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Stand der Technik
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DE 10 2010 040 740 A1 bezieht sich auf eine Batterie, die ein im Wesentlichen luftdicht ausgebildetes Gehäuse mit einer luftdurchlässigen Öffnung zum Druckausgleich, eine Mehrzahl von im Gehäuse angeordneten Batteriezellen und eine aktive Kühleinrichtung zum Kühlen der Batteriezellen im Gehäuse umfasst. Die Kühleinrichtung weist ein Kühlfluid und einen Verteilerblock zum Verteilen des Kühlfluides auf. Der Verteilerblock ist intensiv von gekühltem Kühlfluid durchflossen und bildete einen der kältesten Punkte der Batterie. Im Verteilerblock ist eine Luftführung integriert, die derart ausgeführt ist, dass die luftdurchlässige Öffnung des Gehäuses über die Luftführung mit der Umgebungsluft in Kontakt steht. Wird die Umgebungsluft vor dem Eintritt in das Gehäuseinnere durch den Verteilerblock geführt, so kommt diese mit kühlen Oberflächen in Kontakt und kühlt sich zwangsläufig ab. Die Luft wird vor Eintritt in das Batteriegehäuse getrocknet, an den Kontaktflächen im Verteilerblock fällt die in der Umgebungsluft enthaltene Feuchtigkeit als Kondensat aus. Die Luftführung ist als Rohrsystem ausgebildet mit luftdurchlässigen Öffnungen an zwei gegenüberliegenden Enden und weist ein Gefälle auf vom Luftauslass als höchstgelegenem Punkt hin zum Lufteinlass als niedrigstem Punkt. Um zu verhindern, dass Kondensat aus dem Verteilerblock in das Gehäuseinneren der Batterie gelangt, kann der Luftauslass des Verteilerblocks außerdem eine wasserundurchlässige Membran, beispielsweise eine aus Polytetrafluoroethylen (PTFE) bestehende mikroporöse Membran aufweisen. Die Luftführung kann eine Mehrzahl von Richtungsänderungen und/oder Windungen aufweisen, beispielsweise schleifen- oder mäanderförmig verlaufen.
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DE 10 2009 054 921 A1 bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Minderung der Feuchtigkeit eines Gases in einem Batteriegehäuseinnenraum. Ein Gas wird durch eine erste selektiv permeable Membran in einen Zwischenraum geleitet, das Gas wird ferner mittels einer Kühleinrichtung im Zwischenraum derart gekühlt, dass ein Wasserdampfanteil des Gases zu Wasser kondensiert und das Gas mit vermindertem Wasserdampfgehalt durch eine zweite selektiv permeable Membran in den Gehäuseinnenraum geleitet wird.
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DE 10 2010 022 327 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Einstellung von im Wesentlichen konstanten Umgebungsbedingungen für ein Batteriemodul, bei welchem die Notwendigkeit eines Luftaustausches oder eines Druckausgleichs besteht. Der Luftaustausch wird mittels einer Öffnung in einer Wandung des Gehäuses erzielt, wobei der Öffnung eine Filtereinrichtung zugeordnet ist, der ein feuchtigkeitsabsorbierendes Element nachgeschaltet sein kann.
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Druckausgleichselemente schützen im Allgemeinen elektronische Gehäuse, Leuchten oder Scheinwerfer oder dergleichen mit empfindlicher Elektronik zuverlässig vor Staub, Schmutz und Feuchtigkeit. Druckausgleichselemente ermöglichen einen kontinuierlichen Druckausgleich, wodurch Dichtungen entlastet und Leckagen vermieden werden. Durch ein Druckausgleichselement können Luft und Partikel bis zu einer maximalen Korngröße hindurchtreten. Für Wassertropfen sind die Druckausgleichselemente im Allgemeinen undurchlässig, Wasserdampf kann hingegen hindurchtreten bzw. hindurchdiffundieren. Bei hoher Luftfeuchte kondensiert H2O an der kältesten Stelle innerhalb des Gehäuses.
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Derzeit eingesetzte Druckausgleichselemente ermöglichen den Austausch von Luft oder Gas durch die Membran unabhängig vom jeweiligen Feuchtigkeitsgehalt und unabhängig von den möglicherweise in der Luft enthaltener schädlicher Chemikalien. Folglich kann feuchte, warme Luft, die durch das Druckausgleichselement in ein Bauteil eindringt, nach späterer Abkühlung innerhalb des Bauteiles eine Kondensation von Wasser im Inneren des Gehäuses zur Folge haben. Darüber hinaus können in der Luft enthaltene gasförmige Chemikalien ungehindert ins Gehäuse eindringen und sich gegebenenfalls dort ablagern.
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Darstellung der Erfindung
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine Kondensation von in Luft oder einem Gasgemisch enthaltenem Wasserdampf vor Passieren einer Membran zu sorgen, damit mit einer in einem Gehäuseinneren kondensierende Restwassermenge minimiert ist.
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Des Weiteren liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, für eine Reinigung eventuell in das Gehäuse eindringender, belasteter Gase durch eine dementsprechende Auslegung eines Druckausgleichselementes zu sorgen.
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Erfindungsgemäß wird ein Druckausgleichselement vorgeschlagen, mit einem durch einen Druckausgleichselementkörper verlaufenden Lüftungskanal, der von einem Gas oder Luft durchströmt ist, mit einer Eintrittsöffnung und einer Austrittsöffnung, wobei in den mindestens einen Lüftungskanal ein Absorberelement integriert ist.
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In vorteilhafter Weise kann durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung erreicht werden, dass im durch den Druckausgleichselementkörper verlaufenden Lüftungskanal eine Abkühlung der Luft und ein Zurückhalten schädlicher Chemikalien durch das im Strömungsquerschnitt des Lüftungskanals angeordnete Absorberelement erreicht werden kann. In Gasform vorliegende Chemikalien werden durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung daran gehindert, in das Innere des Gehäuses, beispielsweise in das Innere eines Batteriezellen aufnehmenden Gehäuses einer Lithium-Ionen-Batterie zu gelangen.
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Das Absorberelement ist in vorteilhafter Weise im Strömungsquerschnitt des Lüftungskanals, insbesondere am Ende des in Strömungsrichtung durchströmten Lüftungskanals kurz vor dessen Austrittsöffnung angeordnet. Der Lüftungskanal, an dem austrittsseitig im Strömungsquerschnitt das Absorberelement angeordnet ist, erstreckt sich vorzugsweise in Mäanderform durch den Druckausgleichselementkörper des Druckausgleichselementes.
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Des Weiteren ist der sich in Mäanderform oder S-förmig durch den Druckausgleichselementkörper erstreckende Lüftungskanal mit einer Kühleinrichtung versehen. Über die Eintrittsöffnung zugeführtes Gas, zugeführte Luft oder ein zugeführtes Gasgemisch wird vor Passieren des mindestens einen Lüftungskanals abgekühlt und kann an den gekühlten Wänden des mindestens einen Lüftungskanals kondensieren. Da abgekühlte Luft weniger Wasserdampf aufnimmt, ist diese Luft trockener. Dies bedeutet, dass die absolute Wassermenge pro Kubikmeter transportierter Luft bzw. transportierten Gases, welche den mindestens einen sich durch Druckausgleichselementkörper erstreckenden Lüftungskanal passiert, reduziert wird. Durch die vorteilhafte Anordnung der Kühleinrichtung unmittelbar hinter der Eintrittsöffnung des mindestens einen Lüftungskanals ist sichergestellt, dass die Eintrittsöffnung die kälteste Stelle des Druckausgleichselementkörpers ist, wodurch eine Kondensation von Wasser von der Austrittsöffnung des Lüftungskanals entfernt erfolgt, so dass sichergestellt ist, dass nur entsprechend abgekühlte und damit weniger Wasserdampf aufnehmendes Gas bzw. Luft in das Gehäuse, beispielsweise einer Traktionsbatterie eingetragen wird. Des Weiteren ist nach Abkühlung der Luft bzw. des Gases das Absorberelement vorgesehen, in welchem durch den Einsatz von geeigneten Materialien unerwünschte Chemikalien, deren Eintritt in das Gehäuse verhindert werden soll, gebunden werden.
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Die Kühleinrichtung, die bevorzugt in Strömungsrichtung des Gases bzw. der den Lüftungskanal durchströmenden Luft hinter der Eintrittsöffnung angeordnet ist, kann in das Material des Druckausgleichselementkörpers eingebettet sein und umfasst entweder eine Anzahl getrennter Einzelkanäle oder miteinander in Verbindung stehende Windungen in Form einer Spiralfeder, welche den Eintrittsbereich des mindestens einen Lüftungskanals im Druckausgleichselementkörper in Spiralform umschließt.
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In einer Weiterbildungsmöglichkeit des der Erfindung zugrunde liegenden Gedankens, kann das Absorberelement, beispielsweise wenn dessen Regenerierungskapazitäten erschöpft sind, über einen Servicekanal ausgewechselt werden. Der Servicekanal verläuft derart durch den Druckausgleichselementkörper, dass dieser an der Stelle, an der das Absorberelement im Strömungsquerschnitt des Lüftungskanals vorgesehen ist, mündet, so dass dessen Austausch im Rahmen einer Wartung oder eines Serviceintervalles möglich ist. Über einen, sich zum Beispiel in vertikale Richtung durch den Druckausgleichselementkörper erstreckenden Servicekanal, der durch einen einfachen Deckel verschlossen sein kann, ist die Stelle des Lüftungskanals, in dem die Luft, das Gas oder das Gasgemisch strömt, an der sich das Absorberelement befindet, einfach von der Oberseite her zugänglich. Ein Austausch eines Absorberelementes mit erschöpfter Regenerationsfähigkeit ist somit in regelmäßigen Serviceintervallen sichergestellt.
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In den mindestens einen Lüftungskanal, der sich in Mäanderform durch den Druckausgleichselementkörper erstreckt, können eine Kondensation begünstigende Einbauten, wie beispielsweise Rippen, Stege, Abtropfkanten, Gitter oder gekühlte Gitter ausgebildet sein.
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Um sicherzustellen, dass bei entsprechender Abkühlung des Gases bzw. der Luft Kondensat von der Austrittsöffnung des mindestens einen Lüftungskanals, der sich durch den Druckausgleichselement erstreckt, fernzuhalten, weist der mindestens eine Lüftungskanal entgegen der Strömungsrichtung, der Luft oder des Gases von der Austrittsöffnung bis zur Eintrittsöffnung ein stetiges Gefälle auf. Dadurch ist sichergestellt, dass Kondensat an der Eintrittsseite des mindestens einen Lüftungskanals diesen verlässt und keinesfalls in das Innere des Gehäuses, was mit getrockneter kühlerer Luft zu versorgen ist, eintritt.
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Insbesondere lässt sich die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung in einem Gehäuse einsetzen, in welchem miteinander elektrisch verschaltete Batteriezellen eines Batteriepacks bzw. eines Batteriemoduls einer Lithium-Ionen-Traktionsbatterie für einen Elektroantrieb eines Fahrzeugs untergebracht sind.
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Vorteile der Erfindung
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Mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung kann einerseits gewährleistet werden, dass nur entsprechend getrocknete Luft, deren Wasserdampfgehalt minimiert ist, in das Innere eines feuchtigkeitsempfindliche Einbauten aufnehmenden Gehäuses, wie beispielsweise eines Gehäuses für eine Traktionsbatterie mit einer Anzahl von Batteriezellen auf Lithium-Ionen-Basis, eintritt. Des Weiteren kann im Gegensatz zu bisher eingesetzten handelsüblichen Druckausgleichselementen erreicht werden, dass neben einer Reduktion des Wasserdampfgehaltes von Luft oder Gas durch eine Membran, wie beispielsweise eine PTFE-Membran, auch möglicherweise im Gas oder in der Luft enthaltene schädliche Chemikalien gebunden werden können. Diese sind darin gehindert, in das Innere des empfindliche Einbauten, wie Batteriezellen aufnehmenden Gehäuses einer Traktionsbatterie einzutreten.
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Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Druckausgleichselement ermöglicht eine gezielte Trocknung von Luft oder eine gezielte Trocknung eines den mindestens einen Lüftungskanal in Strömungsrichtung durchströmenden Gases. Dadurch können insbesondere korrosionsanfällige Bauteile, die im Inneren eines Gehäuses aufgenommen sind, gezielt vor Feuchtigkeit geschützt werden. Ist im Bereich der Eintrittsöffnung des mindestens einen Lüftungskanals, der sich in Mäanderform durch das Druckausgleichselement erstreckt, ein Schmutzfilter aufgenommen, ist eine Verstopfung des Strömungsquerschnittes des mindestens einen Lüftungskanals, der sich durch das Druckausgleichselement zieht, nicht so leicht möglich.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.
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Es zeigt:
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1 eine schematische Darstellung eines Druckausgleichselementes mit einem in Mäanderform verlaufenden Lüftungskanal von einer Eintrittsöffnung zu einer Austrittsöffnung, wobei – in Strömungsrichtung von Luft oder Gas gesehen – vor der Austrittsöffnung ein Absorberelement vorgesehen ist,
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2 eine weitere Ausführungsvariante eines erfindungsgemäß vorgeschlagenen Druckausgleichselementes mit einem in Mäanderform verlaufenden Lüftungskanal, der sich von einer Eintrittsöffnung zu einer Austrittsöffnung erstreckt,
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3 eine Ausführungsvariante mit in einem Lüftungskanal an einer Kühleinrichtung gehaltenen Gitterelement mit zackenförmig ausgebildeten Abtropfkanten,
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4 eine Ausführungsvariante eines Lüftungskanals in einem Druckausgleichselement mit einer spiralförmig ausgebildeten Kühleinrichtung,
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5 eine Ausführungsvariante einer Kühleinrichtung, mit geneigt angeordneten Abtropfrippen im Strömungsquerschnitt und
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6 die Anordnung des Druckausgleichselements in einem mehrere Batteriezellen aufnehmenden Batteriegehäuse
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Ausführungsvarianten
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Der Darstellung in 1 ist in schematischer Form ein erfindungsgemäß ausgestaltetes Druckausgleichselement zu entnehmen.
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1 zeigt ein Druckausgleichselement 10, welches mindestens einen Lüftungskanal 16 umfasst. Der in 1 dargestellte mindestens eine Lüftungskanal 16 erstreckt sich von einer Eintrittsöffnung 12 in einen unteren Bereich eines Druckausgleichselementkörpers 28 in Mäanderform 18 zu einer Austrittsöffnung 14. Anstelle des im Druckausgleichselementkörper 28 vorgesehenen, in der Darstellung gemäß 1 dargestellten einen Lüftungskanals 16, können auch mehrere Lüftungskanäle 16 im Druckausgleichselementkörper 28 ausgebildet sein, die sich in analoger Weise von ihrer jeweiligen Eintrittsöffnung 12 zu ihrer jeweiligen Austrittsöffnung 14 erstrecken. Durch die Mäanderform 18 des mindestens einen Lüftungskanals 16 ist sichergestellt, dass nach Abkühlung von den mindestens einen Lüftungskanal 16 durchströmender Luft bzw. eines Gases entstehendes Kondensat der Schwerkraft folgend, nach unten in Richtung der Eintrittsöffnung 12 abläuft und beispielsweise über eine Auffangrichtung oder dergleichen wieder aus dem Druckausgleichselement 10 gemäß der Darstellung in 1 austreten kann.
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Im Bereich der Eintrittsöffnung 12 des mindestens einen Lüftungskanals 16 ist ein Schmutzfilter 22 vorgesehen, mit welchem ein Eintritt größerer Schmutzpartikel in den mindestens einen Lüftungskanal 16 verhindert werden kann. Der mindestens eine Lüftungskanal 16, der sich durch das Material des Druckausgleichselementkörpers 28 von seiner Eintrittsöffnung 12 zu seiner Austrittsöffnung 14 erstreckt, umfasst ein Absorberelement 20, welches in Strömungsrichtung 32 der Luft oder des Gases gesehen, im Strömungsquerschnitt 30 des mindestens einen Lüftungskanals 16 vor der Austrittsöffnung 14 angeordnet ist. In der Austrittsöffnung 14 befindet sich eine PTFE-Membran 24.
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Aus der Darstellung gemäß 1 geht hervor, dass der mindestens eine Lüftungskanal 16 in Strömungsrichtung 32 gesehen hinter seiner Eintrittsöffnung 12 von einer Kühleinrichtung 26 umschlossen ist. Bei der Kühleinrichtung 26 kann es sich um eine Anzahl einzelner Kühlkanäle 34 handeln, die im Material des Druckausgleichselementkörpers 28 ausgebildet sind oder die Kühleinrichtung 26 kann miteinander in Strömungsverbindung stehende Einzelwindungen 36 umfassen, die die Begrenzungswand des mindestens einen Lüftungskanals 16 im Druckausgleichselementkörper 28 in Spiralform umschließen. Durch die gewählte Anordnung wird die zugeführte Luft oder das zugeführte Gas vor Passieren des Druckausgleichselementkörpers 28 abgekühlt und Wasserdampf kondensiert an den gekühlten Wänden des mindestens einen Lüftungskanals 16. Da kühlere Luft weniger Wasserdampf aufnimmt, wird das Wasser mit eventuell darin gelösten Stoffen aus der Luft oder dem Gas entfernt. Die absolut pro Kubikmeter Luft transportierte Wassermenge, welche den Druckausgleichselementkörper 28 passiert, wird somit erheblich reduziert. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung kann sichergestellt werden, dass die Luftzuführung die kälteste Stelle innerhalb des Druckausgleichselementkörpers 28 darstellt. Eine Kondensation von Wasser in dem mindestens einen Lüftungskanals 16 erfolgt in einem Bereich hinter der Eintrittsöffnung 12 und Kondensat verlässt aufgrund des stetigen Gefälles 54, das der in Mäanderform 18 ausgebildete mindestens eine Lüftungskanal 16 entgegen der Strömungsrichtung 32 des Gases oder der Luft aufweist, an der Eintrittsöffnung 12 das Druckausgleichselement 10.
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Durch die erfindungsgemäß gewählte Anordnung ist sichergestellt, dass sich bildendes Kondensat in jedem Falle in Richtung der Eintrittsöffnung 12 des mindestens einen Lüftungskanal 16 abläuft und nicht in das Gehäuse, beispielsweise einer Lithium-Ionen-Batteriezellen aufnehmenden Traktionsbatterie gelangt.
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Anstelle des in 1 dargestellten mindestens einen Lüftungskanals 16, der sich durch den Druckausgleichselementkörper 28 des Druckausgleichselementes 10 erstreckt, können auch mehrere Lüftungskanäle 16, mit oder ohne Kühlrippen versehen, ausgebildet werden. Des Weiteren kann der mindestens eine Lüftungskanal 16, der sich von der Eintrittsöffnung 12 zur Austrittsöffnung 14 erstreckt, Kondensation von Wasserdampf begünstigende Einbauten, wie beispielsweise Rippen, Stege, Abtropfkanten oder Gitter oder dergleichen umfassen, vergleiche 2. Durch das Absorberelement 20, welches in den mindestens einen Lüftungskanal 16 der Austrittsöffnung 14 vorgeschaltet ist, können Schadstoffe, schädliche Chemikalien beispielsweise, die in der Luft oder in der zu kühlenden und zu trocknenden Luft bzw. dem zu kühlenden und zu trocknenden Gas enthalten sind, gebunden werden. Um einen erschöpften, d.h. seiner Regenerationsfähigkeit beraubten Absorber 20 auszutauschen, ist der mindestens eine Lüftungskanal 16 in vorteilhafter Weise beispielsweise mittels eines Servicekanals 44 zugänglich. In der in 1 dargestellten Ausführungsvariante erstreckt sich der Servicekanal 44 ausgehend von der Oberseite des Druckausgleichselementkörpers 28 in Richtung auf den mindestens einen Lüftungskanal 16 hin. In vorteilhafter Weise endet der Servicekanal 44 unmittelbar über dem in den mindestens einen Lüftungskanal 16 platzierten austauschbaren Absorberelement 20, so dass dessen einfache Zugänglichkeit um den Austausch vorzunehmen, gewährleistet ist.
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Wie aus der Darstellung gemäß 1 hervorgeht, befindet sich das Absorberelement 20 im Strömungsquerschnitt 30 des mindestens einen Lüftungskanals 16 im Druckausgleichselementkörper 28. Aus der Darstellung gemäß 1 geht des Weiteren hervor, dass der mindestens eine Lüftungskanal 16 entgegen der Strömungsrichtung 32 der Luft oder des Gases das stetige Gefälle 54 aufweist, so dass sichergestellt ist, dass Kondensat abläuft und den mindestens einen Lüftungskanal 16 an dessen Eintrittsöffnung 12, d.h. am tiefsten und kältesten Punkt des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Druckausgleichselementes 10 verlässt.
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2 zeigt eine weitere Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Druckausgleichselementes mit einem in Mäanderform verlaufenden Kanal, sich von einer Eintrittsöffnung zu einer Austrittsöffnung erstreckend.
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Bei der in 2 dargestellten Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Druckausgleichselementes 10 befinden sich im Strömungsquerschnitt 30 des mindestens einen sich in Mäanderform 18 erstreckenden Lüftungskanal 16 Einbauten 48. Bei den in 2 dargestellten Einbauten 48 handelt es sich um eine Kühlschlange, die von einem Kühlmedium durchströmt ist. Das Kühlmedium tritt an einem Kühlmediumeintritt 50 in die Kühlschlange ein und an einem Kühlmediumaustritt 52 wieder aus dieser aus. Die Kühlschlange ist unmittelbar hinter der Eintrittsöffnung 12 des mindestens einen sich durch das Druckausgleichselement 10 erstreckenden Lüftungskanals 16 angebracht. In Strömungsrichtung 32 strömendes Gas oder in Strömungsrichtung 32 strömende Luft wird Wärme entzogen, so dass die Kondensation von in der Luft oder in dem Gas enthaltenen Wasserdampf erfolgt. Das Kondensat gelangt aufgrund des stetigen Gefälles 54 in den mindestens einen Lüftungskanal 16 (vergleiche Darstellung gemäß 2) in Richtung der Eintrittsöffnung 12 des mindestens einen Lüftungskanals 16, so dass dieses von der Austrittsöffnung 14 des mindestens einen Lüftungskanals 16 abgehalten wird. Damit ist sichergestellt, dass sich im Inneren eines mit dem mindestens einen Kanal 16 des Druckausgleichselementes 10 in Verbindung stehenden Innenraum eines Gehäuses, beispielsweise einer Traktionsbatterie, keine Feuchtigkeit in das Innere des Gehäuses gelangt, so dass Korrosionserscheinungen in diesem bzw. an den in dem Gehäuse aufgenommenen Einbauten sicher ausgeschlossen werden können.
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Analog zur Darstellung gemäß 1 befindet sich im Strömungsquerschnitt 30 des mindestens einen das Druckausgleichselement 10 in Mäanderform 18 durchziehenden Lüftungskanals 16 das Absorberelement 20. Dieses ist über den Servicekanal 44 zugänglich, so dass ein Austausch des Absorberelementes 20 in regelmäßigen Serviceintervallen sehr leicht möglich ist.
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Aus der Darstellung gemäß 2 geht des Weiteren hervor, dass sich sowohl an der Eintrittsöffnung 12 als auch an der Austrittsöffnung 14 des mindestens einen Lüftungskanals 16 eine PTFE-Membran 24 befindet. Die PTFE-Membran 24 hat die Funktion, Wasserdampf durchzulassen, aber feste und flüssige Bestandteile, im allgemeinen Wassermoleküle in flüssiger Form zurückzuhalten.
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3 zeigt eine Ausführungsvariante eines Lüftungskanals, in dessen Strömungsquerschnitt eine spiralförmig ausgebildete Kühleinrichtung eingelassen ist.
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Der mindestens eine Lüftungskanal 16, der einen Strömungsquerschnitt 30 aufweist, hat auch in der in 3 dargestellten Ausführungsvariante des Druckausgleichselementkörpers 28 ein stetiges Gefälle 54 in Richtung seiner in 3 nicht dargestellten Eintrittsöffnung 12. Entgegen des stetigen Gefälles 54 strömt in Strömungsrichtung 32 entweder ein Gas oder Feuchtigkeit enthaltende Luft. Die spiralförmig ausgebildete Kühleinrichtung 26, die sich im Wesentlichen mittig im Strömungsquerschnitt 30 des mindestens einen Lüftungskanals 16 befindet, wird von einem Kühlmedium durchströmt, welches am Kühlmediumeintritt 50 in die Kühleinrichtung 26 eintritt und diese am Kühlmediumaustritt 52 wieder verlässt. In dem in Strömungsrichtung 32 strömenden Gas oder in Strömungsrichtung 32 strömende Luft wird Wärme entzogen, so dass die enthaltene Feuchtigkeit kondensiert und an Abtropfkanten 38 der spiralförmig ausgebildeten Kühleinrichtung 26 abtropft, und aufgrund des stetigen Gefälles 54 entgegen der Strömungsrichtung 32 des Gases oder der Luft in Richtung der Eintrittsöffnung 12 gelangt, so dass dieses den mindestens einen Lüftungskanal 16 wieder verlässt.
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4 zeigt eine weitere Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen mindestens einen Lüftungskanals, der in einer Druckausgleichsvorrichtung vorgesehen ist.
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Wie der Darstellung gemäß 4 zu entnehmen ist, ist an einer im Strömungsquerschnitt 30 des mindestens einen Lüftungskanals 16 angeordneten Kühleinrichtung 26 ein Gitter 40 angeordnet. Bei dem Gitter 40 handelt es sich um ein gekühltes Gitter, welches auf der Kühleinrichtung 26 angeordnet ist. In diese tritt am Kühlmediumeintritt 50 Kühlmedium ein und verlässt die Kühleinrichtung 26 wieder am Kühlmediumaustritt 52. Am Gitter 40 kondensierende Feuchtigkeit tropft an Abtropfkanten 38 aufgrund der Wirkung der Schwerkraft auf eine Begrenzungswand des mindestens einen Lüftungskanals 16 und gelangt aufgrund von dessen stetigem Gefälle 54 in Richtung auf die Eintrittsöffnung 12, die in der Darstellung gemäß 4 nicht dargestellt ist.
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In einer weiteren in 5 dargestellten Ausführungsvariante ist eine Kühleinrichtung dargestellt, an der geneigt angeordnete Kühlrippen angeordnet sind.
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5 zeigt, dass die Kühleinrichtung 26 – analog zur Kühleinrichtung 26 gemäß der Darstellung in 4 – von einem Kühlmedium durchströmt wird. Dieses tritt am Kühlmediumeintritt 50 in die Kühleinrichtung 26 ein und am Kühlmediumaustritt 52 wieder aus dieser aus. An einer sich im Wesentlichen parallel zu dem mindestens einen Lüftungskanal 16 erstreckenden Abschnitt der Kühleinrichtung 26 sind eine Anzahl von Rippen 46 angeordnet, an deren unteren Ende sich scharfkantig ausgebildete Abtropfkanten 38 befinden. Wie aus der Darstellung gemäß 5 hervorgeht, sind die Rippen 46 an der Kühleinrichtung 26 in einer Neigung 48 angeordnet, die hier beispielsweise etwa 45 Grad beträgt. Es können selbstverständlich auch andere Neigungswinkel gewählt werden. Auch in der Darstellung gemäß 5 weist der mindestens eine Lüftungskanal 16 ein stetiges Gefälle 54 in Richtung auf die Eintrittsöffnung 12 auf, die in der Ausschnittzeichnung gemäß 5 im Druckausgleichselementkörper 28 nicht dargestellt ist. Der Querschnitt 30 des mindestens einen Lüftungskanals 16 wird gemäß der Darstellung in 5 von einem Gas bzw. von Luft in Strömungsrichtung 32 durchströmt, die entgegengesetzt zum stetigen Gefälle 54 des mindestens einen Lüftungskanals 16 gerichtet ist.
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Der Darstellung gemäß 6 ist der Einbau des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Druckausgleichselements in ein Batteriegehäuse zu entnehmen.
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6 zeigt, dass sich der Druckausgleichselementkörper 28 des Druckausgleichselements 10 in einer Ecke des Batteriegehäuses 56 befindet. Der Einbauort des Druckausgleichelements 10 ist so gewählt, dass die Eintrittsöffnung 12 des mindestens einen Lüftungskanals 16 an der Außenseite des Batteriegehäuses 56 liegt, während die Austrittsöffnung 15 des mindestens einen Lüftungskanals 16 am Druckausgleichselementkörper 28 im Inneren des Batteriegehäuses 56 mündet. Im Inneren des Batteriegehäuses 56 sind eine Anzahl von Batteriezellen 58 aufgenommen, die in gestapelter Anordnung nebeneinander stehend oder übereinander liegend aufgenommen sein können.
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Dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Druckausgleichselement 10, welches den mindestens einen Lüftungskanal 16 umfasst, kann das Innere des Batteriegehäuses 56, in dem die Anzahl von Batteriezellen 58 aufgenommen ist, von außen belüftet werden, ohne dass in der Umgebungsluft oder in einer Umgebungsatmosphäre enthaltene Luftfeuchtigkeit bei Abkühlung des Batteriegehäuses 56 in dessen Innenraum kondensiert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010040740 A1 [0001]
- DE 102009054921 A1 [0002]
- DE 102010022327 A1 [0003]
