DE102013209702B4

DE102013209702B4 - Anordnung mit einem Batteriegehäuse und mit einer Anschlussvorrichtung sowie Verfahren zum Prüfen der Dichtigkeit des Batteriegehäuses

Info

Publication number: DE102013209702B4
Application number: DE102013209702.6A
Authority: DE
Inventors: Martin Heger; Robert Lustig
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2013-05-24
Filing date: 2013-05-24
Publication date: 2022-05-12
Anticipated expiration: 2033-05-25
Also published as: DE102013209702A1

Abstract

Anordnung (1), umfassend- ein Batteriegehäuse (2) mit einem integrierten Druckausgleichselement (3), wobei das Druckausgleichselement (3) eine luftdurchlässige und wasserundurchlässige Membran (4) umfasst, und- eine Anschlussvorrichtung (6) zum Prüfen der Dichtigkeit des Batteriegehäuses (2), wobei die Anschlussvorrichtung (6) umfasst:- ein Aufsatzelement (9) zum dichten Aufsetzen auf das Druckausgleichselement (3), und- einen Druckanschluss (8) am Aufsatzelement (9), um das Innere des Batteriegehäuses (2) durch die Membran (4) hindurch mit Über- oder Unterdruck zu beaufschlagen.

Description

Vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung mit einem Batteriegehäuse und mit einer Anschlussvorrichtung sowie ein Verfahren zum Prüfen der Dichtigkeit des Batteriegehäuses. Das überprüfte Batteriegehäuse wird insbesondere im Kraftfahrzeug zur Aufnahme von elektrochemischen Zellen verwendet.
Batteriegehäuse werden üblicherweise mit Druckausgleichselementen ausgestattet, um Druckunterschiede zwischen dem Gehäuse und der Umgebung auszugleichen. Die Druckausgleichselemente umfassen hydrophobe Membranen, welche aufgrund Ihrer Porosität luftdurchlässig sind, jedoch das Eindringen von Wasser in das Batteriegehäuse verhindern. Bei der Produktion der Batteriegehäuse werden diese am Ende der Produktionslinie einem Dichtigkeitstest unterzogen. Dieser Test wird mittels am Batteriegehäuse anliegendem pneumatischem Über- bzw. Unterdruck durchgeführt. Die Messung der Leckagegeräte lässt Rückschlüsse über die Dichtigkeit gegenüber Wasser zu und ist zur Freigabe eines jeden Batteriegehäuses notwendig. Die Druckausgleichselemente lassen aufgrund ihrer Luftdurchlässigkeit die Dichtigkeitsprüfung mit pneumatischem Über- oder Unterdruck nicht zu. Folglich werden die Druckausgleichselemente im Stand der Technik erst nach der Dichtigkeitsprüfung eingebaut.
US 4 851 305 A zeigt eine Abdeckungsanordnung für eine mehrzellige Blei-Säure-Elektrospeicherbatterie, bei der jede Zelle unter Verwendung eines Druckprüfgeräts unabhängig auf Lecks überprüft werden kann.
DE 202 16 543 U1 zeigt eine Abdichtvorrichtung zum vorübergehenden dichten Verschließen einer Öffnung eines auf Dichtheit zu prüfenden Werkstückes, beispielsweise eines Kurbelgehäuses oder eines Zylinderkopfes.
Es ist Aufgabe vorliegender Erfindung, eine Anordnung mit einem Batteriegehäuse und mit einer Anschlussvorrichtung anzugeben, mittels derer ein effektives und sicheres Prüfen der Dichtigkeit des Batteriegehäuses möglich ist. Des Weiteren ist es Aufgabe vorliegender Erfindung, ein entsprechendes Verfahren zum Prüfen der Dichtigkeit des Batteriegehäuses anzugeben.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Die abhängigen Ansprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung zum Gegenstand.
Somit wird die Aufgabe gelöst durch eine Anordnung, umfassend ein Batteriegehäuse und eine Anschlussvorrichtung, die zum Prüfen der Dichtigkeit des Batteriegehäuses ausgebildet ist. Das Batteriegehäuse umfasst üblicherweise ein integriertes Druckausgleichselement, welches eine luftdurchlässige und wasserundurchlässige Membran umfasst. Die erfindungsgemäße Anschlussvorrichtung umfasst ein Aufsatzelement. Dieses ist zum dichten Aufsetzen auf das Druckausgleichselement ausgebildet. Des Weiteren ist an dem Aufsatzelement ein Druckanschluss vorgesehen. Über diesen Druckanschluss wird die Anschlussvorrichtung mit pneumatischem Über- oder Unterdruck beaufschlagt. Dieser Über- oder Unterdruck wird über die Anschlussvorrichtung und durch die Membran hindurch in das Batteriegehäuse weitergegeben. Mittels der erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung ist es möglich, ein Batteriegehäuse mit integriertem Druckausgleichselement auf Dichtigkeit zu überprüfen. Es ist dabei nicht notwendig, dass das Druckausgleichselement erst nach der Überprüfung eingebaut wird. Auch ein zuvor verbautes Druckausgleichselement muss nicht separat abgedichtet werden, da die erfindungsgemäße Anschlussvorrichtung direkt auf das Druckausgleichselement aufgesetzt wird und der Über- oder Unterdruck durch das Druckausgleichselement hindurchgeleitet wird.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Aufsatzelement eine Öffnung und eine die Öffnung umgebende Dichtung umfasst. Die Öffnung und die
Dichtung sind dazu ausgebildet, um auf das Druckausgleichselement aufgesetzt zu werden. Es muss also nicht an jedem Batteriegehäuse oder an jedem Druckausgleichselement eine eigene Dichtung für die Prüfung vorgesehen werden. Vielmehr ist die Dichtung Bestandteil der Anschlussvorrichtung.
Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass die Anschlussvorrichtung einen Rahmen umfasst. Mittels dieses Rahmens kann die Anschlussvorrichtung sehr exakt an dem Batteriegehäuse oder an dem Druckausgleichselement positioniert werden.
Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass das Aufsatzelement innerhalb des Rahmens beweglich ist. Insbesondere ist das Aufsatzelement im Rahmen linear beweglich geführt. Es wird also zunächst der Rahmen an der exakten Stelle auf dem Batteriegehäuse aufgesetzt. Daraufhin erfolgt ein Bewegen des Aufsatzelementes im Rahmen und somit ein dichtes Anliegen der Öffnung am Druckausgleichselement.
In der Anordnung ist insbesondere vorgesehen, dass das Druckausgleichselement von innen an dem Batteriegehäuse montiert ist. Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung kann das Druckausgleichselement ohne weiteres vor der Druckprüfung im Batteriegehäuse montiert werden. Deshalb kann hier die manipulationssichere und günstige Montageweise von innen gewählt werden. Zwischen dem Druckausgleichselement und dem
Batteriegehäuse ist bevorzugt eine Gehäusedichtung angeordnet. Auch diese Gehäusedichtung wird automatisch mitgeprüft, da das Druckausgleichselement beim Prüfen der Dichtigkeit bereits verbaut ist.
Des Weiteren ist bevorzugt der oben beschriebene Rahmen zum Positionieren der Anschlussvorrichtung vorgesehen, wobei der Rahmen so ausgebildet ist, dass er das Druckausgleichselement oder das Batteriegehäuse hintergreift. Durch dieses Hintergreifen ist der Rahmen am Batteriegehäuse oder am Druckausgleichselement fixiert, wodurch ein festes Andrücken des Aufsatzelementes möglich ist.
Die Erfindung umfasst des Weiteren ein Verfahren zum Prüfen der Dichtigkeit des Batteriegehäuses. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: (i) Dichtes Aufsetzen der Anschlussvorrichtung auf das in dem Batteriegehäuse integrierte Druckausgleichselement, und (ii) Beaufschlagen des Inneren des Batteriegehäuses mit Über- oder Unterdruck. Die Über- oder Unterdruckbeaufschlagung erfolgt dabei über einen Druckanschluss an der Anschlussvorrichtung und durch die Membran hindurch.
Die Unteransprüche und die vorteilhaften Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung und der erfindungsgemäßen Anordnung finden entsprechend vorteilhafte Anwendung für das erfindungsgemäße Verfahren.
Insbesondere ist vorgesehen, dass zunächst der Rahmen der Anschlussvorrichtung auf das Druckausgleichselement oder das Batteriegehäuse aufgeschoben wird. Durch dieses Aufschieben hintergreift der Rahmen entsprechende Fortsätze am Druckausgleichselement oder am Batteriegehäuse, so dass der Rahmen fixiert ist. Anschließend erfolgt ein Bewegen des Aufsatzelementes innerhalb des Rahmens und somit ein dichtes Aufsetzen des Aufsatzelementes auf der Druckausgleichsvorrichtung.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigen:

1 eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Anordnung gemäß dem Ausführungsbeispiel vor der Prüfung der Dichtigkeit,
2 eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Anordnung gemäß dem Ausführungsbeispiel während der Prüfung der Dichtigkeit, und
3-5 die konstruktive Ausbildung der erfindungsgemäßen Anordnung gemäß dem Ausführungsbeispie! in drei unterschiedlichen Zuständen.

Im Folgenden wird anhand der 1 bis 5 ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung 1 beschrieben. Die 1 und 2 zeigen die Anordnung 1 in schematisch vereinfachter Darstellung. Die 3 bis 5 zeigen die konstruktive Ausgestaltung der Anordnung 1.
Die Anordnung 1 umfasst ein Batteriegehäuse 2, in dem ein Druckausgleichselement 3 integriert ist. Das Druckausgleichselement 3 umfasst eine Membran 4. Die Membran 4 ist luftdurchlässig und wasserundurchlässig. Zwischen dem Druckausgleichselement 3 und dem Batteriegehäuse 2 ist eine Gehäusedichtung 5 vorgesehen.
Die Anordnung 1 umfasst des Weiteren eine Anschlussvorrichtung 6 zum Prüfen der Dichtigkeit des Batteriegehäuses 2. Die Anschlussvorrichtung 6 umfasst eine Öffnung 13, die auf das Druckausgleichselement 3 aufsetzbar ist. Um die Öffnung 13 herum ist eine Dichtung 7 ausgebildet, um die Anschlussvorrichtung 6 dicht mit dem Druckausgleichselement 3 zu verbinden. Des Weiteren ist an der Anschlussvorrichtung 6 ein Druckanschluss 8 vorgesehen.
1 zeigt die Anordnung 1 vor dem Prüfen der Dichtigkeit. Gemäß 2 wird die Anschlussvorrichtung 6 zum Prüfen auf das Druckausgleichselement 3 aufgesetzt. Die Dichtung 7 sorgt dabei für eine dichte Verbindung. Über den Druckanschluss 8 wird die Anschlussvorrichtung 6 und somit auch das Batteriegehäuse 2 durch die Membran 4 hindurch mit Über- oder Unterdruck beaufschlagt. Dabei kann sowohl die Dichtigkeit des Batteriegehäuses 2 als auch die Dichtigkeit der Gehäusedichtung 5 zwischen dem Batteriegehäuse 2 und dem Druckausgleichselement 3 überprüft werden.
3 bis 5 zeigen den genauen Aufbau der Anschlussvorrichtung 6. Die Anschlussvorrichtung 6 umfasst einen Rahmen 10. Der Rahmen 10 wiederum weist zwei parallele Führungen 11 auf. In diesen beiden Führungen 11 ist ein Aufsatzelement 9 linearbeweglich geführt. Das Aufsatzelement 9 weist die Öffnung 13 und die Dichtung 7 auf.
Mittels eines Hebels 12 wird das Aufsatzelement 9 innerhalb der Führungen 11 bewegt.
Wie 3 zeigt, wird zunächst der Rahmen 10 seitlich auf das Druckausgleichselement 3 aufgeschoben. Der Rahmen 10 ist an seinem unteren Ende hierzu bevorzugt U- oder C-förmig ausgebildet, so dass er seitlich aufgeschoben werden kann. Durch das Aufschieben hintergreift der Rahmen 10 das Druckausgleichselement 3. Infolge dessen kann die Anschlussvorrichtung 6 nicht mehr senkrecht zum Druckausgleichselement 3 abgezogen werden.
Wie die 4 und 5 zeigen, wird nach dem Aufschieben des Rahmens 10 der Hebel 12 um 180° umgelegt. Dadurch verfährt das Aufsatzelement 9 auf das Druckausgleichselement 3 und es kommt zum dichten Aufsetzen.
Das Druckausgleichselement 3 weist bevorzugt eine Erhöhung 14 auf. In dem in 5 dargestellten Zustand greift diese Erhöhung 14 in die in den 3 bis 5 nicht dargestellte Öffnung 13 des Aufsatzelements 9 ein, so dass über die in den 3 bis 5 nicht dargestellte Dichtung 7 eine dichte Verbindung entsteht.
Nach dem dichten Aufsetzen wird das Batteriegehäuse 2 durch die Membran 4 hindurch mit Über- oder Unterdruck beaufschlagt. Hierzu ist der Druckanschluss 8 am Aufsatzelement 9 ausgebildet. Dementsprechend bewegt sich auch der Druckanschluss 8 zusammen mit dem Aufsatzelement 9 linearbeweglich im Rahmen 10.
Bezugszeichenliste

1: Anordnung
2: Batteriegehäuse
3: Druckausgleichselement
4: Membran
5: Gehäusedichtung
6: Anschlussvorrichtung
7: Dichtung
8: Druckanschluss
9: Aufsatzelement
10: Rahmen
11: Führung
12: Hebel
13: Öffnung
14: Erhöhung

Claims

Anordnung (1), umfassend - ein Batteriegehäuse (2) mit einem integrierten Druckausgleichselement (3), wobei das Druckausgleichselement (3) eine luftdurchlässige und wasserundurchlässige Membran (4) umfasst, und - eine Anschlussvorrichtung (6) zum Prüfen der Dichtigkeit des Batteriegehäuses (2), wobei die Anschlussvorrichtung (6) umfasst: - ein Aufsatzelement (9) zum dichten Aufsetzen auf das Druckausgleichselement (3), und - einen Druckanschluss (8) am Aufsatzelement (9), um das Innere des Batteriegehäuses (2) durch die Membran (4) hindurch mit Über- oder Unterdruck zu beaufschlagen.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufsatzelement (9) eine Öffnung (13) und eine die Öffnung (13) umgebende Dichtung (7) umfasst, wobei die Öffnung (13) auf das Druckausgleichselement (3) aufsetzbar ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussvorrichtung (6) einen Rahmen (10) zum Positionieren der Anschlussvorrichtung (6) auf dem Batteriegehäuse (2) oder auf dem Druckausgleichselement (3) umfasst.
Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufsatzelement (9) bezüglich dem Rahmen (10) beweglich ist.
Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufsatzelement (9) im Rahmen (10) linearbeweglich geführt ist.
Anordnung nacheinem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (10) auf das Druckausgleichselement (3) oder das Batteriegehäuse (2) aufschiebbar ist, und wobei der Rahmen (10) das Druckausgleichselement (3) oder das Batteriegehäuse (2) hintergreift.
Verfahren zum Prüfen der Dichtigkeit eines Batteriegehäuses (2), umfassend die folgenden Schritte: - dichtes Aufsetzen einer Anschlussvorrichtung (6) auf ein in das Batteriegehäuse (2) integriertes Druckausgleichselement (3), wobei das Druckausgleichselement (3) eine luftdurchlässige und wasserundurchlässige Membran (4) umfasst und - Beaufschlagen des Inneren des Batteriegehäuses (2) mit Über- oder Unterdruck, wobei die Über- oder Unterdruckbeaufschlagung über einen Druckanschluss (8) an der Anschlussvorrichtung (6) und durch die Membran (4) hindurch erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst ein Rahmen (10) der Anschlussvorrichtung (6) auf das Druckausgleichselement (3) oder das Batteriegehäuse (2) aufgeschoben wird, und anschließend ein Aufsatzelement (9) der Anschlussvorrichtung (6) dicht auf das Druckausgleichselement (3) aufgesetzt wird, wobei das Aufsatzelement (9) im Rahmen (10) bewegt wird.