DE102013213909A1 - Device for regulating the internal pressure in a housing surrounding a battery cell and battery housing with such a device - Google Patents

Device for regulating the internal pressure in a housing surrounding a battery cell and battery housing with such a device Download PDF

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Andreas Lemke
Kai-Uwe Haben
Nicolae Folea
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur Regulierung des Innendrucks in einem im Wesentlichen gasdicht ausgebildeten, wenigstens eine Batteriezelle umgebenden Gehäuse (2), wobei die Vorrichtung (1) zur Ermöglichung eines Ausgleichs einer Druckdifferenz zwischen einem im Inneren (3) des Gehäuses (2) wirkenden Innendruck und einem außerhalb (4) des Gehäuses (2) wirkenden Außendruck eine Druckausgleichseinheit (5) umfasst, wobei die Druckausgleichseinheit (5) das Eindringen eines Fluids (25) in das Gehäuse (2) über einen Ausgleichskanal (6) bei einem größeren Außendruck als Innendruck und das Entweichen eines Fluids (25) aus dem Gehäuse (2) bei einem größeren Innendruck als Außendruck ermöglicht. Ferner umfasst die Vorrichtung (1) einen mit einem Sicherheitsventil (8, 9) verschlossenen Entgasungskanal (7), wobei das Sicherheitsventil (8, 9) bei Überschreiten eines vorbestimmten im Inneren (3) des Gehäuses (2) wirkenden Innendrucks den Entgasungskanal (7) freigibt, sodass ein Fluid (24) aus dem Gehäuse (2) über den Entgasungskanal (7) entweichen kann. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Batteriegehäuse (2) mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung (1) zur Regulierung des Innendrucks.The present invention relates to a device (1) for regulating the internal pressure in a substantially gas-tight housing (2) surrounding at least one battery cell, the device (1) enabling a compensation of a pressure difference between one inside (3) of the housing (2) acting internal pressure and an outside (4) of the housing (2) acting external pressure comprises a pressure compensation unit (5), wherein the pressure compensation unit (5) the penetration of a fluid (25) into the housing (2) via a compensation channel (6) at a greater external pressure than internal pressure and the escape of a fluid (25) from the housing (2) at a greater internal pressure than external pressure allows. Furthermore, the device (1) comprises a degassing duct (7) closed by a safety valve (8, 9), the safety valve (8, 9) passing the degassing duct (7) when a predetermined internal pressure in the interior (3) of the housing (2) is exceeded ) releases, so that a fluid (24) from the housing (2) via the degassing duct (7) can escape. Furthermore, the present invention relates to a battery housing (2) with an inventive device (1) for regulating the internal pressure.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regulierung des Innendrucks in einem im Wesentlichen gasdicht ausgebildeten, wenigstens eine Batteriezelle umgebenden Gehäuse, wobei die Vorrichtung zur Ermöglichung eines Ausgleichs einer Druckdifferenz zwischen einem im Inneren des Gehäuses wirkenden Innendruck und einem außerhalb des Gehäuses wirkenden Außendruck eine Druckausgleichseinheit umfasst, wobei die Druckausgleichseinheit das Eindringen eines Fluids in das Gehäuse über einen Ausgleichskanal bei einem größeren Außendruck als Innendruck und das Entweichen eines Fluids aus dem Gehäuse bei einem größeren Innendruck als Außendruck ermöglicht.The invention relates to a device for regulating the internal pressure in a substantially gas-tight, at least one battery cell surrounding housing, wherein the device for enabling compensation of a pressure difference between an internal pressure acting inside the housing and an external pressure acting outside the housing comprises a pressure compensation unit, wherein the pressure compensation unit allows the penetration of a fluid into the housing via a compensation channel at a greater external pressure than internal pressure and the escape of a fluid from the housing at a greater internal pressure than external pressure.

Ferner betrifft die Erfindung ein Batteriegehäuse mit einer Vorrichtung zur Regulierung des Innendrucks in dem Batteriegehäuse.Furthermore, the invention relates to a battery housing with a device for regulating the internal pressure in the battery case.

Stand der TechnikState of the art

Batteriezellen, insbesondere nachladbare Lithium-Ionen-Zellen, sind als Energiespeicher von großer Bedeutung, insbesondere für die Elektromobilität. Üblicherweise wird eine Mehrzahl von Batteriezellen elektrisch miteinander zu einem oder mehreren Batteriemodulen verschaltet und in einem Gehäuse angeordnet, um die Batteriezellen vor äußeren Einflüssen, insbesondere vor Feuchtigkeit zu schützen. Das Gehäuse ist dabei üblicherweise im Wesentlichen gasdicht ausgebildet, sodass feuchte Luftmassen nicht in das Gehäuse eindringen können. Um zwischen dem gasdichten Gehäuse und der Umgebung des Gehäuses Druckdifferenzen, wie sie beispielsweise durch Gebirgsfahrten oder durch Flugzeugtransporte entstehen können, auszugleichen, ist es bekannt, das Gehäuse mit einem Druckausgleichselement auszustatten, welches den Innendruck in dem Gehäuse reguliert.Battery cells, in particular rechargeable lithium-ion cells, are of great importance as energy stores, in particular for electromobility. Usually, a plurality of battery cells are electrically interconnected to one or more battery modules and arranged in a housing in order to protect the battery cells from external influences, in particular from moisture. The housing is usually designed to be substantially gas-tight, so that moist air masses can not penetrate into the housing. In order to balance between the gas-tight housing and the environment of the housing pressure differences, such as may occur, for example, by mountain rides or by aircraft transports, it is known to equip the housing with a pressure compensation element, which regulates the internal pressure in the housing.

Problematisch bei Batteriezellen ist, dass es bei einer Erwärmung der Batteriezellen über einen kritischen Temperaturwert hinaus zu einer sogenannten Entgasung der Batteriezellen kommen kann. So weist beispielsweise eine nachladbare Lithium-Ionen-Zelle für den Ionentransport zwischen deren Elektroden einen Elektrolyten auf. Störungen, wie ein Kurzschluss zwischen den Elektroden der Lithium-Ionen-Zelle, ein Überladen der Lithium-Ionen-Zelle bei einem Ladevorgang oder eine extrem hohe Umgebungstemperatur, können dabei zu einer kritischen Erwärmung der Lithium-Ionen-Zelle führen. Infolge einer solchen kritischen Erwärmung können dabei ungewollte chemische Reaktionen in der Lithium-Ionen-Zelle einsetzen, die zu einem sogenannten thermischen Durchgehen (engl.: „thermal runaway“) der Lithium-Ionen-Zelle führen können. Insbesondere kann sich der Elektrolyt der Lithium-Ionen-Zelle infolge der kritischen Erwärmung zersetzen und in einen gasförmigen Zustand übergehen. Durch diese Gasbildung innerhalb der Lithium-Ionen-Zelle entsteht in kurzer Zeit ein hoher Druck innerhalb der Zelle. Um ein Platzen der Lithium-Ionen-Zelle aufgrund des starken Druckanstiegs zu verhindern, weisen Lithium-Ionen-Zellen üblicherweise ein Sicherheitsventil auf. Dieses kann beispielsweise als eine in eine Ventilöffnung eingesetzte Berstmembran ausgebildet sein. Über das Sicherheitsventil können das innerhalb der Lithium-Ionen-Zelle gebildete Gas sowie gegebenenfalls weitere gebildete Zersetzungsprodukte als Fluid, insbesondere als Gas und/oder Aerosol, entweichen. Eine Lithium-Ionen-Zelle mit einem solchen Sicherheitsventil ist beispielsweise aus der Druckschrift DE 103 28 862 B4 bekannt.A problem with battery cells is that when the battery cells are heated above a critical temperature value, so-called degassing of the battery cells can occur. For example, a rechargeable lithium-ion cell has an electrolyte for ion transport between its electrodes. Disturbances, such as a short circuit between the electrodes of the lithium-ion cell, overcharging of the lithium-ion cell during a charging process or an extremely high ambient temperature, can lead to a critical heating of the lithium-ion cell. As a result of such a critical heating can thereby use unwanted chemical reactions in the lithium-ion cell, which can lead to a so-called thermal runaway (English: "thermal runaway") of the lithium-ion cell. In particular, the electrolyte of the lithium-ion cell can decompose due to the critical heating and go into a gaseous state. This formation of gas within the lithium-ion cell results in a high pressure within the cell in a short time. To prevent bursting of the lithium-ion cell due to the large increase in pressure, lithium-ion cells usually have a safety valve. This may be formed, for example, as a bursting membrane inserted into a valve opening. About the safety valve, the gas formed within the lithium-ion cell and optionally further formed decomposition products as a fluid, in particular as gas and / or aerosol, escape. A lithium-ion cell with such a safety valve is for example from the document DE 103 28 862 B4 known.

Da bei einer Zellentgasung das innerhalb der Batteriezelle gebildete Fluid in großen Mengen von der Batteriezelle entweichen kann, und das entweichende Fluid Bestandteile, wie Kohlenmonoxid (CO), Wasserstoff (H2), Methan (CH4) und/oder Fluorwasserstoff (HF) aufweisen kann, ist es zur Vermeidung einer unkontrollierten Ausbreitung des Fluids bekannt, das Fluid über ein Entgasungssystem kontrolliert abzuführen. Aus der Druckschrift DE 10 2011 002 631 A1 ist beispielsweise ein Deckel mit einem Gasaufnahmeraum als Entgasungssystem bekannt, wobei der Gasaufnahmeraum zumindest zur temporären Aufnahme eines von einer Lithium-Ionen-Zelle entweichenden Gases ausgebildet ist.Since, in the case of cell degassing, the fluid formed inside the battery cell can escape in large quantities from the battery cell, and the escaping fluid contains components such as carbon monoxide (CO), hydrogen (H 2 ), methane (CH 4 ) and / or hydrogen fluoride (HF) can, it is known to avoid uncontrolled spread of the fluid to remove the fluid controlled by a degassing system. From the publication DE 10 2011 002 631 A1 For example, a lid with a gas receiving space as a degassing system is known, wherein the gas receiving space is formed at least for temporary reception of a gas escaping from a lithium-ion cell.

Nachteilig hierbei ist, dass die Anbindung der Batteriezellen an ein solches Entgasungssystem aufwendig ist und vergleichsweise viel Bauraum benötigt wird. Darüber hinaus muss von dem Entgasungssystem wenigstens eine Abführleitung aus dem Gehäuse, in welchem die Batteriezellen angeordnet sind, führen, wodurch ein zusätzliches Abdichten dieses Gehäuses erforderlich ist.The disadvantage here is that the connection of the battery cells to such a degassing system is complicated and comparatively much space is needed. In addition, at least one discharge line from the housing in which the battery cells are arranged, must lead from the degassing system, whereby an additional sealing of this housing is required.

Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, die Anzahl der zu montierenden Teile bei der Nutzung von Batteriezellen als Energiespeicher zu reduzieren, wozu insbesondere eine verbesserte Vorrichtung zur Regulierung des Innendrucks in einem im wesentlichen gasdicht ausgebildeten, wenigstens eine Batteriezelle umgebenden Gehäuse bereitgestellt werden soll.Against this background, it is an object of the invention to reduce the number of parts to be assembled when using battery cells as energy storage, including in particular an improved device for regulating the internal pressure in a substantially gas-tight, at least one battery cell surrounding housing to be provided ,

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Zur Lösung der Aufgabe wird eine Vorrichtung zur Regulierung des Innendrucks in einem im Wesentlichen gasdicht ausgebildeten, wenigstens eine Batteriezelle umgebenden Gehäuse vorgeschlagen, wobei die Vorrichtung zur Ermöglichung eines Ausgleichs einer Druckdifferenz zwischen einem im Inneren des Gehäuses wirkenden Innendruck und einem außerhalb des Gehäuses wirkenden Außendruck eine Druckausgleichseinheit umfasst, welche das Eindringen eines Fluids in das Gehäuse über einen Ausgleichskanal bei einem größeren Außendruck als Innendruck und das Entweichen eines Fluids aus dem Gehäuse bei einem größeren Innendruck als Außendruck ermöglicht, und wobei die Vorrichtung einen mit einem Sicherheitsventil verschlossenen Entgasungskanal umfasst, wobei das Sicherheitsventil bei Überschreiten eines vorbestimmten im Inneren des Gehäuses wirkenden Innendrucks den Entgasungskanal freigibt, sodass ein Fluid aus dem Gehäuse über den Entgasungskanal entweichen kann. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der Ausgleichskanal zumindest teilweise eine geringere Querschnittsfläche auf als der Entgasungskanal.To solve the problem, a device for regulating the internal pressure in a substantially gas-tight formed, at least one battery cell surrounding housing is proposed, wherein the device for enabling a compensation of a pressure difference between acting inside the housing internal pressure and an external pressure acting outside the housing comprises a pressure compensation unit, which allows the penetration of a fluid into the housing via a compensation channel at a greater external pressure than internal pressure and the escape of fluid from the housing at a greater internal pressure than external pressure, and wherein the device with a Safety valve closed degassing channel comprises, wherein the safety valve when exceeding a predetermined internal pressure acting inside the housing releases the degassing, so that a fluid can escape from the housing via the degassing. According to a preferred embodiment of the invention, the compensation channel at least partially has a smaller cross-sectional area than the degassing channel.

Die Druckausgleichseinheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dabei vorzugsweise derart ausgebildet, dass ein Druckausgleich zwischen einem im Inneren des Gehäuses wirkenden Innendruck und einem außerhalb des Gehäuses wirkenden Außendruck dann erfolgt, wenn die Druckdifferenz zwischen dem Innendruck und dem Außendruck mehr als 5 kPa (kPa: Kilopascal) beträgt, besonders bevorzugt wenn die Druckdifferenz mehr als 7 kPa beträgt. Die Druckausgleichseinheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist somit insbesondere ausgebildet, Druckdifferenzen, die in Folge von Gebirgsfahrten oder wetterbedingten Luftdruckschwankungen entstehen können, auszugleichen. The pressure compensation unit of the device according to the invention is preferably designed such that a pressure equalization between an internal pressure acting inside the housing and an external pressure acting outside the housing takes place when the pressure difference between the internal pressure and the external pressure is more than 5 kPa (kPa: kilopascal). is particularly preferred when the pressure difference is more than 7 kPa. The pressure equalization unit of the device according to the invention is thus designed, in particular, to compensate for differences in pressure that may arise as a result of mountain rides or weather-related air pressure fluctuations.

Durch den mit einem Sicherheitsventil verschlossenen Entgasungskanal der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Funktionalität der Vorrichtung vorteilhafterweise derart erweitert, dass auch ein starker Druckanstieg im Inneren eines Gehäuses, insbesondere aufgrund der Entgasung einer oder mehrerer in dem Gehäuse angeordneter Batteriezellen, reguliert werden kann. Vorteilhafterweise kann zudem bei Reduzierung der Anzahl der zu montierenden Teile ein bei einer Zellentgasung gebildetes Fluid über den Entgasungskanal der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus dem Inneren eines solchen Gehäuses abgeführt werden. Das in dem Entgasungskanal angeordnete Sicherheitsventil verschließt den Entgasungskanal bei geringfügigen Druckdifferenzen zwischen dem Inneren des Gehäuses und der Umgebung des Gehäuses vorteilhafterweise dicht. Druckdifferenzen, die insbesondere infolge von Gebirgsfahrten oder wetterbedingten Luftdruckschwankungen auftreten, werden dabei vorteilhafterweise durch die Druckausgleichseinheit ausgeglichen, wobei Luftmassen zum Ausgleich der Druckdifferenzen vorteilhafterweise über den Ausgleichskanal in das Gehäuse einströmen oder aus dem Gehäuse entweichen. Steigt der Druck im Inneren des Gehäuses allerdings stark an, sodass der Innendruck beispielsweise um 40 kPa größer ist, als der Umgebungsdruck außerhalb des Gehäuses, so ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass das in dem Entgasungskanal angeordnete Sicherheitsventil den Entgasungskanal freigibt, damit ein Druckausgleich über den Entgasungskanal stattfinden kann. Vorteilhafterweise kann ein innerhalb des Gehäuses gebildetes Fluid, insbesondere ein innerhalb des Gehäuses aufgrund einer Zellentgasung gebildetes Fluid, dabei über den Entgasungskanal aus dem Gehäuse entweichen. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass das Sicherheitsventil den Entgasungskanal freigibt, wenn der Innendruck den Außendruck um 50 kPa übertrifft. Da der Entgasungskanal und der Ausgleichskanal somit vorteilhafterweise unterschiedliche Funktionalitäten aufweisen, ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass der Entgasungskanal einen gegenüber dem Ausgleichskanal vielfach größeren Querschnitt aufweist. Insbesondere ist vorgesehen, dass der Entgasungskanal an dessen engster Stelle einen Durchmesser von mehreren Zentimetern aufweist, wohingegen der Ausgleichskanal an dessen engster Querschnittstelle einen Durchmesser von beispielsweise einem Zentimeter aufweist.By means of the degassing duct of the device according to the invention, which is closed with a safety valve, the functionality of the device is advantageously expanded in such a way that a high pressure increase inside a housing, in particular due to the degassing of one or more battery cells arranged in the housing, can be regulated. Advantageously, moreover, when the number of parts to be assembled is reduced, a fluid formed during cell degassing can be removed from the interior of such a housing via the degassing duct of the device according to the invention. The safety valve arranged in the degassing passage closes the degassing passage in the event of slight pressure differences between the interior of the housing and the surroundings of the housing, advantageously sealingly. Pressure differences, which occur in particular as a result of mountain rides or weather-related air pressure fluctuations, are advantageously compensated by the pressure compensation unit, wherein air masses to compensate for the pressure differences advantageously flow through the compensation channel in the housing or escape from the housing. If, however, the pressure in the interior of the housing increases sharply, so that the internal pressure is, for example, 40 kPa greater than the ambient pressure outside the housing, it is advantageously provided that the safety valve arranged in the degassing passage releases the degassing passage, thereby equalizing the pressure via the degassing passage can take place. Advantageously, a fluid formed within the housing, in particular a fluid formed within the housing due to a cell degassing, thereby escape from the housing via the degassing channel. Particularly preferably, it is provided that the safety valve releases the degassing channel when the internal pressure exceeds the external pressure by 50 kPa. Since the degassing channel and the compensation channel thus advantageously have different functionalities, it is particularly preferably provided that the degassing duct has a cross section which is many times greater than the compensation duct. In particular, it is provided that the degassing at its narrowest point has a diameter of several centimeters, whereas the compensation channel has at its closest cross-sectional area a diameter of, for example, one centimeter.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Druckausgleichseinheit derart ausgebildet ist, dass ein Fluid über den Ausgleichskanal aus dem Gehäuse entweicht, wenn der Innendruck in dem Gehäuse den Außendruck und eine von der Druckausgleichseinheit ausgeübte Rückhaltekraft überwindet. Durch die Rückhaltekraft wird vorteilhafterweise verhindert, dass bereits kleinste, als unschädlich zu bewertende Druckdifferenzen ausgeglichen werden, da ein solcher Ausgleich grundsätzlich das Einbringen von Feuchtigkeit in das Gehäuse ermöglichen kann. Die Rückhaltekraft ist dabei vorteilhafterweise so gewählt, dass ein Druckausgleich stattfindet, wenn die Druckdifferenz zwischen dem Inneren und der Umgebung des Gehäuses 5 kPa übersteigt.According to an advantageous embodiment of the device according to the invention it is provided that the pressure compensation unit is designed such that a fluid escapes from the housing via the compensation channel when the internal pressure in the housing overcomes the external pressure and a restraining force exerted by the pressure compensation unit. By retaining force is advantageously prevented that even the smallest, to be evaluated as harmless pressure differences are compensated, since such compensation can basically allow the introduction of moisture into the housing. The retention force is advantageously chosen so that a pressure equalization takes place when the pressure difference between the interior and the environment of the housing exceeds 5 kPa.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Druckausgleichseinheit derart ausgebildet ist, dass ein Fluid über den Ausgleichskanal in das Gehäuse eindringt, wenn der Außendruck den Innendruck in dem Gehäuse und eine von der Druckausgleichseinheit ausgeübte Rückhaltekraft überwindet. Hierdurch wird vorteilhafterweise das Risiko eines Feuchtigkeitseintrags in das Gehäuse über den Ausgleichskanal weiter reduziert. Die Rückhaltekraft ist vorteilhafterweise derart dimensioniert, dass ein Fluid, insbesondere Luft, in das Gehäuse eindringen kann, wenn der Außendruck den Innendruck um mehr als 5 kPa übersteigt.According to a further advantageous embodiment of the invention it is provided that the pressure compensation unit is designed such that a fluid enters the housing via the compensation channel, when the external pressure overcomes the internal pressure in the housing and a restraining force exerted by the pressure compensation unit. This advantageously further reduces the risk of moisture entering the housing via the compensation channel. The retention force is advantageously dimensioned such that a fluid, in particular air, can penetrate into the housing if the external pressure exceeds the internal pressure by more than 5 kPa.

Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Regulierung des Innendrucks in einem im Wesentlichen gasdicht ausgebildeten Gehäuse weist die Druckausgleichseinheit eine erste federbelastete Rückschlagarmatur und eine zweite federbelastete Rückschlagarmatur auf, wobei die erste Rückschlagarmatur das Eindringen eines Fluids über den Ausgleichskanal in das Gehäuse ermöglicht und die zweite Rückschlagarmatur das Entweichen eines Fluids über den Ausgleichskanal aus dem Gehäuse ermöglicht. Insbesondere ist hierbei vorgesehen, dass die Rückschlagarmaturen einander entgegengesetzt ausgerichtet sind. Die Rückhaltekraft, die für einen Druckausgleich zusätzlich überwunden werden muss, wird dabei vorteilhafterweise jeweils durch die federbelastete Rückschlagarmatur ausgeübt. Vorzugsweise sind die Rückschlagarmaturen jeweils als Kugelrückschlagventil ausgebildet. Insbesondere ist vorgesehen, dass die erste Rückschlagarmatur und die zweite Rückschlagarmatur in einem Abschnitt des Ausgleichskanals angeordnet sind.In a particularly preferred embodiment of the inventive device for regulating the internal pressure in a substantially gas-tight housing has the Pressure equalizing unit, a first spring-loaded check valve and a second spring-loaded check valve, wherein the first check valve allows the penetration of a fluid via the compensation channel in the housing and the second check fitting allows the escape of fluid through the compensation channel from the housing. In particular, it is provided that the check valves are aligned opposite each other. The restraining force, which must be additionally overcome for pressure equalization, is advantageously exerted in each case by the spring-loaded non-return valve. Preferably, the non-return valves are each designed as a ball check valve. In particular, it is provided that the first check valve and the second check valve are arranged in a portion of the compensation channel.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichskanal zumindest teilweise parallel zu dem Entgasungskanal verläuft. Insbesondere ist dabei vorgesehen, dass der Entgasungskanal quasi als Hauptkanal ausgebildet ist, wobei der Ausgleichskanal quasi eine Abzweigung des Entgasungskanals darstellt, welcher um das den Entgasungskanal verschließende Sicherheitsventil herumführt. Insbesondere ist vorgesehen, dass der Ausgleichskanal und der Entgasungskanal teilweise identisch sind, insbesondere derart, dass zumindest die Eintrittsöffnung und/oder die Austrittsöffnung der Kanäle identisch sind, sodass die Vorrichtung nur eine Eintrittsöffnung und/oder nur eine Austrittsöffnung aufweist. Als Ausgestaltungsvariante kann die erfindungsgemäße Vorrichtung aber auch jeweils zwei Eintrittsöffnungen und/oder zwei Austrittsöffnungen aufweisen, wobei der Entgasungskanal und der Ausgleichskanal auch vollständig parallel zueinander verlaufen können. Der Ausgleichskanal weist dabei vorzugsweise einen geringeren Querschnitt auf, als der Entgasungskanal.A further advantageous embodiment of the device according to the invention is characterized in that the compensation channel extends at least partially parallel to the degassing duct. In particular, it is provided that the degassing channel is formed quasi as a main channel, wherein the compensation channel is virtually a branch of the degassing, which leads around the closing the degassing safety valve. In particular, it is provided that the compensation channel and the degassing channel are partially identical, in particular such that at least the inlet opening and / or the outlet opening of the channels are identical, so that the device has only one inlet opening and / or only one outlet opening. As a variant embodiment, however, the device according to the invention can also each have two inlet openings and / or two outlet openings, wherein the degassing channel and the compensation channel can also run completely parallel to one another. The compensation channel preferably has a smaller cross-section than the degassing channel.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in dem Querschnitt des Ausgleichskanals eine oleophobe Membran angeordnet. Die oleophobe Membran ist dabei vorzugsweise derart angeordnet, dass ein durch den Ausgleichskanal strömendes Fluid, die Membran passieren kann, wobei ölhaltige Bestandteile des Fluids vorteilhafterweise abgestoßen werden. Nicht gasförmige Bestandteile des Fluids werden vorteilhafterweise durch die Membran zumindest weitestgehend an einem Passieren des Ausgleichskanals gehindert. Die oleophobe Membran ist vorzugsweise vor der Austrittsöffnung des Ausgleichskanals angeordnet, wobei die Austrittsöffnung diejenige Öffnung ist, über die ein Fluid von dem Ausgleichskanal an die Umgebung abgegeben wird.In a further advantageous embodiment of the device according to the invention, an oleophobic membrane is arranged in the cross section of the compensation channel. In this case, the oleophobic membrane is preferably arranged such that a fluid flowing through the compensation channel can pass through the membrane, wherein oily components of the fluid are advantageously repelled. Non-gaseous constituents of the fluid are advantageously prevented by the membrane, at least as far as possible, from passing through the compensation channel. The oleophobic membrane is preferably arranged in front of the outlet opening of the compensation channel, wherein the outlet opening is the opening through which a fluid is discharged from the compensation channel to the environment.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Sicherheitsventil der Vorrichtung ein Berstelement ist, welches bei Überschreiten des vorbestimmten im Inneren des Gehäuses wirkenden Innendrucks zerbirst. Durch das Zerbersten des Berstelementes wird der Entgasungskanal vorteilhafterweise freigegeben, sodass ein Entweichen eines Fluids aus dem Inneren des Gehäuses ermöglicht ist. Insbesondere ist vorgesehen, dass das Berstelement eine Berstscheibe oder eine Berstmembran ist. Vorzugsweise ist das Berstelement aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere aus Aluminium. Insbesondere kann das Berstelement wenigstens eine Sollbruchstelle aufweisen, wodurch ein definiertes Zerbersten des Berstelementes bei einem Überschreiten des vorbestimmten im Inneren des Gehäuses wirkenden Innendrucks ermöglicht ist.According to a further advantageous embodiment of the invention it is provided that the safety valve of the device is a bursting element, which bursts when the predetermined internal pressure acting in the interior of the housing is exceeded. As a result of the bursting of the bursting element, the degassing channel is advantageously released, so that the escape of a fluid from the interior of the housing is made possible. In particular, it is provided that the bursting element is a rupture disk or a bursting membrane. Preferably, the bursting element is made of a metallic material, in particular of aluminum. In particular, the bursting element may have at least one predetermined breaking point, whereby a defined bursting of the bursting element is made possible when the predetermined internal pressure acting in the interior of the housing is exceeded.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass das Sicherheitsventil der Vorrichtung ein Überdruckventil ist, welches derart ausgebildet ist, dass bei Überschreiten des vorbestimmten Innendrucks eine von dem Überdruckventil ausgeübte Rückhaltekraft überwunden wird, wodurch das Überdruckventil den Entgasungskanal freigibt, und die Rückhaltekraft bei Unterschreiten des bestimmten Innendrucks den Entgasungskanal verschließt. Durch die Ausgestaltung des Sicherheitsventils als Überdruckventil ist vorteilhafterweise eine Weiterverwendbarkeit der Vorrichtung auch nach einer erfolgten Zellentgasung möglich. Insbesondere ist vorgesehen, dass das Überdruckventil als federbelastete Rückschlagarmatur ausgebildet ist.According to an advantageous embodiment variant of the invention it is provided that the safety valve of the device is a pressure relief valve which is designed such that when exceeding the predetermined internal pressure, a restrained force exerted by the pressure relief valve is overcome, whereby the pressure relief valve releases the degassing, and the retention force falls below the particular internal pressure closes the degassing passage. Due to the design of the safety valve as a pressure relief valve reusability of the device is also possible after a successful cell degassing. In particular, it is provided that the pressure relief valve is designed as a spring-loaded check valve.

Zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe wird des Weiteren ein Batteriegehäuse mit wenigstens einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Regulierung des Innendrucks vorgeschlagen. Die Vorrichtung zur Regulierung des Innendrucks kann dabei insbesondere gemäß jeglicher Kombination der vorgenannten Ausgestaltungen ausgebildet sein. Vorteilhafterweise ist das Batteriegehäuse im Wesentlichen gasdicht ausgebildet. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung zur Regulierung des Innendrucks nachträglich in beziehungsweise an wenigstens einer hierfür an dem Batteriegehäuse vorgesehenen Öffnung angeordnet wird, wobei die Verbindungsstelle zwischen Vorrichtung und der wenigstens einen Öffnung vorteilhafterweise abgedichtet wird.To achieve the object mentioned at the outset, a battery housing with at least one device according to the invention for regulating the internal pressure is furthermore proposed. The device for regulating the internal pressure can be designed in particular according to any combination of the aforementioned embodiments. Advantageously, the battery case is formed substantially gas-tight. According to an advantageous embodiment variant of the invention it is provided that the device for regulating the internal pressure is subsequently arranged in or on at least one opening provided for this purpose on the battery housing, wherein the connection point between the device and the at least one opening is advantageously sealed.

Vorteilhafterweise ist die Vorrichtung zur Regulierung des Innendrucks derart an dem Batteriegehäuse angeordnet, dass diese über eine Leitung, vorzugsweise über einen Schlauch, mit einem Entlüftungssystem, vorzugsweise dem Entlüftungssystem eines Fahrzeugs, verbindbar ist. Die Vorrichtung zur Regulierung des Innendrucks übernimmt vorteilhafterweise zudem die Funktion eines Entgasungssystems, wobei ein Ableiten eines über den Entgasungskanal der Vorrichtung entweichenden Fluids vorteilhafterweise über die Leitungen des Entlüftungssystems erfolgt. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Vorrichtung zur Regulierung des Innendrucks zumindest teilweise außerhalb des Gehäuses angeordnet ist. Vorteilhafterweise macht die Vorrichtung zur Regulierung des Innendrucks die Verwendung eines zusätzlichen Entgasungskollektors entbehrlich, wodurch vorteilhafterweise der für das Batteriegehäuse benötigte Einbauraum reduziert ist.Advantageously, the device for regulating the internal pressure is arranged on the battery housing such that it can be connected via a line, preferably via a hose, to a ventilation system, preferably to the ventilation system of a vehicle. The device for Regulation of the internal pressure advantageously also assumes the function of a degassing system, wherein a discharge of a fluid escaping via the degassing duct of the device advantageously takes place via the lines of the venting system. In particular, it is provided that the device for regulating the internal pressure is at least partially disposed outside of the housing. Advantageously, the device for regulating the internal pressure makes the use of an additional degassing collector unnecessary, whereby advantageously the installation space required for the battery housing is reduced.

Weitere vorteilhafte Einzelheiten, Merkmale und Ausgestaltungsdetails der Erfindung werden im Zusammenhang mit den in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigt:Further advantageous details, features and design details of the invention are explained in more detail in connection with the exemplary embodiments illustrated in the figures. Showing:

1 in einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel für eine an der Außenwandung eines Batteriegehäuses angeordnete erfindungsgemäße Vorrichtung zur Regulierung des Innendrucks; und 1 in a schematic representation of an embodiment of an invention arranged on the outer wall of a battery case device for regulating the internal pressure; and

2 in einer schematischen Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine an der Außenwandung eines Batteriegehäuses angeordnete erfindungsgemäße Vorrichtung zur Regulierung des Innendrucks. 2 in a schematic representation of a further embodiment of an arranged on the outer wall of a battery case inventive device for regulating the internal pressure.

In 1 und 2 ist jeweils ein Abschnitt einer Wandung eines Gehäuses 2 dargestellt, wobei an der Außenwandung 22 des Gehäuses 2 eine Vorrichtung zur Regulierung des Innendrucks angeordnet ist. Das Gehäuse 2 ist in den in 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen ein Batteriegehäuse. Das nur abschnittsweise dargestellte Batteriegehäuse 2 ist dabei vorteilhafterweise im Wesentlichen gasdicht ausgebildet. Im Inneren 3 des Gehäuses 2 ist dabei eine Mehrzahl von elektrisch miteinander verschalteten nachladbaren Lithium-Ionen-Zellen (in 1 nicht explizit dargestellt) angeordnet. Das Gehäuse 2 schützt die Lithium-Ionen-Zellen dabei vor äußeren Einflüssen, wie insbesondere vor Feuchtigkeit. In 1 and 2 is in each case a section of a wall of a housing 2 shown, wherein on the outer wall 22 of the housing 2 a device for regulating the internal pressure is arranged. The housing 2 is in the in 1 and 2 Illustrated embodiments, a battery case. The only partially shown battery housing 2 is advantageously formed substantially gas-tight. Internally 3 of the housing 2 is a plurality of electrically interconnected rechargeable lithium-ion cells (in 1 not explicitly shown) arranged. The housing 2 protects the lithium-ion cells from external influences, especially moisture.

Die in den dargestellten Ausführungsbeispielen jeweils an dem Batteriegehäuse 2 angeordnete Vorrichtung 1 zur Regulierung des Innendrucks des Batteriegehäuses 2 weist einen Entgasungskanal 7 und einen Ausgleichskanal 6 auf. Korrespondierend zu der Eintrittsöffnung 17 des Entgasungskanals 7 und der Eintrittsöffnung 18 des Ausgleichskanals 6 weist das Batteriegehäuse 2 von der Innenwandung 21 zu der Außenwandung 22 durchgehende Öffnungen 26 und 27 auf. Der Ausgleichskanal 6 verläuft dabei teilweise parallel zu dem Entgasungskanal 7, wobei die Austrittsöffnung 20 des Entgasungskanals 6 in den Entgasungskanal 7 mündet. Ein über die Austrittsöffnung 20 des Ausgleichskanals 6 entweichendes Fluid entweicht somit aus der Vorrichtung 1 über die Austrittsöffnung 19 des Entgasungskanals 7. The in the illustrated embodiments in each case on the battery case 2 arranged device 1 for regulating the internal pressure of the battery case 2 has a degassing channel 7 and a compensation channel 6 on. Corresponding to the inlet opening 17 the degassing channel 7 and the entrance opening 18 of the equalization channel 6 indicates the battery case 2 from the inner wall 21 to the outer wall 22 through openings 26 and 27 on. The equalization channel 6 runs partially parallel to the degassing duct 7 , wherein the outlet opening 20 the degassing channel 6 in the degassing channel 7 empties. One over the outlet 20 of the equalization channel 6 escaping fluid thus escapes from the device 1 over the exit opening 19 the degassing channel 7 ,

Die in 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele für eine Vorrichtung 1 zur Regulierung des Innendrucks des Batteriegehäuses 2 umfassen ferner jeweils eine Druckausgleichseinheit 5. Diese Druckausgleichseinheit 5 weist eine erste federbelastete Rückschlagarmatur 10 und eine zweite federbelastete Rückschlagarmatur 11 auf. Die Rückschlagarmaturen 10, 11 sind dabei jeweils als Kugelrückschlagventile ausgebildet, welche einander entgegengesetzt ausgerichtet sind. In the 1 and 2 illustrated embodiments of a device 1 for regulating the internal pressure of the battery case 2 each further comprise a pressure compensation unit 5 , This pressure compensation unit 5 has a first spring-loaded check valve 10 and a second spring-loaded check valve 11 on. The non-return valves 10 . 11 are each designed as ball check valves, which are aligned opposite to each other.

Das erste Kugelrückschlagventil 10 verschließt dabei eine erste Durchlassöffnung 12 und das zweite Kugelrückschlagventil 11 verschließt eine zweite Durchlassöffnung 13. Das erste Kugelrückschlagventil 10 ermöglicht dabei das Eindringen eines Fluids 25 (in 1 und 2 symbolisch durch einen Doppelpfeil dargestellt) über den Ausgleichkanal 6 in das Innere 3 des Gehäuses 2. Ein Fluid 25 kann dabei über den Ausgleichskanal 6 in das Gehäuse 2 eindringen, wenn der Außendruck den Innendruck in dem Gehäuse 2 und die von dem ersten Federelement 14 des ersten Kugelrückschlagventils 10 ausgeübte Rückhaltekraft überwindet. Hierzu kann insbesondere Luft als Fluid 25 in den Ausgleichskanal 6 eindringen und auf das erste Kugelrückschlagventil 10 einwirken. The first ball check valve 10 closes a first passage opening 12 and the second ball check valve 11 closes a second passage opening 13 , The first ball check valve 10 allows the penetration of a fluid 25 (in 1 and 2 symbolically represented by a double arrow) over the equalization channel 6 in the interior 3 of the housing 2 , A fluid 25 can do this via the equalization channel 6 in the case 2 penetrate when the external pressure is the internal pressure in the housing 2 and that of the first spring element 14 of the first ball check valve 10 overcomes the applied retention force. For this purpose, in particular air as a fluid 25 in the equalization channel 6 penetrate and on the first ball check valve 10 act.

Ist der auf das erste Kugelrückschlagventil 10 von der äußeren Umgebung 4 des Gehäuses 2 ausgeübte Druck größer als der Druck im Inneren 3 des Gehäuses 2 und die von dem ersten Federelement 14 ausgeübte Rückhaltekraft, so wird die Durchlassöffnung 12 von dem ersten Kugelrückschlagventil 10 freigegeben. Ein Fluid 25, insbesondere Luft, kann dann über die Eintrittsöffnung 18 des Ausgleichskanals 6 und die entsprechende Öffnung 27 in dem Gehäuse 2 in das Innere 3 des Gehäuses 2 gelangen. Eine in dem Querschnitt des Ausgleichkanals 6 angeordnete oleophobe Membran 16 wirkt dabei quasi als Filter und verhindert vorteilhafterweise weitestgehend das Eindringen von nicht gasförmigen Bestandteilen in das Innere 3 des Gehäuses 2.Is that on the first ball check valve 10 from the outside environment 4 of the housing 2 applied pressure greater than the pressure inside 3 of the housing 2 and that of the first spring element 14 exerted retention force, then the passage opening 12 from the first ball check valve 10 Approved. A fluid 25 , in particular air, can then pass over the inlet 18 of the equalization channel 6 and the corresponding opening 27 in the case 2 in the interior 3 of the housing 2 reach. One in the cross section of the compensation channel 6 arranged oleophobic membrane 16 acts as a kind of filter and advantageously prevents as far as possible the penetration of non-gaseous components into the interior 3 of the housing 2 ,

Übersteigt dagegen ein Druck im Inneren 3 des Gehäuses 2 den in der äußeren Umgebung 4 des Gehäuses 2 herrschenden Außendruck und die von dem zweiten Federelement 15 des zweiten Kugelrückschlagventils 11 ausgeübte Rückhaltekraft, so gibt das zweite Kugelrückschlagventil 11 die zweite Durchlassöffnung 13 frei. Ein Fluid 25, insbesondere Luft, kann dann aus dem Inneren 3 des Gehäuses 2 über die Öffnung 27 in der Gehäusewandung und die Eintrittsöffnung 18 des Ausgleichskanals 6 in den Ausgleichskanal 6 einströmen und über die von dem zweiten Kugelrückschlagventil 11 freigegebene zweite Durchlassöffnung 13 aus dem Ausgleichskanal 6 über die Austrittsöffnung 20 des Ausgleichskanals 6 und schließlich über die Austrittsöffnung 19 des Entgasungskanals 7 und somit aus dem Gehäuse 2 entweichen. Die in dem Querschnitt des Ausgleichkanals 6 angeordnete oleophobe Membran 16 wirkt dabei wiederum quasi als Filter.In contrast, exceeds a pressure inside 3 of the housing 2 in the external environment 4 of the housing 2 prevailing external pressure and that of the second spring element 15 of the second ball check valve 11 exerted retention force, so gives the second ball check valve 11 the second passage opening 13 free. A fluid 25 , especially air, can then from the inside 3 of the housing 2 over the opening 27 in the housing wall and the inlet opening 18 of the equalization channel 6 in the equalization channel 6 inflow and over from the second ball check valve 11 released second passage opening 13 out of the equalization channel 6 over the exit opening 20 of the equalization channel 6 and finally over the exit opening 19 the degassing channel 7 and thus out of the case 2 escape. The in the cross section of the compensation channel 6 arranged oleophobic membrane 16 again acts as a kind of filter.

Die Druckausgleichseinheit 5 der Vorrichtung 1 dient vorteilhafterweise dem Druckausgleich zwischen dem Inneren 3 des Gehäuses 2 und der äußeren Umgebung 4 des Gehäuses 2, wenn die Druckdifferenz zwischen dem Inneren 3 des Gehäuses und der äußeren Umgebung 4 des Gehäuses etwa in der Größenordnung von 7 kPa liegt. Damit insbesondere bei Druckdifferenzen, die kleiner als 15 kPa sind, kein Druckausgleich über den Entgasungskanal 7 erfolgt, ist der Entgasungskanal 7 mit einem Sicherheitsventil verschlossen.The pressure compensation unit 5 the device 1 advantageously serves to equalize the pressure between the interior 3 of the housing 2 and the outside environment 4 of the housing 2 when the pressure difference between the interior 3 of the housing and the external environment 4 of the housing is approximately of the order of 7 kPa. Thus, especially at pressure differences that are less than 15 kPa, no pressure equalization through the degassing 7 takes place, is the degassing 7 closed with a safety valve.

Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das den Entgasungskanal 7 verschließende Sicherheitsventil als Berstmembran 8 ausgebildet. Kommt es im Inneren 3 des Gehäuses 2, insbesondere aufgrund einer Entgasung von in dem Gehäuse 2 angeordneten Lithium-Ionen-Zellen, zu einem starken Druckanstieg, sodass die Druckdifferenz zwischen dem Inneren 3 des Gehäuses 2 und der äußeren Umgebung 4 des Gehäuses 2 beispielsweise 50 kPa übersteigt, so ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass die Berstmembran 8 bei einem Überschreiten dieses vorbestimmten Innendrucks, der um 50 kPa höher ist als der Außendruck, die Berstmembran 8 zerbirst und die Berstmembran 8 somit den Entgasungskanal 7 freigibt. Wie durch die Pfeile 24 symbolisch dargestellt, kann dann ein Fluid 24 über die Öffnung 26 des Gehäuses 2 und die Eintrittsöffnung 17 des Entgasungskanals 7 in den Entgasungskanal 7 eindringen und aus dem Entgasungskanal 7 über die Austrittsöffnung 19 ausströmen und somit aus dem Gehäuse 2 entweichen. Insbesondere ist vorgesehen, dass an die Austrittsöffnung 19 des Entgasungskanals 7 ein Schlauch anbindbar ist, über welchen ein aus dem Entgasungskanal 7 ausströmendes Fluid kontrolliert abgeführt werden kann. Hierzu kann der die Austrittsöffnung 19 des Entgasungskanals 7 aufweisende Abschnitt der Vorrichtung 1 als Auslassstutzen, insbesondere als Auslassstutzen mit einem Innen- und/oder Außengewinde, ausgebildet sein (in 1 und 2 nicht explizit dargestellt).At the in 1 illustrated embodiment, this is the degassing 7 closing safety valve as a bursting membrane 8th educated. Is it inside? 3 of the housing 2 , in particular due to a degassing in the housing 2 arranged lithium-ion cells, causing a large increase in pressure, so that the pressure difference between the interior 3 of the housing 2 and the outside environment 4 of the housing 2 For example, exceeds 50 kPa, it is advantageously provided that the bursting membrane 8th when this predetermined internal pressure is exceeded, which is 50 kPa higher than the external pressure, the bursting membrane 8th burst and the bursting membrane 8th thus the degassing channel 7 releases. As by the arrows 24 symbolically represented, then can be a fluid 24 over the opening 26 of the housing 2 and the entrance opening 17 the degassing channel 7 in the degassing channel 7 penetrate and out of the degassing 7 over the exit opening 19 flow out and thus out of the housing 2 escape. In particular, it is provided that at the outlet opening 19 the degassing channel 7 a hose is connectable, via which one from the degassing duct 7 outflowing fluid can be controlled discharged. For this purpose, the outlet opening 19 the degassing channel 7 having section of the device 1 as outlet, in particular as outlet with an internal and / or external thread, be formed (in 1 and 2 not explicitly shown).

In 2 ist eine Ausgestaltungsvariante für eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur Regulierung des Innendrucks in einem im Wesentlichen gasdicht ausgebildeten Gehäuse 2 dargestellt. Im Unterschied zu der in 1 dargestellten Vorrichtung 1 weist die in 2 dargestellte Vorrichtung 1 ein Überdruckventil 9 als den Entgasungskanal 7 der Vorrichtung 1 verschließendes Sicherheitsventil auf. Dieses Überdruckventil 9 ist vorteilhafterweise derart ausgebildet, dass bei einem Überschreiten des vorbestimmten Innendrucks eine von dem Überdruckventil 9 ausgeübte Rückhaltekraft überwunden wird, wodurch das Überdruckventil den Entgasungskanal 7 freigibt, und die Rückhaltekraft bei einem Unterschreiten des bestimmten Innendrucks den Entgasungskanal 7 wieder verschließt. Die Rückhaltekraft wird dabei durch das Federelement des Überdruckventils 9 ausgeübt. Das Überdruckventil 9 ist vorteilhafterweise derart ausgebildet, dass dieses öffnet und ein Entweichen eines Fluids 24 aus dem Gehäuse 3 somit ermöglicht wird, wenn der Druck im Inneren 3 des Gehäuses 2 den Druck in der äußeren Umgebung 4 des Gehäuses 2 um etwa 45 kPa übersteigt.In 2 is an embodiment variant for a device according to the invention 1 for regulating the internal pressure in a substantially gastight housing 2 shown. Unlike the in 1 illustrated device 1 has the in 2 illustrated device 1 a pressure relief valve 9 as the degassing channel 7 the device 1 closing safety valve on. This pressure relief valve 9 is advantageously designed such that when the predetermined internal pressure is exceeded, one of the pressure relief valve 9 applied restraining force is overcome, whereby the pressure relief valve the degassing 7 releases, and the restraining force in the case of falling below the certain internal pressure, the degassing 7 closes again. The retaining force is thereby by the spring element of the pressure relief valve 9 exercised. The pressure relief valve 9 is advantageously designed such that this opens and an escape of a fluid 24 out of the case 3 thus allows when the pressure inside 3 of the housing 2 the pressure in the external environment 4 of the housing 2 exceeds about 45 kPa.

Die in den Figuren dargestellten und im Zusammenhang mit diesen erläuterten Ausführungsbeispiele dienen der Erläuterung der Erfindung und sind für diese nicht beschränkend.The exemplary embodiments illustrated in the figures and explained in connection therewith serve to explain the invention and are not restrictive of it.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • DE 102011002631 A1 [0005] DE 102011002631 A1 [0005]

Claims (10)

Vorrichtung (1) zur Regulierung des Innendrucks in einem im Wesentlichen gasdicht ausgebildeten, wenigstens eine Batteriezelle umgebenden Gehäuse (2), wobei die Vorrichtung (1) zur Ermöglichung eines Ausgleichs einer Druckdifferenz zwischen einem im Inneren (3) des Gehäuses (2) wirkenden Innendruck und einem außerhalb (4) des Gehäuses (2) wirkenden Außendruck eine Druckausgleichseinheit (5) umfasst, wobei die Druckausgleichseinheit (5) das Eindringen eines Fluids (25) in das Gehäuse (2) über einen Ausgleichskanal (6) bei einem größeren Außendruck als Innendruck und das Entweichen eines Fluids (25) aus dem Gehäuse (2) bei einem größeren Innendruck als Außendruck ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) einen mit einem Sicherheitsventil (8, 9) verschlossenen Entgasungskanal (7) umfasst, wobei das Sicherheitsventil (8, 9) bei Überschreiten eines vorbestimmten im Inneren (3) des Gehäuses (2) wirkenden Innendrucks den Entgasungskanal (7) freigibt, sodass ein Fluid (24) aus dem Gehäuse (2) über den Entgasungskanal (7) entweichen kann.Contraption ( 1 ) for regulating the internal pressure in a substantially gas-tight, at least one battery cell surrounding housing ( 2 ), the device ( 1 ) to allow a compensation of a pressure difference between an inside ( 3 ) of the housing ( 2 ) acting internal pressure and an outside ( 4 ) of the housing ( 2 ) external pressure a pressure compensation unit ( 5 ), wherein the pressure compensation unit ( 5 ) the penetration of a fluid ( 25 ) in the housing ( 2 ) via a compensation channel ( 6 ) at a greater external pressure than internal pressure and the escape of a fluid ( 25 ) out of the housing ( 2 ) at a greater internal pressure than external pressure, characterized in that the device ( 1 ) one with a safety valve ( 8th . 9 ) closed degassing channel ( 7 ), the safety valve ( 8th . 9 ) when exceeding a predetermined inside ( 3 ) of the housing ( 2 ) acting internal pressure the degassing channel ( 7 ), so that a fluid ( 24 ) out of the housing ( 2 ) via the degassing channel ( 7 ) can escape. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckausgleichseinheit (5) derart ausgebildet ist, dass ein Fluid (25) über den Ausgleichskanal (6) aus dem Gehäuse (2) entweicht, wenn der Innendruck in dem Gehäuse (2) den Außendruck und eine von der Druckausgleichseinheit (5) ausgeübte Rückhaltekraft überwindet.Contraption ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the pressure compensation unit ( 5 ) is designed such that a fluid ( 25 ) via the equalization channel ( 6 ) out of the housing ( 2 ) escapes when the internal pressure in the housing ( 2 ) the external pressure and one of the pressure compensation unit ( 5 ) overcomes the restraining force exerted. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckausgleichseinheit (5) derart ausgebildet ist, dass ein Fluid (25) über den Ausgleichskanal (6) in das Gehäuse (2) eindringt, wenn der Außendruck den Innendruck in dem Gehäuse (2) und eine von der Druckausgleichseinheit (5) ausgeübte Rückhaltekraft überwindet.Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure compensation unit ( 5 ) is designed such that a fluid ( 25 ) via the equalization channel ( 6 ) in the housing ( 2 ) penetrates when the external pressure the internal pressure in the housing ( 2 ) and one of the pressure compensation unit ( 5 ) overcomes the restraining force exerted. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckausgleichseinheit (5) eine erste federbelastete Rückschlagarmatur (10) und eine zweite federbelastete Rückschlagarmatur (11) aufweist, wobei die erste Rückschlagarmatur (10) das Eindringen eines Fluids (25) über den Ausgleichskanal (6) in das Gehäuse (2) ermöglicht und die zweite Rückschlagarmatur (11) das Entweichen eines Fluids (25) über den Ausgleichskanal (6) aus dem Gehäuse (2) ermöglicht.Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure compensation unit ( 5 ) a first spring-loaded check valve ( 10 ) and a second spring-loaded check valve ( 11 ), wherein the first check valve ( 10 ) the penetration of a fluid ( 25 ) via the equalization channel ( 6 ) in the housing ( 2 ) and the second check valve ( 11 ) the escape of a fluid ( 25 ) via the equalization channel ( 6 ) out of the housing ( 2 ). Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichskanal (6) zumindest teilweise parallel zu dem Entgasungskanal (7) verläuft.Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the compensation channel ( 6 ) at least partially parallel to the degassing channel ( 7 ) runs. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Querschnitt des Ausgleichskanals (6) eine oleophobe Membran (16) angeordnet ist.Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that in the cross section of the compensation channel ( 6 ) an oleophobic membrane ( 16 ) is arranged. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitsventil ein Berstelement (8) ist, welches bei Überschreiten des vorbestimmten im Inneren (3) des Gehäuses (2) wirkenden Innendrucks zerbirst.Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the safety valve is a bursting element ( 8th ), which when exceeding the predetermined inside ( 3 ) of the housing ( 2 ) breaking internal pressure. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitsventil ein Überdruckventil (9) ist, welches derart ausgebildet ist, dass bei Überschreiten des vorbestimmten Innendrucks eine von dem Überdruckventil (9) ausgeübte Rückhaltekraft überwunden wird, wodurch das Überdruckventil (9) den Entgasungskanal (7) freigibt, und die Rückhaltekraft bei Unterschreiten des bestimmten Innendrucks den Entgasungskanal (7) verschließt. Contraption ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the safety valve is a pressure relief valve ( 9 ), which is designed such that when the predetermined internal pressure is exceeded, one of the pressure relief valve ( 9 ) is overcome, whereby the pressure relief valve ( 9 ) the degassing channel ( 7 ), and the restraining force falls below the determined internal pressure, the degassing channel ( 7 ) closes. Batteriegehäuse (2) mit wenigstens einer Vorrichtung (1) zur Regulierung des Innendrucks, wobei das Batteriegehäuse (2) im Wesentlichen gasdicht ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Vorrichtung (1) zur Regulierung des Innendrucks eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ist.Battery case ( 2 ) with at least one device ( 1 ) for regulating the internal pressure, wherein the battery housing ( 2 ) is substantially gas-tight, characterized in that the at least one device ( 1 ) for regulating the internal pressure is a device according to one of claims 1 to 8. Batteriegehäuse (2) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) zur Regulierung des Innendrucks derart an dem Batteriegehäuse (2) angeordnet ist, dass diese über eine Leitung mit einem Entlüftungssystem verbindbar ist.Battery case ( 2 ) according to claim 9, characterized in that the device ( 1 ) for regulating the internal pressure in such a way on the battery housing ( 2 ) is arranged, that it is connectable via a line with a venting system.
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