DE102021210371A1 - Battery system for a vehicle - Google Patents
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Abstract
Ein Batteriesystem (1) für ein Fahrzeug, insbesondere ein Luftfahrzeug (2), umfasst: ein Batteriemodul (10) mit mindestens einer elektrischen Batterie (100) und zumindest eine Haltevorrichtung (11A-11D) zur Befestigung des Batteriemoduls (10) am Fahrzeug, mit einem am Batteriemodul (10) festgelegten, batterieseitigen Halteabschnitt (110A-110D) und einem am Fahrzeug festzulegenden, fahrzeugseitigen Halteabschnitt (111A-111D), die über einen Verbindungsabschnitt (112A-112D) miteinander verbunden sind, wobei die zumindest eine Haltevorrichtung (11A-11D) so ausgebildet ist, dass infolge einer auf das Batteriemodul (10) wirkenden Kraft (F) die Verbindung des batterieseitigen Halteabschnitts (110A-110D) mit dem fahrzeugseitigen Halteabschnitt (111A-111 D) durch den Verbindungsabschnitt (112A-112D) gelöst wird. A battery system (1) for a vehicle, in particular an aircraft (2), comprises: a battery module (10) with at least one electric battery (100) and at least one holding device (11A-11D) for fastening the battery module (10) to the vehicle, with a battery-side holding section (110A-110D) fixed to the battery module (10) and a vehicle-side holding section (111A-111D) to be fixed to the vehicle, which are connected to one another via a connecting section (112A-112D), the at least one holding device (11A -11D) is designed such that as a result of a force (F) acting on the battery module (10), the connection of the battery-side holding section (110A-110D) to the vehicle-side holding section (111A-111D) is released by the connecting section (112A-112D). becomes.
Description
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich insbesondere auf ein Batteriesystem und auf ein Fahrzeug mit einem solchen Batteriesystem.The present disclosure relates in particular to a battery system and to a vehicle with such a battery system.
Bei hybridelektrisch und rein elektrisch angetriebenen Fahrzeugen, insbesondere Luftfahrzeugen, werden elektrische Batterien zum Antrieb von einem oder mehreren Elektromotoren typischerweise in einem Chassis, Rumpf und/oder in Flügeln eingebaut. Die Batterien können z.B. Lithium-Ionen-Akkumulatorzellen umfassen und mitunter erhebliche Mengen an Energie speichern.In hybrid-electric and purely electrically driven vehicles, in particular aircraft, electric batteries for driving one or more electric motors are typically built into a chassis, fuselage and/or wings. The batteries can include, for example, lithium-ion storage cells and sometimes store significant amounts of energy.
Eine Schwierigkeit im Falle eines Crashs des Fahrzeugs oder in anderen Situationen, in denen das Fahrzeug überlastet wird, beispielsweise bei einer Notlandung eines Flugzeugs auf unebenem Terrain, besteht dabei darin, dass derartige Batterien durch eine unfallbedingte Beschädigung in Brand geraten können. Ein solcher Brand ist typischerweise besonders schwierig zu löschen und birgt erhebliche Gefahren für Personen in dem Fahrzeug und für Rettungskräfte.A difficulty in the event of a vehicle crash or other situations in which the vehicle is overloaded, such as an emergency landing of an airplane on uneven terrain, is that such batteries can catch fire as a result of accidental damage. Such a fire is typically particularly difficult to extinguish and poses significant risks to people in the vehicle and to rescue workers.
Aus der internen Praxis ist es der Anmelderin bekannt, Batterien in besonders crashsichere Gehäuse einzubauen, um die Brandgefahr zu reduzieren. Regelmäßig werden die Batterien ferner an einer besonders geschützten Stelle im Fahrzeug eingebaut, um die Wahrscheinlichkeit zu minimieren, dass es bei einem Unfall zu einer einen Brand verursachenden Beschädigung der Batterien kommt.From internal practice, the applicant is aware of installing batteries in particularly crash-proof housings in order to reduce the risk of fire. Batteries are also regularly installed in a specially protected location in the vehicle to minimize the likelihood of damage to the batteries causing a fire in an accident.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die von Batterien ausgehenden Risiken bei Fahrzeugunfällen zu reduzieren.The object of the present invention is to reduce the risks emanating from batteries in vehicle accidents.
Gemäß einem Aspekt wird ein Batteriesystem für ein Fahrzeug, insbesondere ein Luftfahrzeug, bereitgestellt. Das Batteriesystem umfasst ein Batteriemodul mit mindestens einer elektrischen Batterie und zumindest eine Haltevorrichtung zur Befestigung des Batteriemoduls am Fahrzeug, mit einem am Batteriemodul festgelegten, batterieseitigen Halteabschnitt und einem am Fahrzeug festzulegenden (und im am Fahrzeug montierten Zustand festgelegten), fahrzeugseitigen Halteabschnitt, wobei die beiden Halteabschnitte über einen Verbindungsabschnitt (z.B. fest) miteinander verbunden sind. Dabei ist die zumindest eine Haltevorrichtung so ausgebildet, dass infolge einer auf das Batteriemodul wirkenden Kraft die Verbindung des batterieseitigen Halteabschnitts mit dem fahrzeugseitigen Halteabschnitt durch den Verbindungsabschnitt gelöst wird.According to one aspect, a battery system for a vehicle, in particular an aircraft, is provided. The battery system comprises a battery module with at least one electric battery and at least one holding device for fastening the battery module to the vehicle, with a battery-side holding section fixed to the battery module and a vehicle-side holding section to be fixed to the vehicle (and fixed in the mounted state on the vehicle), the two holding sections are connected to one another via a connecting section (e.g. firmly). The at least one holding device is designed such that as a result of a force acting on the battery module, the connection of the battery-side holding section to the vehicle-side holding section is released by the connecting section.
Bei einem Unfall, bei einem Luftfahrzeug beispielsweise eine Notlandung auf unebenem Terrain oder ohne ausgeklapptem Fahrwerk, bei einem Frontalaufprall oder dergleichen kann das Batteriemodul somit vom Fahrzeug räumlich getrennt, beispielsweise abgestreift oder abgeworfen werden, sodass Risiken für Menschen im oder am Fahrzeug, die von einem unfallbedingten Brand des Batteriemoduls ausgehen, stark begrenzt werden können. Diese Lösung erfordert zudem kein besonders gesichertes Gehäuse für die Batterie(n), was Verbesserungen im Gesamtgewicht und in der Nutzung des zur Verfügung stehenden Bauraums zulässt. Darüber hinaus kann durch die ermöglichte räumliche Trennung des Batteriemoduls vom Fahrzeug auch eine elektrische Trennung erfolgen, wodurch zusätzlich eine potentielle Gefahr durch Stromschläge stark reduziert werden kann.In the event of an accident, in the case of an aircraft, for example, an emergency landing on uneven terrain or without the landing gear folded out, in the event of a frontal collision or the like, the battery module can thus be spatially separated from the vehicle, for example stripped off or thrown off, so that there are risks for people in or on the vehicle caused by a accidental fire of the battery module can be severely limited. In addition, this solution does not require a particularly secure housing for the battery(ies), which allows improvements in the overall weight and in the use of the available installation space. In addition, due to the spatial separation of the battery module from the vehicle that is made possible, electrical separation can also take place, as a result of which a potential risk of electric shocks can also be greatly reduced.
Es kann vorgesehen sein, dass die Lösung der Verbindung durch den Verbindungsabschnitt irreversibel ist. Das erlaubt einen besonders einfachen Aufbau. It can be provided that the release of the connection through the connection section is irreversible. This allows a particularly simple structure.
Optional bildet der Verbindungsabschnitt eine Sollbruchstelle aus. Wirkt eine ausreichend hohe Kraft auf das Batteriemodul, versagt der Verbindungsabschnitt an einer vorherbestimmten Stelle, nämlich an der Sollbruchstelle. Das erlaubt einen besonders einfachen und zugleich verlässlichen Aufbau. Im Allgemeinen ist es möglich, dass das Batteriesystem dazu ausgebildet ist, dass die Trennung passiv erfolgt. Die auf das Batteriemodul wirkende Kraft bewirkt dabei unmittelbar die mechanische Trennung.Optionally, the connecting section forms a predetermined breaking point. If a sufficiently high force acts on the battery module, the connection section fails at a predetermined point, namely at the predetermined breaking point. This allows a particularly simple and at the same time reliable construction. In general, it is possible for the battery system to be designed so that the disconnection takes place passively. The force acting on the battery module directly causes the mechanical separation.
Optional sind die Halteabschnitte der Haltevorrichtung über den Verbindungsabschnitt einstückig miteinander verbunden. Dies erlaubt einen besonders einfachen und zugleich sicheren Aufbau.Optionally, the holding sections of the holding device are connected to one another in one piece via the connecting section. This allows a particularly simple and at the same time safe structure.
Beispielsweise ist die zumindest eine Haltevorrichtung in Form eines Scherstifts ausgebildet. Zum Beispiel ist vorgesehen, dass der Verbindungsabschnitt gegenüber den Halteabschnitten verjüngt ausgebildet ist. Der Verbindungsabschnitt kann eine umlaufende Rille aufweisen. Scherstifte sind besonders einfach herstellbar und lassen eine präzise Einstellung eines Schwellenwerts der Kraft auf das Batteriemodul zu, ab der die Verbindung durch den Verbindungsabschnitt gelöst wird.For example, the at least one holding device is designed in the form of a shear pin. For example, it is provided that the connecting section is designed to be tapered in relation to the holding sections. The connecting section can have a circumferential groove. Shear pins are particularly easy to produce and allow a precise setting of a threshold value of the force on the battery module from which the connection is released by the connection section.
Das Batteriemodul kann insbesondere durch die Kraft vom fahrzeugseitigen Halteabschnitt abscherbar sein. Die Kraft ist beispielsweise eine Scherkraft und z.B. senkrecht zu einer Haupterstreckungsrichtung der Haltevorrichtung ausgerichtet. So kann das Batteriemodul in besonders einfacher Weise durch einen Unfall oder eine Notlandung selbst vom Fahrzeug getrennt werden.In particular, the battery module can be sheared off by the force from the vehicle-side holding section. The force is, for example, a shearing force and is oriented, for example, perpendicular to a main direction of extent of the holding device. In this way, the battery module itself can be separated from the vehicle in a particularly simple manner in the event of an accident or an emergency landing.
Das Batteriesystem kann ferner einen Sensor umfassen. Beispielsweise ist der Sensor zum Messen einer Kraft auf das Batteriemodul und/oder zum Messen einer Beschleunigung eingerichtet, beispielsweise einer Beschleunigung des Batteriemoduls und/oder des Fahrzeugs. Ferner kann der Sensor zum Detektieren eines Feuers und/oder einer Temperatur ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich umfasst das Batteriesystem eine Steuerungseinheit. Die Steuerungseinheit kann zum Erfassen der gemessenen Kraft und/oder Beschleunigung mit dem Sensor operativ verbunden sein. Eine optionale aktive Trennung des Batteriemoduls vom Fahrzeug, die beispielsweise auf diese Weise umgesetzt sein kann, ermöglicht eine besonders rasche Trennung, beispielsweise noch vor dem eigentlichen Unfall oder in einer besonders frühen Phase des Unfalls.The battery system can also include a sensor. For example, the sensor for Measuring a force on the battery module and/or set up to measure an acceleration, for example an acceleration of the battery module and/or the vehicle. Furthermore, the sensor can be designed to detect a fire and/or a temperature. Alternatively or additionally, the battery system includes a control unit. The control unit can be operatively connected to the sensor for detecting the measured force and/or acceleration. An optional active disconnection of the battery module from the vehicle, which can be implemented in this way, for example, enables a particularly rapid disconnection, for example before the actual accident or in a particularly early phase of the accident.
In einer Ausgestaltung umfasst das Batteriesystem einen Sprengsatz mit Sprengstoff. Der Sprengsatz kann zum Einwirken auf den Verbindungsabschnitt angeordnet und eingerichtet sein, beispielsweise am Verbindungsabschnitt montiert sein. Optional ist die Steuerungseinheit dazu eingerichtet, einen Zünder des Sprengsatzes in Falle einer vorbestimmten oder vorbestimmbaren Bedingung zu zünden. Beispielsweise ist die Steuerungseinheit dazu eingerichtet, den Zünder in Abhängigkeit von der erfassten Kraft und/oder Beschleunigung zu zünden.In one embodiment, the battery system includes an explosive device with explosives. The explosive charge can be arranged and set up to act on the connecting section, for example mounted on the connecting section. Optionally, the control unit is set up to detonate a detonator of the explosive charge in the event of a predetermined or predeterminable condition. For example, the control unit is set up to fire the igniter depending on the detected force and/or acceleration.
Optional ist der Sprengsatz in Form einer längserstreckten Schneidladung ausgebildet. Damit kann eine besonders präzise Trennung des Verbindungsabschnittes erzielt werden, wobei Beschädigungen des Fahrzeugs und/oder des Batteriemoduls durch den Sprengsatz besonders effektiv vermieden werden können. Im Allgemeinen kann der Sprengsatz als Hohlladung, insbesondere in Form einer projektilbildenden Ladung ausgebildet sein.Optionally, the explosive charge is designed in the form of an elongated cutting charge. A particularly precise separation of the connection section can thus be achieved, with damage to the vehicle and/or the battery module being able to be avoided particularly effectively by the explosive device. In general, the explosive device can be designed as a shaped charge, in particular in the form of a projectile-forming charge.
In einer Ausgestaltung ist der Verbindungsabschnitt relativ zu einem oder beiden der Halteabschnitte bewegbar gelagert. Optional ist die Steuerungseinheit dazu eingerichtet, einen Antrieb, z.B. einen Motor, zum Bewegen des Verbindungsabschnitts relativ zu dem einen der Halteabschnitte oder zu den Halteabschnitten in Abhängigkeit von der erfassten Kraft und/oder Beschleunigung anzusteuern. Eine solche Ausgestaltung ermöglicht es, die Trennung des Verbindungsabschnittes reversibel zu testen. Falls z.B. ein Unfall nach (oder durch) die Trennung des Batteriemoduls vom Fahrzeug verhindert werden kann, ist es zudem möglich, ein neues Batteriemodul in einfacher Weise zu montieren. Ferner erlaubt diese Ausgestaltung zusätzlich den Austausch des Batteriemoduls, z.B. durch ein vollgeladenes Batteriemodul.In one embodiment, the connecting section is movably mounted relative to one or both of the holding sections. The control unit is optionally set up to control a drive, e.g. a motor, for moving the connecting section relative to one of the holding sections or to the holding sections as a function of the detected force and/or acceleration. Such an embodiment makes it possible to reversibly test the separation of the connection section. In addition, if, for example, an accident can be prevented after (or by) separating the battery module from the vehicle, it is possible to easily mount a new battery module. Furthermore, this configuration also allows the battery module to be replaced, e.g. with a fully charged battery module.
Optional weist der Verbindungsabschnitt einen Haken auf. Das erlaubt eine einfache und zugleich robuste Ausführung.Optionally, the connecting section has a hook. This allows a simple and at the same time robust design.
Das Batteriesystem kann mehrere Haltevorrichtungen umfassen, die jeweils nach jeder hierin beschriebenen Weise ausgestaltet sein können. Das ermöglicht eine sichere Halterung im Normalgebrauch. Beispielsweise umfasst das Batteriesystem zwei, drei oder vier Haltevorrichtungen. Die Haltevorrichtungen können untereinander gleichartig ausgebildet sein. Die Haltevorrichtungen können gleichermaßen ausgerichtet sein. Zum Beispiel sind die Haltevorrichtungen länglich und parallel zueinander ausgerichtet.The battery system may include multiple retention devices, each of which may be configured in any manner described herein. This allows for a secure hold in normal use. For example, the battery system includes two, three or four holding devices. The holding devices can be of the same design as each other. The holding devices can be aligned in the same way. For example, the holders are elongated and aligned parallel to each other.
Das Batteriemodul kann eine Reibungsschicht umfassen. Die Reibungsschicht kann eine strukturierte Oberfläche und/oder eine im Vergleich mit einem die zumindest eine elektrische Batterie einschließenden Gehäuse des Batteriemoduls höheren Reibungskoeffizienten aufweisen. Das ermöglicht es zum Beispiel bei Luftfahrzeugen, dass bei einem Kontakt des Batteriemoduls mit dem Boden das Batteriemodul besonders stark gebremst wird und so schneller vom Fahrzeug getrennt, z.B. abgeschert wird.The battery module may include a friction layer. The friction layer can have a structured surface and/or a higher coefficient of friction than a housing of the battery module that encloses the at least one electric battery. In the case of aircraft, for example, this makes it possible for the battery module to be braked particularly hard if the battery module comes into contact with the ground and is thus separated from the vehicle more quickly, e.g. sheared off.
Beispielsweise umfasst die Reibungsschicht Gummi oder besteht daraus. Das stellt eine besonders einfache und kostengünstige Möglichkeit dar.For example, the friction layer includes or consists of rubber. This is a particularly simple and inexpensive option.
Optional ist zumindest ein Haken am Batteriemodul vorgesehen, insbesondere an einer Unterseite des Batteriemoduls (insbesondere sind viele derartige Haken vorgesehen). Ein solcher Haken kann eine Bremswirkung entfalten. Der Haken ist z.B. in Richtung der hauptsächlichen Fortbewegungsrichtung des Fahrzeugs geöffnet. Die Spitze des Hakens kann sich somit in den Boden krallen, um das Batteriemodul abzutrennen.At least one hook is optionally provided on the battery module, in particular on an underside of the battery module (in particular, many such hooks are provided). Such a hook can develop a braking effect. For example, the hook is open towards the main direction of travel of the vehicle. The tip of the hook can thus dig into the ground to separate the battery module.
In einer Ausgestaltung ist der zumindest eine Haken am Gehäuse und/oder im Gehäuse des Batteriemoduls angeordnet. Der zumindest eine Haken kann durch die Reibungsschicht überdeckt sein.In one configuration, the at least one hook is arranged on the housing and/or in the housing of the battery module. The at least one hook may be covered by the friction layer.
Gemäß einem Aspekt wird ein Fahrzeug bereitgestellt, insbesondere ein Luftfahrzeug. Das Fahrzeug umfasst das Batteriesystem nach einer beliebigen, hierin beschriebenen Ausgestaltung, beispielsweise an einer im bestimmungsgemäßen Gebrauch des Fahrzeugs unten am Fahrzeug angeordneten Unterseite des Fahrzeugs.According to one aspect, a vehicle is provided, in particular an aircraft. The vehicle includes the battery system according to any configuration described herein, for example on an underside of the vehicle which is arranged at the bottom of the vehicle when the vehicle is used as intended.
Das Fahrzeug kann ferner ein Antriebsaggregat mit einem Elektromotor umfassen, beispielsweise ein rein elektrisch betriebenes Antriebsaggregat oder ein hybridelektrisch betriebenes Antriebsaggregat, welches auch z.B. durch Verbrennung eines Treibstoffs Vortrieb erzeugen kann. Dabei kann vorgesehen sein, dass der Elektromotor durch das Batteriemodul mit Strom versorgt wird, um einen Vortrieb des Fahrzeugs zu bewirken.The vehicle can also include a drive unit with an electric motor, for example a purely electrically operated drive unit or a hybrid-electrically operated drive unit, which can also generate propulsion, for example by burning a fuel. It can be provided that the electric motor is supplied with current by the battery module in order to cause the vehicle to propel itself.
Das Fahrzeug kann als Luftfahrzeug ausgebildet sein, beispielsweise als Flugzeug, als Helikopter, als unbemanntes Luftfahrzeug oder dergleichen. Dabei kann das Batteriemodul an einer Unterseite des Luftfahrzeugs und/oder außen am Luftfahrzeug angebracht sein. So kann es in einfacher Weise bei oder infolge eines Unfalls aktiv und/oder passiv vom Fahrzeug getrennt werden. Beispielsweise handelt es sich bei dem Luftfahrzeug um ein Flugzeug, eine Drohne, einen Hubschrauber, ein unbemanntes Fluggerät. Beispielsweise handelt es sich um ein elektrisch angetriebenes Fluggerät, das senkrecht starten und landen kann (eVTOL). Alternativ dazu ist das Fahrzeug als Landfahrzeug ausgebildet, beispielsweise als Personenkraftwagen, Lastkraftwagen oder dergleichen. Ferner kann das Fahrzeug als Wasserfahrzeug ausgebildet sein.The vehicle can be in the form of an aircraft, for example an airplane, a helicopter, an unmanned aerial vehicle or the like. The battery module can be attached to the underside of the aircraft and/or to the outside of the aircraft. In this way, it can be actively and/or passively separated from the vehicle in a simple manner in the event of or as a result of an accident. For example, the aircraft is an airplane, a drone, a helicopter, an unmanned aerial vehicle. For example, it is an electrically powered aircraft that can take off and land vertically (eVTOL). As an alternative to this, the vehicle is in the form of a land vehicle, for example a passenger car, truck or the like. Furthermore, the vehicle can be designed as a watercraft.
Es werden nun beispielhaft Ausführungsformen mit Bezug auf die Figuren beschrieben; in den Figuren zeigen in schematischen Darstellungen:
-
1 ein Luftfahrzeug in Form eines Flugzeugs mit einem Batteriesystem zur Stromversorgung eines Antriebsaggregats des Luftfahrzeugs; -
2 das Batteriesystem gemäß1 mit einem Batteriemodul und mehreren Haltevorrichtungen; -
3A eine Haltevorrichtung gemäß2 in einem Normalgebrauchszustand; -
3B die Haltevorrichtung gemäß3A nach einem Versagen; -
4 eine Haltevorrichtung für das Batteriesystem gemäß2 mit einem Sprengsatz; -
5 einen in Form einer Schneidladung ausgebildeten Sprengsatz; -
6 eine Haltevorrichtung für das Batteriesystem gemäß2 mit dem Sprengsatz gemäß5 ; und -
7 eine Haltevorrichtung für das Batteriesystem gemäß2 mit einem hakenförmigen Verbindungsabschnitt und einem Antrieb zum Bewegen des Verbindungsabschnitts.
-
1 an aircraft in the form of an airplane with a battery system for powering a drive unit of the aircraft; -
2 the battery system according to1 with a battery module and several holding devices; -
3A a holding device according to2 in a normal use condition; -
3B the holding device according to3A after a failure; -
4 according to a holding device for thebattery system 2 with an explosive device; -
5 an explosive device in the form of a cutting charge; -
6 according to a holding device for thebattery system 2 with the explosive device according to5 ; and -
7 according to a holding device for thebattery system 2 with a hook-shaped connecting section and a drive for moving the connecting section.
Der Elektromotor 230 bezieht Betriebsstrom aus einem Batteriemodul 10, welches Teil eines nachfolgend im Detail erläuterten Batteriesystems 1 ist.The
Das Batteriemodul 10 ist elektrisch mit dem Elektromotor 230 verbunden. Das Batteriemodul 10 ist an einer Unterseite des Rumpfes 20 fixiert. Anhand von
Im Falle eines Crashs oder einer Notlandung, bei der starke Kräfte wirken, durch die das Batteriemodul 10 potentiell beschädigt werden könnte, kann das Batteriemodul 10 abgeworfen werden, damit ein möglicher unfallbedingter Brand des Batteriemoduls 10 Piloten, Passagiere oder andere Menschen in der Nähe nicht gefährdet. Hierbei sind passive und aktive Varianten denkbar und nachfolgend wird zunächst mit Bezug auf die
Insbesondere ist ersichtlich, dass das Batteriesystem 1 mehrere Haltevorrichtungen 11A umfasst, mittels denen das Batteriemodul 1 am Luftfahrzeug 2 (hier an dessen Rumpf 20) befestigt ist. Vorliegend sind beispielhaft vier Haltevorrichtungen 11A vorgesehen. Die Haltevorrichtungen 11A sind zerstörbar, wenn eine Kraft F auf das Batteriemodul 10 wirkt, die einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. Dies kann passieren, wenn das Luftfahrzeug 2 beispielsweise so hart aufsetzt, dass das Fahrwerk Schaden nimmt (oder bei Luftfahrzeugen mit einem Verstaubaren Fahrwerk, wenn sich das Fahrwerk nicht ausfahren lässt), bei einem Aufprall gegen ein Hindernis oder dergleichen. Ein Pfeil am Rumpf 20 veranschaulicht die Flugrichtung des Luftfahrzeugs 2, ein Pfeil am Batteriemodul 10 veranschaulicht die Relativbewegung des Batteriemoduls 10 nach Zerstörung der Haltevorrichtungen 11A infolge der Kraft F. Die Haltevorrichtungen 11A sind so ausgerichtet, dass Scherkräfte infolge eines Kontakts des Batteriemoduls 10 mit dem Boden während einer Bewegung des Luftfahrzeugs 2 relativ zum Boden senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung der Haltevorrichtungen 11 A wirkt.In particular, it can be seen that the
Das Batteriemodul 10 umfasst mehrere elektrische Batterien 100, die in einem Gehäuse 101 untergebracht sind.
Die Batterien 100 versorgen den Elektromotor 230 mit Strom. Hierzu sind die Batterien 100 mit dem Elektromotor 230 über einen elektrischen Anschluss 16 verbunden. Der elektrische Anschluss 16 umfasst z.B. eine Steckverbindung mit zwei ineinander steckbaren Steckverbinderteilen. Wird das Batteriemodul 10 vom Luftfahrzeug 2 getrennt, dann wird dabei automatisch der elektrische Anschluss 16 abgekoppelt (z.B. werden die Steckverbinderteile voneinander getrennt). Hierdurch kann zusätzlich die Gefahr eines elektrischen Schlages an einer Unfallstelle des Luftfahrzeuges 2 deutlich verringert werden.
Die Haltevorrichtungen 11A überbrücken einen Spalt S zwischen dem Batteriemodul 10 und dem Luftfahrzeug 2, hier dem Rumpf 20. Die Haltevorrichtungen 11A stehen vom Rumpf 20 ab, vorliegend senkrecht.The holding
Um die passive Trennung des Batteriemoduls 10 zu erleichtern, umfasst das Batteriemodul 10 eine Reibungsschicht 102. Die Reibungsschicht 102 ist an einer Unterseite des Batteriemoduls 10 angeordnet, also an einer Seite, die im bestimmungsgemäßen Normalbetrieb des Luftfahrzeugs 2 vom Luftfahrzeug 2 weg und in Richtung des Bodens zeigt. Die Reibungsschicht 102 ist derart strukturiert und/oder aus einem solchen Material hergestellt, dass es zu einer starken Reibung kommt, wenn das Batteriemodul 10 (insbesondere unfallbedingt) über einen Untergrund geschliffen wird. Die Reibungsschicht 102 ist vorliegend aus Gummi hergestellt. Hierdurch wird das Batteriemodul 10 besonders stark abgebremst, wodurch die Haltevorrichtungen 11A schneller zerstört werden.In order to facilitate the passive separation of the
Ferner umfasst das Batteriemodul 10 mehrere Haken 104 (oder im Allgemeinen Bremselemente), ebenfalls im Bereich der Unterseite des Batteriemoduls 10. Diese sind so herum angeordnet, dass sie mit ihren offenen Enden in die Bewegungsrichtung des Fahrzeugs bei einer Geradeausbewegung zeigen. Hierdurch erzeugen die Haken 104 eine weitere Bremswirkung, wenn sie beim Schleifen des Batteriemoduls 10 über den Boden gezogen werden. Die Haken 104 sind durch die Reibungsschicht 102 überdeckt. Somit werden sie aktiv, sobald die Reibungsschicht abgetragen ist. Alternativ kann auf die Reibungsschicht verzichtet werden und zur Bremsung können lediglich die Haken 104 verwendet werden. In weiteren Alternativen kann auf derartige Bremseinrichtungen gänzlich verzichtet werden.The
Die Haken 104 stellen ferner eine Federung bei einem Aufprall auf den Boden bereit. Dadurch können die Batterien 100 im Gehäuse 101 des Batteriemoduls 10 geschützt werden. Hierdurch kann ein Brand der Batterien 100 zeitlich verzögert oder sogar gänzlich verhindert werden. Das Gehäuse 101 kann, wie in
Ferner ist an der Unterseite des Batteriemoduls 10 eine Schicht aus Dämpfungsmaterial 103 angeordnet, z.B. einem Schaummaterial und/oder einem Fasermaterial, um einen Aufprall zu dämpfen. Vorliegend sind die Haken 104 in das Dämpfungsmaterial 103 eingebettet. Das Dämpfungsmaterial 103 ist durch die Reibungsschicht 102 überdeckt.Furthermore, a layer of
Infolge einer auf das Batteriemodul 10 wirkenden Kraft F wird die Verbindung des batterieseitigen Halteabschnitts 110A vom fahrzeugseitigen Halteabschnitt 111A durch den Verbindungsabschnitt 112A gelöst. Dabei bricht der Verbindungsabschnitt 112A. Hierbei entsteht am batterieseitigen Halteabschnitt 110A und am fahrzeugseitigen Halteabschnitt 111Ajeweils eine Bruchstelle B, siehe
Die Steuerungseinheit 13 wird z.B. durch ein über eine Benutzerschnittstelle eingegebenes Signal dazu veranlasst, den Zünder 152 zu zünden. So kann beispielsweise ein Pilot des Liftfahrzeugs 2 das Batteriemodul 10 abwerfen. Alternativ oder zusätzlich ist ein in
Optional ist, z.B. aus Redundanzgründen, ein weiterer Sprengsatz 15A, 15B an der Haltevorrichtung 11B, 11C vorgesehen. Der Sprengsatz 15A, 15B und der weitere Sprengsatz 15A, 15B werden z.B. gleichzeitig gezündet. So kann eine Trennung sichergestellt werden, auch wenn ein Sprengsatz 15A, 15B versagt. Wie in
Alternativ oder zusätzlich zum Antrieb 17 kann die Haltevorrichtung 11 D einen z.B. manuell betätigbaren Bowdenzug 18 umfassen, in
Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist und verschiedene Modifikationen und Verbesserungen vorgenommen werden können, ohne von den hier beschriebenen Konzepten abzuweichen. Beliebige der Merkmale können separat oder in Kombination mit beliebigen anderen Merkmalen eingesetzt werden, sofern sie sich nicht gegenseitig ausschließen, und die Offenbarung dehnt sich auf alle Kombinationen und Unterkombinationen eines oder mehrerer Merkmale, die hier beschrieben werden, aus und umfasst diese.It should be understood that the invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications and improvements can be made without departing from the concepts described herein. Any of the features may be employed separately or in combination with any other feature, provided they are not mutually exclusive, and the disclosure extends to and encompasses all combinations and sub-combinations of one or more features described herein.
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Batteriesystembattery system
- 1010
- Batteriemodulbattery module
- 100100
- Batteriebattery
- 101101
- GehäuseHousing
- 102102
- Reibungsschichtfriction layer
- 103103
- Dämpfungsmaterialcushioning material
- 104104
- HakenHook
- 11 A-11 D11A-11D
- Haltevorrichtungholding device
- 110A-11OD110A-11OD
- batterieseitiger Halteabschnittbattery-side holding section
- 111A-111D111A-111D
- fahrzeugseitiger Halteabschnittvehicle-side holding section
- 112A-112D112A-112D
- Verbindungsabschnittconnection section
- 1212
- Sensorsensor
- 1313
- Steuerungseinheitcontrol unit
- 15A; 15B15A; 15B
- Sprengsatzexplosive device
- 150150
- HülleCovering
- 151151
- Sprengstoffexplosive
- 152152
- Zünderdetonator
- 153153
- Linerliners
- 1616
- elektrischer Anschlusselectrical connection
- 1717
- Antriebdrive
- 1818
- Bowdenzugbowden cable
- 22
- Luftfahrzeugaircraft
- 2020
- Rumpfhull
- 2121
- Flügelwing
- 2222
- Propellerpropeller
- 2323
- Antriebsaggregatdrive unit
- 230230
- Elektromotorelectric motor
- BB
- Bruchstellebreaking point
- DD
- Drehachseaxis of rotation
- Ff
- KraftPower
- SS
- Spaltgap
Claims (19)
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DE102021210371.5A DE102021210371A1 (en) | 2021-09-17 | 2021-09-17 | Battery system for a vehicle |
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-
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- 2021-09-17 DE DE102021210371.5A patent/DE102021210371A1/en active Pending
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- 2022-09-06 WO PCT/EP2022/074763 patent/WO2023041383A1/en active Application Filing
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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WO2023041383A1 (en) | 2023-03-23 |
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