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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batterie mit einer Einrichtung zur Entfernung von ausgetretenem Kühlmittel aus dem Inneren des Batteriegehäuses.
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Als Traktionsspeicher bzw. Energiespeicher moderner Elektrofahrzeuge bzw. elektromotorisch antreibbarer Fahrzeuge (z. B. Hybridfahrzeuge) werden aufgrund ihrer vergleichsweise hohen Energie- und Leistungsdichte derzeit vorwiegend wiederaufladbare Lithium-Batterien (Lithium-Ionen-Batterien, Lithium-Ionen-Polymer-Batterien) verwendet. In geringerem Umfang kommen auch andere wiederaufladbare Batterietypen zum Einsatz, wie beispielsweise wiederaufladbare Nickel-Metallhydrid-Batterien.
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In diesen Traktionsspeichern werden wiederaufladbare Batterie-Einzelzellen in Reihe geschaltet, um die für die Traktion eines elektromotorisch antreibbaren Fahrzeugs erforderliche elektrische Spannung zu erhalten. Mehrere der so erhaltenen Batterie-Einzelzellen können auch parallel zueinander geschaltet werden, um eine ausreichende Stromstärke zu gewährleisten. Die so erhaltenen Batterien werden oftmals auch als Hochvolt-Batterien (HV-Batterien) bezeichnet.
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Wiederaufladbare Lithium-Batterien zeichnen sich nach dem derzeitigen Stand der Technik dadurch aus, dass ihre Lebensdauer bzw. ihre Leistungsfähigkeit (d. h. das Nachlassen ihrer Leistung und Kapazität) wesentlich von den Temperaturen abhängt, mit der diese Batterien betrieben werden, bzw. von den Temperaturen, denen diese während ihrer Lebensdauer ausgesetzt sind. Aber auch bei anderen Akkumulator-Typen, wie beispielsweise der Säure-Blei-Batterie oder der Nickel-Metall-Hydrid-Batterie sinkt die Lebenserwartung, wenn diese bei höheren Temperaturen betrieben werden bzw. höheren Temperaturen ausgesetzt sind.
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Vor diesem Hintergrund sind eine Reihe von technischen Lösungen zum Kühlen bzw. Temperieren von Batterien entwickelt worden. Ein hierbei oftmals angewandtes Prinzip umfasst eine Kühlvorrichtung, die eine von einem flüssigen, wasserhaltigen Kühlmittel durchströmte Kühleinrichtung umfasst, die im Inneren des Batteriegehäuses und hier möglichst nah benachbart zu den Batterie-Einzelzellen angeordnet ist.
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Entsprechende Kühlvorrichtungen haben den Nachteil, dass im Falle einer Leckage im Inneren des Batteriegehäuses (z. B. bei Beschädigung der Kühleinrichtung und/oder der Zu- bzw. Ableitungen für das Kühlmittel nach einem Unfall) ein unkontrolliertes Volllaufen des Batteriegehäuses mit Kühlmittel auftritt bzw. auftreten kann. Entsprechendes gilt auch bei eintauchfähigen Batterien gemäß IP69 bzw. IP67 aufgrund von Öffnungen, die nicht im Normal-Betriebszustand verschlossen sind.
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Die Menge des in das Batteriegehäuse laufenden Kühlmittels (Kühlwasser) kann hierbei im schlimmsten Fall nahezu die gesamte Kühlmittelmenge betragen, die ein Volumen von bis zu mehreren Litern aufweisen kann. Dies kann zu internen Kurzschlüssen bzw. Zerstörung/Beschädigung von Batterie-Zellen führen.
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Interne Kurzschlüsse können eine rasche lokale Überhitzung der Batterie-Zellen zur Folge haben. Zur Verhinderung eines übermäßigen Druckanstiegs im Inneren des Batteriegehäuses ist es bekannt, Sollbruchstellen oder Überdruckventile vorzusehen. Um bei einem internen Kurzschluss ein unkontrolliertes Austreten von oftmals korrosiven Elektrolyten aus dem Batteriegehäuse zu verhindern, sind auch Sicherheitseinrichtungen bekannt, wie sie beispielsweise in der
DE 38 26 423 C1 beschrieben sind.
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Gemäß dieser Druckschrift ist in der Batterie-Zelle wenigstens ein Ablassventil vorgesehen und ist eine Entfernungseinrichtung, vorzugsweise in Form eines unter Druck in einem Behälter aufbewahrten inerten Gases, vorgesehen, welches über eine Leitung rasch in die Kühlmittelleitung eingespeist wird, und das verbleibende Kühlmittel herausdrückt, damit es nicht in die Batterie entleert wird.
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Das Eindringen von wasserhaltigem Kühlmittel in das Innere des Batteriegehäuses kann aber nicht nur Kurzschlüsse hervorrufen, vielmehr besteht auf Grund der vielen elektrochemischen Zellen und den damit verbundenen elektrischen Spannungsdifferenzen die Gefahr einer Elektrolyse von Wasser unter Bildung von explosionsfähigem Knallgas.
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Zwar bestünde die Möglichkeit, zur Umgehung dieser Nachteile eine Isolation des elektrischen Systems gegenüber Flüssigkeiten vorzusehen; dies ist in der Praxis jedoch sehr aufwändig und bereits minimale Isolationslücken können zum Versagen führen.
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Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine vorteilhafte Batterie zur Verfügung zu stellen, bei der flüssiges Kühlmittel, das aufgrund einer Leckage in das Innere eines Batteriegehäuses eingedrungen ist, rasch und sicher entfernt werden kann. Diese Aufgabe wird gelöst durch die Batterie gemäß Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Erfindungsgemäß wird eine Batterie mit einem Batteriegehäuse und einer in dem Batteriegehäuse angeordneten Batterie-Einzelzelle oder einer Anordnung aus mehreren Batterie-Einzelzellen vorgeschlagen, wobei die Batterie-Einzelzelle oder die Anordnung aus mehreren Batterie-Einzelzellen durch eine Kühlvorrichtung temperierbar ist, bei der ein flüssiges Kühlmittel durch einen Kühlmittelkreislauf strömt, wobei eine von dem flüssigen Kühlmittel durchströmbare Kühleinrichtung der Kühlvorrichtung zur Übertragung von Wärme von der Batterie-Einzelzelle oder der Anordnung aus mehreren Batterie-Einzelzellen zu dem flüssigen Kühlmittel im Inneren des Batteriegehäuses angeordnet ist.
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Die erfindungsgemäße Batterie ist dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung des Batteriegehäuses ein Ventil, eine Sollbruchstelle und/oder eine Durchbruchstelle aufweist, die derart innerhalb der Wandung des Batteriegehäuses angeordnet ist/sind, dass im Falle eines Austretens von flüssigem Kühlmittel aus der Kühlvorrichtung im Inneren des Batteriegehäuses, dieses flüssige Kühlmittel durch das Ventil, die Sollbruchstelle und/oder die Durchbruchstelle nach außerhalb des Batteriegehäuses ausgeleitet werden kann.
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Durch die erfindungsgemäße Batterie können Kurzschlüsse durch auslaufendes Kühlmittel und die damit einhergehenden weiteren Gefahren und Nachteile sicher verhindert werden.
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Gemäß einer ersten vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Batterie dadurch gekennzeichnet, dass eines von dem Ventil, der Sollbruchstelle oder der Durchbruchstelle an der in einem Einbauzustand der Batterie bodennächsten Stelle des Batteriegehäuses angeordnet ist.
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Gemäß einer zweiten vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Batterie dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Ventile, Sollbruchstellen und/oder Durchbruchstellen vorgesehen sind, die an wenigstens zwei verschiedenen der Seiten des Batteriegehäuses angeordnet sind, die auswahlbar sind aus Seitenwand/Seitenwände, Unterseite und Oberseite.
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Gemäß einer dritten vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Batterie dadurch gekennzeichnet, dass weiter wenigstens ein Feuchtigkeitssensor im Inneren und/oder unterhalb des Batteriegehäuses, wenigstens ein Füllstandssensor für das flüssige Kühlmittel und/oder wenigstens ein Beschleunigungssensor vorgesehen sind, wobei das wenigstens eine Ventil in Abhängigkeit von wenigstens einem Signal des/der Sensors/Sensoren ansteuerbar ist.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Batterie dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Rückschlagventil innerhalb des Kühlmittelkreislaufs vorgesehen ist, durch das ein Nachströmen und/oder Rückströmen von flüssigem Kühlmittel in das Innere des Batteriegehäuses im Falle eines Austretens von flüssigem Kühlmittel aus der Kühlvorrichtung im Inneren des Batteriegehäuses verhindert oder verringert werden kann.
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In vorteilhafter Weise ist bei der erfindungsgemäßen Batterie eine Vorrichtung zum Entfernen von flüssigem Kühlmittel aus wenigstens dem Teil der Kühlvorrichtung vorgesehen, der sich im Inneren des Batteriegehäuses befindet, wobei die Vorrichtung ein Entleerungsventil für das flüssige Kühlmittel in eine Entleerungsleitung sowie ein Absperrventil zum Verhindern des Nachströmens von flüssigem Kühlmittel in den Teil der Kühlvorrichtung aufweist, der sich im Inneren des Batteriegehäuses befindet.
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Ist eine Vorrichtung zum Entfernen von flüssigem Kühlmittel bei der erfindungsgemäßen Batterie vorgesehen, kann in vorteilhafter Weise weiter eine Gasgeneratoreinrichtung, eine Druckspeichereinrichtung oder eine Unterdruckeinrichtung vorgesehen sein, die in fluide Verbindung mit dem Kühlmittelkreislauf gebracht werden kann und mittels der flüssiges Kühlmittel durch Über- oder Unterdruck aus wenigstens dem Teil der Kühlvorrichtung, das sich im Inneren des Batteriegehäuses befindet, herausgedrückt oder abgesaugt werden kann.
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Ist wenigstens ein Ventil der Batterie in Abhängigkeit von wenigstens einem Signal einer der Batterie zugeordneten Sensorik (z. B. einem Feuchtigkeitssensor im Inneren und/oder unterhalb des Batteriegehäuses, einem Füllstandssensor für das flüssige Kühlmittel, einem Beschleunigungssensor an oder in dem Batteriegehäuse) und/oder einem Signal einer peripheren, bspw. dem Fahrzeug zugeordneten Sensorik (z. B. einem Airbag-Beschleunigungssensor) ansteuerbar, kann das wenigstens eine Ventil nach Auswertung des Signals/der Signale des Sensors/der Sensoren geöffnet werden und hierdurch auch eine pro-aktive Entleerung des Kühlmittelkreislaufs durchgeführt werden.
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Die vorliegende Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen jeweils rein schematisch und nicht maßstabsgerecht:
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1 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Batterie;
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2 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Batterie;
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3 eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Batterie;
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4 eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Batterie.
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Die nachfolgend näher geschilderten Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar. Die vorliegende Erfindung ist selbstverständlich nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt.
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Zur Vermeidung von internen Batterie-Kurzschlüssen bzw. Zerstörungen der Batterie-Zellen durch flüssiges Kühlmittel (Leckage-Wasser) aus dem Batterie-Kühlkreislauf, z. B. nach Leitungsschäden oder Deformationen im Batterieinneren nach Crash-Ereignissen, ist eine umgehende Abführung bzw. vorausschauende Entleerung des flüssigen Kühlmittels (Kühlwassers) aus dem Kühlkreislauf durchzuführen.
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Wie in 1 gezeigt ist, weist die erfindungsgemäße Batterie zur Lösung dieser Aufgabe in ihrer einfachsten Ausführungsform ein Batteriegehäuse 1 und eine in dem Batteriegehäuse angeordnete Batterie-Einzelzelle 2 oder eine Anordnung aus mehreren Batterie-Einzelzellen 2 (Zellblock) auf, wobei die Batterie-Einzelzelle 2 oder die Anordnung aus mehreren Batterie-Einzelzellen 2 durch eine Kühlvorrichtung temperierbar ist, bei der ein flüssiges Kühlmittel durch einen Kühlmittelkreislauf strömt.
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Eine von dem flüssigen Kühlmittel durchströmbare Kühleinrichtung 3 der Kühlvorrichtung zur Übertragung von Wärme von der Batterie-Einzelzelle 2 oder der Anordnung aus mehreren Batterie-Einzelzellen 2 zu dem flüssigen Kühlmittel ist im Inneren des Batteriegehäuses 1 angeordnet. Bei dieser Kühleinrichtung kann es sich beispielsweise um eine oder mehrere Kühlplatten handeln, die benachbart an einer Seite zu der Batterie-Einzelzelle 2 oder der Anordnung aus mehreren Batterie-Einzelzellen 2 angeordnet ist/sind. Durch die Kühleinrichtung 3 kann Kühlmittel durch die Kühlmittelanschlüsse (Leitungen, Rohre) 4 und 4' zu- und abgeführt werden.
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Die Wandung des Batteriegehäuses 1 weist ein Ventil 5, eine Sollbruchstelle und/oder eine Durchbruchstelle auf (letztere sind in den Figuren nicht dargestellt), die derart innerhalb der Wandung des Batteriegehäuses 1 angeordnet ist/sind, dass im Falle eines Austretens von flüssigem Kühlmittel aus der Kühlvorrichtung im Inneren des Batteriegehäuses 1 (z. B. aus der Kühleinrichtung 3 oder einer der Leitungen 4, 4'), dieses flüssige Kühlmittel durch das Ventil 5, die Sollbruchstelle und/oder die Durchbruchstelle nach außerhalb des Batteriegehäuses 1 ausgeleitet werden kann.
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Die Entleerung des Leckage-Wassers aus der Batterie kann mittels eines manuell oder automatisch (aktiv) angesteuerten Ventils 5 bzw. einer Sollbruchstelle (diese wird bei einem Crash beispielsweise durch Deformation oder durch eine auf eine dünne Membran wirkende Trägheitsmasse ausgelöst) oder eine Durchbruchstelle erfolgen.
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Eines von dem/den Ventil(en) 5, der/den Sollbruchstelle(n) oder der/den Durchbruchstelle(n) sind in vorteilhafter Weise an der in einem Einbauzustand der Batterie bodennächsten Stelle des Batteriegehäuses 1 bzw. des Kreislaufs angeordnet.
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Die Ablassfunktion kann nach Batterie-externen Bereichen (z. B. Auffangmulde am Fahrzeug oder ins Freie) erfolgen.
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Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Ventil 5 ein manuell betätigbares, das durch eine Betätigung eines Betätigungselements 10 geöffnet und geschlossen werden kann. Eine hierdurch durchführbare manuelle Auslösung der Entleerung des Batteriegehäuses 1 ist beispielsweise vorteilhaft zur Sicherstellung der Bergung eines verunfallten Fahrzeugs.
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Sofern eine Rotation der Batterie um ihre Achsen im Betriebsfall möglich ist (z. B. bei einem Überschlag eines Fahrzeugs) können in vorteilhafter Weise mehrere Ventile, Sollbruchstellen und/oder Durchbruchstellen vorgesehen sein, die an wenigstens zwei verschiedenen der Seiten des Batteriegehäuses angeordnet sind, die auswählbar sind aus Seitenwand/Seitenwände, Unterseite und Oberseite.
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Es können auch Ventile 5, 5', Sollbruchstellen und/oder Durchbruchstellen in Verbindung mit allen möglichen Batterie-Raumlagen vorgesehen sein, damit in jedem Fall eine Entleerung des Innenraums des Batteriegehäuses 1 von ausgetretenem flüssigem Kühlmittel möglich ist. Ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Batterie mit mehreren Ventilen 5, 5' ist in den 2 und 3 schematisch dargestellt.
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Um eine automatische aktive und/oder pro-aktive Entleerung des Inneren des Batteriegehäuses 1 zu ermöglichen, kann – wie in 2 schematisch dargestellt ist – in vorteilhafter Weise bei der erfindungsgemäßen Batterie weiter wenigstens ein Feuchtigkeitssensor 7, 7' im Inneren und/oder unterhalb des Batteriegehäuses, wenigstens ein (in den Figuren nicht dargestellter) Füllstandssensor für das flüssige Kühlmittel und/oder wenigstens ein Beschleunigungssensor 6 vorgesehen sein, wobei das wenigstens eine Ventil 5, 5' in Abhängigkeit von wenigstens einem Signal des/der Sensors/Sensoren ansteuerbar ist. Die Signale des/der Feuchtigkeitssensors/Feuchtigkeitssensoren, des/der Füllstandssensors/Füllstandssensoren und/oder des/der Beschleunigungssensors/Beschleunigungssensoren können beispielsweise mittels Signalleitungen 8, 8', 8'' zu dem Ventil 5, 5' übertragen werden.
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Der Beschleunigungssensor 6 muss nicht im Bereich der Batterie bzw. des Batteriegehäuses 1 angeordnet sein. Es kann erfindungsgemäß zum Ansteuern des wenigstens einen Ventils 5, 5' auch das Signal eines Crash-Sensors des Fahrzeugs (z. B. Signal einer Auslösung des Airbags) verwendet werden. Die Ansteuerung des wenigstens einen Ventils 5, 5' über den Beschleunigungssensor 6 ist abhängig von einem äußeren Ereignis, wie z. B. einem Crash.
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Der/die Feuchtigkeitssensor(en) 7, 7' ist/sind in vorteilhafter Weise im Inneren des Batteriegehäuses 1 angeordnet, wodurch er/sie das Innere des Batteriegehäuses 1 auf Flüssigkeit überwachen kann/können. Bezüglich der Anordnung des/der Feuchtigkeitssensors/Feuchtigkeitssensoren 7, 7' im Inneren des Batteriegehäuses 1 gilt das gleiche, das oben bezüglich des/der Ventils/Ventile 5, 5', der Sollbruchstelle(n) und der Durchbruchstelle(n) ausgeführt wurde. Dadurch werden Leckagen der Kühlvorrichtung, soweit sie im Innenraum des Batteriegehäuses 1 auftreten (Kühleinrichtung 3 und Leitungen 4, 4') über das Auftreten und/oder die Höhe eines gegebenen Flüssigkeitsspiegels detektiert.
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Der/die Füllstandssensor(en) können beispielsweise in einem Ausgleichsbehälter des Kreislaufs angeordnet sein. In diesem Fall würde eine Auslösung des Sensorsignals durch eine durch einen sinkenden Füllstand in dem Ausgleichsbehälter detektierte Leckage erfolgen. Ein Füllstandssensor kann aber auch passiv mechanisch ausgeführt sein, beispielsweise in Form eines mit dem Ventil 5, 5' verbundenen Schwimmers, der an einer geeigneten Stelle im Inneren des Batteriegehäuses 1 angeordnet ist. Eine Leckage des Kühlwassers im Inneren des Batteriegehäuses 1 bewirkt einen Anstieg des Flüssigkeitsspiegels innerhalb der Batterie, wodurch der Schwimmer angehoben wird, wodurch wiederum das Ventil 5, 5' geöffnet wird (reaktiv).
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Es kann aber auch eine Entleerung des Kreislaufs bereits bei Vorliegen eines Signals von wenigstens einem der Sensoren erfolgen, ohne Prüfung, ob wirklich eine Schädigung des Kreislaufs vorliegt (pro-aktiv).
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Wie in 3 schematisch dargestellt ist, kann/können bei der erfindungsgemäßen Batterie wenigstens ein Rückschlagventil 9, 9' innerhalb des Kühlmittelkreislaufs vorgesehen sein, durch das/die ein Nachströmen und/oder Rückströmen von flüssigem Kühlmittel in das Innere des Batteriegehäuses 1 im Falle eines Austretens von flüssigem Kühlmittel aus der Kühlvorrichtung im Inneren des Batteriegehäuses 1 verhindert oder verringert werden kann.
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Das/die Rückschlagventil(e) 9, 9' können am Kühlmittelaustritt 4' und/oder zwischen einer oder mehreren Kühlplatten der Kühleinrichtung 3 vorgesehen sein. Dies ist möglich, da standardmäßig der Kühlmittelstrom nur in eine Richtung läuft (Ein-/Auslass wird nicht geändert).
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Gemäß einer weiteren, in 4 schematisch dargestellten vorteilhaften Weiterbildung kann bei der erfindungsgemäßen Batterie eine Vorrichtung zum Entfernen von flüssigem Kühlmittel aus wenigstens dem Teil der Kühlvorrichtung vorgesehen sein, das sich im Inneren des Batteriegehäuses 1 befindet, wobei die Vorrichtung ein Entleerungsventil 11 für das flüssige Kühlmittel in eine Entleerungsleitung 13 sowie ein Absperrventil 12 zum Verhindern des Nachströmens von flüssigem Kühlmittel in den Teil der Kühlvorrichtung aufweist, der sich im Inneren des Batteriegehäuses 1 befindet.
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Durch diese Weiterbildung kann eine passive oder aktive Entleerung von Kühlmittel aus der Kühlvorrichtung erreicht werden. Wenn das Absperrventil 12 geschlossen und das Entleerungsventil 11 geöffnet werden, erfolgt eine passive Entleerung von Kühlmittel, d. h. das Kühlmittel läuft allein aufgrund der Schwerkraft und/oder des Betriebsdrucks durch die Entleerungsleitung 13 aus.
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Die Vorrichtung zum Entfernen von Kühlmittel kann weiter eine Gasgeneratoreinrichtung 14 (analoge Funktionsweise wie z. B. Airbag), eine Druckspeichereinrichtung 14 oder eine Unterdruckeinrichtung 14 aufweisen, die mittels einer Druckleitung 15 in fluide Verbindung mit dem Kühlmittelkreislauf gebracht werden kann und mittels der flüssiges Kühlmittel durch Erzeugung von Über- oder Unterdruck aus wenigstens dem Teil der Kühlvorrichtung, das sich im Inneren des Batteriegehäuses befindet, herausgedrückt (ausgeblasen) oder abgesaugt werden kann. Auch ist eine solche aktive Entleerung selbstverständlich lageunabhängig realisierbar.
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Die Ansteuerung der Ventile 11, 12 erfolgt in der Regel über druckbeaufschlagte (hydraulisch, pneumatisch) oder elektrische Signalleitungen 8''', 8'''', die in Verbindung stehen mit der Gasgeneratoreinrichtung 14, Druckspeichereinrichtung 14 oder Unterdruckeinrichtung 14.
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Als Ergänzung oder Alternative zu den bisher geschilderten Ausführungsbeispielen kann erfindungsgemäß ein – in den Figuren nicht dargestellter – Bypass des Kühlmittelstroms vorgesehen sein, so dass im Fall einer Leckage im Inneren des Batteriegehäuses 1 kein weiteres Kühlmittel in das Innere des Batteriegehäuses 1 nachlaufen kann, der übrige Kühlmittelkreislauf jedoch unverändert intakt bleibt.
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Durch die vorliegende Erfindung kann auch ein Schutz des Kühlkreislaufs gegenüber gefrierendem Kühlmittel erreicht werden (z. B. bei falsch nachgefülltem Kühlmittel, Wasser anstatt Wasser/Glykol). Mittels einer Sollbruchstelle (z. B. Materialschwächung, wie beispielsweise eine Membran) oder durch einen anderen Werkstoff (z. B. Glas), die/der bei gefrierendem Wasser bricht und das Wasser definiert (zumindest nach dem Auftauen) austreten lässt. Zu beachten ist hierbei eine druckfeste Auslegung des restlichen Systems.
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Um eine Schädigung der Batterie durch austretendes Kühlmittel infolge eines überhöhten Betriebsdrucks zu vermeiden, ist der Einsatz einer Sollbruchstelle möglich oder auch ein Überdruckventil, das eine Ablassfunktion wahrnimmt. Dadurch wird das Kühlmittel an einer definierten Steile abgelassen, wodurch das „Fluten” der Batterie durch austretendes Kühlmittel verhindert wird.
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Der in der vorliegenden Anmeldung verwendete Begriff „Batterie” umfasst alle Arten von Batterien (elektrochemische Energiespeicher), also wiederaufladbare und nicht wiederaufladbare Batterien, und umfasst Batterien mit einer oder mehreren Batterie-Einzelzellen, wobei ein oder mehrere Zellblöcke vorhanden sein können, die jeweils aus mehreren Batterie-Einzelzellen gebildet sind. Auch umfasst der Begriff „Batterie” alle elektrochemischen Energiespeicher unabhängig von der darin verwendeten Technik/Technologie.
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Die in dieser Anmeldung offenbarte technische Lehre ist auch auf andere in einem Gehäuse befindlichen Energiewandler, wie bspw. Brennstoffzellen, entsprechend anwendbar, d. h. das in einem Gehäuse-Inneren austretende Kühlwasser wird mit/nach den oben beschriebenen Mitteln/Verfahren abgelassen bzw. wird dessen Eintreten in das Gehäuse-Innere vermieden.
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Die vorliegende Erfindung bietet insbesondere folgende Vorteile und Nutzen:
- – Sichere Entleerung des Kühlkreislaufs durch die Batterie mittels Ventil(en), Sollbruchstelle(n) und/oder Durchbruchstelle(n);
- – Verhinderung von Kurzschlüssen durch auslaufendes flüssiges Kühlmittel;
- – Möglichkeit der Kopplung des Signals zur Ventilsteuerung mit einem Crash-Signal (analog Airbag) oder Feuchtigkeitssensor-/Flüssigkeitssensor-Signal zur zeitnahen Öffnung des/der Ventile;
- – Möglichkeit des Einbaus von Rückschlagventilen innerhalb des Batteriesystems, um Nachströmen/Rückströmen von Kühlmittel zu vermeiden;
- – Möglichkeit einer aktiven Kühlkreisentleerung mittels Zuschaltung z. B. einer Druckspeichereinrichtung, einer Gasgeneratoreinrichtung oder eine Unterdruckeinrichtung;
- – Möglichkeit des Einsatzes von mehreren Entleerungsventilen, Sollbruchstellen und/oder Durchbruchstellen, um ein sicheres Entleeren von Leckage-Wasser unabhängig von der Batterie-Endlage zu ermöglichen;
- – Möglichkeit des Vorsehens eines Überdruckventils/einer Sollbruchstelle im Kreislauf, die bei Frost etc. (z. B. wenn Kühlplatten der Kühleinrichtung geborsten sind) Entleerung einleiten oder auch Kühlmittel-Überdruck vor einer Beschädigung des Kühlsystems der Batterie ableiten;
- – Möglichkeit einer manuellen oder automatischen Betätigung des/der Ablassventils/Ablassventile (Entleerungsventils/Entleerungsventile) nach einem Ereignis;
- – Durchführung einer pro-aktiven Kühlkreisentleerung bzw. Absperrung, d. h. vor dem eigentlichen Eintritt des Ereignisses durch Auswerten entsprechender Warnsensorik (ähnlich dem Pre-Safe System).
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Batteriegehäuse
- 2
- Batterie-Einzelzelle oder Zellblock
- 3
- Kühlelement
- 4, 4'
- Kühlmittelanschluss
- 5, 5', 5''
- Ablassventil
- 6
- Crashsensor
- 7, 7'
- Feuchtigkeitssensor
- 8, 8', 8'', 8''', 8''''
- Signalleitung
- 9, 9'
- Rückschlagventil
- 10
- Betätigungselement
- 11
- Entleerungsventil
- 12
- Absperrventil
- 13
- Entleerungsleitung
- 14
- Gasgeneratoreinrichtung, Druckspeichereinrichtung oder Unterdruckeinrichtung
- 15
- Druckleitung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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