindung kann im Rahmen der Ansprüche und unter Berücksichtigung der Kenntnisse des zuständigen Fachmanns variiert werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Kraftfahrzeug
    12
    gestrichelte Linie (Rechteck für Batteriezellen-Bereich)
    14
    Batteriezelle
    16
    durchgezogene Linie (Hochvolt-Leitung und Zellverbindungen)
    18
    Hochvolt-Batteriemodul
    20
    Kreis
    22
    gestrichelte Linie (12 V Masseleitung, insbesondere Chassis)
    24
    strichpunktierte Linie (12 V Plusleitung)
    26
    Schalter
    28
    Kreis
    N1
    Batteriezelle der Notstrom-Versorgung
    N2
    Batteriezelle der Notstrom-Versorgung
    N3
    Batteriezelle der Notstrom-Versorgung
    N4
    Batteriezelle der Notstrom-Versorgung
    R
    Relais
    T
    Trennschalter
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102016222676 A1 [0007]
    • US 20180201154 A1 [0008]
    • DE 102012015525 A1 [0009]

Claims (10)

  1. Fahrzeug mit mindestens einem elektrischen Antriebsenergiespeicher und einer Notfall-Stromversorgung, wobei der elektrische Antriebsenergiespeicher durch die elektrische Verschaltung mehrerer Batteriezellen (14) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Notfall-Stromversorgung durch eine alternative Verschaltung einer Teilmenge der Batteriezellen (14) des Antriebsenergiespeichers gebildet ist und bedarfsweise aktivierbar ist, indem die Teilmenge aus der Verschaltung des Antriebsenergiespeichers ausgekoppelt wird.
  2. Fahrzeug nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zur bedarfsweisen Aktivierung der Notfall-Stromversorgung eine Schutzschaltung vorgesehen ist, mittels welcher der Antriebsenergiespeicher vollständig deaktivierbar ist.
  3. Fahrzeug nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschaltung mindestens einen mechanisch wirkenden Trennschalter (T) und/oder mindestens einen elektronisch wirkenden Trennschalter (T) aufweist.
  4. Fahrzeug nach einem der beiden vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschaltung mindestens einen pyrotechnischen Trennschalter (T) aufweist.
  5. Fahrzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilmenge der Batteriezellen (14) des Antriebsenergiespeichers aus für den Antriebsenergiespeicher unmittelbar miteinander verschalteten Zellen gebildet ist.
  6. Fahrzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilmenge der Batteriezellen (14) der Notfall-Stromversorgung zu einer Betriebsspannung von 6 V oder 12 V zusammengeschaltet sind.
  7. Fahrzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilmenge der Batteriezellen (14) der Notfall-Stromversorgung in einem mittleren Fahrzeugbereich mit Abstand zu den Fahrzeugaußenseiten angeordnet sind.
  8. Fahrzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilmenge der Batteriezellen (14) der Notfall-Stromversorgung im Bereich eines Schaltungsendes des Antriebsenergiespeichers angeordnet ist.
  9. Fahrzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilmenge der Batteriezellen (14) der Notfall-Stromversorgung aus 2 bis 12 Batteriezellen gebildet ist.
  10. Fahrzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Teilmengen für Notfall-Stromversorgungen vorgesehen sind und/oder ein zentraler Backup-Speicher für Energiebedarfe im Fahrzeug und eine Steuerung für Notfall-Stromversorgungen vorgesehen sind.
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