DE-102024132204-A1 - Kraftfahrzeug mit Unterbodenbatterie, Unterfahrschutz und Sollbruchplatte

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisch oder teilelektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug. Das Kraftfahrzeug (1) ist als elektrisch oder teilelektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug (1) ausgebildet ist, wobei das Kraftfahrzeug (1) eine Hochvoltbatterie (10) aufweist, wobei die Hochvoltbatterie (10) als Unterbodenbatterie ausgebildet ist, wobei das Kraftfahrzeug (1) einen unterhalb der Unterbodenbatterie angeordneten Unterfahrschutz (20) zum Schutz der Unterbodenbatterie vor mechanischen Einwirkungen aufweist, wobei zwischen der Unterbodenbatterie und dem Unterfahrschutz (20) eine Sollbruchplatte (30) angeordnet ist, wobei die Sollbruchplatte (30) zumindest eine elektrisch leitfähige Leiterbahn aufweist, wobei die Sollbruchplatte (30) dazu eingerichtet ist, bei einer mechanischer Krafteinwirkung zu brechen, sodass die zumindest eine Leiterbahn unterbrochen wird.

Inventors

• Stephan Andreas Hübner

Assignees

• DR. ING. H.C. F. PORSCHE AKTIENGESELLSCHAFT

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20241105

Claims (10)

1. Kraftfahrzeug (1), wobei das Kraftfahrzeug (1) als elektrisch oder teilelektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug (1) ausgebildet ist, wobei das Kraftfahrzeug (1) eine Hochvoltbatterie (10) aufweist, wobei die Hochvoltbatterie (10) als Unterbodenbatterie ausgebildet ist, wobei das Kraftfahrzeug (1) einen unterhalb der Unterbodenbatterie angeordneten Unterfahrschutz (20) zum Schutz der Unterbodenbatterie vor mechanischen Einwirkungen aufweist, wobei zwischen der Unterbodenbatterie und dem Unterfahrschutz (20) eine Sollbruchplatte (30) angeordnet ist, wobei die Sollbruchplatte (30) zumindest eine elektrisch leitfähige Leiterbahn (32) aufweist, wobei die Sollbruchplatte (30) dazu eingerichtet ist, bei einer mechanischer Krafteinwirkung zu brechen, sodass die zumindest eine Leiterbahn (32) unterbrochen wird.
2. Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 1 , wobei das Kraftfahrzeug (1) eine Überwachungseinrichtung (40) aufweist, wobei die Überwachungseinrichtung (40) dazu eingerichtet ist, einen Stromfluss über die zumindest eine Leiterbahn (32) zu überwachen.
3. Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 2 , wobei die Überwachungseinrichtung (40) dazu eingerichtet ist, bei Detektion einer Unterbrechung der zumindest einen Leiterbahn (32) ein akustisches oder optisches Warnsignal für den Fahrer des Kraftfahrzeugs (1) auszugeben.
4. Kraftfahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , wobei ein Basismaterial der Sollbruchplatte (30) ein sprödes Material ist.
5. Kraftfahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 , wobei ein Basismaterial der Sollbruchplatte (30) ein elektrisch isolierendes Material ist.
6. Kraftfahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 , wobei ein Basismaterial der Sollbruchplatte (30) ein Glas ist.
7. Kraftfahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 , wobei ein Basismaterial der Sollbruchplatte (30) vorgespannt ist, sodass bei einer punktuellen Belastung die Sollbruchplatte (30) über einen großen Bereich, insbesondere vollständig, bricht.
8. Kraftfahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 , wobei die Sollbruchplatte (30) eine Trägerschicht aus einem spröden, elektrisch isolierenden Material aufweist, wobei die zumindest eine Leiterbahn (32) auf einer Oberfläche der Trägerschicht aufgebracht ist.
9. Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 8 , wobei die Sollbruchplatte (30) eine Abdeckschicht aufweist, wobei die Abdeckschicht die zumindest eine Leiterbahn (32) auf einer der Trägerschicht abgewandten Seite abdeckt.
10. Kraftfahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 , wobei die Sollbruchplatte (30) in einer Fahrzeughochrichtung (Z) von dem Unterfahrschutz (20) beabstandet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisch oder teilelektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug mit einer Unterbodenbatterie, häufig auch als Unterflurbatterie bezeichnet. Um die elektrische Antriebsenergie für ein elektrisch oder teilelektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug bereitzustellen, weisen Hochvoltbatterien von Kraftfahrzeugen in der Regel eine Vielzahl von Batteriezellen und somit einen relativ großen Bauraum auf. Eine mögliche Anordnung der Hochvoltbatterie oder zumindest von Teilen der Hochvoltbatterie besteht daher Bereich des Fahrzeugbodens, da dort ein großer Bauraum zur Verfügung steht und auch aufgrund des relativ hohen Gewichts der Hochvoltbatterie die Anordnung im Bodenbereich fahrdynamisch von Vorteil ist. Eine im Bodenbereich des Kraftfahrzeugs angeordnete Hochvoltbatterie wird häufig auch als Unterbodenbatterie oder Unterflurbatterie bezeichnet. Nachteilig ist eine derartige Anordnung der Hochvoltbatterie allerdings hinsichtlich eines Schutzes der Hochvoltbatterie vor mechanischen Einwirkung, beispielweise beim Überfahren von Hindernissen, oder vor von der Fahrbahn hochgeschleuderten Gegenständen. Zum Schutz der Unterbodenbatterie ist daher in der Regel ein Unterfahrschutz, häufig in Form einer Schutzplatte, unterhalb der Hochvoltbatterie angeordnet. Derartige Schutzplatten umfassen beispielsweise eine mehrlagige Abdeckung aus Titan und Aluminium. Es sind auch Schutzplatten aus faserverstärkten Kunststoffplatten bekannt. Im Betrieb kann es dazu kommen, dass Fremdkörper oder Hindernisse direkt oder indirekt trotz des Unterfahrschutzes mechanisch auf die Hochvoltbatterie einwirken, beispielweise indem sie den Unterfahrschutz durchschlagen oder durchstoßen oder indem der Unterfahrschutz derart stark deformiert wird, dass dieser auf die Hochvoltbatterie einwirkt. Dadurch kann es zu einer Beschädigung der Hochvoltbatterie kommen. Selbst wenn ein solches Ereignis nicht unmittelbar zu einer Beschädigung der Hochvoltbatterie führt, kann durch ein solches Ereignis die Schutzfunktion des Unterfahrschutzes beeinträchtigt sein. Eine Verformung oder ein Durchschlagen eines Batteriegehäuses wird eventuell durch ein Batteriemanagementsystem nicht unmittelbar detektiert, da die betroffenen Batteriezellen noch nicht merklich beschädigt sind. Eventuell sind die Batteriezellen allerdings so beschädigt, dass ein baldiger Ausfall zu befürchten ist oder Isolationsanforderungen oder sonstige Sicherheitsanforderungen nicht mehr eingehalten werden. Problematisch ist des Weiteren, dass Beschädigungen des Unterfahrschutzes aufgrund eines solchen Ereignisses von außen nicht oder nur schwer erkennbar sind. Aus dem Stand der Technik sind diverse Systeme bekannt, die zur Detektion einer Krafteinwirkung auf den Unterfahrschutz dienen. Beispielsweise offenbart die DE 10 2017 206 663 A1 ein Batteriepack, welches mehrere in einem Batteriegehäuse angeordnete Batteriezellen aufweist, wobei das Batteriegehäuse mindestens eine elektrisch isolierend ausgebildete Schutzplatte aufweist, mindestens einen Deformationssensor aufweist, der eine elektrisch leitfähige Beschichtung umfasst, welche auf die Schutzplatte aufgebracht ist, und mindestens eine Auswerteschaltung zur Erkennung einer Widerstandsänderung des mindestens einen Deformationssensors umfasst. Die DE 10 2022 127 016 B3, die DE 10 2020 119 287, die US 2023 / 0 097 978 A1 und die DE 10 2022 107 486 B3 offenbaren weiteren Stand der Technik. Problematisch bei den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen ist insbesondere, dass relativ komplexe Auswertesysteme benötigt werden. Zudem sind die bekannten Systeme häufig in einigen Bereichen nicht sensitiv. D.h. wenn dort ein lokales Schadensereignis eintritt, wird dieses nicht zuverlässig als solches erkannt, da in diesem Bereich beispielweise keine Detektionsmittel vorhanden sind. So kann es beispielsweise dazu kommen, dass ein Durchstechen des Unterfahrschutzes nicht erkannt wird. Ein Durchstechen kann beispielweise auftreten, wenn ein schmaler spitzer Gegenstand, wie beispielsweise ein Schraubendreher, gegen den Unterfahrschutz geschleudert wird. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein diesbezüglich verbessertes Kraftfahrzeug anzugeben. Gelöst wird diese Aufgabe durch den Gegenstand, der die Merkmale des unabhängigen Anspruchs aufweist. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen. Bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug handelt es sich um ein elektrisch oder teilelektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug. Das Kraftfahrzeug weist eine Hochvoltbatterie, auch als Traktionsbatterie bezeichnet, auf. Die Hochvoltbatterie ist als Unterbodenbatterie ausgebildet. Das Kraftfahrzeug weist einen unterhalb der Unterbodenbatterie angeordneten Unterfahrschutz auf, beispielsweise in Form einer Bodenplatte, zum Schutz der Unterbodenbatterie vor mechanischen Einwirkungen. Zwischen der Hochvoltbatterie und dem Unterfahrschutz ist eine Sollbruchplatte angeordnet. Die Sollbruchplatte weist zumindest eine elektrisch le