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Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet Fahrzeuge, insbesondere betrifft sie Schutzsysteme für Batteriepacks von Fahrzeugen.
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In den letzten Jahren finden Elektrofahrzeuge oder Hybridfahrzeuge mit Antriebsbatterien als Energiequelle aufgrund zahlreicher Vorzüge wie Emissionsfreiheit, hoher Effizienz usw. immer mehr Beachtung, wobei sich die Unfallsicherheit der Fahrzeuge zu einem Forschungsschwerpunkt entwickelt hat.
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Derzeit sind die Batteriepacks bei Fahrzeugen mit Antriebsbatterie mit der Karosserie der Fahrzeuge fest verbunden und besitzen einen bestimmten Teil, der mit der Karosserie in Richtung Schwerkraft überlagert ist. Bei einer Kollision des Fahrzeugs während der Fahrt wird die durch die Kollision verursachte externe Kraft über die Karosserie, insbesondere über den Türschwellerträger der Karosserie und die Peripherieteile des Batteriepacks, auf das Batteriepackgehäuse übertragen. Dabei führt die übergroße Belastung zu einer übermäßigen Verformung oder Beschädigung des Batteriepackgehäuses, wodurch die Batteriezellen und Hochspannungskomponenten in dem Batteriepack freigelegt werden. Außerdem wirkt die Kollision des Fahrzeugs mit einem Torsionsmoment auf die Peripherieteile des Batteriepacks und führt zu schwerwiegenden Verformungen, wodurch die umgebenden Teile das Batteriepack eingedrückt werden, sodass die Batteriezellen und Module durchbohrt werden, was zur elektrischen Entzündung bis hin zur Explosion führen kann. Dies beeinträchtigt die Sicherheitsleistung des Fahrzeugs erheblich und kann sogar das Leben der Fahrzeuginsassen gefährden.
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Daher ist es das Ziel der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Schutzsystem eines Batteriepacks für ein Fahrzeug bereitzustellen, wobei das Schutzsystem bei einer Kollision des Fahrzeugs aktiv die Höhe des Batteriepacks absenken kann, wodurch der mit der Fahrzeugkarosserie überlagerte Bereich des Batteriepacks verringert oder sogar gänzlich eliminiert werden kann, wodurch grundlegend vermieden werden kann, dass die externe Kraft der Kollision über die Karosserie auf das Batteriepack übertragen wird und verformte Peripherieteile das Batteriepack eindrücken. So kann das Risiko einer Beschädigung des Batteriepacks wirksam verringert und das Entzünden oder Explodieren der Batterie verhindert werden, wodurch die Sicherheitsleistung des Fahrzeugs erhöht wird. Außerdem kann durch das Absenken des Batteriepacks in Richtung Schwerkraft der Schwerpunkt des Fahrzeugs zu einem gewissen Grad abgesenkt werden, wodurch das Überschlagsrisiko bei der Fahrzeugkollision reduziert und damit die Sicherheit der Insassen erhöht werden kann. Außerdem kann ferner zu einem gewissen Grad die Versteifungsstruktur für das Batteriepack optimiert oder reduziert werden, wodurch das Karosseriegewicht und die Kosten reduziert werden.
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Schutzsystem eines Batteriepacks für ein Fahrzeug bereitgestellt, wobei das Schutzsystem mindestens Folgendes umfasst:
- - Mindestens einen Höhenregelmechanismus, wobei der Höhenregelmechanismus als hydraulisch angetriebener Kolbenmechanismus konstruiert ist und mindestens Folgendes besitzt: einen Zylinder, wobei der Zylinder für eine feste Verbindung mit der Fahrzeugkarosserie konfiguriert ist, wobei an dem in Richtung Schwerkraft oberen Teil des Zylinders eine erste Öffnung angeordnet ist und an dem in Richtung Schwerkraft unteren Teil eine zweite Öffnung angeordnet ist; einen Kolben, wobei der Kolben einen in den Zylinder aufgenommenen Kolbenboden und eine mindestens teilweise aus dem Zylinder hervorstehende Kolbenstange besitzt, wobei die Kolbenstange für eine feste Verbindung mit dem Batteriepack konfiguriert ist;
- - eine Erfassungseinheit, wobei die Erfassungseinheit für das Erfassen eines Kollisionssignals des Fahrzeugs konfiguriert ist;
- - ein Steuergerät, wobei das Steuergerät für die Steuerung der Flüssigkeitszufuhr zum Zylinder über die erste Öffnung entsprechend dem Kollisionssignal konfiguriert ist, um das mit der Kolbenstange fest verbundene Batteriepack abzusenken.
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Im Gegensatz zur bestehenden Technik besitzt das Schutzsystem nach der vorliegenden Erfindung einen Höhenregelmechanismus für das Batteriepack, wobei der Höhenregelmechanismus als hydraulisch angetriebener Kolbenmechanismus konstruiert ist. Wenn basierend auf dem von der Erfassungseinheit erfassten Kollisionssignal festgestellt wird, dass eine Kollision des Fahrzeugs stattgefunden hat, führt das Steuergerät dem Zylinder über die am oberen Teil des Zylinders angeordnete erste Öffnung Flüssigkeit zu, wodurch die obere Oberfläche des in den Zylinder aufgenommenen Kolbenbodens mit Druck beaufschlagt wird und der Druck den Kolben nach unten bewegt, sodass das mit der Kolbenstange des Kolbens fest verbundene Batteriepack als Ganzes abgesenkt wird. Dadurch kann der sich in Richtung Schwerkraft mit der Karosserie überlagerte Bereich des Batteriepacks wirksam reduziert oder eliminiert werden, wodurch das Batteriepack aus dem Übertragungsweg der Kollisionskraft genommen wird, sodass grundlegend vermieden wird, dass die Kollisionskraft über die Karosserie auf das Batteriepack übertragen wird, und verhindert wird, dass verformte Peripherieteile das Batteriepack eindrücken, was wirksam die Batteriesicherheit erhöhen und die Reparaturkosten der Batterie reduzieren kann. In diesem Fall ist eine spezielle Versteifungsstruktur in der Karosserie zum Schutz des Batteriepacks nicht mehr erforderlich, sodass die Versteifungsstruktur entfernt oder in Leichtbauweise konstruiert werden kann, wodurch das Karosseriegewicht und die Herstellungskosten gesenkt werden. Außerdem kann die Konstruktion des Batteriepackgehäuses zu einem gewissen Grad optimiert werden, insbesondere die Konstruktion der Längs- und Querträger zur Übertragung der Kollisionskraft, wodurch sich das Volumen der Batteriezellen im Innern des Batteriepacks vergrößert, sodass die Batteriekapazität erhöht wird.
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Gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst die Erfassungseinheit eine oder mehrere der folgenden Gruppen: mindestens einen an der Vorderseite und/oder Seite des Fahrzeugs angeordneten Kraftsensor; einen Beschleunigungssensor; und/oder das Kollisionssignal wird aus dem auf das Fahrzeug wirkenden Kraftsignal und/oder dem Beschleunigungssignal des Fahrzeugs ermittelt. Gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung leitet das Steuergerät, sobald die Erfassungseinheit ein Kollisionssignal erfasst, das einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, die Flüssigkeit durch die erste Öffnung in den Zylinder.
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Gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der Zylinder mit der Karosserie fest verschweißt, wobei an dem Zylinder ein Flansch angeordnet ist und an dem Flansch ein Buckelschweißbereich zum Verschweißen angeordnet ist; und/oder die Kolbenstange ist mit einer Schraube mit dem Batteriepack fest verbunden und die Kolbenstange besitzt an dem vom Kolbenboden gegenüberliegenden Ende eine der Schraube entsprechende Gewindebohrung. Gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung besitzt das Schutzsystem mehrere Höhenregelmechanismen, wobei die Höhenregelmechanismen jeweils an den gegenüberliegenden Enden des Batteriepacks angeordnet sind.
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Gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird die dem Zylinder durch die erste Öffnung zugeführte Flüssigkeitsmenge entsprechend der Größe der Überlagerung von Batteriepack und Fahrzeugkarosserie in Richtung Schwerkraft sowie dem Innendurchmesser des Zylinders bestimmt.
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Gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst das Schutzsystem ferner eine Interaktionseinheit, wobei die Interaktionseinheit dazu konfiguriert ist, die Information über das Absenken des Batteriepacks an den Nutzer des Fahrzeugs zu übermitteln.
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Gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in dem unteren Teil des Zylinders mindestens ein Arretiervorsprung angeordnet, und der Arretiervorsprung ragt in Richtung Schwerkraft mindestens teilweise aus der zweiten Öffnung hervor.
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Gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind der Zylinder und der Kolbenboden grundsätzlich zylinderförmig konstruiert; und/oder an der in Richtung Schwerkraft unteren Oberfläche des Kolbenbodens ist eine Aufnahmenut angeordnet, wobei die Aufnahmenut dem Aufnehmen des Arretiervorsprungs dient; und/oder der Zylinder besitzt zwei Arretiervorsprünge, wobei die Arretiervorsprünge symmetrisch zur Mittelachse des Zylinders angeordnet sind.
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Gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist das Steuergerät ferner dazu konfiguriert, beim Entsprechen von vorgegebenen Wiederherstellungsbedingungen die Flüssigkeitszufuhr über die zweite Öffnung in den Zylinder so zu steuern, dass das fest mit der Kolbenstange verbundene Batteriepack in die normale Betriebsposition angehoben wird.
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Gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfassen die vorgegebenen Wiederherstellungsbedingungen eine oder mehrere der folgenden Gruppen: Es wird ein Wiederherstellungsbefehl des Fahrzeugnutzers empfangen; das Batteriepack ist nicht beschädigt worden; der Aufnahmeraum für das Batteriepack des Fahrzeugs ist nicht verformt worden.
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Gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Flüssigkeit ein Hydrauliköl; und/oder das Schutzsystem umfasst ferner eine Ölpumpeneinheit, und die Ölpumpeneinheit ist über Leitungen mit der ersten Öffnung und der zweiten Öffnung des Zylinders verbunden und elektrisch mit dem Steuergerät verbunden.
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Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren detaillierter beschrieben, sodass die Prinzipien, Besonderheiten und Vorzüge der vorliegenden Erfindung besser verständlich werden. Die Figuren umfassen die folgenden:
- 1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Schutzsystems eines Batteriepacks für ein Fahrzeug gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- 2 zeigt eine Detailansicht eines Höhenregelmechanismus eines Schutzsystems für Batteriepacks von Fahrzeugen gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- 3 zeigt eine Querschnittansicht entlang A-A von 2;
- 4 zeigt eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs mit einem Schutzsystem gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Um die zu lösenden technischen Probleme, die technischen Lösungen und die vorteilhaften technischen Wirkungen der vorliegenden Erfindung weiter zu verdeutlichen, wird die vorliegende Erfindung im Folgenden anhand der Figuren und mehrerer beispielhafter Ausführungsbeispiele noch detaillierter beschrieben. Die hier beschriebenen konkreten Ausführungsbeispiele dienen nur der Erläuterung der vorliegenden Erfindung und sind nicht, als Einschränkung des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung zu verstehen
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In den Beschreibungen der vorliegenden Ausführungsbeispiele basieren Richtungs- oder Positionsbeziehungen wie „oben“, „unten“ usw. auf den in den Figuren gezeigten Richtungs- oder Positionsbeziehungen und dienen nur der Vereinfachung der Beschreibung, drücken aber nicht explizit oder implizit aus, dass die bezeichneten Vorrichtungen oder Bauelemente eine bestimmte Ausrichtung haben, mit einer bestimmten Ausrichtung konstruiert oder in bestimmter Weise betätigt werden müssen, weshalb sie nicht als Einschränkung der vorliegenden Erfindung zu verstehen sind. In der vorliegenden Beschreibung sind, sofern keine anderslautenden Vorgaben und Definitionen bestehen, Fachbegriffe wie „installieren“, „angrenzen“ und „verbinden“ im weitesten Sinne zu verstehen. Beispielsweise kann eine feste Verbindung, eine lösbare Verbindung oder eine Verbindung als Einheit darstellen; es kann eine mechanische Verbindung oder eine elektrische Verbindung gegeben sein; es kann ein direktes Angrenzen oder ein indirektes Angrenzen über ein dazwischenliegendes Element sein, oder es kann eine Verbindung im Innern zweier Elemente sein. Gewöhnliche Fachleute auf dem Gebiet können den Umständen entsprechend die Bedeutung der oben genannten Begriffe in der vorliegenden Offenlegung verstehen.
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1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Schutzsystems 100 eines Batteriepacks für ein Fahrzeug gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 2 zeigt eine Detailansicht eines Höhenregelmechanismus 10 eines Schutzsystems 100 für Batteriepacks von Fahrzeugen gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 3 zeigt eine Querschnittansicht entlang A-A von 2; Dabei ist das Fahrzeug insbesondere ein reines Elektrofahrzeug. Es ist jedoch auch denkbar, dass das Fahrzeug ein Hybridfahrzeug mit Batteriepack ist. Wie in 1 gezeigt, besitzt das Schutzsystem 100 mindestens einen Höhenregelmechanismus 10, wobei der Höhenregelmechanismus als hydraulisch angetriebener Kolbenmechanismus konstruiert ist. Wie in 2 gezeigt, besitzt der Höhenregelmechanismus 10 einen Zylinder 11 und einen Kolben 12, wobei der Kolben 12 einen Kolbenboden 13 und eine Kolbenstange 14 besitzt, wobei der Kolbenboden 13 in dem Zylinder 11 angeordnet ist und den Zylinder 11 in einen oberen Hohlraum und einen unteren Hohlraum aufteilt. In dem oberen Hohlraum und dem unteren Hohlraum befindet sich jeweils Flüssigkeit, insbesondere Hydrauliköl, und durch das Hydrauliköl wird Hydraulikkraft auf die Oberfläche des Kolbenbodens 13 übertragen. Die Kolbenstange 14 ist fest mit dem Kolbenboden 13 verbunden und ragt mindestens teilweise aus dem Zylinder 11 heraus, wodurch bei einer Bewegung des Kolbenbodens 13 die Kolbenstange 14 in vertikaler Richtung bewegt wird. Dabei ist an dem in Richtung Schwerkraft G oberen Teil des Zylinders 11 eine erste Öffnung 1 und an dem in Richtung Schwerkraft G unteren Teil eine zweite Öffnung 2 angeordnet, wobei die erste Öffnung zu dem oberen Hohlraum und die zweite Öffnung zu dem unteren Hohlraum gehört, wobei sich der Kolbenboden 13 zwischen der ersten Öffnung 1 und der zweiten Öffnung 2 bewegt und die Bewegungsrichtung des Kolbenbodens 13 von der Flüssigkeitszufuhr des Zylinders 11 abhängt. Wenn beispielsweise, wie in 2 gezeigt, Flüssigkeit über die erste Öffnung 1 dem oberen Hohlraum des Zylinders 11 zugeführt wird, beaufschlagt die von der Flüssigkeit erzeugte Hydraulikkraft die obere Oberfläche des Kolbenbodens 13, wodurch der Kolbenboden 13 in Richtung Schwerkraft G nach unten gedrückt wird, was dazu führt, dass die Flüssigkeit in dem unteren Hohlraum über die zweite Öffnung 2 aus dem Zylinder 11 ausströmt, wobei sich gleichzeitig auch die Kolbenstange 14 nach unten bewegt. Wenn hingegen Flüssigkeit durch die zweite Öffnung 2 in den unteren Hohlraum des Zylinders 11 geleitet wird, beaufschlagt die von der Flüssigkeit erzeugte Hydraulikkraft die untere Oberfläche des Kolbenbodens 13, wodurch der Kolbenboden 13 in Richtung Schwerkraft G nach oben gedrückt wird, sodass die Flüssigkeit in dem oberen Hohlraum über die erste Öffnung 1 aus dem Zylinder 11 ausströmt und sich die Kolbenstange 14 nach oben bewegt.
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Dabei ist der Zylinder 11 des Höhenregelmechanismus 10 in der Fahrzeugkarosserie installiert und fest mit der Karosserie 200 verbunden. Beispielweise ist an dem Zylinder 11, wie in 2 gezeigt, ein Flansch 16 angeordnet, und an dem Flansch ist ein Buckelschweißbereich 6 zum Verschweißen angeordnet. Mithilfe der Buckelschweißtechnik wird der Flansch 16 über den Buckelschweißbereich mit den entsprechenden Bauteilen der Karosserie 200 fest verbunden. Natürlich sind auch andere Verbindungsmethoden denkbar, die Fachleute auf dem Gebiet als sinnvoll erachten, beispielsweise eine Schnappverbindung.
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Dabei ist die Kolbenstange 14 mit dem Batteriepack 300 fest verbunden, wodurch mittels des Höhenregelmechanismus 10 die Höhe des Batteriepacks 300 abgesenkt werden kann, sodass die Größe der Überlagerung zwischen dem Batteriepack 300 und der Karosserie 200 des Fahrzeugs reduziert werden. Beispielsweise ist, wie in 2 gezeigt, die Kolbenstange 14 mit einer Schraube 15 mit dem Batteriepack 300 fest verbunden, und die Kolbenstange 14 besitzt an dem vom Kolbenboden 13 gegenüberliegenden Ende eine der Schraube 15 entsprechende Gewindebohrung 5. Die Schraube 15 kann in die Gewindebohrung eingeschraubt werden und eine Schraubverbindung realisieren.
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Beispielsweise besitzt, wie in 2 gezeigt, der Zylinder 11 des Höhenregelmechanismus 10 in dem in Richtung Schwerkraft G unteren Teil an der Zylinderinnenwand mindestens einen Arretiervorsprung 3, wobei der Arretiervorsprung von der Zylinderinnenwand nach innen ragt und in Richtung Schwerkraft G mindestens teilweise, insbesondere vollständig, aus der zweiten Öffnung 2 herausragt. Dabei kann der Arretiervorsprung 3, wenn Flüssigkeit durch die erste Öffnung 1 in den oberen Hohlraum des Zylinders 11 geleitet wird und sich der Kolben 12 in Richtung Schwerkraft G nach unten bewegt, den Kolbenboden 13 arretieren, wodurch die untere Position des Kolbenbodens 13 begrenzt wird und verhindert wird, dass sich der Kolbenboden 13 nach unten bewegt und die zweite Öffnung 2 abdeckt, sodass vermieden wird, dass die Flüssigkeit nicht aus der zweiten Öffnung 2 ausströmen kann oder sich der Kolbenboden 13 nicht erneut nach oben bewegen kann. Dabei ist es denkbar, zwei Arretiervorsprünge 3 anzuordnen, wobei die Arretiervorsprünge achssymmetrisch zur Mittelachse des Zylinders 11 angeordnet sind. Natürlich ist es ebenfalls denkbar, noch mehr Arretiervorsprünge 3 anzuordnen, wobei diese Arretiervorsprünge gleichmäßig über den Umfang der Innenwand des Zylinders 11 verteilt angeordnet sind.
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Beispielsweise besitzt, wie in 2 und 3 gezeigt, der Kolbenboden 13 des Kolbens 12 an der in Richtung Schwerkraft unteren Oberfläche eine Aufnahmenut 4, die untere Oberfläche ist auf den Arretiervorsprung 3 ausgerichtet, und der Zylinder 11 und der Kolbenboden 13 sind grundsätzlich zylinderförmig konstruiert. Dabei ist die Aufnahmenut 4 zum Aufnehmen des Arretiervorsprungs 3 konstruiert, wodurch der Arretiervorsprung 3 in die Aufnahmenut 4 einrastet und verhindert wird, dass sich der Kolben 12 beim Einschrauben der Schraube 15 in die Gewindebohrung 5 dreht, sodass vermieden wird, dass die Schraube 15 nicht ordnungsgemäß in die Gewindebohrung 5 eingeschraubt wird. Dabei wird durch Zusammenfügen des Arretiervorsprungs 3 des Zylinders 11 und der Aufnahmenut 4 des Kolbenbodens 13 des Kolbens 12 die Funktion einer Positionsbegrenzung und Dreharretierung verwirklicht. Natürlich ist es ebenfalls denkbar, dass der Zylinder 11 und der Kolbenboden 13 grundsätzlich quaderförmig konstruiert sind. Bei einer derartigen Konfiguration kann die Aufnahmenut 4 für den Arretiervorsprung 3 weggelassen werden.
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Wie in 1 gezeigt, besitzt das Schutzsystem 100 ein Steuergerät 20, wobei das Steuergerät für das Steuern der Flüssigkeitszufuhr in den Zylinder 11 durch die erste Öffnung 1 bei einer Kollision des Fahrzeugs konstruiert ist, sodass das mit der Kolbenstange 14 fest verbundene Batteriepack 300 abgesenkt wird. Beispielweise besitzt das Schutzsystem 100 ferner eine Ölpumpeneinheit 30, und die Ölpumpeneinheit ist jeweils über Leitungen mit der ersten Öffnung 1 und der zweiten Öffnung 2 des Zylinders 11 verbunden und elektrisch mit dem Steuergerät 20 verbunden. Dabei steuert das Steuergerät 20 mittels einer Steuerung des Betriebszustands der Ölpumpeneinheit 30 die Flüssigkeitszufuhrmenge zu dem Zylinder 11, wodurch die Absenkhöhe der Kolbenstange 14 des Höhenregelmechanismus 10 gesteuert wird. Es ist jedoch auch denkbar, dass die erste Öffnung 1 und die zweite Öffnung 2 des Zylinders 11 mit dem fahrzeugeigenen Flüssigkeitsübertragungssystem verbunden sind und das Steuergerät 20 mit einer Steuerung von Ventilvorrichtungen zwischen dem Zylinder 11 und dem Flüssigkeitsübertragungssystem die Flüssigkeitszufuhr durch die erste Öffnung 1 in den Zylinder 11 steuert.
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Wie in 1 gezeigt, besitzt das Schutzsystem 100 eine Erfassungseinheit 40, und die Erfassungseinheit ist so konstruiert, dass sie ein Kollisionssignal des Fahrzeugs erfasst und das Kollisionssignal an das Steuergerät 20 sendet. Das Steuergerät steuert die erforderliche Flüssigkeitszufuhr entsprechend dem Kollisionssignal durch die erste Öffnung 1 in den Zylinder 11. Dabei kann die Erfassungseinheit 40 mehrere Sensoren umfassen, wobei die Sensoren beispielsweise an der Vorderseite und Seite des Fahrzeugs angeordnete Kraftsensoren sind und die Kraftsensoren bei einem Aufprall auf die Vorderseite oder Seite des Fahrzeugs ein auf das Fahrzeug wirkendes Kraftsignal erfassen können und das Kraftsignal als Kollisionssignal an das Steuergerät 20 senden können. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Erfassungseinheit 40 einen Beschleunigungssensor umfasst, wobei der Beschleunigungssensor kontinuierlich die Beschleunigung des Fahrzeugs erfassen kann und bei einer drastischen Veränderung der Beschleunigung ein Beschleunigungssignal als Kollisionssignal an das Steuergerät 20 senden kann. Dabei kann das Kollisionssignal kombiniert aus dem auf das Fahrzeug wirkenden Kraftsignal und dem Beschleunigungssignal des Fahrzeugs ermittelt werden. Außerdem sind ferner weitere Sensoren denkbar, beispielsweise ein Airbagsensor. Wenn beispielsweise das von der Erfassungseinheit 40 erfasste Kollisionssignal einen gegebenen Schwellenwert überschreitet, bestimmt das Steuergerät 20, dass die aktuelle Kollisionsstärke das Batteriepack 300 des Fahrzeugs beschädigen wird, und steuert die Flüssigkeit, damit diese durch die erste Öffnung 1 dem Zylinder 11 zugeführt wird, sodass das Batteriepack 300 abgesenkt wird und die Abmessungen der Überschneidung zwischen dem Batteriepack 300 und der Karosserie 200 reduziert werden. Dabei kann der vorgegebene Schwellenwert mittels Versuchsdaten ermittelt und in dem Steuergerät 20 gespeichert werden.
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Beispielsweise umfasst das Schutzsystem 100, wie in 1 gezeigt, ferner eine Interaktionseinheit 50, wobei die Interaktionseinheit elektrisch mit dem Steuergerät 20 verbunden und so konstruiert ist, dass sie die Information über das Absenken des Batteriepacks 300 an den Nutzer des Fahrzeugs übermittelt. Dadurch kann der Nutzer des Fahrzeugs schneller den Zustand des Fahrzeugs nach einer Kollision feststellen. 4 zeigt eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs mit einem Schutzsystem 100 gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei kennzeichnet die durchgezogene Linie den Zustand des Schutzsystems 100 und des Batteriepacks 300 des Fahrzeugs vor einer Kollision, und die gestrichelte Linie kennzeichnet den Zustand des Schutzsystems 100 und des Batteriepacks 300 des Fahrzeugs nach einer Kollision.
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Wie in 4 gezeigt, ist das Batteriepack 300 des Fahrzeugs in der normalen Betriebsposition mindestens teilweise in dem Bereich der Karosserie 200 angeordnet und besitzt in Richtung Schwerkraft G eine erste Abmessung der Überlagerung L1 mit der Karosserie 200, wobei die erste Abmessung der Überlagerung den größten Teil der Höhe des Batteriepacks 300 einnimmt.
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Wie in 4 gezeigt, ist der Zylinder 11 des Höhenregelmechanismus 10 des Schutzsystems 100 fest mit der Karosserie 200 verbunden, beispielsweise ist er mit der Karosserie 200 verschweißt. Dabei ragt die Kolbenstange 14 des Kolbens 12 des Höhenregelmechanismus 10 aus dem Zylinder 11 heraus und ist mit dem Batteriepack 300 verbunden. Beispielsweise sind die Kolbenstange 14 und das Batteriepack 300 durch den Kolben 15 fest verbunden. Es sind jedoch auch andere Befestigungsmethoden denkbar, die Fachleute auf dem Gebiet als sinnvoll erachten, beispielsweise eine Schnappverbindung.
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Wie in 4 gezeigt, sendet die Erfassungseinheit 40 bei einer Kollision des Fahrzeugs das erfasste Kollisionssignal an das Steuergerät 20, das Steuergerät steuert gemäß dem empfangenen Kollisionssignal die entsprechende Flüssigkeitszufuhr durch die erste Öffnung 1 in den Zylinder 11, wodurch die Kolbenstange 14 und das mit der Kolbenstange 14 fest verbundene Batteriepack 300 abgesenkt werden, wie durch die gestrichelte Linie gekennzeichnet. In einem solchen Fall besitzt das Batteriepack 300 des Fahrzeugs in Richtung Schwerkraft G eine zweite Abmessung der Überlagerung L2 mit der Karosserie 200, wobei die zweite Abmessung der Überlagerung deutlich kleiner als die erste Abmessung der Überlagerung L1 ist, wodurch die Kontaktfläche zwischen der Karosserie 200 und dem Batteriepack 300 verringert werden kann und somit die Übertragung der Kollisionskraft reduziert wird. Außerdem entsteht zwischen dem Batteriepack 300 und der Karosserie 200 ein Freiraum, wobei der Freiraum die verformten Peripherieteile des Batteriepacks 300 aufnehmen kann, um zu vermeiden, dass diese Peripherieteile das Batteriepack 300 eindrücken oder durchbohren, wodurch eine Beschädigung des Batteriepacks 300 vermieden und die Sicherheit erhöht werden kann.
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Beispielsweise besitzt das Schutzsystem 100 mehrere Höhenregelmechanismen 10, und die Höhenregelmechanismen sind jeweils an den gegenüberliegenden Enden des Batteriepacks 300 angeordnet. Dabei besitzt das Schutzsystem 100 beispielsweise vier Höhenregelmechanismen 10, wobei diese vier Höhenregelmechanismen jeweils an den vier Ecken eines rechteckigen Batteriepacks 300 angeordnet sind. Dadurch kann ein gleichmäßiges Absenken des Batteriepacks 300 verwirklicht und ein Kippen des Batteriepacks 300 verhindert werden.
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Beispielsweise wird bei einer Kollision die Flüssigkeitszufuhrmenge über die erste Öffnung 1 zu dem Zylinder 11 gemäß den Abmessungen der Überlagerung des Batteriepacks 300 mit der Karosserie 200 des Fahrzeugs in Richtung Schwerkraft G sowie dem Innendurchmesser des Zylinders 11 bestimmt. Dadurch kann die Absenkhöhe des Batteriepacks 300 gezielt angepasst und ein unmittelbares Herunterfallen des Batteriepacks 300 verhindert werden. Dabei wird die Flüssigkeitszufuhrmenge über die erste Öffnung 1 in den Zylinder 11 insbesondere so eingestellt, dass die Kolbenstange 14 so weit abgesenkt wird, dass die zweite Abmessung der Überlagerung L2 des Batteriepacks 300 mit der Karosserie 200 des Fahrzeugs in Richtung Schwerkraft G null beträgt, wodurch gänzlich vermieden werden kann, dass die Kollisionskraft von der Karosserie 200 auf das Batteriepack 300 übertragen wird.
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Beispielsweise ist das Steuergerät 20 ferner dazu konstruiert, beim Entsprechen der vorgegebenen Wiederherstellungsbedingungen die Flüssigkeitszufuhr durch die zweite Öffnung 2 in den Zylinder 11 so zu steuern, dass das mit der Kolbenstange 14 fest verbundene Batteriepack 300 in die normale Betriebsposition angehoben wird. Dadurch kann das Batteriepack 300 nach dem Ende der Kollision wieder einfach in die Ausgangsposition zurückgefahren werden, und insbesondere in einer Notsituation kann die Fahrtüchtigkeit des Fahrzeugs wiederhergestellt werden, beispielsweise wenn es auf der Autobahn an den Seitenstreifen bewegt werden muss. Dabei umfassen die vorgegebenen Wiederherstellungsbedingungen beispielsweise, dass das Batteriepack 300 keine Schäden erlitten hat und dass der Aufnahmeraum für das Batteriepack 300 des Fahrzeugs nicht verformt wurde. Es ist jedoch auch denkbar, dass eine Wiederherstellungsbedingung der Empfang eines Wiederherstellungsbefehls des Fahrzeugnutzers ist, wobei der Wiederherstellungsbefehl beispielsweise von der Interaktionseinheit 50 des Schutzsystems 100 an das Steuergerät 20 gesendet wird.
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Die obigen Ausführungen zu den Ausführungsformen beschreiben die vorliegende Erfindung nur im Rahmen der Beispiele. Natürlich können die einzelnen Merkmale der Ausführungsformen, sofern es technisch sinnvoll ist, beliebig kombiniert werden, ohne vom Rahmen der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Für Fachleute auf dem Gebiet sind weitere Vorzüge der vorliegenden Erfindung und alternative Ausführungsformen offensichtlich. Daher ist die vorliegende Erfindung in Bezug auf ihre weitere Bedeutung nicht auf die gezeigten und beschriebenen konkreten Details, repräsentativen Strukturen und beispielhaften Ausführungsbeispiele beschränkt. Sondern im Gegenteil können Fachleute auf dem Gebiet, ohne von dem grundsätzlichen Geist und Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, verschiedene Änderungen und Ersetzungen vornehmen.
