CN112913072B - 具有火花捕集器的电池壳体 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电池壳体(1)，其用于将一个或多个电池模块(20)接纳在电池壳体的壳体内部空间中，以用于构成用于机动车辆的牵引电池，所述电池壳体包括用于部分地限界壳体内部空间的壳体部段(10)，其中壳体部段(10)具有集成在所述壳体部段中的废气通道(11)，所述废气通道用于将在电池模块(20)发生故障时从所述电池模块中逸出的介质导出至周围环境，并且废气通道(11)具有：进入区域(11a)，介质通过所述进入区域从壳体内部空间进入到废气通道(11)中；以及第一偏转区域(11b)，所述第一偏转区域构成和设立用于改变介质的运输方向。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于机动车辆的电池壳体，所述电池壳体设立用于将电池模块接纳在所述电池壳体的壳体内部空间中，以用于构成用于机动车辆的牵引电池。
背景技术
用于电动车辆和混合动力车辆以及具有燃料单元的车辆的电池系统是当前研究和开发的主题。电池系统的功率相关的参数、例如使用寿命和容量与应用环境显著相关。不仅在提供和输出电功率时而且在充电时，在电池中进行的电化学过程例如与环境温度相关。
因此，对于电池系统的可靠运行重要的是，建立和维持良好限定的环境。此外，必须对单个电池模块进行保护和接线。出于所述原因和其他原因提出一种电池壳体，所述电池壳体设立用于接纳电池模块并且保护所述电池模块免受外部影响。
同时，在发生故障的情况下、例如在可能引起介质例如热气体、燃烧产物和电池单元组成部分从电池单元中爆炸式逸出的热失控(英文：“thermal runaway”)的情况下，电池壳体用作安全装置。力求从电池壳体中受控地运走所述介质，以便将对于电池系统和机动车辆的损害保持得尽可能低。也称为“热传播”的热失控涉及单元中的通过内部或外部的导致单元的突然毁坏的缺陷引起的放热反应。
DE 10 2014 207 403 A1描述了一种具有多个电化学单元和除气收集器的电池单元。除气收集器具有除气通道和冷却通道。除气收集器还具有开口，从电化学单元泄露的通过安全阀的流体可以经由所述开口进入到除气通道中并且被导出。在US 2012/0129024 A1中描述了类似的排气系统。
当前的电池模块最大程度扩散地且不受引导地除气到电池壳体中。从壳体到周围环境中的压力降低借助于也称为“排气系统”的紧急通风系统实现。称为单元的“吹散”的所述压力降低可能伴随着火焰的喷射、数秒之内的高的气体体积以及电池材料。与气焊嘴相比，在热失控的情况下逸出的介质具有高的能量含量，使得即使在安装排气系统的情况下，也可能对于电池系统和车辆产生实质损害。在此尤其可以涉及电池系统中的控制相关的装置。
目前几乎无法控制在故障情况下火焰和气体的逸出，并且忍受整个电池组的毁坏或污染。此外，火花可能不受控地从电池单元或电池模块中逸出，这在到达易燃混合物时促使火焰形成。在火花喷射时，潜在的易燃气体与环境空气的氧气的不受控的混合尤其引起点燃，并且可能导致模块的火灾，由此增加电池系统完全毁坏和车辆车身损害的风险。可能的解决方案需要电池系统内的附加的空间。
无论在故障情况下的上述安全问题如何，电池模块都设计用于吸收(通过充电/放电和老化产生的)膨胀力，所述膨胀力通过对应稳定的壳体部段、尤其壳体端板来吸收。在此，用于吸收这种力的壳体部段通过一定的柔性而形状可变地设计。
发明内容
本发明的目的在于改进电池系统的安全性。
所述目的通过具有本发明的特征的电池壳体实现。从本发明的另外的实施方式、以下示图以及优选的实施例的描述中得出有利的改进方案。
对应地提出一种电池壳体，其用于将一个或多个电池模块接纳在电池壳体的壳体内部空间中，以用于构成用于机动车辆的牵引电池，所述电池壳体包括用于部分地限界壳体内部空间的壳体部段。根据本发明，壳体部段具有集成在其中的废气通道，所述废气通道用于将在电池模块发生故障时从所述电池模块中逸出的介质导出至周围环境。废气通道具有：进入区域，介质通过所述进入区域从壳体内部空间进入到废气通道中；以及第一偏转区域，所述第一偏转区域构成和设立用于改变介质的运输方向。
电池壳体可以由塑料、金属、另一材料或不同材料的组合制成，并且用于保护接纳在壳体内部空间中的电池模块免受外部影响。电池壳体优选地设计用于在电动车辆或混合动力车辆或具有燃料单元的车辆中使用。
名称“介质”在此主要理解为例如在电池模块的电池单元热失控时可能产生和/或释放的热气体、燃烧产物和电池单元组成部分。例如，在热失控的情况下，热气体从相关的电池单元中类似爆炸式地逸出。借此，热气体流也可能包含液体和固体，例如通过爆炸引起的颗粒或碎片。名称“介质”和“废气”同义地使用。在热失控时释放的介质通过废气通道被限定地传导，由此同样良好限定了上述名称“运输方向”或“运动方向”。
通过将废气通道集成到壳体部段中，可以在故障情况下与相关的电池模块及其在壳体内部空间中的位置无关地确保受控的废气导出。壳体内部空间中的运输路径被最小化，因为废气路径的大部分在集成在壳体部段中的废气通道中、即壳体壁内实现。
借此提高电池壳体的功能安全性，因为可能的压力损耗和/或积聚被最小化，并且废气引导绕开壳体内部空间中的功能上必要的装置和安全构件，从而对其进行保护。此外，可以有针对性地将从电池模块中逸出的能量密集的介质从其他电池模块转移，由此避免或至少减缓相邻电池模块的可能的点燃。
此外，废气通道可以简单地、节省结构空间地且成本有利地集成在壳体部段中。此外，废气通道在壳体部段中的集成提供附加的安全性，因为废气通道特别地受到保护，使得所述废气通道几乎不可能例如通过电池模块的电池单元破裂受到损害。应指出，在多个集成的废气通道的情况下同样实现上述技术效果和优点。
通过偏转废气流来实现其他安全性方面。由此，一方面进行可能的一起携带的颗粒的减缓，另一方面防止可能点燃废气的火花离开电池壳体。撞击到废气通道的中空型廓的内壁上的火花被阻挡从而留在如下区域中：在所述区域中，由于缺乏氧气而禁止废气的点燃或至少使废气的点燃变得困难。换言之，在热失控的情况下，释放的潜在可燃介质在达到通过与氧气接触引起的点燃能力之前除去产生火焰的要素“火花”。以所述方式显著降低火焰形成的概率。此外，可以通过拦截废气通道内的可能的火花来防止产生点燃的要素继续引导到电池系统内的其他区域上。
第一偏转区域优选地构成和设立用于，以便以至少45°、优选地大约90°来偏转介质的运输方向，由此在热失控的情况下特别有效地降低电池系统的可燃性。
废气通道优选地具有平行区域，所述平行区域在介质的运输方向上连接到第一偏转区域上，并且所述平行区域在壳体部段的内部平行于所述壳体部段的主平面延伸。名称“主平面”通过壳体部段的通常的板状构造良好地限定。通过废气在壳体部段中平行于壳体部段传导的方式可以控制、尤其延长引导的路段，由此进一步减小废气流的速度并且进一步降低火焰形成的概率。
废气通道优选地具有第二偏转区域，所述第二偏转区域在介质的运输方向上连接到平行区域处，并且所述第二偏转区域构成和设立用于，以便再次改变介质的运输方向，优选地以至少45°、例如大约90°来偏转介质的运输方向。由此可以进一步降低电池系统的火灾风险。
优选地，废气通道还具有离开区域，介质通过所述离开区域离开壳体部段，并且所述离开区域在第二偏转区域处与平行区域一起构成T形，使得平行区域的一个部段在进入区域与离开区域之间形成连接，并且另一部段在壳体部段内终止，由此所述另一部段构成收集装置。收集装置限定一种类型的腔室，在热失控时释放的已经通过第一偏转区域中的第一偏转被减缓的介质的颗粒可以落入在所述腔室中。因此，通过收集装置，所述颗粒不会随着体积流被向外带走。此外，尚未消除的或在废气引导部内新形成的火花可以落入在收集装置中。所述技术措施也将产生点燃的要素“火花”与易燃的废气混合物分开。以所述方式可以显著降低电池系统的火灾风险。
废气通道优选地具有中空腔室型廓，所述中空腔室型廓至少部分地通过一个或多个支撑部加强。通过支撑可以加强具有集成的废气通道的壳体部段，其中可以有针对性地导出和分配力。通过尤其利用这种支撑将废气引导部与吸收力的壳体部段组合，可以空间优化且成本优化地实现所描述的安全性方面。支撑的性质，即支撑部的数量、位置、方位、强度等与电池系统的整体结构和应用环境相关，并且可以根据电池系统的性能进行计算和优化。
优选地，在常规运行中，壳体内部空间相对于周围环境密封，使得基本上不与周围环境进行气体交换和/或液体交换，其中优选地设有强制通风装置，借助于所述强制通风装置可以在壳体内部空间与周围环境之间进行压力补偿。
壳体用于保护接纳在其中的电池模块和装置、例如控制装置和接线装置免受外部影响，并且用于建立和维持有利于电池模块的运行的气氛。出于所述原因，在正常状态下，壳体优选地完全、例如严密地密封内部空间。压力补偿仅能够通过强制通风装置来提供。在此，强制通风装置优选地设计成使得仅能够以低的体积流进行气体交换，使得不担忧污物或水进入到壳体内部空间中。
为了进一步降低可燃性，壳体内部空间优选地具有低氧气氛。这可以通过如下方式实现：壳体内部空间至少部分地以阻燃的泡沫材料填充。
优选地，废气通道在进入区域处具有内部开口，废气通道经由所述内部开口与壳体内部空间连通。在此优选地，在壳体内部空间中接纳有电池模块，所述电池模块具有模块内部的废气通道，所述模块内部的废气通道与内部开口连通，其中模块内部的废气通道优选地直接连接到内部开口上。借此可以在电池单元的热失控的情况下实现将在此从电池单元中逸出的介质经由废气通道从电池壳体的壳体内部空间特别受控地导出到周围环境中。禁止壳体内部空间中的扩散的和不受引导的除气。此外，以所述方式可以可靠地并且以结构简单且紧凑的方式实现电池壳体的密封功能和安全功能。通过将模块内部的废气路径直接连接到内部开口上，可以进一步缩短壳体内部空间中的废气路径。借此，介质尽可能快地和受引导地进入到集成在壳体部段中的废气通道中。借此进一步提高电池壳体的功能安全性，因为可能的压力损耗和/或积聚被最小化，并且废气引导优化地绕开壳体内部空间中的功能上必要的装置和安全构件，从而对其进行保护。
在一个优选的设计方案中，在壳体内部空间中接纳有多个电池模块，所述多个电池模块分别具有至少一个模块内部的废气通道，并且在所述情况下，集成的废气通道具有多个内部开口，其中每个模块内部的废气通道与各一个内部开口连通，其中优选地，每个模块内部的废气通道直接连接到对应的内部开口上。因此，每个电池模块给定至少一个至废气通道的直接入口，由此，在故障情况下，废气可以特别快速且直接地排出到外部环境中，而不会不必要地经由壳体内部空间绕行。为了将多个电池模块连接到废气通道上，废气通道优选地包括至少一个平行区域，所述至少一个平行区域在壳体部段的平面中延伸，即平行于壳体部段的外表面和内表面延伸。
优选地，废气通道经由安全阀与壳体内部空间连通，其中安全阀构成和设立用于在常规运行中闭锁废气通道，并且在电池模块发生故障时在出现介质时打开废气通道。安全阀优选地设置在废气通道中，但是所述安全阀例如也可以设置在模块内部的废气通道中或设置为单独的构件。以所述方式可以可靠地实现电池壳体的上述密封功能和安全功能。通过提供安全阀，电池壳体尤其可以在正常运行中继续保持严密地密封。
应指出，即使为语言简洁起见多数情况下选择单数，在此描述的特征、技术效果和优点也同样适用于多个废气通道、电池模块、安全阀等的情况。
优选地，当壳体内部空间与外部环境之间的压力差的量值超过阈值时，安全阀打开废气通道。在所述情况下，安全阀的触发情况以简单和可靠的方式经由压力差确定。
可以通过如下方式实现安全阀的特别紧凑的、运行可靠和安装可靠的构成：安全阀设置在内部开口处并且优选地集成在壳体部段中。
在此，安全阀可以具有或构成为在打开的情况下破裂的安全膜板。可以以所述方式结构特别简单地且同时可靠地实现上述通过压力差确定的安全性能。
在此，安全膜板特别优选地通过壳体部段在废气通道的区域中的壁的局部变薄部构成。壁厚的这种减小能够以简单的方式制造，例如通过铣削制造。在此，安全膜板的剩余壁厚选择成，使得在电池单元的热失控的情况下，撞击在其上的热介质或通过所述热介质产生的压力使安全膜板破裂，从而打开至废气通道的路径。此外，通过由壁厚减小来实现安全膜板的方式，安全阀的位置和性质可以灵活地适应于电池壳体的改变的几何形状或配置，并且同时是运行可靠且安装可靠的。
壳体部段优选地具有挤压成型型廓或通过挤压成型制造。以所述方式，废气通道可以以结构上和制造技术上简单的方式集成到壳体部段中。
壳体部段优选地构成电池系统的外部构造或套的一部分。换言之，壳体部段优选地不是处于壳体内部空间中的装置，由此优化电池壳体在故障情况下的功能安全性。因此，壳体部段可以构成电池壳体的底部或电池壳体的一部分。替选地或附加地，壳体部段可以构成电池壳体的端板、即在长方体形的电池壳体的情况下的壳体的短侧。根据上面的描述，长方体形的电池壳体的两个端板优选地设有集成的废气通道。
壳体部段优选地与废气通道一件式构成，其中废气通道优选地嵌入在壳体部段中，由此，废气通道特别地受到保护，并且优化电池壳体在故障情况下的功能安全性。
电池模块优选地具有被机械地保持在一起的多个柱形的电池单元。为了所述目的，电池模块优选地具有一个或多个单元保持件，电池单元至少部分地接纳在所述单元保持件中，由此，电池单元被保持在预设的位置处和预设的方位中。在电池单元的引起热失控的故障的情况下，介质经由可能的模块内部的废气通道传导至集成的废气通道，并且可靠且受控地向外排出。
本发明的其他优点和特征从优选的实施例的以下描述中可见。只要在那里描述的特征不矛盾，则所述特征可以单独实现，或可以结合在上文中描述的特征中的一个或多个特征实现。在此，优选的实施例的以下描述参照附图实现。
附图说明
通过下文中的附图的描述来详细阐述本发明的优选的其他实施方式。在此示出：
图1以立体的和局部透明的方式示出电池系统的局部，所述电池系统具有带有集成的废气通道的壳体部段和安装在壳体部段上的电池模块；
图2示出废气在根据图1的电池系统出现故障的情况下所采用的流动路径；
图3以立体的方式示出具有根据图1的集成的废气通道然而不具有电池模块的壳体部段的局部，由此可见用于废气通道的安全阀；
图4以立体的和剖面的方式示出模块内部的废气通道在集成的废气通道上的定位和连接。
图5a至图5d示出根据另一实施方式的具有集成的废气通道的壳体部段的不同视图，其中图5a立体地示出壳体部段，图5b是壳体部段的俯视图，图5c示出具有废气通道中的废气引导的图解的半剖面，以及图5d是从模块内部的废气通道的方向观察的壳体部段的视图；以及
图6以立体的方式以电池壳体的底侧和端板的视角示出电池壳体。
具体实施方式
下文中参照附图描述优选的实施例。在此，不同附图中的相同的、相似的或相同作用的元件设有相同的附图标记，并且部分舍弃所述元件的重复描述，以便避免冗余。
图1以立体的和局部透明的方式示出具有电池壳体1的电池系统的局部。
电池壳体1具有壳体部段10。壳体部段10构成电池壳体1的壳体壁的至少一部分。换言之，壳体壁构成电池壳体1的外部构造或套，即壳体部段10不是处于电池壳体1的内部的装置。
壳体壁限界和限定壳体内部空间，然后在所述壳体内部空间中最终接纳有在下面详细描述的电池模块和其他装置，借助于所述电池模块和其他装置构成电池系统，所述电池系统用于构成用于机动车辆的牵引电池。
在壳体部段10中集成有废气通道11。
壳体部段10优选地通过挤压成型制造，由此，废气通道11可以在结构上和制造技术上简单地集成到壳体部段10中。借此，壳体部段10优选地具有挤压成型型廓。壳体部段10例如由金属例如铝制成。然而，电池壳体1尤其壳体部段10也可以以另一方式制成，例如通过注塑成型和/或由另一材料制成。
壳体部段10、例如电池壳体1的壳体底部或端板可以由多个挤压成型型廓构造，所述挤压成型型廓并排设置，并且然后彼此连接。然后，可以在所述挤压成型型廓中的一个或多个挤压成型型廓中设有在此描述的废气通道11，以便在电池单元热失控的情况下实现介质的受控导出。
如果用于构成壳体部段10——例如用于构成电池壳体1的壳体底部或侧壁——的多个挤压成型型廓并排设置，则也可以并排地且基本上彼此平行地设有多个废气通道11。
废气通道11具有至少一个内部开口12，所述至少一个内部开口的方位、形状和性质从图3和4中得出。内部开口12将废气通道11与壳体内部空间连接——更确切地说与设置在壳体内部空间中的电池模块20连接，如在下面详细描述的那样。废气通道11还具有一个或多个外部开口(在图1至图4中未示出)，在故障的情况下逸出的介质经由所述外部开口向外排出。以所述方式，在紧急情况下，壳体内部空间经由废气通道11与外部环境连通，使得介质可以大程度地排出至周围环境并且不留在电池壳体1的内部空间中。
废气通道11优选地包括至少一个部段，所述至少一个部段在壳体部段10的平面中延伸，即平行于壳体部段10的外表面和内表面延伸。以所述方式，多个电池模块20可以连接到废气通道11上。此外，以所述方式，具有集成的或嵌入的废气通道11的壳体部段10可特别简单地制造为挤压成型型廓。此外，由此在废气流通过内部开口12进入废气通道11之后进行废气流的偏转，由此实现下面参照图5a至图5d详细阐述的不同的安全功能。
在壳体部段10通过挤压成型型廓制造时，废气通道11通常处于挤压成型方向上，从而沿着整个挤压成型型廓平行于构成电池壳体1或壳体部段10的外表面和内表面的面延伸。
为了常规运行，电池壳体1从而壳体内部空间基本上相对于周围环境密封，使得接纳在电池壳体1中的部件、尤其电池模块20相对于周围环境和周围环境的影响屏蔽。
电池壳体1优选地具有强制通风装置，借助于所述强制通风装置可以实现电池壳体1的内部与环境之间的压力补偿，以便避免在电池壳体1中形成过压或负压。在此，强制通风装置具有非常小的尺寸，并且在电池单元热失控的情况下不能用于将介质排出至周围环境。
为了在常规运行中确保壳体为电池模块20和任何其他装置提供免受外部影响的保护，在废气通道11中、优选地在内部开口12的区域中设有安全阀13。
当在壳体内部空间与与外部环境连接的废气通道11之间出现过高的压力差时，安全阀13打开或触发。因此，当压力差超过阈值、例如大约1bar时，安全阀13打开。
安全阀13优选地通过所谓的安全膜板14实现，所述安全膜板在触发情况下破裂。根据一个特别优选的结构简单的且仍然可靠的实施例，通过铣削或以其他方式使壳体部段10在废气通道11的区域中的壁变薄来制造安全膜板14。
废气通道11的尺寸设计成使得其可以实现在事故情况下可以实现导出介质的体积流，而不会引起电池壳体1的内部的过度的压力上升。
这从图4的剖面视图中特别清楚地得出。在此，安全膜板14的剩余壁厚选择成，使得在热失控的情况下，撞击在其上的热气体使安全膜板14破裂，从而打开至废气通道11的路径。
电池壳体1还具有至少一个电池模块、优选地多个电池模块20，所述电池模块处于电池壳体1的内部。在图1和图2中，示例性地局部透明地示出电池模块20，以便示出废气通道11上的连接。图2中的箭头示意性地示出介质的流动路径。
通常将多个柱形的电池单元组合成电池模块20。为了所述目的，电池模块20具有一个或多个单元保持件，电池单元至少部分地接纳在所述单元保持件中，由此，电池单元在预设的位置处和预设的方位中被机械地保持在一起。为了概览起见，在图中未示出电池单元、单元保持器以及电池单元和单元保持器的接触部。
电池模块20具有模块内部的废气通道21，所述模块内部的废气通道在电池单元发生故障的情况下将从电池单元中逸出的介质传导至废气通道11。为了所述目的，模块内部的废气通道21与内部开口12连通。模块内部的废气通道21在废气通道11上的连接从图4中特别清楚地得出。
电池单元优选地具有期望断裂部位，由此大程度地限定介质的离开位置。可以对应地确定模块内部的废气通道21的方位和形状，由此减少或禁止不受控的扩散的除气。
应指出，尽管安全阀13出于制造原因优选地是壳体部段10的一部分，但是所述安全阀也可以替选地设置在模块内部的废气通道21中。
优选地，即使为了概览起见在图中仅示出电池模块20和废气通道11，每个电池模块20也经由自身的模块内部的废气通道21和所属的安全阀13单独连接到废气通道11上。
通过在壳体部段10中、优选地在壳体底部或侧壁中借助于废气通道11实现上述废气引导，可以确保在故障情况下与相关的电池模块20及其在壳体中的位置无关地进行受控的废气导出。
用于电池壳体1的内部的介质的运输路径被最小化。借此，提高了电池壳体1的功能安全性，因为废气引导保护壳体内部空间中的功能上必要的装置和安全构件并且实现短的除气路径。由此，可能的压力损耗和/或积聚被最小化，由此，废气受控地被排出到外部环境中。
此外，一个废气通道11或多个废气通道11应简单地、节省结构空间地且成本有利地集成在壳体中。此外，废气通道11在壳体壁中的嵌入提供附加的安全性，因为废气通道11受到保护并且几乎不会通过电池模块20的内部的电池单元破裂受到损害。
每个电池模块20优选地给定至少一个至废气通道11的直接入口，由此，在故障情况下，废气可以特别快速地排出到外部环境中，而不会经由壳体内部空间绕行。
一个安全阀13或多个安全阀13例如实现为安全膜板14，优选地实施为壁在废气通道11的区域中的铣削部或变细部。由此，安全阀13可以以简单且灵活的方式适应于电池壳体1的改变的几何形状或配置。
在下文中详细描述壳体部段10中的废气通道11的优选的构造形式。
与此相关，图5a至图5d示出根据另一实施方式的具有集成的废气通道11的壳体部段10的不同视图。图5a以立体的方式示出壳体部段10。图5b是在废气通道11的主延伸的方向上观察的壳体部段10的俯视图。
图5c示出具有废气通道11中的废气引导的图解的半剖面，以及图5d是从模块内部的废气通道21的方向观察的壳体部段10的视图。为了概览起见，在图5a至图5d中未示出安全阀13。
根据图5a至图5d的实施方式的废气通道11具有中空腔室型廓，所述中空腔室型廓通过支撑部15加强，如从图5a和图5d中得出的那样。通过支撑可以加强具有集成的废气通道11的壳体部段10，其中可以有针对性地导出和分配机械力。支撑的性质，即支撑部15的数量、位置、方位、强度等与电池系统的整体结构和应用环境相关，并且可以根据电池系统的性能进行计算和优化。然而，最终也在壳体部段10之间、例如从端板至端板实现力吸收和传递的功能。此外，支撑部15优选地设计成，使得废气通道11的中空腔室型廓还可被制造为挤压成型型廓、优选地由金属例如铝构成的挤压成型型廓。
在热失控的情况下，所释放的介质尤其热气体通过模块内部的废气通道21被传导至具有集成的废气通道11的壳体部段10中的一个壳体部段。如此已经在电池壳体1的内部引导的废气到达到废气通道11中，并且在此在方向上改变，使得所述废气经历偏转、优选地至少45°的偏转。根据在此描述的实施例，实现大约90°的偏转，如从图2和图5c中特别清楚地得出的那样，其中通过箭头表示废气引导。
换言之，如图5c中所示，壳体部段10的废气通道11具有进入区域11a、以下称为“第一偏转区域”的偏转区域11b以及平行区域11c。废气通过进入区域11a进入到壳体部段10的废气通道11中，在第一偏转区域11b中平行于壳体部段10的主平面偏转，并且然后在平行区域11c中平行于主平面引导。
通过废气流在壳体部段10中的偏转防止可以点燃热气的可能的火花离开电池壳体1。撞击到废气通道11的中空型廓的内壁上的火花被阻挡从而留在如下区域中：在所述区域中，由于缺乏氧气而禁止废气的点燃或至少使废气的点燃变得困难。换言之，在热失控的情况下，释放的潜在可燃介质在达到通过与氧气接触引起的点燃能力之前除去产生火焰的要素“火花”。以所述方式显著减少火焰形成的概率。
此外，可以通过拦截废气通道11内的可能的火花来防止产生点燃的要素继续引导到电池系统内的其他区域上。
如果废气流在平行区域11c中沿着壳体部段10的主平面被引导之后，在介质通过离开区域11e离开壳体部段10之前，在第二偏转区域11d中再次偏转、优选地以至少45°偏转，则可以进一步降低电池系统的火灾风险，参见图5c。在图5c的实施例中，废气流再次以大约90°偏转。
根据一个优选的实施例，离开区域11e不处于平行区域11c的端部处，而是离开区域11e和平行区域11c优选地构成T形。平行区域11c的一个部段在进入区域11a与离开区域11e之间形成连接，而另一部段在壳体部段10内终止，由此，所述另一部段构成收集装置11f。在热失控时释放的已经通过第一偏转区域11b中的第一偏转被减缓的介质的颗粒可以落入在收集装置11f中。因此，通过收集装置11f，所述颗粒不会随着体积流向被外带走。此外，尚未消除的或在废气通道11内新形成的火花可以落入在收集装置11f中。所述技术措施也将产生点燃的要素“火花”与易燃的废气混合物分开。以所述方式可以进一步降低电池系统的火灾风险。
通过尤其利用上面描述的支撑与吸收力的壳体部段10组合，可以空间优化地和成本优化地实现所描述的安全性方面。
图6以立体的方式以底侧30和端板31的视角示出电池壳体1。电池壳体1长方体形地构成。端板31、即短侧优选地分别由根据上面描述的实施变型方案中的一个实施变型方案的具有集成的废气通道11的壳体部段10构成。应指出，离开区域11e的离开开口在图6中未示出。
只要能够应用，在实施例中示出的所有单个特征可以彼此组合和/或交换，而不脱离本发明的范围。
附图标记列表
1电池壳体
10壳体部段
11废气通道
11a 进入区域
11b 第一偏转区域
11c 平行区域
11d 第二偏转区域
11e 离开区域
11f收集装置
12内部开口
13安全阀
14安全膜板
15支撑部
20电池模块
21模块内部的废气通道
30底侧
31端板
Claims (21)
1.一种电池壳体(1)，其用于将一个或多个电池模块(20)接纳在所述电池壳体的壳体内部空间中，以构成用于机动车辆的牵引电池，所述电池壳体包括用于部分地限界所述壳体内部空间的壳体部段(10)，其中
所述壳体部段(10)具有集成在所述壳体部段中的废气通道(11)，所述废气通道用于将在电池模块(20)发生故障时从所述电池模块中逸出的介质导出至周围环境，并且
所述废气通道(11)具有：进入区域(11a)，所述介质能够通过所述进入区域从所述壳体内部空间进入到所述废气通道(11)中；以及第一偏转区域(11b)，所述第一偏转区域构成和设立用于改变所述介质的运输方向，
其特征在于，所述废气通道(11)具有平行区域(11c)，所述平行区域在所述介质的运输方向上连接到所述第一偏转区域(11b)上，并且所述平行区域在所述壳体部段(10)的内部平行于所述壳体部段的主平面延伸，
所述废气通道(11)具有第二偏转区域(11d)，所述第二偏转区域在所述介质的运输方向上连接到所述平行区域(11c)上，并且所述第二偏转区域构成和设立用于，以便再次改变所述介质的运输方向，
所述废气通道(11)还具有离开区域(11e)，所述介质通过所述离开区域离开所述壳体部段(10)，并且所述离开区域在所述第二偏转区域(11d)处与所述平行区域(11c)一起构成T形，使得所述平行区域(11c)的一个部段在所述进入区域(11a)与所述离开区域(11e)之间形成连接，并且另一部段在所述壳体部段(10)内终止，由此所述另一部段构成收集装置(11f)。
2.根据权利要求1所述的电池壳体(1)，其特征在于，所述第一偏转区域(11b)构成和设立用于，以便以至少45°来偏转所述介质的运输方向。
3.根据权利要求2所述的电池壳体(1)，其特征在于，所述第一偏转区域(11b)构成和设立用于，以便以90°来偏转所述介质的运输方向。
4.根据权利要求1、2和3中任一项所述的电池壳体(1)，其特征在于，所述第二偏转区域(11d)构成和设立用于，以便以至少45°来偏转所述介质的运输方向。
5.根据权利要求4所述的电池壳体(1)，其特征在于，所述第二偏转区域(11d)构成和设立用于，以便以90°来偏转所述介质的运输方向。
6.根据权利要求1、2和3中任一项所述的电池壳体(1)，其特征在于，所述废气通道(11)具有中空腔室型廓，所述中空腔室型廓至少部分地通过一个或多个支撑部(15)加强。
7.根据权利要求1、2和3中任一项所述的电池壳体(1)，其特征在于，在常规运行中，所述壳体内部空间相对于所述周围环境密封，使得不与所述周围环境进行气体交换和/或液体交换。
8.根据权利要求7所述的电池壳体(1)，其特征在于，设有强制通风装置，借助于所述强制通风装置能够在所述壳体内部空间与所述周围环境之间进行压力补偿。
9.根据权利要求7所述的电池壳体(1)，其特征在于，所述壳体内部空间具有低氧气氛。
10.根据权利要求9所述的电池壳体(1)，其特征在于，所述壳体内部空间至少部分地以阻燃的泡沫材料填充。
11.根据权利要求1、2和3中任一项所述的电池壳体(1)，其特征在于，所述废气通道(11)在所述进入区域(11a)处具有内部开口(12)，所述废气通道(11)经由所述内部开口与所述壳体内部空间连通，并且在所述壳体内部空间中至少接纳有电池模块(20)，所述电池模块具有模块内部的废气通道(21)，所述模块内部的废气通道与所述内部开口(12)连通。
12.根据权利要求11所述的电池壳体(1)，其特征在于，所述模块内部的废气通道(21)直接连接到所述内部开口(12)上。
13.根据权利要求1、2和3中任一项所述的电池壳体(1)，其特征在于，所述废气通道(11)经由安全阀(13)与所述壳体内部空间连通，其中所述安全阀(13)构成和设立用于在常规运行中闭锁所述废气通道(11)，并且在电池模块(20)发生故障时在出现所述介质时打开所述废气通道(11)。
14.根据权利要求13所述的电池壳体(1)，其特征在于，所述安全阀(13)设置在所述进入区域(11a)中。
15.根据权利要求14所述的电池壳体(1)，其特征在于，所述安全阀(13)集成到所述壳体部段(10)中。
16.根据权利要求13所述的电池壳体(1)，其特征在于，所述安全阀(13)构成和设立用于，当所述壳体内部空间与外部环境之间的压力差的量值超过阈值时，打开所述废气通道(11)。
17.根据权利要求13所述的电池壳体(1)，其特征在于，所述安全阀(13)具有在打开的情况下破裂的安全膜板(14)，或者所述安全阀由所述安全膜板形成。
18.根据权利要求17所述的电池壳体(1)，其特征在于，所述安全膜板(14)通过所述壳体部段(10)在所述废气通道(11)的区域中的壁的局部变薄部构成。
19.根据权利要求1、2和3中任一项所述的电池壳体(1)，其特征在于，所述壳体部段(10)包括挤压成型型廓。
20.根据权利要求19所述的电池壳体(1)，其特征在于，所述壳体部段(10)通过挤压成型制造。
21.根据权利要求1、2和3中任一项所述的电池壳体(1)，其特征在于，所述壳体部段(10)与所述废气通道(11)一件式构成。
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