DE10258211A1 - Elektrisches Kraftfahrzeug - Google Patents

Elektrisches Kraftfahrzeug Download PDF

Info

Publication number
DE10258211A1
DE10258211A1 DE10258211A DE10258211A DE10258211A1 DE 10258211 A1 DE10258211 A1 DE 10258211A1 DE 10258211 A DE10258211 A DE 10258211A DE 10258211 A DE10258211 A DE 10258211A DE 10258211 A1 DE10258211 A1 DE 10258211A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
motor vehicle
electric motor
battery
negative electrode
positive electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE10258211A
Other languages
English (en)
Other versions
DE10258211B4 (de
Inventor
Tetsuhiro Toyota Ishikawa
Yoshitaka Toyota Asakura
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Publication of DE10258211A1 publication Critical patent/DE10258211A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE10258211B4 publication Critical patent/DE10258211B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/04Cutting off the power supply under fault conditions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0061Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electrical machines
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0069Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to the isolation, e.g. ground fault or leak current
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/64Constructional details of batteries specially adapted for electric vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/66Arrangements of batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

Ein elektrisches Kraftfahrzeug (10) umfasst eine als Antriebsquelle zur Erzeugung elektrischer Energie dienende Batterie, einen mit der positiven Elektrode der Batterie verbundenen positiven Elektrodenabschnitt (50) und einen mit der negativen Elektrode der Batterie verbundenen negativen Elektrodenabschnitt (52), einen aus einem Widerstandsmaterial bestehenden Widerstand sowie ein erstes Kontaktelement und ein zweites Kontaktelement, die mit dem Widerstand verbunden sind. Das erste Kontaktelement und das zweite Kontaktelement liegen dem positiven Elektrodenabschnitt bzw. dem negativen Elektrodenabschnitt gegenüber. Der Widerstand wird im normalen Betriebszustand des elektrischen Kraftfahrzeugs von der Batterie isoliert gehalten. In einem ungewöhnlichen, z. B. unfallbedingten Betriebszustand, bei dem eine externe Kraft auf das elektrische Kraftfahrzeug einwirkt, verändert sich die Lagebeziehung zwischen der positiven Elektrode, dem ersten Kontaktelement, der negativen Elektrode und dem zweiten Kontaktelement derart, dass die Elektroden mit ihren zugehörigen Kontaktelementen in Berührung treten und auf diese Weise die positive Elektrode (50) und die negative Elektrode (52) in einem ungewöhnlichen bzw. unfallbedingten Betriebszustand im Wesentlichen kurzgeschlossen werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein elektrisches Kraftfahrzeug und bezieht sich insbesondere auf Maßnahmen zur Verbesserung der Sicherheit eines elektrischen Kraftfahrzeugs.
  • Aus der japanischen Patent-Offenlegungsschrift 2001-119815 ist bereits ein System zur Gewährleistung der Sicherheit im Falle eines Unfalls eines elektrischen Kraftfahrzeugs bekannt, das mit von einer Batterie, wie einer Brennstoffzelle, zugeführter elektrischer Energie betrieben wird. Das aus dieser Druckschrift bekannte System ist dahingehend ausgestaltet, dass bei einem Unfall die Zufuhr von Wasserstoff zu einer Brennstoffzelle unterbrochen wird. Außerdem sind aus der japanischen Patent-Offenlegungsschrift 8-192639 ein energieabsorbierendes Material sowie ein Aufbau eines Batteriegehäuses bekannt, die bei einem Unfall die Aufprallenergie aufnehmen.
  • Bei einem elektrischen Kraftfahrzeug mit einer Brennstoffzelle muss insbesondere verhindert werden, dass die Insassen im Falle eines Unfalls des Kraftfahrzeugs auf Grund der in der Brennstoffzelle und dergleichen gespeicherten elektrischen Energie elektrische Schläge erleiden. Bei den diesbezüglichen üblichen Sicherheitssystemen oder Sicherheitsverfahren für ein elektrisches Kraftfahrzeug ist jedoch die Realisierung von Schutzmaßnahmen hinsichtlich der in der Batterie gespeicherten Energie, d.h., deren sicherer und zuverlässiger Verbrauch im Falle eines Unfalls, mit Schwierigkeiten verbunden.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein elektrisches Kraftfahrzeug anzugeben, bei dem im Falle eines Unfalls, wie einer Fahrzeugkollision, ein sicherer Verbrauch der in einer Batterie des elektrischen Kraftfahrzeugs gespeicherten elektrischen Energie gewährleistet ist.
  • Diese Aufgabe wird mit den in den Patentansprüchen 1 und 8 angegebenen Mitteln gelöst.
  • In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wiedergegeben.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst das elektrische Kraftfahrzeug eine Energiequelle, die zum Antrieb des elektrischen Kraftfahrzeugs dient, sowie eine Energieaufnahmeeinrichtung bzw. Stromverbrauchereinrichtung, die bei einem Aufprall des elektrischen Kraftfahrzeugs auf Grund einer Kollision bewirkt, dass die von der Stromquelle erzeugte elektrische Energie aufgenommen bzw. verbraucht wird.
  • Die elektrische Energie der Energiequelle des Fahrzeugs wird somit im Falle eines Unfalls, wie einer Fahrzeugkollision, zwangsweise verbraucht und damit verhindert, dass Fahrzeuginsassen nach einer Kollision einen elektrischen Schlag erleiden. Hierbei kann ein einfacher Aufbau dieses Ausführungsbeispiels erhalten werden, bei dem nur eine Zwangsentladeeinrichtung für eine Fahrzeug-Energiequelle erforderlich ist.
  • Dir im Rahmen der nachfolgenden Beschreibung verwendete Begriff "elektrisches Kraftfahrzeug" ist in seiner Definition nicht auf ein Kraftfahrzeug beschränkt, bei dem die von einer Batterie abgegebene elektrische Energie als Antriebsquelle Verwendung findet, sondern umfasst auch sog. Hybrid-Fahrzeuge, die einen mit elektrischer Energie betriebenen Motor (oder Motoren) sowie eine Brennkraftmaschine als Antriebsquellen zum Antrieb des Kraftfahrzeugs aufweisen.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Stromquelle eine Batterie, die durch Verbinden einer Vielzahl von Zelleneinheiten gebildet wird.
  • Die Stromverbrauchereinrichtung ist in einer Position im elektrischen Kraftfahrzeug angeordnet, die vom Fahrzeuginneren her und von der Außenseite des elektrischen Kraftfahrzeugs her unzugänglich ist.
  • Die Stromquelle umfasst eine Brennstoffzelle, während die Stromverbrauchereinrichtung ein von einem Widerstand gebildetes Schichtgehäuse zur Anordnung der Brennstoffzelle umfasst. Wenn die Brennstoffzelle bei einer Kollision des elektrischen Kraftfahrzeugs mit dem Schichtgehäuse in Berührung gebracht wird, wird die von der Brennstoffzelle erzeugte elektrische Energie durch den elektrischen Widerstand des Schichtgehäuses verbraucht.
  • Die Stromquelle umfasst eine Sekundärbatterie, und die Stromverbrauchereinrichtung weist einen elektrischen Widerstand auf. Wenn die Sekundärbatterie bei einer Kollision des elektrischen Kraftfahrzeugs mit dem elektrischen Widerstand in Berührung gebracht wird, wird die von der Sekundärbatterie erzeugte elektrische Energie verbraucht.
  • Ein Kontaktabschnitt, in dem die Brennstoffzelle und der Schichtgehäusekontakt angeordnet sind, liegt näher an der Brennstoffzelle als eine Schalteinrichtung, die bei einer Kollision des elektrischen Kraftfahrzeugs die Verbindung zwischen der Brennstoffzelle und einer mit der Brennstoffzelle verbundenen Last unterbricht.
  • Ein Kontaktabschnitt, in dem die Sekundärbatterie und der elektrische Widerstandskontakt angeordnet sind, liegt näher an der Sekundärbatterie als eine Schalteinrichtung, die im Falle einer Kollision des elektrischen Kraftfahrzeugs die Verbindung zwischen der Sekundärbatterie und einer mit der Sekundärbatterie verbundenen Last unterbricht.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst das elektrische Kraftfahrzeug eine als Antriebsquelle dienende Batterie zur Erzeugung elektrischer Energie, einen mit einer positiven Elektrode der Batterie verbundenen positiven Elektrodenabschnitt und einen mit einer negativen Elektrode der Batterie verbundenen negativen Elektrodenabschnitt, einen aus einem Widerstandsmaterial bestehenden Widerstand, und ein erstes und ein zweites Kontaktelement, die mit dem Widerstand verbunden sind und jeweils dem positiven Elektrodenabschnitt bzw. dem negativen Elektrodenabschnitt gegenüberliegen. Der Widerstand wird in einem normalen Betriebszustand des elektrischen Kraftfahrzeugs von der Batterie isoliert gehalten. Die positive Elektrode, das erste Kontaktelement, die negative Elektrode oder das zweite Kontaktelement werden auf Grund einer in einem ungewöhnlichen Betriebszustand auf das elektrische Kraftfahrzeug einwirkenden externen Kraft derart verschoben, dass sich die Elektroden jeweils in Kontakt mit ihrem zugehörigen Kontaktelement befinden, sodass die positive Elektrode und die negative Elektrode in einem ungewöhnlichen Betriebszustand kurzgeschlossen werden.
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiel des elektrischen Kraftfahrzeugs umfasst ein die Batterie aufnehmendes Batteriegehäuse, das von einem Widerstand gebildet wird.
  • Der positive Elektrodenabschnitt, der negative Elektrodenabschnitt, das erste Kontaktelement und das zweite Kontaktelement sind in dem Batteriegehäuse entweder in Vorwärtsrichtung oder in Seitenrichtung oder Rückwärtsrichtung des elektrischen Kraftfahrzeugs angeordnet.
  • Der positive Elektrodenabschnitt, der negative Elektrodenabschnitt, das erste Kontaktelement und das zweite Kontaktelement sind in einem vorderen Abschnitt des elektrischen Kraftfahrzeugs angeordnet.
  • Die Batterie wird von einer Vielzahl geschichteter Zelleneinheiten gebildet, die jeweils von einer Anode, einer Kathode und einem zwischen diesen angeordneten Elektrolyten gebildet werden. Jede Seite der geschichteten Vielzahl von Zelleneinheiten wird von zwei leitenden Endplatten umschlossen. Der positive Elektrodenabschnitt und der negative Elektrodenabschnitt sind mit den jeweiligen Endplatten auf der Seite der positiven Elektrode und der negativen Elektrode verbunden.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung des Aufbaus eines Frontabschnitts 12 eines elektrischen Kraftfahrzeugs 10 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
  • 2 eine perspektivische Ansicht eines Batteriegehäuses 30 und einer darin angeordneten Brennstoffzelle 40,
  • 3 eine Schnittansicht entlang der durch die Linie A-A gemäß 2 bezeichneten Horizontalebene,
  • 4 eine schematische Darstellung der Brennstoffzelle 40 und des Batteriegehäuses 30 im Falle der Anordnung von Anschlüssen 50b, 52b an einer einem Seitenteil des elektrischen Kraftfahrzeugs 10 entsprechenden Seite des Batteriegehäuses 30,
  • 5 eine schematische Darstellung eines modifizierten Ausführungsbeispiels des Batteriegehäuses 30, und
  • 6 eine Draufsicht auf einen Aufbau des Frontabschnitts 12 des elektrischen Kraftfahrzeugs 10 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung des Aufbaus eines Frontabschnitts 12 eines elektrischen Kraftfahrzeugs 10. Der Frontabschnitt 12 umfasst einen Fahrgestellrahmen 20, an dem ein aus elektrischem Widerstandsmaterial bestehendes Batteriegehäuse 30 mit Hilfe von Gehäuseträgern bzw. -halterungen 32, 34 befestigt ist (sowie mit Hilfe von zwei weiteren Gehäuseträgern, die in der Figur nicht dargestellt sind, sodass insgesamt vier Gehäuseträger Verwendung finden). In dem Batteriegehäuse 30 ist eine Brennstoffzelle 40 (eine Brennstoffzelle wird im Rahmen der nachstehenden Beschreibung als eine Art von verfügbaren Batterien angesehen) mit Hilfe von Batterieträgern bzw. -halterungen 42, 44 befestigt (sowie mit Hilfe von zwei weiteren Batterieträgern, die nicht in der Zeichnung dargestellt sind, sodass insgesamt vier Batterieträger Verwendung finden). Jeder Batterieträger 42, 44 besitzt eine ausreichende Stärke, um die Brennstoffzelle 40 in einem normalen (d.h., sicheren) Betriebszustand des Kraftfahrzeugs zu tragen. Wie in 1 dargestellt ist, sind ein Pluskabel 60 und ein Minuskabel 62 aus der Brennstoffzelle 40 herausgeführt. Die Kabel 60, 62 sind mit einer Last bzw. einem Verbraucher, wie einem in dem elektrischen Kraftfahrzeug 10 angebrachten (nicht dargestellten) Motor über System-Hauptrelais 64 verbunden, sodass die in der Brennstoffzelle 40 erzeugte elektrische Energie von dem Verbraucher aufgenommen wird. Jedes System-Hauptrelais 64 dient zur Trennung des Pluskabels 60 oder des Minuskabels 62 von dem Verbraucher, wie dem Motor, wenn festgestellt wird, dass das Ausmaß eines auf das elektrische Kraftfahrzeug einwirkenden Aufpralls gleich oder größer als ein vorgegebener Wert ist, was auf der Basis von Signalen eines in dem elektrischen Kraftfahrzeug 10 vorgesehenen (nicht dargestellten) Aufprallsensors ermittelt wird. Ein strichpunktiert dargestellter Kreis bezeichnet ein Vorderrad 13.
  • 2 zeigt das Batteriegehäuse 30 und die darin angeordnete Brennstoffzelle 40 in Form einer perspektivischen Ansicht. Die Brennstoffzelle 40 wird von einer Vielzahl von Zelleneinheiten 46 in Schichtanordnung gebildet, die jeweils zwischen sich einen Separator 48 aufweisen, wobei die Schichtanordnung der Zelleneinheiten 46 an beiden Seiten von leitenden Endplatten 50, 52 eingeschlossen ist. Das Pluskabel 60 und das Minuskabel 62 sind an diese beiden Endplatten 50, 52 angeschlossen. In einem normalen Betriebszustand ist die Brennstoffzelle 40 vom Batteriegehäuse 30 isoliert. Wenn jedoch auf der Basis der Signale des Aufprallsensors festgestellt wird, dass der Betrag des auf das elektrische Kraftfahrzeug 10 einwirkenden Aufpralls gleich oder größer als der vorbestimmte Wert wird, wird in einer Brennstoff-Zuleitung, über die der Brennstoffzelle 40 Brennstoff, wie Wasserstoff, zugeführt wird, ein (nicht dargestelltes) Schaltventil geschlossen, sodass die Brennstoffzufuhr zu der Brennstoffzelle 40 unterbrochen wird.
  • 3 ist eine Querschnittsansicht entlang der durch die Linie A-A gemäß 2 bezeichneten horizontalen Ebene. Das Batteriegehäuse 30 umfasst Kontaktelemente 36, 38, die Endabschnitten 50a, 52a zugeordnet sind, die jeweils vom Vorderende der Endplatte 50 bzw. der Endplatte 52 ausgehen, und zwar in der in 2 mit "G" bezeichneten Vorwärtsrichtung des Kraftfahrzeugs. In einem normalen Betriebszustand werden die Kontaktelemente 36, 38 jeweils in einem Abstand zu den Endabschnitten 50a, 52a gehalten. Wenn das elektrische Kraftfahrzeug 10 bei einer Fahrzeugkollision oder dergleichen einen Stoß erhält (d.h., eine externe Kraft einwirkt), kann sich das Batteriegehäuse 30 verformen (hierbei kann die Vorderseite des Batteriegehäuses 30 eingedrückt werden) oder die Brennstoffzelle 40 kann auf Grund einer Verformung oder Zerstörung der Batteriehalterungen 42, 44 verschoben werden (hierbei kann die Brennstoffzelle 40 innerhalb des Batteriegehäuses 30 in Vorwärtsrichtung verschoben werden). Dies hat zur Folge, dass die Kontaktelemente 36, 38 in jeweilige Berührung mit den entsprechenden Endabschnitten 50a, 52a gelangen.
  • In einem solchen ungewöhnlichen Zustand, bei dem unfallbedingt – wie im Falle einer Fahrzeugkollision – eine Stoßkraft auf das elektrische Kraftfahrzeug 10 einwirkt, werden somit die Brennstoffzelle 40 und das als Widerstand dienende Batteriegehäuse 30 elektrisch miteinander verbunden, wodurch das Batteriegehäuse 30 erwärmt wird, d.h., die in der Brennstoffzelle 40 erzeugte elektrische Energie in Form von Wärmeenergie zur Erwärmung des Batteriegehäuses 30 verbraucht wird, sodass die Spannung der Brennstoffzelle 40 abfällt. Durch diesen Spannungsabfall der Brennstoffzelle 40 lässt sich das Risiko von Verletzungen der Fahrzeuginsassen oder von Unfällen auf Grund von elektrischen Leckströmen verringern.
  • Wenn die Brennstoffzufuhr zu der Brennstoffzelle 40 durch Schließen des Schaltventils unterbrochen wird, ist es hierbei nämlich erforderlich, die durch den in der Brennstoff-Zuleitung stromabwärts des Schaltventils (in der Richtung der Brennstoffzelle 40) befindlichen Brennstoff erzeugte elektrische Energie vor bzw. beim Auftreten eines solchen ungewöhnlichen Zustands zu verbrauchen.
  • Die Kontaktelemente 36, 38 können auf der Seite des Batteriegehäuses 30 ausgebildet sein, die der Vorwärtsrichtung des elektrischen Kraftfahrzeugs 10 gegenüberliegt. Hierdurch kann ein Spannungsabfall der Brennstoffzelle 40 zur Gewährleistung einer sicheren Betriebsweise auch dann herbeigeführt werden, wenn die Rückseite des Batteriegehäuses 30 bei einem ungewöhnlichen bzw. unfallbedingten Betriebszustand verformt wird.
  • In der in 4 dargestellten Weise können auch mit den Endplatten 50, 52 jeweils verbundene Anschlüsse 50b, 52b derart angeordnet sein, dass sie den Kontaktelementen 36, 38 zugeordnet sind. Hierdurch kann ein Spannungsabfall der Brennstoffzelle 40 zur Gewährleistung der Betriebssicherheit auch dann herbeigeführt werden, wenn der seitliche Bereich des elektrischen Kraftfahrzeugs 10 durch eine externe Kraft verformt wird.
  • Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird die Brennstoffzelle 40 im Falle eines Unfalls, wie einer Fahrzeugkollision, über die Endabschnitte 50a, 52a der Endplatten 50, 52 oder über die mit den Endplatten 50, 52 verbundenen Anschlüsse 50b, 52b mit dem Batteriegehäuse 30 verbunden. Ferner kann ein den Anschlüssen 50b, 52b ähnlicher bzw. entsprechender Anschluss jedoch auch bei jeder der Zelleneinheiten 46 vorgesehen werden, um an ihnen einen jeweiligen Spannungsabfall herbeiführen zu können.
  • 6 zeigt eine Draufsicht eines Aufbaus des Frontabschnitts 12 des elektrischen Kraftfahrzeugs 10 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Da der Aufbau des Frontabschnitts 12 dieses Ausführungsbeispiels im wesentlichen demjenigen des ersten Ausführungsbeispiels gemäß den 1 und 2 entspricht, kann eine Beschreibung der gleichen Bauteile und Anordnungen wie im Falle des ersten Ausführungsbeispiels entfallen. Bei diesem weiteren Ausführungsbeispiel sind Anschlüsse 70 und 72 in einem vorgegebenen Abstand zueinander in einem vorderen Bereich des Kraftfahrzeugs angeordnet, wie z.B. in einem vorderen Stoßfänger des Kraftfahrzeugs 10. Der Anschluss 70 ist mit dem einen Widerstand bildenden Batteriegehäuse 30 verbunden, während der Anschluss 72 mit der positiven Elektrode der Brennstoffzelle 40 verbunden ist. Die negative Elektrode der Brennstoffzelle 40 ist mit dem Batteriegehäuse 30 verbunden. Durch diese Anordnung werden bei einer Kollision des elektrischen Kraftfahrzeugs 10 die Anschlüsse 70, 72 durch die auf das elektrische Kraftfahrzeug 10 einwirkende externe Kraft miteinander in Berührung gebracht, sodass die in der Brennstoffzelle 40 erzeugte elektrische Energie durch Erwärmung des Batteriegehäuses 30 in Form von Wärmeenergie verbraucht wird.
  • Auf diese Weise kann ein Spannungsabfall an der Brennstoffzelle 40 zur Gewährleistung der Betriebssicherheit herbeigeführt werden, wenn das Batteriegehäuse 30 oder die Brennstoffzelle 40 nicht direkt beschädigt ist.
  • Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen besteht das Batteriegehäuse 30 aus einem Widerstandsmaterial. Das Batteriegehäuse 30 kann jedoch in der in 5 veranschaulichten Weise auch aus Isoliermaterial bestehen, wobei zusätzlich ein mit den Kontaktelementen 36, 38 verbundenes Widerstandselement 74 im Batteriegehäuse 30 angeordnet sein kann. Alternativ kann das Widerstandselement auch außerhalb des Batteriegehäuses 30 angeordnet sein, wenn entsprechende Sicherheitsmaßnahmen in Bezug auf ein solches Widerstandselement vorgesehen sind.
  • Obwohl bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen eine Brennstoffzelle als Beispiel für eine Batterie in Betracht gezogen ist, können die vorstehend beschriebenen Anordnungen auch in Verbindung mit anderen Bauteilen oder Bauelementen Verwendung finden, wie bei einem Glättungskondensator und einem Superkondensator, die in einer Antriebs-Stromversorgungsschaltung vorgesehen sind, die auch nach einem Unfall, wie einer Fahrzeugkollision, eine Spannung aufrecht erhält.
  • Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, lässt sich somit die Betriebssicherheit eines elektrischen Kraftfahrzeugs verbessern, indem die Spannung einer in dem elektrischen Kraftfahrzeug angeordneten Energieversorgungsanlage bei einem Unfall verringert wird.
  • Wie vorstehend beschrieben, umfasst das elektrische Kraftfahrzeug 10 somit eine als Antriebsquelle zur Erzeugung elektrischer Energie dienende Batterie, einen mit der positiven Elektrode der Batterie verbundenen positiven Elektrodenabschnitt 50 und einen mit der negativen Elektrode der Batterie verbundenen negativen Elektrodenabschnitt 52, einen aus einem Widerstandsmaterial bestehenden Widerstand sowie ein erstes Kontaktelement und ein zweites Kontaktelement, die mit dem Widerstand verbunden sind. Das erste Kontaktelement und das zweite Kontaktelement liegen dem positiven Elektrodenabschnitt bzw. dem negativen Elektrodenabschnitt gegenüber. Der Widerstand wird im normalen Betriebszustand des elektrischen Kraftfahrzeugs von der Batterie isoliert gehalten. In einem ungewöhnlichen, z.B. unfallbedingten Betriebszustand, bei dem eine externe Kraft auf das elektrische Kraftfahrzeug einwirkt, verändert sich die Lagebeziehung zwischen der positiven Elektrode, dem ersten Kontaktelement, der negativen Elektrode und dem zweiten Kontaktelement derart, dass die Elektroden mit ihren zugehörigen Kontaktelementen in Berührung treten und auf diese Weise die positive Elektrode 50 und die negative Elektrode 52 in einem ungewöhnlichen bzw. unfallbedingten Betriebszustand im wesentlichen kurzgeschlossen werden.

Claims (13)

  1. Elektrisches Kraftfahrzeug (10), gekennzeichnet durch eine zum Antrieb des elektrischen Kraftfahrzeugs dienende Stromquelle, und eine Stromverbrauchereinrichtung, die bei einer Kollision des elektrischen Kraftfahrzeugs einen Verbrauch der von der Stromquelle erzeugten elektrischen Energie herbeiführt.
  2. Elektrisches Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromquelle eine Batterie umfasst, die durch Verbinden einer Vielzahl von Zelleneinheiten (46) gebildet wird.
  3. Elektrisches Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromverbrauchereinrichtung in einer Position im elektrischen Kraftfahrzeug angeordnet ist, die vom Fahrzeuginneren her und von der Außenseite des elektrischen Kraftfahrzeugs (10) her unzugänglich ist.
  4. Elektrisches Kraftfahrzeug nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromquelle eine Brennstoffzelle (40) umfasst, die Stromverbrauchereinrichtung ein von einem Widerstand gebildetes Schichtgehäuse 30 zur Anordnung der Brennstoffzelle umfasst, und wenn die Brennstoffzelle bei einer Kollision des elektrischen Kraftfahrzeugs mit dem Schichtgehäuse in Berührung gebracht wird, die von der Brennstoffzelle erzeugte elektrische Energie durch den elektrischen Widerstand des Schichtgehäuses verbraucht wird.
  5. Elektrisches Kraftfahrzeug nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromquelle eine Sekundärbatterie umfasst, die Stromverbrauchereinrichtung einen elektrischen Widerstand aufweist, und wenn die Sekundärbatterie bei einer Kollision des elektrischen Kraftfahrzeugs (10) mit dem elektrischen Widerstand in Berührung gebracht wird, die von der Sekundärbatterie erzeugte elektrische Energie verbraucht wird.
  6. Elektrisches Kraftfahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kontaktabschnitt, in dem die Brennstoffzelle (40) und der Schichtgehäusekontakt angeordnet sind, näher an der Brennstoffzelle (40) liegt als eine Schalteinrichtung, die bei einer Kollision des elektrischen Kraftfahrzeugs (10) die Verbindung zwischen der Brennstoffzelle und einer mit der Brennstoffzelle verbundenen Last unterbricht.
  7. Elektrisches Kraftfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kontaktabschnitt, in dem die Sekundärbatterie und der elektrische Widerstandskontakt angeordnet sind, näher an der Sekundärbatterie liegt als eine Schalteinrichtung, die im Falle einer Kollision des elektrischen Kraftfahrzeugs (10) die Verbindung zwischen der Sekundärbatterie und einer mit der Sekundärbatterie verbundenen Last unterbricht.
  8. Elektrisches Kraftfahrzeug, gekennzeichnet durch eine als Antriebsquelle dienende Batterie zur Erzeugung elektrischer Energie, einen mit einer positiven Elektrode der Batterie verbundenen positiven Elektrodenabschnitt (50) und einen mit einer negativen Elektrode der Batterie verbundenen negativen Elektrodenabschnitt (52), einen aus einem Widerstandsmaterial bestehenden Widerstand, und ein erstes und ein zweites Kontaktelement, die mit dem Widerstand verbunden sind und jeweils dem positiven Elektrodenabschnitt bzw. dem negativen Elektrodenabschnitt gegenüberliegen, wobei der Widerstand in einem normalen Betriebszustand des elektrischen Kraftfahrzeugs von der Batterie isoliert gehalten wird, und die positive Elektrode, das erste Kontaktelement, die negative Elektrode oder das zweite Kontaktelement auf Grund einer in einem ungewöhnlichen Betriebszustand auf das elektrische Kraftfahrzeug einwirkenden externen Kraft derart verschoben werden, dass sich die positive Elektrode in Kontakt mit dem ersten Kontaktelement und die negative Elektrode sich in Kontakt mit dem zweiten Kontaktelement befindet, sodass die positive Elektrode und die negative Elektrode in einem ungewöhnlichen Betriebszustand kurzgeschlossen werden.
  9. Elektrisches Kraftfahrzeug nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch ein die Batterie aufnehmendes Batteriegehäuse (30), das von einem Widerstand gebildet wird.
  10. Elektrisches Kraftfahrzeug nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch ein aus einem Isoliermaterial bestehendes Batteriegehäuse (30), wobei der mit dem ersten und dem zweiten Kontaktelement verbundene Widerstand entweder innerhalb oder außerhalb des Batteriegehäuses angeordnet ist.
  11. Elektrisches Kraftfahrzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der positive Elektrodenabschnitt, der negative Elektrodenabschnitt, das erste Kontaktelement und das zweite Kontaktelement in dem Batteriegehäuse entweder in Vorwärtsrichtung oder in Seitenrichtung oder Rückwärtsrichtung des elektrischen Kraftfahrzeugs angeordnet sind.
  12. Elektrisches Kraftfahrzeug nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der positive Elektrodenabschnitt, der negative Elektrodenabschnitt, das erste Kontaktelement und das zweite Kontaktelement in einem vorderen Abschnitt des elektrischen Kraftfahrzeugs angeordnet sind.
  13. Elektrisches Kraftfahrzeug nach zumindest einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie von einer Vielzahl geschichteter Zelleneinheiten (46), die jeweils von einer Anode, einer Kathode und einem zwischen diesen angeordneten Elektrolyten gebildet werden, und von zwei, jede Seite der geschichteten Vielzahl von Zelleneinheiten abschließenden leitenden Endplatten gebildet wird, und der positive Elektrodenabschnitt und der negative Elektrodenabschnitt mit den jeweiligen Endplatten auf der Seite der positiven Elektrode und der negativen Elektrode verbunden sind.
DE10258211A 2001-12-13 2002-12-12 Elektrisches Kraftfahrzeug Expired - Lifetime DE10258211B4 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001379448A JP3893965B2 (ja) 2001-12-13 2001-12-13 電気式自動車
JP2001-379448 2001-12-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10258211A1 true DE10258211A1 (de) 2004-01-29
DE10258211B4 DE10258211B4 (de) 2006-08-10

Family

ID=19186817

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10258211A Expired - Lifetime DE10258211B4 (de) 2001-12-13 2002-12-12 Elektrisches Kraftfahrzeug

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6819066B2 (de)
JP (1) JP3893965B2 (de)
KR (1) KR100513944B1 (de)
DE (1) DE10258211B4 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006001764A1 (de) * 2005-09-21 2007-03-29 Temic Automotive Electric Motors Gmbh Sicherheitseinrichtung für Kraftfahrzeuge
US7779942B2 (en) 2006-09-22 2010-08-24 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Motor Vehicle

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7070015B2 (en) * 2003-05-12 2006-07-04 Ford Global Technologies Llc Battery mounting system for automotive vehicle
JP4193639B2 (ja) * 2003-08-28 2008-12-10 日産自動車株式会社 燃料電池搭載車両の制御装置
JP4804969B2 (ja) * 2006-03-16 2011-11-02 本田技研工業株式会社 燃料電池自動車の前部構造
JP4977390B2 (ja) * 2006-03-24 2012-07-18 矢崎総業株式会社 高電圧回路遮断構造
JP5082454B2 (ja) 2007-01-16 2012-11-28 トヨタ自動車株式会社 車両用燃料電池モジュール
DE102007050377A1 (de) * 2007-10-22 2009-04-23 Daimler Ag Brennstoffzellensystem mit zumindest einer Brennstoffzelle
JP5120240B2 (ja) * 2008-12-22 2013-01-16 株式会社豊田自動織機 電動コンプレッサ
JP5298907B2 (ja) * 2009-02-09 2013-09-25 トヨタ自動車株式会社 放電機構
JP5268037B2 (ja) * 2009-05-28 2013-08-21 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システムおよび車両
CN102481831B (zh) 2009-05-28 2015-06-17 丰田自动车株式会社 燃料电池***以及车辆
CN102448751B (zh) 2009-05-28 2015-04-22 丰田自动车株式会社 燃料电池组件及车辆
JP5077610B2 (ja) * 2009-05-28 2012-11-21 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システムおよび車両
DE112013000719B4 (de) * 2012-01-26 2020-08-13 Honda Motor Co., Ltd. Brennstoffzellenfahrzeug
JP5953925B2 (ja) 2012-05-15 2016-07-20 三菱自動車工業株式会社 電池のエネルギ放出装置
DE112012007003B4 (de) 2012-10-10 2021-12-23 Mitsubishi Electric Corp. Fahrzeugstromspeichervorrichtung und Steuerverfahren dafür
DE102012218556A1 (de) * 2012-10-11 2014-04-17 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Brennstoffzellensystem eines Fahrzeugs
JP5987806B2 (ja) * 2013-09-24 2016-09-07 株式会社豊田自動織機 電動圧縮機
JP6107573B2 (ja) * 2013-09-26 2017-04-05 株式会社豊田自動織機 電動圧縮機
JP6201869B2 (ja) * 2014-04-02 2017-09-27 トヨタ自動車株式会社 電動車両の制御装置及び制御方法
JP6119662B2 (ja) * 2014-04-22 2017-04-26 トヨタ自動車株式会社 電動車両
JP6166223B2 (ja) * 2014-05-29 2017-07-19 本田技研工業株式会社 燃料電池搭載車両
JP5831597B1 (ja) * 2014-06-06 2015-12-09 トヨタ自動車株式会社 電動車両
JP6064958B2 (ja) 2014-09-24 2017-01-25 トヨタ自動車株式会社 電動車両の燃料電池システム及びその制御方法
JP6210049B2 (ja) 2014-11-04 2017-10-11 トヨタ自動車株式会社 車両
DE112015006393T5 (de) 2015-03-31 2017-12-14 Mitsubishi Electric Corporation Fahrzeugelektroleistungs-Speichervorrichtung
KR102496657B1 (ko) 2018-06-08 2023-02-06 현대자동차주식회사 비상 상황 시 잔류 전원 소진을 위한 연료 전지 시스템
JP2020117148A (ja) * 2019-01-25 2020-08-06 ヤマハ発動機株式会社 オープンキャビン電動車両

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH044761A (ja) 1990-04-19 1992-01-09 Fuji Electric Co Ltd 燃料電池発電装置
US5196822A (en) * 1991-12-12 1993-03-23 Amphenol Corporation Stacked termination resistance
IL107930A0 (en) * 1993-12-07 1994-04-12 Electric Fuel Ltd A metal-air battery-powered electric vehicle
JP3551519B2 (ja) 1995-01-19 2004-08-11 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム車両取付構造および燃料電池収納ケース
US6100702A (en) * 1997-07-25 2000-08-08 3M Innovative Properties Company In-situ fault detection apparatus and method for an encased energy storing device
JP2000092605A (ja) 1998-09-09 2000-03-31 Hitachi Ltd 自動車用安全装置
JP4042273B2 (ja) 1999-10-20 2008-02-06 トヨタ自動車株式会社 燃料電池車両
DE10006781A1 (de) * 2000-02-18 2002-03-14 Xcellsis Gmbh Vorrichtung mit einer Brennstoffzelle für die Erzeugung elektrischer Energie und mit Verteilung der elektrischen Energie an Verbraucher
US6340927B1 (en) * 2001-06-29 2002-01-22 Elektronische Bauelemente Gesellschaft M.B.H High thermal efficiency power resistor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006001764A1 (de) * 2005-09-21 2007-03-29 Temic Automotive Electric Motors Gmbh Sicherheitseinrichtung für Kraftfahrzeuge
US7779942B2 (en) 2006-09-22 2010-08-24 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Motor Vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
KR100513944B1 (ko) 2005-09-09
JP3893965B2 (ja) 2007-03-14
JP2003189415A (ja) 2003-07-04
US6819066B2 (en) 2004-11-16
KR20030051172A (ko) 2003-06-25
DE10258211B4 (de) 2006-08-10
US20030111971A1 (en) 2003-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10258211B4 (de) Elektrisches Kraftfahrzeug
DE10225694B4 (de) Brennstoffzellenbaugruppe und Verwendung
DE60106993T2 (de) Verriegelungseinrichtung für eine Kraftfahrzeugtür und Verfahren zur Funktionsprüfung eines Schlossmoduls dieser Einrichtung
DE102018205912A1 (de) Laminierte Sammelschiene und Batteriemodul
DE102011077385A1 (de) Befestigungsstruktur für einen Fahrzeugbatteriekasten
DE102012020019B4 (de) Entladevorrichtung zum aktiven Entladen eines Hochvolt-Zwischenkreises in einem Hochvolt-Netz eines Fahrzeugs und Fahrzeug mit einer solchen Entladevorrichtung
EP0363356B1 (de) Spannungsversorgung für elektronische geräte, insbesondere für sicherheitsrelevante geräte in kraftfahrzeugen
DE102018212913A1 (de) Leitermodul
EP3433891B1 (de) Batterie und verfahren zur herstellung einer batterie
DE102009016756A1 (de) Abschirmverbinderstruktur
DE102018000490A1 (de) Speichereinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Elektrofahrzeug
DE112020002373T5 (de) Verbinder
EP2168222B1 (de) Verpolschutzeinrichtung für bordnetze von kraftfahrzeugen
DE102018207536A1 (de) Hochvoltbatterie für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug
DE102016101855A1 (de) Redundantes Schaltsystem
DE60125011T2 (de) Elektrische Kraftfahrzeugverbindungsdose
DE102020003870A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Reparatur einer Batterie
DE102018113547A1 (de) Elektrisches system mit einem batteriemodul und einem in einer abdeckung integrierten schaltungsschutz
DE102010046642A1 (de) Elektrischer Energiespeicher sowie Leiterelement für einen solchen Energiespeicher
DE2648372A1 (de) Stromversorgungseinrichtung fuer eine zweispannungsanlage in einem kraftfahrzeug
DE102007033183A1 (de) Verpolschutzeinrichtung
DE102018001719A1 (de) Fahrzeugexterner Adapter zur Spannungsverdopplung
DE102012105513B4 (de) Hybridschaltkreis
DE10312483A1 (de) Lichtbogenverhinderungseinrichtung
DE112020002643T5 (de) Bordeigene Reservestromversorgungseinrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition
8320 Willingness to grant licences declared (paragraph 23)
R071 Expiry of right