WO2022171751A1 - System für einen energiespeicher eines fahrzeugs und fahrzeug mit einem solchen system - Google Patents

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WO2022171751A1
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Drescher BENJAMIN
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Man Truck & Bus Se
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • the present disclosure relates to a system for an energy storage device of a vehicle and a vehicle with such a system.
  • the present disclosure relates to an extinguishing system for traction batteries, for example of trucks.
  • Hydrogen, hybrid or electric vehicles are driven by an electric motor, with the necessary electrical energy being stored in an energy storage device, such as a high-voltage storage device.
  • the energy storage device can be charged at a charging station in a house or at a special gas station.
  • a system for an energy store of a vehicle in particular a truck, is specified.
  • the system includes at least one support module that can be attached or is attached to a vehicle, wherein the at least one support module includes an interior space that is set up to accommodate at least one energy store of the vehicle; and at least one inlet, which is arranged on an outside of the at least one support module and is connected to the interior, where the at least one inlet is set up so that an extinguishing medium provided by a (e.g. external) device can enter the interior of the at least one support module can be initiated.
  • a (e.g. external) device can enter the interior of the at least one support module can be initiated.
  • At least one inlet is provided on the support module of the energy store, through which the extinguishing medium or extinguishing agent can be introduced into the support module as required.
  • the extinguishing medium can be introduced non-destructively and non-violently into the carrying module of the energy store.
  • the extinguishing personnel such as the fire brigade, can keep a distance from the energy storage device that has caught fire or greatly reduce the time spent in the vicinity of the burning energy storage device.
  • the vehicle is an electric vehicle, such as a hydrogen, hybrid, or electric vehicle.
  • vehicle includes cars, trucks, buses, mobile homes, motorcycles, etc., which are used to transport people, goods, etc.
  • the term includes trucks for transporting goods.
  • Driverless vehicles i.e. autonomous or partially autonomous vehicles, are also included.
  • the at least one support module is connected to the vehicle by at least one mechanical connection.
  • the at least one support module can be connected to a frame of the vehicle.
  • the support module preferably forms an interior space and can also be referred to as a housing. In most cases, the interior is completely closed.
  • a support module which interacts with components of the vehicle in such a way that an interior space is formed, e.g. in which one side of the support module bears against a housing wall of the vehicle.
  • the mechanical connection can include or be a form-fitting connection and/or a force-fitting connection.
  • the mechanical connection may be selected from the group consisting of or consisting of a screw connection, a bolt connection, a clamp connection, a dovetail connection, a welded connection, and combinations thereof.
  • the at least one support module is preferably a frame or housing which encloses at least one energy store at least partially, preferably completely.
  • the at least one support module can be a closed battery housing.
  • extinguishing medium or “extinguishing agent” as used in the context of the present revelation designate a medium that is suitable for extracting heat from the at least one energy store.
  • the extinguishing medium can be, for example, a solid extinguishing medium (e.g. sand, extinguishing powder), a liquid extinguishing medium (e.g. water), a gaseous extinguishing medium (e.g. nitrogen), a foam or gel-like extinguishing medium (e.g. extinguishing foam) and/or a coolant (e.g. to cool non-burning batteries in a hot environment as a precautionary measure to avoid a chain reaction (thermal runaway).
  • a solid extinguishing medium e.g. sand, extinguishing powder
  • a liquid extinguishing medium e.g. water
  • a gaseous extinguishing medium e.g. nitrogen
  • the erasing medium may exhibit electrically conductive properties or electrically non-conductive (i.e., electrically insulating) properties.
  • the electrically insulating properties can reduce the risk of an internal short circuit, e.g. in the case of a battery damaged in an accident.
  • the extinguishing medium is preferably provided externally, e.g. by the fire brigade.
  • the device that provides the extinguishing medium can be an external device, such as a tanker truck or a hydrant, which is connected with a hose to the extinguishing agent connection on the battery side. It can thereby be ensured that the extinguishing medium can be provided in sufficient quantity to withdraw heat to a sufficient extent from the at least one energy store.
  • the extinguishing medium can be carried on the vehicle.
  • the device that provides the erasing medium can be an internal or vehicle-specific device.
  • the internal or on-board device can be a container, for example, in which the extinguishing medium is stored or stored.
  • the container can be connected via an extinguishing line to the at least one support module for introducing the extinguishing medium into its interior. This allows the installation of the container ters at a suitable installation location of the vehicle regardless of a position of at least one energy store.
  • the at least one inlet can be temporarily connected to the external device, such as a fire hose, in order to flood the at least one energy store with the extinguishing medium.
  • the external device such as a fire hose
  • the at least one inlet can be permanently connected to the internal device, such as the container and/or the extinguishing line connected to the container, in order to flood the at least one energy store with the extinguishing medium during an emergency.
  • the at least one inlet can preferably be installed in the vehicle as standard or retrofitted.
  • connection can be in the form of a thread, C connection, GK connection, quick coupling, etc., but is not limited to these examples.
  • the at least one inlet is adapted to be releasably connected to the external device, such as a fire hose.
  • the at least one inlet and the fire hose may be configured according to DIN 14811 in some embodiments.
  • the at least one inlet is preferably designed as a one-way valve.
  • the one-way valve may be a check valve, for example to prevent gas leakage.
  • the check valve can be a spring-loaded check valve, for example, in order to prevent dust and/or moisture and/or liquids from penetrating into the interior of the at least one support module under normal operating conditions.
  • the at least one inlet is preferably set up such that the extinguishing medium impinging on the at least one inlet from the outside can pass through the at least one inlet.
  • the at least one inlet can be designed as a one-way valve with a flap that swings in one or two directions, similar to a "cat flap". This means that the extinguishing medium can be shot through the flap into the interior of the carrying module, e.g. using an “extinguishing agent cannon” such as a water cannon.
  • the one-way valve is easily accessible from the outside and can be hit with an “extinguishing agent launcher”. This means that firefighters do not have to approach the vehicle to connect the fire hose to the extinguishing agent connection, which means that the risk to firefighters can be reduced or even avoided entirely.
  • the at least one inlet in particular the “cat flap”, can preferably be secured or closed by a breaking element. If necessary, the rupture element can be destroyed by applying a mechanical force, e.g. by the pressure jet of the "extinguishing agent cannon".
  • the rupture element may comprise or be a sheet of glass.
  • the system further comprises at least one outlet, which is arranged on at least one support module and connected to the interior.
  • the at least one outlet is set up so that the extinguishing medium introduced into the interior can be guided out of the interior.
  • the extinguishing medium can be targeted through the at least one unit let be initiated and discharged through the at least one outlet, so that a flow through the at least one energy store can be achieved.
  • An extinguishing agent circuit can be provided through the at least one inlet and the at least one outlet, as a result of which heat can be efficiently extracted from the at least one energy store. For example, after flowing through the energy store, the extinguishing medium can be cooled again and reintroduced into the interior of the energy store. A quantity of the required extinguishing medium can thus be reduced.
  • the at least one inlet is arranged higher than the at least one outlet, for example with respect to a vertical direction.
  • the term “vertical” is to be understood differently from “horizontal”.
  • the term “vertical” refers in particular to a vertical alignment of the at least one inlet with respect to the at least one outlet, with a deviation of a few degrees, for example up to 5° or even up to 10°, from a true vertical alignment is still considered to be “substantially vertical”.
  • the vertical direction may be substantially parallel to gravity.
  • the at least one inlet is exactly one inlet.
  • the at least one inlet can be two or more inlets.
  • the at least one outlet is exactly one outlet.
  • the at least one outlet can be two or more outlets.
  • a number of inlets is equal to a number of outlets.
  • the system further comprises at least one pressure compensation valve that is set up to let air out of or in from the interior, e.g. due to temperature fluctuations, but also to let air out of the interior when the extinguishing medium is introduced into the interior of the at least one support module .
  • at least one pressure compensation valve that is set up to let air out of or in from the interior, e.g. due to temperature fluctuations, but also to let air out of the interior when the extinguishing medium is introduced into the interior of the at least one support module .
  • a back pressure could, for example, be caused by air in the cavities of the energy storage device or be increased when the energy storage device is burning, e.g. by the generation of gases.
  • the interior of the at least one support module is preferably set up to accommodate two or more energy stores of the vehicle.
  • the extinguishing medium can be fed to the two or more energy stores individually or simultaneously.
  • the at least one support structure preferably comprises two or more support modules, each support module of the two or more support modules being set up to support or accommodate one or more energy stores of the vehicle.
  • the system according to the embodiments of the present disclosure can comprise a support structure with a multiplicity of support modules, with each support module carrying at least one energy store.
  • a total of six batteries can be installed on a truck.
  • Two batteries each can be arranged on the left and right outside of the vehicle frame, between the two axles, and protected from a side impact.
  • Two further batteries can be arranged in the middle of the vehicle, whereby one battery can be arranged in front of, behind or at the height of the front axle and another battery can be arranged between the front and the rear axle of the vehicle.
  • the two or more support modules can preferably be flooded together or simultaneously with the extinguishing medium. In other embodiments, the two or more support modules can be flooded with the extinguishing medium independently of one another, in particular one after the other.
  • the system can preferably include a triggering mechanism which is set up to trigger or start the introduction of the extinguishing medium from the container into the interior of the at least one carrying module.
  • a vehicle in particular a truck, is specified.
  • the vehicle includes the system according to the embodiments of the present disclosure and the at least one energy store.
  • the vehicle is an electric vehicle, such as a hydrogen, hybrid or electric vehicle.
  • the hydrogen, hybrid, or electric vehicle may be a pure electric vehicle (BEV) or a plug-in hybrid vehicle (PHEV) according to embodiments.
  • the energy store e.g. battery or traction battery
  • the energy supply is provided as the energy supply for the electric drive and can be connected to a charging station and charged via a charging device in the vehicle, for example.
  • vehicle includes cars, trucks, buses, mobile homes, motorcycles, etc., which are used to transport people, goods, etc.
  • truck for goods transport includes.
  • FIG. 1 shows a perspective front view of a system for an energy store of a vehicle, in particular a truck, according to exemplary embodiments of the present disclosure
  • FIG. 2 shows a perspective rear view of a system for an energy store of a vehicle, in particular a truck, according to exemplary embodiments of the present disclosure.
  • Figure 1 shows a perspective front view of a system 100 for an energy store 10 of a vehicle according to exemplary embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 2 shows a rear perspective view of a system 100 for an energy storage device 10 of a vehicle according to exemplary embodiments of the present disclosure.
  • the vehicle may be a truck, but the present disclosure is not limited thereto.
  • the system 100 comprises at least one support module 110 that can be attached or is attached to a vehicle, the at least one support module 110 comprising an interior space that is set up to accommodate at least one energy store 10 of the vehicle; and at least one inlet 120, which is arranged on an outer side of the at least one support module 110 and connected to the interior, the at least one inlet 120 being set up so that an extinguishing medium provided by a (e.g. external) device can enter the interior of the at least one Support module 110 can be introduced.
  • the connection between the at least one inlet 120 and the interior is a fluid connection, so that the extinguishing medium can enter the interior essentially unhindered and flow around the at least one energy store 10 of the vehicle.
  • the extinguishing medium can be, for example, a solid extinguishing medium (e.g. sand, extinguishing powder), a liquid extinguishing medium (e.g. water), a gaseous extinguishing medium (e.g. nitrogen), a foam or gel-like extinguishing medium (e.g. extinguishing foam) and/or a coolant (e.g. to cool non-burning batteries in a hot environment as a precautionary measure to avoid a chain reaction (thermal runaway).
  • a solid extinguishing medium e.g. sand, extinguishing powder
  • a liquid extinguishing medium e.g. water
  • a gaseous extinguishing medium e.g. nitrogen
  • a foam or gel-like extinguishing medium e.g. extinguishing foam
  • a coolant e.g. to cool non-burning batteries in a hot environment as a precaution
  • the erasing medium may have electrically conductive properties or electrically non-conductive (i.e. electrically insulating) properties.
  • the electrically insulating properties can reduce the risk of an internal short circuit, e.g. in the case of a battery damaged in an accident.
  • the electrically conductive properties can create an internal (high-impedance) short circuit in the modules and discharge the electrical storage devices, thereby reducing the potential risk of ignition.
  • the interior of the at least one support module 110 is set up to accommodate two or more energy stores 10 of the vehicle.
  • the extinguishing medium can be supplied to the two or more energy stores 10 individually or simultaneously.
  • the at least one support module 110 is connected to the vehicle by at least one mechanical connection.
  • the at least one support module 110 can be connected to a frame 20 of the vehicle by at least one mechanical connection.
  • the mechanical connection can include or be a form-fitting connection and/or a force-fitting connection.
  • the mechanical connection may be selected from the group consisting of or consisting of a screw connection, a bolt connection, a clamp connection, a dovetail connection, a welded connection, and combinations thereof.
  • the at least one support module 110 can be a frame or housing which encloses the at least one energy store 10.
  • the at least one support module 110 can at least partially, preferably completely, enclose the at least one energy store 10 .
  • the at least one support module 110 can be a battery housing.
  • the at least one support module 110 comprises two or more support modules, each support module of the two or more support modules being configured to accommodate one or more energy stores 10 of the vehicle.
  • the system 100 can include a support structure with a large number of support modules, with each support module 110 accommodating at least one energy store 10 in its interior.
  • the two or more support modules 110 can be flooded together or simultaneously with the medium extinguishing medium. In other embodiments, the two or more support modules 110 can be flooded with the extinguishing medium independently of one another, in particular one after the other.
  • a respective support module 110 comprises two main sides 112 and four side sides 114.
  • the two main sides 112 and/or two side sides 114 each are preferably arranged on opposite sides of a respective support module 110.
  • the at least one inlet 120 can be arranged on a minor side of the four minor sides 114, and in particular on the minor side facing away from the frame 20.
  • the secondary side facing away from the frame 20, on which the at least one inlet 120 is provided, can have an essentially essential vertical side of the support module 110 to be. The at least one inlet 120 can thus be easily reached by the extinguishing personnel from the outside.
  • the system 100 further includes at least one outlet 130 disposed on the at least one support module 110 and connected to the interior.
  • the at least one outlet 130 is set up so that the extinguishing medium introduced into the interior can be discharged from the interior.
  • the extinguishing medium can be introduced into the interior in a targeted manner through the at least one inlet 120 and discharged through the at least one outlet 130, so that an efficient flow through the at least one energy store 10 can be achieved.
  • an extinguishing medium circuit can be provided, whereby heat can be extracted efficiently from the at least one energy store 10.
  • the extinguishing medium can be cooled again after flowing through the energy store 10 and introduced again into the interior of the energy store 10 . A quantity of the required extinguishing medium can thus be reduced.
  • the at least one inlet 120 and the at least one outlet 130 can be arranged on the same secondary side 114 of the support module 110. In other embodiments, the at least one inlet 120 and the at least one outlet 130 can be arranged on different sides 112 and/or 114 of the support module 110 .
  • the inlet 120 and/or outlet 130 may also be mounted on the vehicle for easy accessibility, e.g., both at the front or both at the rear of the vehicle, or one port at the rear and the other port at the front. It can also be arranged on one or both outer sides, e.g. the side panels or the side impact protection.
  • connection for the inlet 120 and/or the outlet 130 on different or all sides of the vehicle to arrange.
  • the connections are normally closed and can be opened if necessary. It is thus also possible to introduce and/or discharge extinguishing agent from different sides of the vehicle.
  • the extinguishing agent is then routed to the carrying module or into the interior of the carrying module via one or more pipelines which are connected to the at least one inlet 120 and/or outlet 130. This makes it easier for the fire brigade to bring the extinguishing agent into the carrying module.
  • a central supply of extinguishing agent to all carrier modules can thus take place.
  • At least the inlet of a support module should be routed to the outside in order to create a quick connection option. If necessary, the outlet can also remain directly on the support module.
  • the outlet When using a circulation of the extinguishing agent or a closed circuit of the extinguishing agent, the outlet should also be accessible easily or if possible on the same side in order to feed the extinguishing agent removed from the carrying module again via the inlet. If necessary, the extinguishing agent can be cooled down and/or processed before it is fed in again. It is also possible to switch several support modules sequentially in series in order to sequentially transfer the extinguishing agent from a first support module to to initiate the following carrying module, etc. A parallel supply of extinguishing agent to several carrying modules is more efficient.
  • the at least one inlet 120 is located higher than the at least one outlet 130, e.g., with respect to the vertical direction.
  • the extinguishing agent can be discharged from the interior of the support module 110 solely by the effect of gravity.
  • the at least one inlet 120 may include a connection line 122 or be connected to the connection line 122.
  • the connecting line 122 can have a first end and a second end. The first end may be connected, e.g., welded, to the support module 110. The second end may be connected, e.g., welded, to the inlet 120 .
  • the inlet 120 can be arranged in a position that is accessible to the extinguishing personnel, even if the support module 110 is arranged in an inaccessible position of the vehicle (e.g. between two supports 20, as shown in the example in FIGS. 1 and 2).
  • the at least one outlet 130 can comprise a connecting line 132 or can be connected to the connecting line 132.
  • the connection line 132 can have a first end and a second end. The first end may be connected, e.g., welded, to the support module 110. The second end may be connected, e.g., welded, to the outlet 130 .
  • the outlet 130 can be arranged in an accessible position even if the support module 110 is arranged in an inaccessible position of the vehicle (e.g. between two supports 20, as shown in the example of Figures 1 and 2).
  • the extinguishing medium is provided externally, e.g. by the fire brigade.
  • the device that provides the extinguishing medium can be an external device, such as a fire hose. It can thereby be ensured that the extinguishing medium can be provided in sufficient quantity in order to withdraw heat to a sufficient extent from the at least one energy store 10 .
  • the at least one inlet 120 can be temporarily connected to the external device, such as the fire hose, in order to flood the at least one energy store 10 with the extinguishing medium in an emergency.
  • the at least one inlet 120 can be designed as a connection.
  • the connection can be in the form of a thread, C connection, GK connection, quick coupling, etc., but is not limited to these examples.
  • the at least one inlet 120 can be designed as a one-way valve.
  • the one-way valve can be set up so that the extinguishing medium impinging on the one-way valve from the outside can pass through the one-way valve.
  • the one-way valve can be formed with a flap swinging in one or two directions. In this way, the extinguishing medium can be injected through the flap into the interior, e.g.
  • the at least one inlet 120 may be secured or closed by a rupture element. If necessary, the rupture element can be destroyed by applying a mechanical force, eg by the pressure jet of the "extinguishing agent launcher". In some embodiments, the rupture element may comprise or be a sheet of glass.
  • the extinguishing medium can be carried on board the vehicle, ie it cannot be provided externally.
  • the device that provides the erasing medium can be an internal or on-board device.
  • the internal or vehicle-specific device can, for example, be a container in which the extinguishing medium is stored or stored.
  • the container can be connected via an extinguishing line to the at least one support module 110 for introducing the extinguishing medium into its interior.
  • the at least one inlet 120 can be permanently connected to the internal device, such as the container and/or the one with the container connected extinguishing line, be connected to flood the at least one energy store 10 during an emergency with the extinguishing medium.
  • the system 100 includes a triggering mechanism which is set up to trigger or start the introduction of the extinguishing medium from the container into the interior of the at least one carrying module 110 .
  • the triggering mechanism can be a manual triggering mechanism and/or an automatic triggering mechanism.
  • the manual trigger mechanism may be operable by a driver or a firefighter.
  • an actuating element such as a button or switch, can be present in the interior and/or exterior of the vehicle, which can be actuated by the user in order to initiate the introduction of the extinguishing medium into the interior of the at least one carrying module 110 or to start.
  • the automatic triggering mechanism may be operable by a control device such as a vehicle on-board computer.
  • the system 100 can include at least one emergency detection unit that is set up to detect an existing and/or impending emergency.
  • the emergency may be a vehicle fire, for example. If the emergency detection unit recognizes the existing and/or impending emergency, the emergency detection unit can actuate the triggering mechanism or instruct it to trigger or start the introduction of the extinguishing medium into the interior of the at least one carrying module 110.
  • the emergency detection unit can include one or more sensors that are suitable for detecting the existing and/or imminent emergency.
  • the one or more sensors may be selected from or consisting of the group consisting of a temperature sensor and a vehicle speed sensor.
  • the temperature sensor can, for example, record a temperature in and/or on the energy store.
  • the emergency detection unit can actuate or instruct the triggering mechanism to trigger or start the introduction of the extinguishing medium into the interior of the at least one carrying module 110 when a vehicle speed of zero (e.g. 0 km/h) and/or or a temperature equal to or higher than a threshold value is detected.
  • a vehicle speed of zero e.g. 0 km/h
  • a temperature equal to or higher than a threshold value e.g. a vehicle speed of zero (e.g. 0 km/h) and/or or a temperature equal to or higher than a threshold value
  • the system 100 further comprises at least one pressure equalization valve 140 configured to let air in or out of the cabin. This is particularly helpful when the air inside the interior expands due to temperature fluctuations.
  • the pressure compensation valve 140 can also let out the air that is displaced when the extinguishing medium enters the interior of the at least one support module 110 is initiated. In this way it can be achieved that the extinguishing medium flows faster to the energy stores 10 and is not pushed back or slowed down by a back pressure within the interior.
  • a counter-pressure could, for example, be caused by air in the cavities in the support module 110 or when the energy store 10 is burning, for example by generating gases.
  • the pressure equalization valve can ensure atmospheric or heat-related pressure equalization.
  • the pressure compensation valve can have a gas-permeable membrane that prevents the ingress of foreign bodies or atmospheric moisture under normal operating conditions. In the event of outgassing or a fire in the battery, the membrane can rupture and expose the full or a larger cross-section.
  • At least one inlet is provided on the support module of the energy store, through which the extinguishing medium or extinguishing agent can be introduced into the support module as required.
  • the extinguishing medium can be introduced non-destructively and non-violently into the carrying module of the energy store.
  • the extinguishing personnel such as the fire brigade, can keep a distance from the energy storage device that has caught fire or greatly reduce the time spent in the vicinity of the burning energy storage device.

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Abstract

Die vorliegende Offenbarung betrifft ein System für einen Energiespeicher (10) eines Fahrzeugs, umfassend wenigstens ein Tragmodul (110), das an einem Fahrzeug befestigbar ist, wobei das wenigstens eine Tragmodul (110) einen Innenraum umfasst, der eingerichtet ist, um wenigstens einen Energiespeicher (10) des Fahrzeugs aufzunehmen; und wenigstens einen Einlass (120), der an einer Außenseite (114) des wenigstens einen Tragmoduls (110) angeordnet und mit dem Innenraum verbunden ist, wobei der wenigstens eine Einlass (120) eingerichtet ist, so dass ein durch eine Vorrichtung bereitgestelltes Löschmedium in den Innenraum des wenigstens einen Tragmoduls (110) einleitbar ist.

Description

System für einen Energiespeicher eines Fahrzeugs und Fahrzeug mit einem solchen System
[01] Die vorliegende Offenbarung betrifft ein System für einen Energiespeicher eines Fahrzeugs und ein Fahrzeug mit einem solchen System. Die vorliegende Offenbarung betrifft insbesondere ein Löschsystem für Traktionsbatterien, zum Beispiel von Lastkraftwagen.
Stand der Technik
[02] Wasserstoff-, Hybrid- oder Elektrofahrzeuge werden von einem Elektromotor angetrieben, wobei die nötige elektrische Energie in einem Energiespeicher, wie beispielsweise in einem Hochvoltspeicher, gespeichert wird. Der Energiespeicher kann an einer Ladestation eines Hauses oder an einer speziellen Tankstelle aufgeladen werden.
[03] Falls das Wasserstoff-, Hybrid- oder Elektrofahrzeug in einen Einfall verwickelt ist, kann es Vorkommen, dass der Energiespeicher in Brand gerät. Ein Löschen des Brandes ist dabei oftmals nur möglich, indem dem Energiespeicher Hitze entzogen wird. Beispielsweise erzeugt eine Li- Batterie beim Erhitzen selbst Sauerstoff, so dass kein externer Luftsauerstoff notwendig ist, um das Brennen der Li-Batterie zu ermöglichen.
[04] In Brand geratene elektrisch angetriebene PKW können komplett in einen großen Container mit Löschmittel getaucht werden und darin verbleiben, bis der entzündete Energiespeicher ausge brannt ist. Der PKW kann dann zum Beispiel in einem mit Löschmittel gefüllten Container ab transportiert werden.
[05] Ein derartiges Löschen eines entzündeten Energiespeichers ist jedoch aufwändig und zerstört das ganze Fahrzeug. Auch kann es bei größeren Fahrzeugen unmöglich sein, diese in einem mit Löschmittel gefüllten Container zu versenken und/oder abzutransportieren.
Offenbarung der Erfindung
[06] Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, ein System für einen Energiespeicher eines Fahrzeugs und ein Fahrzeug mit einem solchen System anzugeben, die eine Sicherheit eines Fahr zeugs mit Elektroantrieb erhöhen können. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Of fenbarung, ein Löschen von in Brand geratenen Energiespeichern zu ermöglichen.
[07] Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
[08] Gemäß einem unabhängigen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein System für einen Energiespeicher eines Fahrzeugs, insbesondere eines Lastkraftwagens, angegeben. Das System umfasst wenigstens ein Tragmodul, das an einem Fahrzeug befestigbar bzw. befestigt ist, wobei das wenigstens eine Tragmodul einen Innenraum umfasst, der eingerichtet ist, um wenigstens ei nen Energiespeicher des Fahrzeugs aufzunehmen; und wenigstens einen Einlass, der an einer Au ßenseite des wenigstens einen Tragmoduls angeordnet und mit dem Innenraum verbunden ist, wo bei der wenigstens eine Einlass eingerichtet ist, so dass ein durch eine (z.B. externe) Vorrichtung bereitgestelltes Löschmedium in den Innenraum des wenigstens einen Tragmoduls einleitbar ist. [09] Erfindungsgemäß ist am Tragmodul des Energiespeichers wenigstens ein Einlass vorgesehen, durch den das Löschmedium bzw. Löschmittel bedarfsgerecht in das Tragmodul eingeleitet wer den kann. Das Löschmedium kann dabei zerstörungsfrei und gewaltfrei in das Tragmodul des Energiespeichers eingebracht werden. Zudem kann das Löschpersonal, wie zum Beispiel die Feu erwehr, Abstand zum in Brand geratenen Energiespeicher halten bzw. eine zeitliche Dauer in der Nähe der brennenden Energiespeichers stark reduzieren. [10] Das Fahrzeug ist ein Fahrzeug mit Elektroantrieb, wie zum Beispiel ein Wasserstoff-, Hybrid oder Elektrofahrzeug. Der Begriff Fahrzeug umfasst PKW, LKW, Busse, Wohnmobile, Krafträ der, etc., die der Beförderung von Personen, Gütern, etc. dienen. Insbesondere umfasst der Begriff LKW zur Güterbeförderung. Auch fahrerlose, sprich autonom oder teilweise autonom agierende, Fahrzeuge sind mit umfasst.
[11] Das wenigstens eine Tragmodul ist durch wenigstens eine mechanische Verbindung mit dem Fahrzeug verbunden. Beispielsweise kann das wenigstens eine Tragmodul mit einem Rahmen des Fahrzeugs verbunden sein. Das Tragmodul bildet vorzugsweise einen Innenraum und kann auch als Gehäuse bezeichnet werden. In den meisten Fällen ist der Innenraum vollständig geschlossen. Es ist jedoch auch möglich, ein Tragmodul zu verwenden, das so mit Komponenten des Fahrzeu ges zusammenwirkt, dass ein Innenraum gebildet wird, z.B. in dem eine Seite des Tragmoduls an einer Gehäusewand des Fahrzeugs anliegt.
[12] Die mechanische Verbindung kann in einigen Ausführungsformen eine Formschlussverbin dung und/oder eine Kraftschlussverbindung umfassen oder sein. Beispielsweise kann die mecha nische Verbindung aus der Gruppe ausgewählt sein, die eine Schraubverbindung, eine Bolzenver bindung, eine Klemmverbindung, eine Schwalbenschanz-Verbindung, eine Schweißverbindung und Kombinationen davon umfasst, oder die daraus besteht.
[13] Vorzugsweise ist das wenigstens eine Tragmodul ein Rahmen oder Gehäuse, der/das den we nigstens einen Energiespeicher zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, umschließt. Insbe sondere kann das wenigstens eine Tragmodul ein geschlossenes Batteriegehäuse sein.
[14] Die Begriffe „Löschmedium“ bzw. „Löschmittel“, wie sie im Rahmen der vorliegenden Of fenbarung verwendet werden, bezeichnen ein Medium, das geeignet ist, um dem wenigstens einen Energiespeicher Hitze zu entziehen. Das Löschmedium kann zum Beispiel ein festes Löschmedi um (z.B. Sand, Löschpulver), ein flüssiges Löschmedium (z.B. Wasser), ein gasförmiges Lösch medium (z.B. Stickstoff), ein schäum- oder gelartiges Löschmedium (z.B. Löschschaum) und/oder ein Kühlmittel (z.B. um noch nicht brennende Batterien in einer heißen Umgebung zur Vermei dung einer Kettenreaktion (Thermal Runaway) vorsorglich zu kühlen) sein.
[15] In einigen Ausführungsformen kann das Löschmedium elektrisch leitende Eigenschaften oder elektrisch nicht-leitende (d.h. elektrisch isolierende) Eigenschaften aufweisen. Die elektrisch iso lierenden Eigenschaften können das Risiko eines internen Kurzschlusses, z.B. bei einer durch ei nen Unfall beschädigte Batterie, reduzieren.
[16] Vorzugsweise wird das Löschmedium von extern, z.B. durch die Feuerwehr, bereitgestellt. In diesem Fall kann die Vorrichtung, die das Löschmedium bereitstellt, eine externe Vorrichtung sein, wie zum Beispiel ein Tankfahrzeug oder ein Hydrant, das/der mit einem Schlauch mit dem batterieseitigen Löschmittelanschluss verbunden wird. Dadurch kann sichergestellt werden, dass das Löschmedium in ausreichender Menge bereitgestellt werden kann, um dem wenigstens einen Energiespeicher Wärme in ausreichendem Maße zu entziehen.
[17] In anderen Ausführungsformen kann das Löschmedium fahrzeugseitig mitgeführt werden. In diesem Fall kann die Vorrichtung, die das Löschmedium bereitstellt, eine interne bzw. fahrzeugei gene Vorrichtung sein. Die interne bzw. fahrzeugeigene Vorrichtung kann zum Beispiel ein Be hälter sein, in dem das Löschmedium gespeichert bzw. gelagert ist. In einigen Ausführungsformen kann der Behälter über eine Löschleitung mit dem wenigstens einen Tragmodul zum Einleiten des Löschmediums in dessen Innenraum verbunden sein. Dies ermöglicht die Installation des Behäl- ters an einem geeigneten Installationsort des Fahrzeugs unabhängig von einer Position des wenigs tens einen Energiespeichers.
[18] Der wenigstens eine Einlass kann temporär mit der externen Vorrichtung, wie zum Beispiel einem Feuerwehrschlauch, verbunden werden, um den wenigstens einen Energiespeicher mit dem Löschmedium zu fluten.
[19] Alternativ kann der wenigstens eine Einlass dauerhaft mit der internen Vorrichtung, wie zum Beispiel dem Behälter und/oder der mit dem Behälter verbundenen Löschleitung, verbunden sein, um den wenigstens einen Energiespeicher während eines Notfalls mit dem Löschmedium zu flu ten.
[20] Vorzugsweise kann der wenigstens eine Einlass serienmäßig im Fahrzeug verbaut sein oder nachgerüstet werden.
[21] Vorzugsweise ist der wenigstens eine Einlass als Anschluss ausgebildet. Der Anschluss kann zum Beispiel als Gewinde, C-Anschluss, GK-Anschluss, Schnellkupplung, etc. ausgebildet sein, ist jedoch nicht auf diese Beispiele beschränkt.
[22] Vorzugsweise ist der wenigstens eine Einlass eingerichtet, um lösbar mit der externen Vor richtung, wie beispielsweise einem Feuerwehrschlauch, verbunden zu werden. Der wenigstens eine Einlass und der Feuerwehrschlauch können in einigen Ausführungsformen gemäß DIN 14811 konfiguriert sein.
[23] Vorzugsweise ist der wenigstens eine Einlass als Einwegventil ausgebildet. In einigen Ausfüh rungsformen kann das Einwegventil ein Rückschlagventil sein, beispielsweise um ein Austreten von Gasen zu vermeiden. Das Rückschlagventil kann zum Beispiel ein federbelastetes Rück schlagventil sein, um auch ein Eindringen von Staub und/oder Feuchtigkeit und/oder Flüssigkeiten in den Innenraum des wenigstens einen Tragmoduls unter normalen Betriebsbedingungen zu ver hindern.
[24] Vorzugsweise ist der wenigstens eine Einlass eingerichtet, so dass das von außen auf den we nigstens einen Einlass auftreffende Löschmedium den wenigstens einen Einlass passieren kann. Beispielsweise kann der wenigstens eine Einlass als Einwegventil mit einer in eine oder zwei Richtungen schwingenden Klappe ausgebildet sein, ähnlich einer „Katzenklappe“. Somit kann das Löschmedium z.B. mittels eines „Löschmittelwerfers“, wie einem Wasserwerfer, durch die Klap pe in den Innenraum des Tragmoduls eingeschossen werden.
[25] Das Einwegventil ist dabei einfach vom außen erreichbar und kann durch einen „Löschmit telwerfer“ getroffen werden. Somit müssen sich Feuerwehrleute nicht dem Fahrzeug nähern, um den Feuerwehrschlauch mit dem Löschmittelanschluss zu verbinden, wodurch eine Gefährdung der Feuerwehrleute reduziert oder sogar ganz vermieden werden kann.
[26] Vorzugsweise kann der wenigstens eine Einlass, insbesondere die „Katzenklappe“, durch ein Bruchelement gesichert bzw. verschlossen sein. Das Bruchelement kann im Bedarfsfall durch Aufbringen einer mechanischen Kraft, z.B. durch den Druckstrahl des „Löschmittelwerfers“, zer stört werden. In einigen Ausführungsformen kann das Bruchelement eine Glasscheibe umfassen oder sein.
[27] Vorzugsweise umfasst das System weiter wenigstens einen Auslass, der am wenigstens einen Tragmodul angeordnet und mit dem Innenraum verbunden ist. Der wenigstens eine Auslass ist eingerichtet, so dass das in den Innenraum eingeleitete Löschmedium aus dem Innenraum heraus geführt werden kann. Hierdurch kann das Löschmedium gezielt durch den wenigstens einen Ein- lass eingeleitet und durch den wenigstens einen Auslass ausgeleitet werden, so dass eine Durch strömung des wenigstens einen Energiespeichers erreicht werden kann.
[28] Durch den wenigstens einen Einlass und den wenigstens einen Auslass kann ein Löschmittel kreislaufbereitgestellt werden, wodurch dem wenigstens einen Energiespeicher effizient Wärme entzogen werden kann. Beispielsweise kann das Löschmedium nach dem Durchfließen des Ener giespeichers wieder gekühlt und von neuem in den Innenraum zum Energiespeicher eingebracht werden. Damit kann eine Menge des benötigten Löschmediums reduziert werden.
[29] Vorzugsweise ist der wenigstens eine Einlass höher als der wenigstens eine Auslass angeord net, z.B. in Bezug auf eine vertikale Richtung. Der Begriff „vertikal“ ist im Unterschied zu „hori zontal“ zu verstehen. Der Begriff „vertikal“ bezieht sich insbesondere auf eine vertikale Ausrich tung des wenigstens einen Einlasses in Bezug auf den wenigstens einen Auslass, wobei eine Ab weichung von wenigen Grad, z.B. bis zu 5° oder sogar bis zu 10°, von einer genauen vertikalen Ausrichtung noch als „im Wesentlichen vertikal“ betrachtet wird. Die vertikale Richtung kann im Wesentlichen parallel zur Schwerkraft sein.
[30] In einigen Ausführungsformen ist der wenigstens eine Einlass exakt ein Einlass. Alternativ kann der wenigstens eine Einlass zwei oder mehr Einlässe sein. Beispielsweise können pro Trag modul und/oder pro Energiespeicher ein Einlass oder zwei oder mehr Einlässe vorhanden sein.
[31] Ergänzend oder alternativ ist der wenigstens eine Auslass exakt ein Auslass. Alternativ kann der wenigstens eine Auslass zwei oder mehr Auslässe sein. Beispielsweise können pro Tragmodul und/oder pro Energiespeicher ein Auslass oder zwei oder mehr Auslässe vorhanden sein.
[32] Vorzugsweise ist eine Anzahl der Einlässe gleich einer Anzahl der Auslässe.
[33] Vorzugsweise umfasst das System weiter wenigstens ein Druckausgleichventil das eingerich tet ist, um Luft z.B. aufgrund von Temperaturschwankungen aus dem Innenraum auszulassen oder einzulassen, aber auch um Luft aus dem Innenraum auszulassen, wenn das Löschmedium in den Innenraum des wenigstens einen Tragmoduls eingeleitet wird. Hierdurch kann erreicht werden, dass das Löschmedium schneller zu den Energiespeichern fließt und nicht durch einen Gegen druck innerhalb des Innenraums zurückgedrängt bzw. verlangsamt wird. Ein derartiger Gegen druck könnte z.B. durch Luft in den Hohlräumen der Energiespeicher entstehen oder beim Bren nen des Energiespeichers z.B. durch eine Erzeugung von Gasen vergrößert werden.
[34] Vorzugsweise ist der Innenraum des wenigstens einen Tragmoduls eingerichtet, um zwei oder mehr Energiespeicher des Fahrzeugs aufzunehmen. Das Löschmedium kann den zwei oder mehr Energiespeichern einzeln oder gleichzeitig zugeführt werden.
[35] Vorzugsweise umfasst die wenigstens eine Tragstruktur zwei oder mehr Tragmodule, wobei jedes Tragmodul der zwei oder mehr Tragmodule eingerichtet ist, um einen oder mehrere Energie speicher des Fahrzeugs zu tragen bzw. aufzunehmen. Anders gesagt kann das System gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung eine Tragstruktur mit einer Vielzahl von Tragmodulen umfassen, wobei jedes Tragmodul wenigstens einen Energiespeicher trägt.
[36] Beispielsweise können insgesamt sechs Batterien an einem LKW verbaut sein. Je zwei Batte rien können dabei am Fahrzeugrahmen links und rechts außen, zwischen beiden Achsen, angeord net und von einem Seitenaufprall schütz geschützt sein. Zwei weitere Batterien können in der Mitte des Fahrzeuges angeordnet sein, wobei eine Batterie vor, hinter bzw. auf der Höhe der vorderen Achse und eine andere Batterie zwischen der vorderen und der hinteren Achse des Fahrzeuges angeordnet sein kann. [37] Vorzugsweise sind die zwei oder mehr Tragmodule gemeinsam bzw. gleichzeitig mit dem Löschmedium flutbar. In anderen Ausführungsformen können die zwei oder mehr Tragmodule unabhängig voneinander, insbesondere nacheinander, mit dem Löschmedium geflutet werden.
[38] Vorzugsweise kann das System einen Auslösemechanismus umfassen, der eingerichtet ist, um das Einleiten des Löschmediums aus dem Behälter in den Innenraum des wenigstens einen Trag modul auszulösen bzw. zu starten.
[39] Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Fahrzeug, insbesondere Lastkraftwagen, angegeben. Das Fahrzeug umfasst das System gemäß den Ausfüh rungsformen der vorliegenden Offenbarung sowie den wenigstens einen Energiespeicher.
[40] Das Fahrzeug ist ein Fahrzeug mit Elektroantrieb, wie zum Beispiel ein Wasserstoff-, Hybrid oder Elektrofahrzeug. Das Wasserstoff-, Hybrid- oder Elektrofahrzeug kann gemäß Ausführungs formen ein reines Elektrofahrzeug (BEV) oder ein Plug-in-Hybridfahrzeug (PHEV) sein. Der Energiespeicher (z.B. Batterie bzw. Traktionsbatterie) ist als Energieversorgung des Elektroan triebs vorgesehen und kann zum Beispiel über eine Ladevorrichtung des Fahrzeugs an eine La destation angeschlossen und aufgeladen werden.
[41] Der Begriff Fahrzeug umfasst PKW, LKW, Busse, Wohnmobile, Krafträder, etc., die der Be förderung von Personen, Gütern, etc. dienen. Insbesondere umfasst der Begriff LKW zur Güterbe förderung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
[42] Ausführungsbeispiele der Offenbarung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgen den näher beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 eine perspektivische Vorderansicht eines Systems für einen Energiespeicher eines Fahr zeugs, insbesondere eines Lastkraftwagens, gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorlie genden Offenbarung, und
Figur 2 eine perspektivische Rückansicht eines Systems für einen Energiespeicher eines Fahr zeugs, insbesondere eines Lastkraftwagens, gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorlie genden Offenbarung.
Ausführungsformen der Offenbarung
[43] Im Folgenden werden, sofern nicht anders vermerkt, für gleiche und gleichwirkende Elemente gleiche Bezugszeichen verwendet.
[44] Figur 1 zeigt eine perspektivische Vorderansicht eines Systems 100 für einen Energiespeicher 10 eines Fahrzeugs gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Fi gur 2 zeigt eine perspektivische Rückansicht eines Systems 100 für einen Energiespeicher 10 ei nes Fahrzeugs gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
[45] Das Fahrzeug kann ein Lastkraftwagen (LKW) sein, die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht hierauf beschränkt.
[46] Das System 100 umfasst wenigstens ein Tragmodul 110, das an einem Fahrzeug befestigbar oder befestigt ist, wobei das wenigstens eine Tragmodul 110 einen Innenraum umfasst, der einge richtet ist, um wenigstens einen Energiespeicher 10 des Fahrzeugs aufzunehmen; und wenigstens einen Einlass 120, der an einer Außenseite des wenigstens einen Tragmoduls 110 angeordnet und mit dem Innenraum verbunden ist, wobei der wenigstens eine Einlass 120 eingerichtet ist, so dass ein durch eine (z.B. externe) Vorrichtung bereitgestelltes Löschmedium in den Innenraum des wenigstens einen Tragmoduls 110 einleitbar ist. [47] Die Verbindung zwischen dem wenigstens einen Einlass 120 und dem Innenraum ist dabei eine Fluidverbindung, so dass das Löschmedium im Wesentlichen ungehindert in den Innenraum eintreten und den wenigstens einen Energiespeicher 10 des Fahrzeugs umspülen kann.
[48] Das Löschmedium kann zum Beispiel ein festes Löschmedium (z.B. Sand, Löschpulver), ein flüssiges Löschmedium (z.B. Wasser), ein gasförmiges Löschmedium (z.B. Stickstoff), ein schäum- oder gelartiges Löschmedium (z.B. Löschschaum) und/oder ein Kühlmittel (z.B. um noch nicht brennende Batterien in einer heißen Umgebung zur Vermeidung einer Kettenreaktion (Thermal Runaway) vorsorglich zu kühlen) sein.
[49] Das Löschmedium kann elektrisch leitende Eigenschaften oder elektrisch nicht-leitende (d.h. elektrisch isolierende) Eigenschaften aufweisen. Die elektrisch isolierenden Eigenschaften können das Risiko eines internen Kurzschlusses, z.B. bei einer durch einen Unfall beschädigte Batterie, reduzieren. Die elektrisch leitenden Eigenschaften können einen internen, (hochohmigen) Kurz schluss der Module erzeugen und die elektrischen Speicher entladen, wodurch das potenzielle Ri siko einer Entzündung reduziert wird.
[50] In einigen Ausführungsformen ist der Innenraum des wenigstens einen Tragmoduls 110 einge richtet, um zwei oder mehr Energiespeicher 10 des Fahrzeugs aufzunehmen. Das Löschmedium kann den zwei oder mehr Energiespeichem 10 einzeln oder gleichzeitig zugeführt werden.
[51] Das wenigstens eine Tragmodul 110 ist durch wenigstens eine mechanische Verbindung mit dem Fahrzeug verbunden. Beispielsweise kann das wenigstens eine Tragmodul 110 durch die we nigstens eine mechanische Verbindung mit einem Rahmen 20 des Fahrzeugs verbunden sein.
[52] Die mechanische Verbindung kann in einigen Ausführungsformen eine Formschlussverbin dung und/oder eine Kraftschlussverbindung umfassen oder sein. Beispielsweise kann die mecha nische Verbindung aus der Gruppe ausgewählt sein, die eine Schraubverbindung, eine Bolzenver bindung, eine Klemmverbindung, eine Schwalbenschanz-Verbindung, eine Schweißverbindung und Kombinationen davon umfasst, oder die daraus besteht.
[53] Das wenigstens eine Tragmodul 110 kann ein Rahmen oder Gehäuse, der/das den wenigstens einen Energiespeicher 10 umschließt, sein. Das wenigstens eine Tragmodul 110 kann den wenigs tens einen Energiespeicher 10 zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, umschließen. Insbe sondere kann das wenigstens eine Tragmodul 110 ein Batteriegehäuse sein.
[54] In einigen Ausführungsformen umfasst das wenigstens eine Tragmodul 110 zwei oder mehr Tragmodule, wobei jedes Tragmodul der zwei oder mehr Tragmodule eingerichtet ist, um einen oder mehrere Energiespeicher 10 des Fahrzeugs aufzunehmen. Anders gesagt kann das System 100 eine Tragstruktur mit einer Vielzahl von Tragmodulen umfassen, wobei jedes Tragmodul 110 wenigstens einen Energiespeicher 10 in seinem Innenraum aufnimmt.
[55] Die zwei oder mehr Tragmodule 110 können gemeinsam bzw. gleichzeitig mit dem Löschme dium geflutet werden. In anderen Ausführungsformen können die zwei oder mehr Tragmodule 110 unabhängig voneinander, insbesondere nacheinander, mit dem Löschmedium geflutet werden.
[56] Ein jeweiliges Tragmodul 110 umfasst in einigen Ausführungsformen zwei Hauptseiten 112 und vier Nebenseiten 114. Vorzugsweise sind die zwei Hauptseiten 112 und/oder jeweils zwei Nebenseiten 114 auf einander abgewandten Seiten eines jeweiligen Tragmoduls 110 angeordnet.
[57] Der wenigstens eine Einlass 120 kann an einer Nebenseite der vier Nebenseiten 114 angeord net sein, und insbesondere an der dem Rahmen 20 abgewandten Nebenseite. Die dem Rahmen 20 abgewandte Nebenseite, an der der wenigstens eine Einlass 120 vorgesehen ist, kann eine im We- sentlichen vertikale Nebenseite des Tragmoduls 110 sein. Damit ist der wenigstens eine Einlass 120 von außen einfach für das Löschpersonal erreichbar.
[58] In einigen Ausführungsformen umfasst das System 100 weiter wenigstens einen Auslass 130, der am wenigstens einen Tragmodul 110 angeordnet und mit dem Innenraum verbunden ist. Der wenigstens eine Auslass 130 ist eingerichtet, so dass das in den Innenraum eingeleitete Löschme dium aus dem Innenraum herausgeführt werden kann. Hierdurch kann das Löschmedium gezielt durch den wenigstens einen Einlass 120 in den Innenraum eingeleitet und durch den wenigstens einen Auslass 130 ausgeleitet werden, so dass eine effiziente Durchströmung des wenigstens einen Energiespeichers 10 erreicht werden kann.
[59] Durch den wenigstens einen Einlass 120 und den wenigstens einen Auslass 130 kann ein Löschmedium -Kreislauf bereitgestellt werden, wodurch dem wenigstens einen Energiespeicher 10 effizient Wärme entzogen werden kann. Beispielsweise kann das Löschmedium nach dem Durch fließen des Energiespeichers 10 wieder gekühlt und von neuem in den Innenraum zum Energie speicher 10 eingebracht werden. Damit kann eine Menge des benötigten Löschmediums reduziert werden.
[60] In einigen Ausführungsformen können der wenigstens eine Einlass 120 und der wenigstens eine Auslass 130 an derselben Nebenseite 114 des Tragmoduls 110 angeordnet sein. In anderen Ausführungsformen können der wenigstens eine Einlass 120 und der wenigstens eine Auslass 130 an verschiedenen Seiten 112 und/oder 114 des Tragmoduls 110 angeordnet sein. Der Einlass 120 und/oder der Auslass 130 können auch so am Fahrzeug angebracht sein, dass eine einfache Zu gänglichkeit gewährleistet wird, z.B. beide an der Frontseite oder beide am Heck des Fahrzeugs oder ein Anschluss am Heck und der andere Anschluss an der Frontseite. Es ist auch eine Anord nung an einer oder beiden äußeren Seiten, z.B. der Seitenbeplankung oder dem Seitenaufprall schutz, möglich.
[61] Um bei einem Unfall in möglichst vielen Situationen einen einfachen oder möglichst gefahrlo sen Zugang zum Einlass 120 und/oder Auslass 130 zu gewährleisten, ist es vorteilhaft, Anschlüsse für den Einlass 120 und/oder den Auslass 130 an verschiedenen bzw. allen Fahrzeugseiten anzu ordnen. Die Anschlüsse sind im Normalfall verschlossen und können im Bedarfsfall geöffnet wer den. Somit ist ein Einleiten und/oder Abführen von Löschmittel auch von verschiedenen Fahr zeugseiten möglich.
[62] Die Leitung des Löschmittels zum Tragmodul bzw. in den Innenraum des Tragmoduls erfolgt dann über eine oder mehrere Rohrleitungen, die an den wenigstens einen Einlass 120 und/oder Auslass 130 angeschlossen sind. Dadurch ist es für die Feuerwehr einfacher, das Löschmittel in das Tragmodul einzubringen. Bei Verwendung von mehreren Tragmodulen kann somit eine zent rale Zufuhr von Löschmittel zu allen Tragmodulen erfolgen. Wenigstens der Einlass eines Trag moduls sollte so nach außen geführt sein, um eine schnelle Anschlussmöglichkeit zu schaffen. Der Auslass kann ggf. auch unmittelbar am Tragmodul verbleiben. Bei Verwendung einer Zirkulation des Löschmittels oder eines geschlossenen Löschmittelkreislaufs sollte auch der Auslass einfach bzw. möglichst auf der gleichen Seite zugänglich sein, um das aus dem Tragmodul abgeführte Löschmittel erneut über den Einlass zuzuführen. Ggf. kann das Löschmittel vor dem erneuten Zu führen abgekühlt und/oder aufbereitet werden. Es ist auch möglich, mehrere Tragmodule sequen ziell hintereinander zu schalten, um das Löschmittel sequenziell von einem ersten Tragmodul zum nachfolgenden Tragmodul usw. einzuleiten. Effizienter ist eine parallele Zufuhr von Löschmittel zu mehreren Tragmodulen.
[63] Typischerweise ist der wenigstens eine Einlass 120 höher als der wenigstens eine Auslass 130 angeordnet, z.B. in Bezug auf die vertikale Richtung. Hierdurch kann das Löschmittel allein durch Wirkung der Schwerkraft aus dem Innenraum des Tragmoduls 110 ausgeleitet werden.
[64] In einigen Ausführungsformen kann der wenigstens eine Einlass 120 eine Verbindungsleitung 122 umfassen oder mit der Verbindungsleitung 122 verbunden sein. Beispielsweise kann die Ver bindungsleitung 122 ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweisen. Das erste Ende kann mit dem Tragmodul 110 verbunden, z.B. verschweißt, sein. Das zweite Ende kann mit dem Einlass 120 verbunden, z.B. verschweißt, sein. Hierdurch kann der Einlass 120 an einer für das Löschper sonal zugänglichen Position angeordnet werden, auch wenn das Tragmodul 110 an einer unzu gänglichen Position des Fahrzeugs (z.B. zwischen zwei Trägem 20, wie im Beispiel der Figuren 1 und 2 dargestellt) angeordnet ist.
[65] Ergänzend oder alternativ kann der wenigstens eine Auslass 130 eine Verbindungsleitung 132 umfassen oder mit der Verbindungsleitung 132 verbunden sein. Beispielsweise kann die Verbin dungsleitung 132 ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweisen. Das erste Ende kann mit dem Tragmodul 110 verbunden, z.B. verschweißt, sein. Das zweite Ende kann mit dem Auslass 130 verbunden, z.B. verschweißt, sein. Hierdurch kann der Auslass 130 an einer zugänglichen Position angeordnet werden, auch wenn das Tragmodul 110 an einer unzugänglichen Position des Fahr zeugs (z.B. zwischen zwei Trägern 20, wie im Beispiel der Figuren 1 und 2 dargestellt) angeord net ist.
[66] Gemäß einigen Ausführungsformen wird das Löschmedium von extern, z.B. durch die Feuer wehr, bereitgestellt. In diesem Fall kann die Vorrichtung, die das Löschmedium bereitstellt, eine externe Vorrichtung sein, wie zum Beispiel ein Feuerwehrschlauch. Dadurch kann sichergestellt werden, dass das Löschmedium in ausreichender Menge bereitgestellt werden kann, um dem we nigstens einen Energiespeicher 10 Wärme in ausreichendem Maße zu entziehen. Der wenigstens eine Einlass 120 kann dabei temporär mit der externen Vorrichtung, wie zum Beispiel dem Feu erwehrschlauch, verbunden werden, um den wenigstens einen Energiespeicher 10 bei einem Not fall mit dem Löschmedium zu fluten.
[67] Hierzu kann der wenigstens eine Einlass 120 als Anschluss ausgebildet sein. Der Anschluss kann zum Beispiel als Gewinde, C-Anschluss, GK-Anschluss, Schnellkupplung, etc. ausgebildet sein, ist jedoch nicht auf diese Beispiele beschränkt.
[68] Ergänzend oder alternativ kann der wenigstens eine Einlass 120 als Einwegventil ausgebildet sein. Beispielsweise kann das Einwegventil eingerichtet sein, so dass das von außen auf das Ein wegventil auftreffende Löschmedium das Einwegventil passieren kann. Beispielsweise kann das Einwegventil mit einer in eine oder zwei Richtungen schwingenden Klappe ausgebildet sein. So mit kann das Löschmedium, z.B. mittels eines „Löschmittelwerfers“, bspw. eines Wasserwerfers, durch die Klappe in den Innenraum eingeschossen werden.
[69] In einigen Ausführungsformen kann der wenigstens eine Einlass 120 durch ein Bruchelement gesichert bzw. verschlossen sein. Das Bruchelement kann im Bedarfsfall durch Aufbringen einer mechanischen Kraft, z.B. durch den Druckstrahl des „Löschmittelwerfers“, zerstört werden. In einigen Ausführungsformen kann das Bruchelement eine Glasscheibe umfassen oder sein. [70] Gemäß anderen Ausführungsformen kann das Löschmedium fahrzeugseitig mitgeführt wer den, also nicht extern bereitgestellt werden. In diesem Fall kann die Vorrichtung, die das Lösch medium bereitstellt, eine interne bzw. fahrzeugeigene Vorrichtung sein. Die interne bzw. fahr zeugeigene Vorrichtung kann zum Beispiel ein Behälter sein, in dem das Löschmedium gespei chert bzw. gelagert ist.
[71] In einigen Ausführungsformen kann der Behälter über eine Löschleitung mit dem wenigstens einen Tragmodul 110 zum Einleiten des Löschmediums in dessen Innenraum verbunden sein.
Dies ermöglicht die Installation des Behälters an einem geeigneten Installationsort des Fahrzeugs unabhängig von einer Position des wenigstens einen Energiespeichers 10. In diesem Fall kann der wenigstens eine Einlass 120 dauerhaft mit der internen Vorrichtung, wie zum Beispiel dem Behäl ter und/oder der mit dem Behälter verbundenen Löschleitung, verbunden sein, um den wenigstens einen Energiespeicher 10 während eines Notfalls mit dem Löschmedium zu fluten.
[72] In einigen Ausführungsformen umfasst das System 100 einen Auslösemechanismus, der ein gerichtet ist, um das Einleiten des Löschmediums aus dem Behälter in den Innenraum des wenigs tens einen Tragmodul 110 auszulösen bzw. zu starten. Der Auslösemechanismus kann dabei ein manueller Auslösemechanismus und/oder ein automatischer Auslösemechanismus sein.
[73] Beispielsweise kann der manuelle Auslösemechanismus durch einen Fahrer oder einen Feu erwehrmann betätigbar sein. Hierzu kann in einigen Ausführungsformen im Innenraum und/oder im Außenraum des Fahrzeugs ein Betätigungselement, wie z.B. ein Knopf oder Schalter, vorhan den sein, der durch den Nutzer betätigbar ist, um das Einleiten des Löschmediums in den Innen raum des wenigstens einen Tragmodul 110 auszulösen bzw. zu starten.
[74] Der automatische Auslösemechanismus kann durch eine Steuervorrichtung, wie einen Fahr zeugbordcomputer, betätigbar sein. Hierzu kann das System 100 wenigstens eine Notfall- Erfassungseinheit umfassen, die eingerichtet ist, um einen bestehenden und/oder bevorstehenden Notfall zu erfassen. Der Notfall kann zum Beispiel ein Fahrzeugbrand sein. Wenn die Notfall- Erfassungseinheit den bestehenden und/oder bevorstehenden Notfall erkennt, kann die Notfall- Erfassungseinheit den Auslösemechanismus betätigen oder instruieren, das Einleiten des Löschmediums in den Innenraum des wenigstens einen Tragmodul 110 auszulösen bzw. zu star ten.
[75] Beispielsweise kann die Notfall-Erfassungseinheit einen oder mehrere Sensoren umfassen, die geeignet sind, um den bestehenden und/oder bevorstehenden Notfall zu erkennen. Der eine oder die mehreren Sensoren können zum Beispiel aus der Gruppe ausgewählt sein, die einen Tempera tursensor und einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor umfasst, oder die daraus besteht. Der Tem peratursensor kann zum Beispiel eine Temperatur in und/oder am Energiespeicher erfassen.
[76] In einigen Ausführungsformen kann die Notfall-Erfassungseinheit den Auslösemechanismus betätigen oder instruieren, das Einleiten des Löschmediums in den Innenraum des wenigstens ei nen Tragmoduls 110 auszulösen bzw. zu starten, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit von Null (z.B. 0 km/h) und/oder eine Temperatur erfasst wird, die gleich oder höher als ein Schwellwert ist.
[77] In einigen Ausführungsformen umfasst das System 100 weiter wenigstens ein Druckaus gleichventil 140, das eingerichtet ist, um Luft aus dem Innenraum auszulassen oder einzulassen. Dies ist insbesondere dann hilfreich, wenn sich die Luft innerhalb des Innenraums durch Tempera turschwankungen ausdehnt. Das Druckausgleichventil 140 kann aber auch die Luft auslassen, die verdrängt wird, wenn das Löschmedium in den Innenraum des wenigstens einen Tragmoduls 110 eingeleitet wird. Hierdurch kann erreicht werden, dass das Löschmedium schneller zu den Ener giespeichern 10 fließt und nicht durch einen Gegendruck innerhalb des Innenraums zurückge drängt bzw. verlangsamt wird. Ein derartiger Gegendruck könnte z.B. durch Luft in den Hohlräu men im Tragmodul 110 oder beim Brennen des Energiespeichers 10, z.B. durch eine Erzeugung von Gasen, entstehen.
[78] In einer Ausgestaltung kann das Druckausgleichventil einen atmosphärischen bzw. wärmebe dingten Druckausgleich gewährleisten. Dazu kann das Druckausgleichventil eine gasdurchlässige Membran aufweisen, die ein Eindringen von Fremdkörpern oder Luftfeuchtigkeit unter normalen Betriebsbedingungen verhindert. Beim Ausgasen bzw. bei einem Brand der Batterie kann die Membran aufreißen und den vollen oder einen größeren Querschnitt freigeben.
[79] Erfindungsgemäß ist am Tragmodul des Energiespeichers wenigstens ein Einlass vorgesehen, durch den das Löschmedium bzw. Löschmittel bedarfsgerecht in das Tragmodul eingeleitet wer den kann. Das Löschmedium kann dabei zerstörungsfrei und gewaltfrei in das Tragmodul des Energiespeichers eingebracht werden. Zudem kann das Löschpersonal, wie zum Beispiel die Feu- erwehr, Abstand zum in Brand geratenen Energiespeicher halten bzw. eine zeitliche Dauer in der Nähe der brennenden Energiespeichers stark reduzieren.
[80] Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und ande re Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Er- findung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstel len, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung, etwa des Schutzbereichs, der Anwendungs möglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die bei- spielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offen barten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente vorneh men kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden Erläuterungen in der Beschreibung, definiert wird.
Bezugszeichenliste
10 Energiespeicher
20 Rahmen
100 System
110 Tragmodul
112 Hauptseite
114 Außenseite, Nebenseite
120 Einlass
122 Verbindungsleitung
130 Auslass
132 Verbindungsleitung
140 Druckausgleichsventil

Claims

Patentansprüche
1. System (100) für einen Energiespeicher (10) eines Fahrzeugs, umfassend: wenigstens ein Tragmodul (110), das an einem Fahrzeug befestigbar ist, wobei das we nigstens eine Tragmodul (110) einen Innenraum umfasst, der eingerichtet ist, um wenigstens einen Energiespeicher (10) des Fahrzeugs aufzunehmen; und wenigstens einen Einlass (120), der an einer Außenseite (114) des wenigstens einen Tragmoduls (110) angeordnet und mit dem Innenraum verbunden ist, wobei der wenigstens eine Einlass (120) so eingerichtet ist, dass ein durch eine Vorrichtung bereitgestelltes Löschmedium in den Innenraum des wenigstens einen Tragmoduls (110) einleitbar ist.
2. Das System (100) nach Anspruch 1, wobei der wenigstens eine Einlass (120) als An schluss ausgebildet ist und eingerichtet ist, um lösbar mit der Vorrichtung verbunden zu werden.
3. Das System (100) nach Anspruch 2, wobei der wenigstens eine Einlass (120) eingerichtet ist, um mit einem Feuerwehr schlauch, insbesondere gemäß DIN 14811, verbunden zu werden.
4. Das System (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der wenigstens eine Einlass (120) als Einwegventil ausgebildet ist und eingerichtet ist, so dass das von außen auf den we nigstens einen Einlass (120) auftreffende Löschmedium das Einwegventil passieren kann.
5. Das System (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, weiter umfassend wenigstens einen Auslass (130), der an wenigstens einem Tragmodul (110) angeordnet und mit dem Innenraum verbunden ist, wobei der wenigstens eine Auslass (130) eingerichtet ist, so dass das in den In nenraum eingeleitete Löschmedium aus dem Innenraum herausgeführt werden kann.
6. Das System (100) nach Anspruch 5, wobei der wenigstens eine Einlass (120) höher ange ordnet ist als der wenigstens eine Auslass (130).
7. Das System (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, weiter umfassend wenigstens ein Druckausgleichventil (140), das eingerichtet ist, um Luft aus dem Innenraum auszulassen, wenn das Löschmedium in den Innenraum des wenigstens einen Tragmoduls (110) eingeleitet wird.
8. Das System (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Innenraum eingerichtet ist, um zwei oder mehr Energiespeicher (10) des Fahrzeugs aufzunehmen, und wobei das Löschmedium den zwei oder mehr Energiespeichern (10) einzeln oder gleichzeitig zuführbar ist.
9. Fahrzeug, umfassend das System (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
10. Das Fahrzeug nach Anspruch 9, wobei das Fahrzeug ein Lastkraftwagen mit Elektroan trieb ist.
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