EP3962730A1 - Dämpfungselement - Google Patents

Dämpfungselement

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Publication number
EP3962730A1
EP3962730A1 EP20727815.1A EP20727815A EP3962730A1 EP 3962730 A1 EP3962730 A1 EP 3962730A1 EP 20727815 A EP20727815 A EP 20727815A EP 3962730 A1 EP3962730 A1 EP 3962730A1
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EP
European Patent Office
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foam
damping element
battery
jacket
range
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP20727815.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Volkmar Schulze
Volker Kursch
Maurizio Tarello
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Adler Pelzer Holding GmbH
Original Assignee
Adler Pelzer Holding GmbH
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Publication date
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Definitions

  • the invention relates to a damping element which is arranged between the battery system and the motor vehicle floor.
  • the load distribution element is a deformation foam and / or at least one spring element, in particular a spring rail. This arrangement is intended to protect the high-voltage energy storage device against collisions.
  • the deformation foam is in particular a metal foam.
  • battery cases for example made of metal-coated foam, have been proposed in the prior art to keep the battery warm.
  • the battery is not effective during operation. lent warm, so that the shell cannot store any heat. If necessary, this can be used for cold insulation.
  • the object of the present invention compared to the aforementioned prior art is thus to provide a (vibration) damping element, especially for electric vehicles, that is arranged between the battery / accumulator system and the vehicle floor, and the mass of the battery / accumulator system to the Coupling the vehicle floor and reducing / damping the sheet metal vibrations.
  • a damping element especially for electric vehicles, that is arranged between the battery / accumulator system and the vehicle floor, and the mass of the battery / accumulator system to the Coupling the vehicle floor and reducing / damping the sheet metal vibrations.
  • the damping element according to the invention is also used for motor vehicles in which the battery / accumulator system is arranged vertically to / against the bulkhead (front or rear).
  • the subject of the present invention is in a first embodiment a damping element 4 for a battery / accumulator system, in particular an electric vehicle, comprising a viscoelastic PUR foam 1 with
  • Viscoelastic in the context of the present invention means a partly elastic, partly viscous material behavior.
  • the elastic part basically causes a spontaneous, limited reversible deformation, while the viscous part causes a delayed (time-dependent) recovery behavior after compression deformation; and thus the viscoelastic foam 1 exhibits good damping properties.
  • the initial thickness of the foam 1 is determined by the gap between the body panel and the battery / accumulator system; the initial foam thickness is in the range from 8 to 30 mm, preferably up to 10 and 20 mm.
  • the fleece optionally coated with copper or aluminum and optionally with a corrosion protection layer, in particular on one side, is predominantly a polyester or polyamide spunbond fleece, which is also or at the same time suitable for shielding electromagnetic radiation.
  • the essence of the present invention is thus the provision of a damping element 4, which couples the mass of the battery / accumulator system to the vehicle floor, is corrosion-resistant and, if necessary, simultaneously shields electromagnetic radiation and reduces / dampens the sheet metal vibrations.
  • the advantage of the present invention is that the damping element 4 reduces and dampens the sheet metal vibrations, thereby reducing or eliminating the weight per unit area of commercially available anti-drumming films and thus reducing the overall weight of the vehicle.
  • a measure of the burning behavior of the foam 1 is determined, for example, by the flammability.
  • DIN 75200 was developed from the American standard FMVSS 302 (Federal Motor Vehicle Safety Standard). The test procedures are practically identical, in DIN 75200 only the test setup and the execution of the burning test as well as the determination of the burning rate are described, in FMVSS 302 assessment criteria are also specified. The standards were developed to test the burning behavior of materials for vehicle interiors.
  • a damping element consisting of a commercially available viscoelastic PUR foam 1 (density 35 kg / m 3 , loss factor 0.4, thickness 20 mm, fulfilling flammability according to FMVSS 302) was used Covered with a chemically bonded polyamide spunbond fleece (80 g / m 2 , coating: copper + anti-corrosion layer). In order to mantel bug vents 3 were arranged. This damping element 4 was then arranged between the vehicle floor and the battery system of a passenger vehicle. The degree of compression of the foam 1 was 40%.
  • Fig. 2 the acoustic effectiveness when driving the passenger vehicle at a constant speed of 80 km / h is Darge.
  • the diagrams show the acceleration level of the body panel measured on the passenger compartment side when driving at a constant 80 km / h on the road with and without a damping element. In all three measured spatial directions, a significant improvement / level reduction is brought about by the damping element.

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Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Dämpfungselement, das zwischen Batterie-/Akkusystem und Kraftfahrzeugboden angeordnet ist.

Description

Dämpfungselement
Gegenstand der Erfindung ist ein Dämpfungselement, das zwischen Bat- terie-/Akkusystem und Kraftfahrzeugboden angeordnet ist.
Im Stand der Technik ist die DE 10 2016 207 231 Al bekannt. Diese offenbart eine Anordnung eines elektrischen Hochvolt-Energiespeicher an einem Kraftfahrzeug, bei welcher der Hochvolt-Energiespeicher im Bereich eines Unterbodens des Kraftfahrzeugs angeordnet und in Fahr zeughochrichtung nach unten zumindest teilweise durch ein Bodenele ment überdeckt ist, wobei in einem in Fahrzeughochrichtung zwischen dem Hochvolt-Energiespeicher und dem Bodenelement angeordneten Spalt wenigstens ein Lastverteilungselement angeordnet ist, über wel ches das Bodenelement an dem Hochvolt-Energiespeicher abstützbar ist.
Das Lastverteilungselement ist ein Deformationsschaum und/oder we nigstens ein Federelement, insbesondere eine Federschiene. Mit dieser Anordnung soll der Hochvolt-Energiespeicher gegen Kollision geschützt werden. Der Deformationsschaum ist insbesondere ein Metallschaum.
Weiterhin sind im Stand der Technik Batteriehüllen, beispielsweise aus metallbeschichtetem Schaumstoff, vorgeschlagen worden, die die Batte rie warmhalten sollen. Allerdings wird die Batterie im Betrieb nicht wirk- lieh warm, so dass die Hülle auch keine Wärme speichern kann. Allen falls kann diese der Kälteisolation dienen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung gegenüber dem vorgenannten Stand der Technik ist somit die Bereitstellung eines (Schwingungs-) Dämpfungselementes, insbesondere für Elektro-Fahrzeuge, dass zwi schen Batterie-/Akkusystem und Kraftfahrzeugboden angeordnet ist, und die Masse des Batterie-/Akkusystem an den Kraftfahrzeugboden ankoppelt sowie die Blechschwingungen reduziert/dämpft. Bei Kraft fahrzeugen, in denen die Batterie-/das Akkusystem vertikal zur/gegen die Stirnwand (vorn oder hinten) angeordnet ist; findet ebenfalls das erfindungsgemäße Dämpfungselement Anwendung.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist in einer ersten Ausführungs form ein Dämpfungselement 4 für ein Batterie-/Akkusystem insbeson dere eines Elektrofahrzeugs, umfassend einen viskoelastischer PUR- Schaumstoff 1 mit
(a) einer Dichte im Bereich von 20 bis 65 kg/m3,
(b) einem Verlustfaktor größer 0,2,
(c) der insbesondere die vom OEM spezifizierten Brennverhaltens- Anforderungen erfüllt,
(d) wobei der Schaumstoff 1 ganzflächig mit einem Vlies 2 umman telt ist,
(e) das Vlies 2 auf der dem Schaumstoff 1 abgewandten Seite be schichtet ist,
(f) in der Ummantelungsnaht, dem Ummantelungsbug und/oder in der Ummantelungslippe Entlüftungsöffnungen 3 aufweist; (g) und dieses Dämpfungselement 4 verpresst im Bereich von 25 bis 75% zwischen Batterie-/Akkusystem und Kraftfahrzeugboden eines Elektro-Fahrzeugs angeordnet ist.
Aus dem Stand der Technik sind keine Dämpfungselemente bekannt, die durch das Einbringen eines eingezwängten (komprimierten) Schaumstoffs 1 -der korrosionsgeschützt ummantelt ist- zwischen dem Karosserieblech und dem Batteriesystem eine Ankopplung der Batte riemasse an das Karosserieblech und damit eine Schwingungsbedämp fung des Bodenbleches bewirken.
Viskoelastisch im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet ein teilwei se elastisches, teilweise viskoses Materialverhalten. Der elastische An teil bewirkt grundsätzlich eine spontane, begrenzte reversible Verfor mung, während der viskose Anteil ein verzögertes (zeitabhängiges) Er holungsverhalten nach Druckverformung bewirkt; und somit der viskoelastische Schaumstoff 1 gute Dämpfungseigenschaften aufzeigt.
Die Ausgangsdicke des Schaumstoffs 1 wird durch den Spalt zwischen dem Karosserieblech und dem Batterie/Akkusystem bestimmt; die Schaumstoffausgangsdicke liegt im Bereich von 8 bis 30 mm, vorzugs weise bis 10 und 20 mm.
Das gegebenenfalls mit Kupfer oder Aluminium sowie gegebenenfalls mit einer Korrosionsschutzschicht insbesondere einseitig beschichtete Vlies ist vorwiegend ein Polyester- oder Polyamid-Spunbond-Vlies, das auch oder gleichzeitig zur Abschirmung elektromagnetischer Strahlung geeignet ist. Kern der vorliegenden Erfindung ist somit die Bereitstellung eines Dämpfungselementes 4, das die Masse des Batterie-/Akkusystem an den Fahrzeugboden ankoppelt, korrosionsfest ist und gegebenenfalls gleichzeitig elektromagnetische Strahlung abschirmt sowie die Blech schwingungen reduziert/dämpft.
Der Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass durch eben das Dämpfungselement 4 die Blechschwingungen reduziert und ge dämpft werden, und dadurch das Flächengewicht von handelsüblichen Antidröhn-Folien reduziert bzw. auf diese verzichtet und somit das Ge samtgewicht des Fahrzeuges reduziert werden kann.
Ein Maß für das Brennverhalten des Schaumstoffs 1 wird beispielsweise durch die Entflammbarkeit bestimmt. Die DIN 75200 wurde aus der amerikanischen Norm FMVSS 302 (Federal-Motor-Vehicle-Safety- Standard) entwickelt. Die Prüfverfahren sind praktisch identisch, in der DIN 75200 sind lediglich der Versuchsaufbau und die Durchführung der Brennprüfung sowie die Bestimmung der Brenngeschwindigkeit be schrieben, in der FMVSS 302 sind zusätzlich noch Beurteilungskriterien festgelegt. Die Normen wurden entwickelt, um das Brennverhalten von Werkstoffen für den Fahrzeuginnenraum zu prüfen.
Ausführungsbeispiel:
Ein Dämpfungselement, bestehend aus einem handelsüblichen viskoelastischen PUR-Schaumstoff 1 (Dichte 35 kg/m3, Verlustfaktor 0,4, Dicke 20mm, Entflammbarkeit nach FMVSS 302 erfüllend) wurde mit einem chemisch gebundenen Polyamid-Spunbond-Vlies (80 g/m2, Beschichtung : Kupfer + Korrosionsschutzschicht) ummantelt. Im Um mantelungsbug wurden Entlüftungsöffnungen 3 angeordnet. Dieses Dämpfungselement 4 wurde dann zwischen Kraftfahrzeugboden und Akkusystem eines Personenkraftfahrzeuges angeordnet. Der Verpress- grad des Schaumstoffs 1 betrug 40%.
In Fig. 2 ist die akustische Wirksamkeit bei Fahrt mit dem Personen kraftfahrzeug bei einer Geschwindigkeit von konstant 80 km/h darge stellt. Die Diagramme zeigen die auf der Fahrgastraumseite gemesse nen Beschleunigungspegel des Karosseriebleches bei einer Fahrt von konstant 80 km/h auf der Straße mit und ohne Dämpfungselement. In allen drei gemessenen Raumrichtungen wird hierbei eine signifikante Verbesserung / Pegelreduktion durch das Dämpfungselement bewirkt.

Claims

Patentansprüche: l. Dämpfungs-Element (4) für ein Batterie-/Akkusystem insbeson dere eines Elektrofahrzeugs, umfassend einen viskoelastischer, umman telter PUR-Schaumstoff (1) mit
(a) einer Dichte im Bereich von 20 bis 65 kg/m3,
(b) einem Verlustfaktor größer 0,2,
(c) der insbesondere die vom OEM spezifizierten Brennverhaltens- Anforderungen erfüllt,
(d) wobei der Schaumstoff (1) ganzflächig mit einem Vlies (2) um mantelt ist,
(e) das Vlies (2) auf der dem Schaumstoff (1) abgewandten Seite beschichtet ist,
(f) in der Ummantelungsnaht, dem Ummantelungsbug und/oder in der Ummantelungslippe Entlüftungsöffnungen (3) aufweist; und
(g) das Dämpfungselement (4) verpresst im Bereich von 25 bis 75% zwischen Batterie-/Akkusystem und Kraftfahrzeugboden eines Elektro- Fahrzeugs angeordnet ist.
2. Dämpfungs-Element (4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass das den Schaumstoff (1) ummantelnde Vlies (2) eine Kupfer oder Aluminiumbeschichtung und gegebenenfalls eine Korrosionsschutz schicht aufweist.
3. Dämpfungs-Element (4) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, dass die unverpresste Ausgangsdicke des Schaumstoffs (1) durch den Spalt zwischen dem Karosserieblech und dem Batterie- /Akkusystem bestimmt ist.
4. Dämpfungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die unverpresste Ausgangsdicke des Schaumstoffs im Bereich von 8 bis 30 mm, 10 bis 20 mm beträgt.
EP20727815.1A 2019-05-03 2020-04-30 Dämpfungselement Withdrawn EP3962730A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019111464.0A DE102019111464B4 (de) 2019-05-03 2019-05-03 Dämpfungselement
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