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Die Erfindung betrifft ein Batteriesystem umfassend wenigstens eine Batteriezelle und ein Batteriegehäuse, in welchem die wenigstens eine Batteriezelle angeordnet ist, wobei die wenigstens eine Batteriezelle ein Sicherheitsventil zum Schutz der Batteriezelle vor schädigendem Überdruck aufweist.
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Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Batteriesystems.
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Stand der Technik
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Derartige Batteriesysteme sind als Energiespeicher von großer Bedeutung, insbesondere für die Elektromobilität. So werden derartige Batteriesysteme insbesondere in Hybrid-, Plug-In-Hybrid- oder Elektrofahrzeugen eingesetzt. Aufgrund der vergleichsweise hohen Energiedichte werden insbesondere nachladbare Lithium-Ionen-Zellen in solchen Batteriesystemen eingesetzt. Im Betrieb erwärmen sich Lithium-Ionen-Zellen beim Laden und Entladen infolge der im Rahmen des Ladungsaustausches stattfindenden elektrochemischen Prozesse. Der Betriebstemperaturbereich von Lithium-Ionen-Batteriezellen liegt dabei üblicherweise zwischen –40°C und +60°C. Da Temperaturen jenseits von +60°C zu einem sogenannten thermischen Durchgehen (engl. „thermal runaway“) der Batteriezellen führen können und bei Temperaturen von mehr als +40°C bereits die kalendarische Alterung der Zellen deutlich stärker zunimmt als bei niedrigeren Temperaturen, werden die Batteriezellen üblicherweise gekühlt. Insbesondere zur Erreichung eines Alterungsgleichlaufs besteht dabei das Bestreben, die Batteriezellen möglichst auf einem gleichen Temperaturniveau zu halten.
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Insbesondere aufgrund von Störungen, wie einem Überladen der Batteriezellen, einem Tiefenentladen der Batteriezellen, einem Kurzschluss der Batteriezellen oder hohen Umgebungstemperaturen, kann es zu einer derart starken Erwärmung der Batteriezelle kommen, dass der Elektrolyt der betroffenen Batteriezelle in einen gasförmigen Zustand übergeht, wodurch sich in kurzer Zeit der Druck innerhalb der Batteriezelle stark erhöht. Um ein Platzen der betroffenen Batteriezelle zu verhindern, ist es bekannt, die Batteriezellen mit einem Sicherheitsventil auszustatten, welches bei einem vorbestimmten Zellinnendruck öffnet und ein Entweichen des verdampften Elektrolyten sowie gegebenenfalls weiterer gebildeter Zersetzungsprodukte ermöglicht. Ein solches Sicherheitsventil kann insbesondere als eine in eine Ventilöffnung eingesetzte Berstscheibe ausgebildet sein, welche bei einem definierten Berstdruck zerbirst und somit die Ventilöffnung freigibt. Eine Lithium-Ionen-Zelle mit einem solchen Sicherheitsventil ist beispielsweise aus der Druckschrift
DE 103 28 862 B4 bekannt. Öffnet das Sicherheitsventil, so tritt der verdampfte Elektrolyt zusammen mit weiteren Zersetzungsprodukten als Aerosol mit hoher Geschwindigkeit druckstoßartig aus der betroffenen Batteriezelle aus. Das austretende Aerosol kann dabei insbesondere Bestandteile wie Kohlenmonoxid (CO), Wasserstoff (H
2), Flurwasserstoff (HF) und/oder weitere Bestandteile umfassen, die mit einem Druck mit bis zu 10 bar und einer Temperatur von unter Umständen mehr als 500°C aus dem Sicherheitsventil emittiert werden. Hierbei kann eine Gasmenge von beispielsweise 200 Litern freigesetzt werden. Damit sich ein von einer Batteriezelle freigesetztes Aerosol nicht unkontrolliert ausbreitet, und bei Einsatz von Batteriezellen in einem Fahrzeug ein von einer Batteriezelle freigesetztes Aerosol insbesondere nicht in den Fahrgastraum gelangt, ist es bekannt, das freigesetzte Aerosol mittels eines Entgasungssystems kontrolliert abzuleiten. In der Druckschrift
DE 10 2011 002 631 A1 wird hierzu ein Deckel mit einem Gasaufnahmeraum als Entgasungssystem offenbart.
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Insbesondere sind zwei Ansätze zur Ausgestaltung von Entgasungssystemen bekannt – das sogenannte geschlossene Degassing und das sogenannte offene Degassing. Beim geschlossenen Degassing werden freigesetzte Gase beziehungsweise ein freigesetztes Aerosol in Rohre geleitet und von diesen abgeführt. Da die Rohre konstruktionsbedingt einen vergleichsweise engen Querschnitt aufweisen, entstehen in den Rohren hohe Drücke. Aufgrund dieser hohen Drücke sowie der hohen Temperatur des freigesetzten Gases beziehungsweise Aerosols kann die Dichtigkeit dieser Rohre nur mit hohem Aufwand sichergestellt werden. Beim sogenannten offenen Degassing wird von einer Batteriezelle freigesetztes Gas beziehungsweise Aerosol durch ein gasdicht ausgebildetes Gehäuse aufgenommen. Über eine Entgasungsöffnung in dem Gehäuse wird das Gas von dem Gehäuse abgeführt. Die Vorteile des offenen Degassing liegen darin, dass beim Ausströmen des Gases beziehungsweise Aerosols geringere Drücke auftreten als beim geschlossenen Degassing. Da beim offenen Degassing zudem ein größerer Abstand zwischen den Dichtungen des Batteriesystems und den Sicherheitsventilen der Batteriezellen besteht, sind zudem geringere Anforderungen an die Temperaturbeständigkeit der Dichtungen zu stellen als beim geschlossenen Degassing.
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Nachteilig beim offenen Degassing ist, dass ein Einsatz bei luftgekühlten Batteriesystemen bislang nicht möglich ist. Bei luftgekühlten Batteriesystemen wird üblicherweise Umgebungsluft zur Kühlung der Batteriezellen genutzt. Bei einem Einsatz von luftgekühlten Batteriesystemen in Fahrzeugen wird insbesondere Luft aus dem Fahrgastraum zur Kühlung der Batteriezellen verwendet. Damit die Luft den Batteriezellen zur Kühlung zugeführt werden kann sind entsprechende Ein- und Auslässe in dem Batteriegehäuse erforderlich, sodass das Batteriegehäuse nicht mehr gasdicht ist. Ein kontrolliertes Abführen von von einer oder mehreren Batteriezellen freigesetztem Gas oder Aerosol ist daher bei einem solchen Batteriegehäuse unter Nutzung eines offenen Degassing nicht möglich, insbesondere da freigesetztes Gas beziehungsweise Aerosol über die Lufteinlässe und/oder Luftauslässe in die Fahrgastzelle eines Fahrzeugs gelangen könnte.
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Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Batteriesystem mit wenigstens einer Batteriezelle, insbesondere mit einer Mehrzahl von Batteriezellen, und einem Batteriegehäuse, in welchem die wenigstens eine Batteriezelle angeordnet ist, zu verbessern, insbesondere dahingehend, dass die Nutzung eines offenen Degassing bei einer Luftkühlung der Batteriezellen ermöglicht ist.
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Offenbarung der Erfindung
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Zur Lösung der Aufgabe wird ein Batteriesystem umfassend wenigstens eine Batteriezelle und ein Batteriegehäuse, in welchem die wenigstens eine Batteriezelle angeordnet ist, wobei die wenigstens eine Batteriezelle ein Sicherheitsventil zum Schutz der Batteriezelle vor schädigendem Überdruck aufweist, vorgeschlagen, wobei das Batteriegehäuse durch wenigstens eine gasdicht ausgebildete Trennvorrichtung räumlich in wenigstens einen ersten Batteriegehäusebereich und wenigstens einen zweiten Batteriegehäusebereich unterteilt ist, wobei die wenigstens eine Batteriezelle teilweise in dem ersten Batteriegehäusebereich angeordnet ist und teilweise in dem zweiten Batteriegehäusebereich angeordnet ist, derart, dass zumindest das Sicherheitsventil der wenigstens einen Batteriezelle in den zweiten Batteriegehäusebereich ragt. Insbesondere ist vorgesehen, dass das Batteriesystem eine Mehrzahl von Batteriezellen aufweist. Insbesondere wenn die Mehrzahl von Batteriezellen ausschließlich nebeneinander angeordnet ist, ist vorgesehen, dass eine gasdicht ausgebildete Trennvorrichtung das Batteriegehäuse räumlich in einen ersten Batteriegehäusebereich und einen zweiten Batteriegehäusebereich unterteilt.
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Da das Sicherheitsventil von Batteriezellen, insbesondere von bevorzugt vorgesehenen nachladbaren Lithium-Ionen-Zellen, üblicherweise an dem oberen Ende der jeweiligen Batteriezelle angeordnet ist, ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass die Trennvorrichtung das Batteriegehäuse derart räumlich unterteilt, dass der erste Batteriegehäusebereich unterhalb des zweiten Batteriegehäusebereichs angeordnet ist, sodass die Batteriezellen mit ihrem oberen Ende und dem daran angeordneten Sicherheitsventil in den zweiten Batteriegehäusebereich ragen. Da die wenigstens eine Trennvorrichtung vorteilhafterweise gasdicht ausgebildet ist, sind der erste Batteriegehäusebereich und der zweite Batteriegehäusebereich vorteilhafterweise gasdicht voneinander getrennt. Wird von einer oder mehreren der Batteriezellen ein Gas beziehungsweise Aerosol freigesetzt, so gelangt dieses in den zweiten Batteriegehäusebereich, wobei ein Eindringen des Gases beziehungsweise Aerosols in den ersten Batteriegehäusebereich durch die gasdicht ausgebildete Trennvorrichtung vorteilhafterweise verhindert ist.
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Insbesondere bei einer Ausgestaltungsvariante der Erfindung, bei der Batteriezellen nicht nur nebeneinander sondern auch übereinander angeordnet sind, ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass mehrere Trennvorrichtungen ein Batteriegehäuse derart unterteilen, dass mehrere Batteriegehäusebereiche gebildet werden, wobei die Batteriezellen erfindungsgemäß so angeordnet sind, dass zumindest die Sicherheitsventile der Batteriezellen jeweils in einen zweiten Batteriegehäusebereich ragen und ein weiterer Teil der Batteriezellen, insbesondere der zu kühlende Teil der Batteriezellen, jeweils in einen ersten Batteriegehäusebereich ragen.
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Insbesondere ist als vorteilhafte Ausgestaltungsvariante der Erfindung vorgesehen, dass die Batteriezellen als prismatische Batteriezellen ausgebildet sind, wobei die Batteriezellen von einem Zellgehäuse umgeben sind und das Zellgehäuse von einem Zellgehäusedeckel, in welchem das Sicherheitsventil angeordnet ist, verschlossen sind. Bei dieser Ausgestaltung der Batteriezellen ragt vorteilhafterweise der Zellgehäusedeckel mit dem Sicherheitsventil in einen zweiten Batteriegehäusebereich. Das restliche Zellgehäuse der jeweiligen Batteriezelle ragt dagegen durch die wenigstens eine Trennvorrichtung separiert in einen ersten Batteriegehäusebereich. Vorteilhafterweise ist es durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung des Batteriegehäuses ermöglicht, dass der wenigstens eine zweite Batteriegehäusebereich für ein offenes Degassing nutzbar ist, wobei die wenigstens eine Batteriezelle in dem wenigstens einen ersten Batteriegehäusebereich gekühlt werden kann.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Batteriezelle luftgekühlt wird, wobei die Kühlung der wenigstens einen Batteriezelle in dem wenigstens einen ersten Batteriegehäusebereich erfolgt. Der wenigstens eine erste Batteriegehäusebereich weist dabei vorteilhafterweise Ein- und/oder Auslassöffnungen auf. Über die Einlassöffnung kann der wenigstens einen Batteriezelle vorteilhafterweise Luft zum Kühlen zugeleitet werden, die dann über die Luftauslässe vorteilhafterweise wieder abgeführt wird. Die Ein- und/oder Auslassöffnungen sind dabei vorteilhafterweise derart in den ersten Batteriegehäusebereich eingelassen, dass keine Verbindung zwischen dem ersten Batteriegehäusebereich und dem wenigstens einen zweiten Batteriegehäusebereich besteht.
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Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der wenigstens eine zweite Batteriegehäusebereich gasdicht ausgebildet ist. Insbesondere ist der wenigstens eine zweite Batteriegehäusebereich derart ausgebildet, dass der wenigstens eine zweite Batteriegehäusebereich für ein offenes Degassing nutzbar ist. Insbesondere ist der wenigstens eine zweite Batteriegehäusebereich als Entgasungskollektor nutzbar. Die wenigstens eine gasdicht ausgebildete Trennvorrichtung verhindert dabei vorteilhafterweise, dass von einer oder mehreren Batteriezellen freigesetztes Gas beziehungsweise Aerosol in den wenigstens einen ersten Batteriegehäusebereich gelangt. Insbesondere verhindert die wenigstens eine Trennvorrichtung, dass über Ein- und/oder Auslassöffnungen des ersten Batteriegehäusebereichs freigesetztes Gas beziehungsweise Aerosol entweicht.
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Vorteilhafterweise weist der wenigstens eine zweite Batteriegehäusebereich wenigstens eine Entgasungsöffnung auf. Über diese wenigstens eine Entgasungsöffnung wird ein in den wenigstens einen zweiten Batteriegehäusebereich von einer Batteriezelle des Batteriesystems emittiertes Gas beziehungsweise Aerosol vorteilhafterweise von dem Batteriegehäuse abgeführt. Vorteilhafterweise ist dabei an die wenigstens eine Entgasungsöffnung eine Abführleitung angebunden, über welche ein freigesetztes Gas beziehungsweise Aerosol kontrolliert von dem Batteriegehäuse abgeführt werden kann. Der wenigstens eine zweite Batteriegehäusebereich ist hierdurch vorteilhafterweise noch besser als Entgasungssystem, insbesondere als Entgasungskanal des Batteriesystems, nutzbar.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Trennvorrichtung des Batteriesystems wenigstens eine Öffnung korrespondierend der Grundfläche der wenigstens einen Batteriezelle aufweist, wobei die wenigstens eine Batteriezelle in der wenigstens einen Öffnung der Trennvorrichtung angeordnet ist. Die Grundfläche der Batteriezelle ist dabei insbesondere die Standfläche der Batteriezelle, also die Seite der Batteriezelle, auf welcher die Batteriezelle steht. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass sich der Grundkörper der Batteriezelle weder verjüngt noch vergrößert, wie insbesondere bei einer Rundzelle oder einer prismatischen Zelle. Eine Rundzelle weist dabei eine runde Grundfläche, insbesondere eine kreisförmige Grundfläche, auf, wohingegen eine prismatische Zelle eine rechteckige Grundfläche aufweist. Insbesondere kann die wenigstens eine Trennvorrichtung als mehrere Millimeter bis wenige Zentimeter starke Platte oder Matte ausgebildet sein, welche eine oder mehrere Öffnungen aufweist, wobei durch die Öffnungen die oberen Enden der Batteriezellen ragen. Die wenigstens eine Trennvorrichtung ist dabei vorteilhafterweise derart ausgebildet, dass zwischen den Wandungen des Batteriegehäuses und/oder zwischen den Batteriezellen keine Spalte gebildet sind, durch welche ein in den wenigstens einen zweiten Batteriegehäusebereich freigesetztes Gas beziehungsweise Aerosol in den wenigstens einen ersten Batteriegehäusebereich eindringen kann. Hierzu weist die Trennvorrichtung an den Übergangsstellen von Trennvorrichtung zu Gehäuse beziehungsweise von Trennvorrichtung zu Batteriezelle vorteilhafterweise entsprechende Dichtungen auf. Diese können auch nachträglich eingefügt werden.
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Vorteilhafterweise ist die wenigstens eine Trennvorrichtung zumindest teilweise aus einem Dichtmaterial, besonders bevorzugt aus einem elastisch oder plastisch formbaren Dichtmaterial. Insbesondere ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Trennvorrichtung zumindest teilweise aus einem Silikonmaterial ist. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Öffnungen der wenigstens einen Trennvorrichtung elastisch dehnbar sind. Dabei sind die Öffnungen der wenigstens einen Trennvorrichtung vorteilhafterweise kleiner ausgestaltet, als die Grundflächen der Batteriezellen, sodass die Öffnungen zum Aufziehen auf die Batteriezellen beziehungsweise Aufstülpen auf die Batteriezellen gedehnt werden müssen und ein dichter Schluss zwischen Batteriezelle und Trennvorrichtung gebildet ist.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die wenigstens eine Trennvorrichtung nach dem Anordnen der wenigstens einen Batteriezelle in dem Batteriegehäuse zur räumlichen Unterteilung des Batteriegehäuses in wenigstens einen ersten Batteriegehäusebereich und wenigstens einen zweiten Batteriegehäusebereich in das Batteriegehäuse eingesetzt. Dabei dichtet die jeweilige Trennvorrichtung jeweils den ersten Batteriegehäusebereich gegen den zweiten Batteriegehäusebereich dicht ab, insbesondere gasdicht. Übergänge zwischen der Trennvorrichtung und dem Batteriegehäuse und/oder Übergänge zwischen der Trennvorrichtung und den Batteriezellen können zur Verbesserung der Dichtigkeit mit einem Dichtmittel abgedichtet werden, insbesondere mit einer Silikonmasse.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Trennvorrichtung vor dem Anordnen der wenigstens einen Batteriezelle in dem Batteriegehäuse zur räumlichen Unterteilung des Batteriegehäuses in wenigstens einen ersten Batteriegehäusebereich und wenigstens einen zweiten Batteriegehäusebereich in das Batteriegehäuse eingesetzt ist. Die wenigstens eine Trennvorrichtung weist hierbei vorzugsweise Öffnungen auf, durch welche die Batteriezellen jeweils eingeschoben und auf diese Weise in dem Batteriegehäuse angeordnet werden. Vorzugsweise werden die Batteriezellen hierbei durch die wenigstens eine Trennvorrichtung fixiert.
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Zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe wird ferner ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Batteriesystems vorgeschlagen, wobei die wenigstens eine Trennvorrichtung nach dem Anordnen der wenigstens einen Batteriezelle in dem Batteriegehäuse zur räumlichen Unterteilung des Batteriegehäuses in wenigstens einen ersten Batteriegehäusebereich und wenigstens einen zweiten Batteriegehäusebereich in dem Batteriegehäuse angeordnet wird. Die wenigstens eine Trennvorrichtung wird dabei vorzugsweise nach dem Anordnen in dem Batteriegehäuse fest mit dem Batteriegehäuse verbunden, beispielsweise durch Verkleben oder Verschrauben. Die Übergänge zwischen dem Batteriegehäuse und der wenigstens einen Trennvorrichtung werden vorteilhafterweise abgedichtet, sodass die jeweilige Trennvorrichtung jeweils den ersten Batteriegehäusebereich gegen den zweiten Batteriegehäusebereich abdichtet, insbesondere gasdicht abdichtet. Zum Abdichten der Übergänge zwischen der wenigstens einen Trennvorrichtung und dem Batteriegehäuse und/oder der Übergänge zwischen der wenigstens einen Trennvorrichtung und der wenigstens eine Batteriezelle kann insbesondere eine Silikonmasse als Dichtmittel vorgesehen werden.
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Ferner wird ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Batteriesystems vorgeschlagen, wobei die wenigstens eine Trennvorrichtung vor dem Anordnen der wenigstens einen Batteriezelle in dem Batteriegehäuse zur räumlichen Unterteilung des Batteriegehäuses in wenigstens einen ersten Batteriegehäusebereich und wenigstens einen zweiten Batteriegehäusebereich in dem Batteriegehäuse angeordnet wird. Das Batteriegehäuse kann dabei insbesondere auch einteilig mit der wenigstens einen Trennvorrichtung hergestellt werden, insbesondere mittels eines Spritzgussverfahrens. Ist das Batteriegehäuse ein metallisches Gehäuse und die wenigstens eine Trennvorrichtung eine metallische Platte ist ferner insbesondere vorgesehen, dass die Trennvorrichtung in das Batteriegehäuse eingeschweißt wird. Da die Trennvorrichtung vor der wenigstens einen Batteriezelle in dem Batteriegehäuse angeordnet wird, ist vorteilhafterweise ein Schweißen ohne Schädigung der Batteriezellen ermöglicht. Ist die wenigstens eine Trennvorrichtung in dem Batteriegehäuse angeordnet und mit diesem verbunden, werden vorteilhafterweise die Batteriezellen des Batteriesystems durch die Öffnungen der wenigstens einen Trennvorrichtung eingeschoben, wobei die Anzahl der Öffnungen der wenigstens einen Trennvorrichtung vorteilhafterweise mit der Anzahl der Batteriezellen des Batteriesystems übereinstimmt. Vorzugsweise sind die Öffnungen der wenigstens einen Trennvorrichtung dabei korrespondierend der Grundfläche der Batteriezellen des Batteriesystems ausgebildet. Durch das Einschieben der Batteriezellen in die Öffnungen der wenigstens einen Trennvorrichtung werden die Batteriezellen vorteilhafterweise in dem Batteriegehäuse angeordnet. Vorzugsweise werden die Batteriezellen hierbei durch die wenigstens eine Trennvorrichtung fixiert. Übergänge zwischen der wenigstens einen Trennvorrichtung und den Batteriezellen werden vorteilhafterweise abgedichtet, vorzugsweise mit einem Dichtmittel, wie insbesondere einem Silikonmaterial. Vorzugsweise werden die Batteriezellen nach dem Anordnen in dem Batteriegehäuse elektrisch miteinander verschaltet.
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Weitere vorteilhafte Einzelheiten, Merkmale und Ausgestaltungsdetails werden im Zusammenhang mit dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Dabei zeigt:
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1 in einer schematischen Darstellung eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Batteriesystems.
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Das in 1 dargestellte Batteriesystem 1 ist insbesondere zum Einsatz als Energiespeicher in Hybrid-, Plug-In-Hybrid- oder Elektrofahrzeugen ausgebildet. Das Batteriesystem 1 umfasst eine Mehrzahl von Batteriezellen 2. Die Batteriezellen 2 sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als nachladbare Lithium-Ionen-Zellen mit einem prismatischen Zellgehäuse ausgebildet. Angeordnet sind die Batteriezellen 2 in einem Batteriegehäuse 11. Das Batteriegehäuse 11 ist dabei mittels eines Batteriegehäusedeckels 7 gasdicht verschlossen. In dem Batteriegehäusedeckel 7 beziehungsweise an dem Batteriegehäusedeckel 7 können vorteilhafterweise Elektronikkomponenten angeordnet sein (in 1 nicht explizit dargestellt), insbesondere Elektronikkomponenten zur Steuerung und/oder Überwachung der in dem Batteriegehäuse 11 angeordneten Batteriezellen 2.
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Die Batteriezellen 2 des in 1 dargestellten Ausführungsbeispiels weisen jeweils an ihrem oberen Ende Zellterminals 8 zur elektrischen Kontaktierung der Batteriezellen 2 auf. Die Batteriezellen 2 sind dabei durch Zellverbinder 9, welche an den Zellterminals 8 angeordnet sind, elektrisch miteinander verschaltet. Neben den Zellterminals 8 weisen die Batteriezellen 2 an deren oberen Enden jeweils ein Sicherheitsventil 3 zum Schutz der Batteriezelle 2 vor schädigendem Überdruck auf. Das Sicherheitsventil 3 weist dabei vorliegend eine Ventilöffnung auf, in welche eine Berstscheibe eingesetzt ist, die bei einem bestimmten Berstdruck zerbirst und somit die Ventilöffnung freigibt.
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Das Batteriegehäuse 11 des Batteriesystems 1 ist durch eine gasdicht ausgebildete Trennvorrichtung 4 räumlich in einen ersten Batteriegehäusebereich 5 und in einen zweiten Batteriegehäusebereich 6 unterteilt. Die Trennvorrichtung 4 weist dabei Öffnungen 12 auf, durch welche die Batteriezellen 2 geschoben sind, wobei die Größe der Öffnungen 12 in etwa so groß ist, wie die Grundfläche der jeweiligen Batteriezelle 2. Die Trennvorrichtung 4 unterteilt das Batteriegehäuse 11 dabei derart, dass die Batteriezellen 2 mit ihren Sicherheitsventilen 3 jeweils in den zweiten Batteriegehäusebereich 6 ragen. Der größte Teil einer Batteriezelle 2 ist dabei durch die Trennvorrichtung 4 separiert in dem ersten Batteriegehäusebereich 5 angeordnet.
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Die Trennvorrichtung 4 verhindert dabei, dass bei einer Gasfreisetzung einer Batteriezelle 2 über ein Sicherheitsventil 3 Gas von dem zweiten Batteriegehäusebereich 6 in den ersten Batteriegehäusebereich 5 gelangt. Der zweite Batteriegehäusebereich 6 ermöglicht somit vorteilhafterweise ein offenes Degassing und ist als entsprechende Entgasungseinrichtung ausgebildet. Zum Abführen von von einer Batteriezelle 2 über ein Sicherheitsventil 3 freigesetztem Gas beziehungsweise Aerosol weist der zweite Batteriegehäusebereich 6 eine Entgasungsöffnung 10 auf. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass an die Entgasungsöffnung 10 ein Schlauch angeordnet ist (in 1 nicht explizit dargestellt), über welchen das von einer Batteriezelle freigesetzte Gas kontrolliert abgeleitet wird. Bis auf die zum Ableiten eines freigesetzten Gases beziehungsweise Aerosols vorgesehene Entgasungsöffnung 10 ist der zweite Batteriegehäusebereich 6 vorteilhafterweise gasdicht ausgebildet. Die Trennvorrichtung 4 dichtet dabei den zweiten Batteriegehäusebereich 6 gasdicht gegen den ersten Batteriegehäusebereich 5 ab.
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Der erste Batteriegehäusebereich 5 weist vorteilhafterweise Lufteinlässe und Luftauslässe (in 1 nicht explizit dargestellt) auf, über welche den Batteriezellen 2 kühle Luft zur Kühlung zugeführt wird und erwärmte Luft abgeführt wird. Insbesondere kann in dem ersten Batteriegehäusebereich 5 wenigstens ein Gebläse zur Verbesserung der Kühlleistung angeordnet sein (in 1 nicht explizit dargestellt).
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Um ein Eindringen von Gas aus dem zweiten Batteriegehäusebereich 6 in den ersten Batteriegehäusebereich 5 noch sicherer zu verhindern, sind die Übergänge von der Trennvorrichtung 4 zu den äußeren Wandungen des Batteriegehäuses 11 und zu den Batteriezellen 2 mit einem Abdichtmittel abgedichtet (in 1 nicht explizit dargestellt). Insbesondere kann die Trennvorrichtung 4 selbst aus einem Silikonmaterial sein.
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Durch die erfindungsgemäße Aufteilung des Batteriegehäuses 11 in zwei separate und gegeneinander abgedichtete Luftbereiche 5 und 6 ist vorteilhafterweise bei Nutzung eines offenen Degassing eine Luftkühlung der Batteriezellen 2 ermöglicht.
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Das in der Figur dargestellte und im Zusammenhang mit dieser erläuterte Ausführungsbeispiel dient der Erläuterung der Erfindung und ist für diese nicht beschränkend.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10328862 B4 [0004]
- DE 102011002631 A1 [0004]
