DE-102024210632-A1 - Kraftfahrzeug mit Batterie

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug (10) mit einem elektrischen Fahrantrieb und einer Batterie (12) zur Versorgung des elektrischen Fahrantriebs mit elektrischer Energie, wobei die Batterie (12) im Bereich des Unterbodens des Kraftfahrzeugs (10) angeordnet ist. Das Kraftfahrzeug weist (10) wenigstens einen pyrotechnischen Aktuator (16) auf und ist dazu ausgebildet, die Batterie (14) im Fall eines Aufpralls eines Gegenstands auf das Kraftfahrzeug (10) mittels des Aktuators (16) auf ihrer von dem Gegenstand im Moment des Aufpralls abgewandten Seite abzusenken, so dass die Batterie (12) in Folge des Aufpralls unter eine zu der Batterie (12) im unbeschädigten Zustand der Kraftfahrzeugs in horizontaler Richtung benachbarte Struktur bewegt werden kann.

Inventors

• Jonathan Borchers
• Johannes Sperber
• Bennet Schulz
• Theodor Behrens

Assignees

• VOLKSWAGEN AKTIENGESELLSCHAFT

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20241105

Claims (10)

1. Kraftfahrzeug (10) mit einem elektrischen Fahrantrieb und einer Batterie (12) zur Versorgung des elektrischen Fahrantriebs mit elektrischer Energie, wobei die Batterie (12) im Bereich des Unterbodens des Kraftfahrzeugs (10) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet , dass das Kraftfahrzeug (10) wenigstens einen pyrotechnischen Aktuator (16) aufweist und dazu ausgebildet ist, die Batterie (14) im Fall eines Aufpralls eines Gegenstands auf das Kraftfahrzeug (10) mittels des Aktuators (16) auf ihrer von dem Gegenstand im Moment des Aufpralls abgewandten Seite abzusenken, so dass die Batterie (12) in Folge des Aufpralls unter eine zu der Batterie (12) im unbeschädigten Zustand der Kraftfahrzeugs in horizontaler Richtung benachbarte Struktur bewegt werden kann.
2. Kraftfahrzeug (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass es sich bei der zu der Batterie (12) benachbarten Struktur um einen Teilbereich der Kraftfahrzeugkarosserie, insbesondere um einen Schweller (18), handelt.
3. Kraftfahrzeug (10) nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet , dass es sich bei der Struktur um eine weitere Batterie (14) handelt, insbesondere wobei die weitere Batterie (14) im Bereich des Unterbodens des Kraftfahrzeugs (12) angeordnet ist.
4. Kraftfahrzeug (10) nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet , dass das Kraftfahrzeug wenigstens einen weiteren pyrotechnischen Aktuator aufweist und dazu ausgebildet ist, die weitere Batterie (14) im Fall eines Aufpralls eines Gegenstands auf das Kraftfahrzeug (10) mittels des weiteren Aktuators auf ihrer von dem Gegenstand im Moment des Aufpralls abgewandten Seite abzusenken, so dass die weitere Batterie (14) in Folge des Aufpralls unter die Batterie (12) bewegt werden kann.
5. Kraftfahrzeug (10) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Batterie (12) und die Struktur jeweils einander zugewandte komplementäre Konturen (24) aufweisen, die dazu ausgebildet sind, bei der Bewegung der Batterie (12) unter die Struktur oder der weiteren Batterie (14) unter die Batterie (12) derart aneinander abzugleiten, dass durch das Abgleiten der Konturen (24) aneinander das Absenken der von dem Gegenstand abgewandten Seite der Batterie (12) und/oder der weiteren Batterie (14) unterstützt wird.
6. Kraftfahrzeug (10) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass der Aktuator (16) auf eine Halterung (22) einwirkt, mittels der die Batterie (12) und/oder die weitere Batterie (14) in dem Kraftfahrzeug befestigt ist und die dazu ausgebildet ist, die Bewegung der Batterie (12) unter die Struktur und/oder die Bewegung der weiteren Batterie (14) unter die Batterie (12) zu ermöglichen.
7. Kraftfahrzeug (10) nach Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet , dass die Halterung (22) ein Schienensystem umfasst, dass dazu ausgebildet ist, die Bewegung der Batterie (12) unter die Struktur und/oder die Bewegung der weiteren Batterie (14) unter die Batterie (12) zu ermöglichen.
8. Kraftfahrzeug (10) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass das Kraftfahrzeug (10) eine Rückhaltevorrichtung zum Stoppen der Bewegung der Batterie (12) unter die Struktur und/oder die Bewegung der weiteren Batterie (14) unter die Batterie (12) nach dem Zurücklegen eines begrenzten Bewegungswegs aufweist.
9. Kraftfahrzeug (10) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass das Kraftfahrzeug (10) ein Sensorsystem zum Erkennen eines Aufpralls eines Gegenstands auf das Kraftfahrzeug (10) aufweist, und dazu ausgebildet ist, den wenigstens einen Aktuator (16) und/oder den wenigstens einen weiteren Aktuator beim Erkennen des Aufpralls durch das Sensorsystem auszulösen.
10. Kraftfahrzeug (10) nach Anspruch 9 , dadurch gekennzeichnet , dass das Kraftfahrzeug (10) und insbesondere das Sensorsystem dazu ausgebildet ist, den Aufprall bereits anhand der Annäherung des Gegenstands an das Kraftfahrzeug (10) zu erkennen und den Aktuator (16) und/oder den wenigstens einen weiteren Aktuator bereits in Folge der Annäherung auszulösen, insbesondere, bevor es zum Kontakt des Gegenstands mit dem Kraftfahrzeug (10) kommt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem elektrischen Fahrantrieb und einer Batterie zur Versorgung des elektrischen Fahrantriebs mit elektrischer Energie nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Kraftfahrzeuge der in Rede stehenden Art weisen einen elektrischen Fahrantrieb sowie eine Batterie auf. Die Batterie dient zur Versorgung des elektrischen Fahrantriebs mit elektrischer Energie. Daher müssen bei derartigen Fahrzeugen die Batterien eine vergleichsweise hohe Kapazität aufweisen und eine entsprechende Leistung bereitstellen können. Dies macht die Batterien aufgrund der in ihnen gespeicherten Energie zu einem Gefahrenfaktor im Falle eines Unfalls. Im Fall des Aufpralls eines Gegenstands auf das Kraftfahrzeug kann eine derartige Batterie beschädigt werden, was zur Freisetzung der in der Batterie gespeicherten Energie führen kann. Beispielsweise kann es zu einem Batteriebrand kommen. Beschädigungen der Batterie können dabei insbesondere zu einem thermischen Durchgehen der Batterie, auch als thermal run-away bezeichnet, führen. In der Praxis werden derartige Batterien daher oftmals in vergleichsweise gut geschützten Positionen am Kraftfahrzeug montiert und weisen darüber hinaus vergleichsweise massive gasdichte Gehäuse auf. So kann beispielsweise eine elektrische Batterie im Bereich des Unterbodens des Kraftfahrzeugs angeordnet sein. Jedoch sind auch derartig angeordnete Batterien insbesondere dann gefährdet, wenn das Kraftfahrzeug von der Seite durch einen Gegenstand, beispielsweise durch ein anderes Kraftfahrzeug, getroffen wird, der auf das Kraftfahrzeug aufprallt. Befindet sich die Batterie im Bereich der bei dem Aufprall verformten Zone des Kraftfahrzeugs, so ist eine Beschädigung der Batterie nicht unwahrscheinlich. Die US 2023/0158877 A1 offenbart daher ein System, das eine Separierung der Batterie vom Kraftfahrzeug im Falle eines Unfalls ermöglicht. Mittels pyrotechnischer Einrichtungen werden Befestigungselemente, die die Batterie mit dem Kraftfahrzeug verbinden, zerstört. Die Batterie, die im Bereich des Unterbodens das Kraftfahrzeugs angeordnet ist, kann dann aufgrund der Wirkung der Schwerkraft herab und damit von dem Kraftfahrzeug abfallen. Die DE 10 2011 080 053 A1 beschreibt ein Verfahren zum Betrieb einer Sicherheitsvorrichtung, die in einem Fahrzeug angeordnet oder mit diesem verbunden ist. Eine Traktionsbatterie des Fahrzeugs wird durch die Sicherheitsvorrichtung außerhalb des Fahrzeugs gebracht, wenn durch ein Detektionssystem ein Unfall oder ein bevorstehender Unfall detektiert wird. Die DE 10 2021 120 073 A1 beschreibt ein Verfahren zum Abwerfen einer Batterieeinheit eines Kraftfahrzeugs. Das Kraftfahrzeug weist eine Batterieanordnung mit einer Mehrzahl Batterieeinheiten und einer Abwurfeinrichtung auf. Im Falle der Detektion eines bestimmten kritischen Zustands einer Batteriezelle können die betroffenen Batterieeinheiten unabhängig voneinander abgeworfen werden. Eine derartige Trennung der Batterie von dem Kraftfahrzeug ist jedoch lediglich in bestimmten Unfallszenarien sinnvoll. Insbesondere bei den vorstehend beschriebenen Seitenaufprallszenarien, bei denen das Kraftfahrzeug seitlich von einem Gegenstand getroffen wird, bei dem es sich beispielsweise um ein anderes Kraftfahrzeug handeln kann, führt eine derartige Abtrennung des Batteriesystems oftmals nicht zwingend dazu, dass das Batteriesystem unbeschädigt bleibt. Aufgrund der hohen Geschwindigkeit der sich abspielenden Prozesse beim Aufprall und der hohen Trägheit der Batterie wird diese mit einer hohen Wahrscheinlichkeit bereits durch den Aufprall beschädigt, bevor diese aufgrund der Schwerkraft herabfällt. Hinzukommt, dass die vollständig vom Kraftfahrzeug getrennte Batterie in Folge eine Gefahr für Dritte darstellt. Im ungünstigsten Fall wird die Batterie durch den Aufprall selbst in Bewegung versetzt und gefährdet Dritte zum einen durch ihre schiere kinetische Energie, zum anderen dadurch, dass weiterhin das Risiko besteht, dass die Batterie durch den Unfall beschädigt worden ist und so durch ein mögliches thermisches Durchgehen eine weitere Gefahrenquelle schafft. Diese ist gegebenenfalls von dem Ort des Unfalls beabstandet und befindet sich daher zunächst außerhalb des Bereichs der unmittelbaren Aufmerksamkeit Beteiligter, wie beispielsweise Notärzten und/oder der Feuerwehr. Hieraus können in der Praxis äußerst ungünstige Gefährdungsszenarien resultieren. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Kraftfahrzeug mit einer Batterie zur Versorgung des Fahrantriebs des Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie aufzuzeigen, bei dem die Batterie im Falle eines Unfalls wirkungsvoll vor Beschädigungen geschützt ist. Die Aufgabe wird gelöst durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Die Merkmale der abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Ausführungsformen. Das Kraftfahrzeug weist einen elektrischen Fahrantrieb und eine Batterie zur Versorgung des elektrischen Fahrbetriebs mit elektrischer Ener