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Die Erfindung betrifft ein System mit einer Vorrichtung zur Trocknung von Gas für Batteriegehäuse.
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Bei der Verwendung von Batterien und/oder Batteriesystemen (allg.: elektrischen Energiespeichern), bspw. bei stationären Anwendungen oder in mobilen Einrichtungen (etwa in Kraftfahrzeugen), sind die Batterien und/oder Batteriesysteme oftmals sich verändernden oder schwankenden Umwelteinflüssen ausgesetzt. Zu diesen sich ändernden Umwelteinflüssen zählen bspw. Luftdruckschwankungen, Luftfeuchteeinflüsse oder auch Schadstoffe, etwa durch Industrieabgase.
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In (Hochvolt)Batterien, bspw. für die Anwendung in Elektro- und Hybridfahrzeugen, werden nach dem derzeitigen Stand der Technik oftmals Lithium-Ionen-Zellen verwendet. Aufgrund des Aufbaus einer Lithium-Ionen-Zelle muss das Innere einer solchen Zelle im Wesentlichen völlig wasserfrei sein und muss über ihre Lebensdauer hinweg im Wesentlichen auch völlig wasserfrei gehalten werden.
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Daher ist der Zellwickel oder Zellstapel von Lithium-Ionen-Zellen in zumindest ein Zellgehäuse eingesetzt, das die spannungserzeugenden Bestandteile der Zelle gegen die Umwelt isoliert. Lediglich die Anschlusskontakte (Polkontakte und gegebenenfalls weitere Anschlusskontakte) und gegebenenfalls ein Überdruckventil reichen durch die Wandung des ersten Gehäuses hindurch. Die entsprechenden Durchbrechungen des Zellgehäuses müssen hierbei ebenfalls abgedichtet sein.
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Auf Lithium-Ionen-Zellen und insbesondere auch auf einen Verbund von mehreren Lithium-Ionen-Zellen innerhalb einer Batterie können während ihrer Verwendung hohe mechanische Belastungen einwirken (z. B. bei Beschleunigung und Biegebelastung). Hierdurch kann das Zellgehäuse beschädigt werden, wodurch Luft, Luftfeuchtigkeit und/oder Wasser in die Zellen eindringen kann und die Gefahr der Entstehung eines Brandes gegeben wäre.
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Vor diesem Hintergrund ist es bekannt, die von einem Zellgehäuse umgebenen Lithium-Ionen-Zellen mit einem weiteren Gehäuse, einem sog. Batteriegehäuse, zu umgeben.
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Aber auch bei anderen Batterietypen, wie etwa einem Bleiakkumulator, einem Nickel-Metallhydrid-Akkumulator, etc. ist es üblich, dass die Batterie und/oder das Batteriesystem ein Batteriegehäuse aufweist, das die Batterieeinbauten vor Umwelteinflüssen bzw. die Umwelt vor Batterieauswirkungen schützen soll. In diesen Batteriegehäusen befinden sich freie Luftvolumina, die je nach gegebener Temperatur und gegebenem Luftdruck ihr Volumen, den Druck und/oder ihre Temperatur ändern.
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Zur Vermeidung von Druckbelastungen besitzen Batteriegehäuse häufig eine Druckausgleichskomponente oder sind (sofern es die verwendete Batterietechnologie erlaubt) von vornherein weitgehend offen ausgelegt. Dadurch wird bei einem sich ändernden Volumen der Luftvolumina auch Luftfeuchte aus dem Batteriegehäuse aus- oder in dieses eingetragen. Eingetragene Luftfeuchte kann dann bspw. an Kühleinrichtungen (etwa Kühlplatten), die sich im Inneren des Batteriegehäuses befinden, auskondensieren und in Form von Betauung oder Tröpfchen auf Batteriekomponenten (etwa Stromschienen, Elektronikkomponenten, Sensoren) fließen und dort Fehlfunktionen hervorrufen, bspw. auf Grund der Überbrückung von Kriechstrecken, durch nachfolgende Korrosionserscheinungen die Batterie schädigen oder ein Sicherheitsrisiko hervorrufen.
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Eine Batterie (Akkumulator, Sekundärbatterie) ist in aller Regel aus mehreren spannungserzeugenden Zellen aufgebaut (Verbund), um einen geforderten Strom und/oder eine geforderte Kapazität liefern zu können. Mehrere Batterien können zu einem Batteriesystem zusammengeschlossen sein.
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Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, bspw. stationäre Batteriesysteme in klimatisierten Räumen zu betreiben oder dezentrale Trocknungseinrichtungen in den einzelnen Systemen einzusetzen. Weitere Möglichkeiten sind die (kostenintensive) Einhausung von Elektroniken oder auch die gezielte Abführung von Betauungsfeuchte bzw. -wasser.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System bereitzustellen, mit dem auf einfache und kostengünstige Weise ein Eintrag von Feuchte, Schadstoff und/oder Schadgas in das Innere eines Batteriegehäuses verhindert werden kann.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch das System gemäß Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen des Systems sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Erfindungsgemäß wird ein System mit wenigstens einer Batterie vorgeschlagen, wobei die Batterie wenigstens eine spannungserzeugende Zelle umfasst und wobei die spannungserzeugende Zelle in einem Batteriegehäuse angeordnet ist, in dessen Inneren ein Gas vorhanden ist.
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Das erfindungsgemäße System ist dadurch gekennzeichnet, dass es weiter eine Vorrichtung zur Erzeugung von trockenem Gas aufweist und wobei zwischen der Vorrichtung zur Erzeugung von trockenem Gas und dem Inneren des Batteriegehäuses der wenigstens einen Batterie eine fluide Verbindung besteht oder herstellbar ist.
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Durch das erfindungsgemäße System kann somit sichergestellt werden, dass in das Innere des Batteriegehäuses der wenigstens einen Batterie nur ausreichend trockenes Gas gelangt bzw. vorhanden ist. Schäden aufgrund von Betauung oder Tröpfchenbildung können somit auf einfache und sichere Weise verhindert werden.
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Gemäß einer ersten vorteilhaften Weiterbildung des Systems weist die Vorrichtung zur Erzeugung von trockenem Gas wenigstens eine Trocknungseinrichtung in Form einer Trockenpatrone, einer Kühlfalle oder einer Einrichtung zur Kompression/Dekompression von Gas auf.
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Es ist von Vorteil, wenn das System weiter eine Einrichtung zur Erzeugung eines Überdrucks des Gases in der Vorrichtung zur Erzeugung von trockenem Gas gegenüber dem Druck der Umgebungsluft des Batteriegehäuses aufweist. Hierzu kann die Einrichtung zur Erzeugung eines Überdrucks bspw. einen Verdichter oder einen Behälter mit komprimiertem Gas aufweisen.
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Bei dem erfindungsgemäßen System oder einem seiner vorteilhaften Weiterbildungen kann das Gas im Inneren des Batteriegehäuses und das Gas in der Vorrichtung zur Erzeugung von trockenem Gas Luft, ein Schutzgas, wahlweise mit niedrigem Sauerstoffgehalt, oder eine Mischung davon sein.
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Ist das Gas Luft, kann bei dem System in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass die Vorrichtung zur Erzeugung von trockenem Gas dazu eingerichtet ist, Luft aus der Umgebung der Vorrichtung zur Erzeugung von trockenem Gas anzusaugen und wahlweise weiter dazu eingerichtet ist, die angesaugte Luft von Schadstoffen zu reinigen.
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Weitere Vorteile ergeben sich, wenn das erfindungsgemäße System oder eines seiner vorteilhaften Weiterentwicklungen weiter eine Einrichtung zur Zuführung eines Löschgases und/oder Löschmittels in das Innere des Batteriegehäuses der wenigstens einen Batterie aufweist.
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Des Weiteren kann das erfindungsgemäße System oder eines seiner vorteilhaften Weiterentwicklungen auch eine Einrichtung zum Kühlen des in das Innere des Batteriegehäuses der wenigstens einen Batterie zu leitenden Gases aufweisen.
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Das erfindungsgemäße System oder eines seiner vorteilhaften Weiterentwicklungen kann ausgebildet sein als
- – geschlossenes System, bei dem in das Innere des Batteriegehäuses der wenigstens einen Batterie eingeströmtes Gas mittels einer Rohrleitung an die Vorrichtung zur Erzeugung von trockenem Gas zurückgeführt wird,
- – offenes System, bei dem in das Innere des Batteriegehäuses der wenigstens einen Batterie eingeströmtes Gas über wenigstens eine hierfür vorgesehene Öffnung am Batteriegehäuse der wenigstens einen Batterie in die Umgebung entweicht, oder
- – bedingt offenes System, bei dem in das Innere des Batteriegehäuses der wenigstens einen Batterie eingeströmtes Gas über (eine) Leckage(n) in die Umgebung entweicht.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in den jeweils angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Dabei zeigen:
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1 einen schematischen, beispielhaften Aufbau eines Systems gemäß der vorliegenden Erfindung;
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2 einen schematischen, beispielhaften Aufbau eines geschlossenen Systems gemäß der vorliegenden Erfindung;
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3 einen schematischen, beispielhaften Aufbau eines offenen Systems gemäß der vorliegenden Erfindung;
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4 einen schematischen, beispielhaften Aufbau eines bedingt offenen Systems gemäß der vorliegenden Erfindung;
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5 einen schematischen, beispielhaften Aufbau eines Systems gemäß der vorliegenden Erfindung mit Einbindung eines externen Druckerzeugers;
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6 eine schematische, beispielhafte Ansicht eines Systems gemäß der vorliegenden Erfindung am Beispiel einer Verwendung bei einem Kraftfahrzeug.
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Die Darstellungen in den Figuren sind rein schematisch und nicht maßstabsgerecht. Innerhalb der Figuren sind gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die nachfolgend erläuterten Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar. Die vorliegende Erfindung ist selbstverständlich nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt.
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Wie in 1 schematisch dargestellt ist, weist das System 1, 1', 1'', 1''' mit wenigstens einer Batterie 2, die wenigstens eine spannungserzeugende Zelle 3 umfasst und wobei die spannungserzeugende Zelle 3 in einem Batteriegehäuse 4 angeordnet ist, in dessen Inneren ein Gas vorhanden ist, eine Vorrichtung zur Erzeugung von trockenem Gas 5 auf und besteht oder ist zwischen der Vorrichtung zur Erzeugung von trockenem Gas 5 und dem Inneren des Batteriegehäuses 4 der wenigstens einen Batterie 2 eine fluide Verbindung 6 herstellbar.
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Das System 1, 1', 1'', 1''' kann grundsätzlich eine beliebige Anzahl (bspw. 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 14, 16, 18, 20 oder mehr) an Batterien 2 aufweisen und jede Batterie 2 kann grundsätzlich eine beliebige Anzahl (bspw. 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 14, 16, 18, 20 oder mehr) an spannungserzeugenden Zellen 3 aufweisen. Die spannungserzeugende(n) Zelle(n) 3 können selbst jeweils in einem ein Gehäuse angeordnet sein.
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Die Art und Weise, wie durch die Vorrichtung zur Erzeugung von trockenem Gas 5 trockenes Gas erzeugt werden kann, ist nicht besonders beschränkt und es kann jedes aus dem Stand der Technik bekannte physikalische und/oder chemische Verfahren und jede geeignete Einrichtung verwendet werden. Beispielsweise kann die Vorrichtung zur Erzeugung von trockenem Gas 5 wenigstens eine Trocknungseinrichtung 7 in Form einer Trockenpatrone, einer Kühlfalle oder einer Einrichtung zur Kompression/Dekompression von Gas aufweisen.
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Auch wenn die Trocknungseinrichtung 7 in den Figuren als integrales Element der Vorrichtung zur Erzeugung von trockenem Gas 5 dargestellt ist, so ist dies nicht zwingend erforderlich und die Trocknungseinrichtung 7 kann auch als periphere Einrichtung zur Vorrichtung zur Erzeugung von trockenem Gas 5 ausgeführt sein.
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Bei dem Gas kann es sich bspw. um Luft, ein Schutzgas (bspw. mit niedrigem Sauerstoffgehalt) oder um eine Mischung der genannten Gase handeln. Unter einem „trockenen Gas” ist gemäß der vorliegenden Erfindung ein Gas zu verstehen, dessen Feuchtigkeitsgehalt so niedrig ist, dass bei den für die Batterie oder das Batteriesystem zu erwartenden Umweltbedingungen, insbesondere die zu erwartende Temperatur im Inneren des Batteriegehäuses 4 zu keinem Zeitpunkt eine relative Gasfeuchtigkeit von 100% erreicht wird, bevorzugt zu keinem Zeitpunkt eine relative Gasfeuchtigkeit von 95%, 90%, 85%, 80%, 75%, 70%, 65%, 60%, 55% oder 50% erreicht wird.
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Die fluide Verbindung 6 kann bspw. mittels eines Rohrs oder mehrerer Rohre (Leitungssystem) 6 realisiert sein. Auch wenn in den Figuren eine parallele „Verschaltung” der Rohre 6, 6' dargestellt ist, so ist das System 1, 1', 1'', 1''' nicht darauf beschränkt und es kann auch eine serielle Gasleitungs-Verschaltung an die Batterien 2, die mit getrocknetem Gas beaufschlagt werden, oder eine gemischte parallele/serielle Verschaltung der Rohre 6, 6' vorgesehen sein.
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Wie eingangs erwähnt, ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System 1, 1', 1'', 1''' bereitzustellen, mit dem auf einfache und kostengünstige Weise ein Eintrag von Feuchte, Schadstoff und/oder Schadgas in das Innere eines Batteriegehäuses 4 verhindert werden kann.
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Dies kann durch das erfindungsgemäße System 1, 1', 1'', 1''' in seiner einfachsten Ausgestaltung dadurch erreicht werden, dass durch die Vorrichtung zur Erzeugung von trockenem Gas 5 trockenes Gas erzeugt wird und dieses trockene Gas in fluider Verbindung mit dem Inneren des Batteriegehäuses 4 und dem dort befindlichen Gas steht, ohne dass ein Druckunterschied zwischen dem Gas in der Vorrichtung zur Erzeugung von trockenem Gas 5 und dem Gas im Inneren des Batteriegehäuses 4 besteht. Das Gas im Inneren des Systems 1, 1', 1'', 1''' kann hierbei, wie bei allen anderen Ausgestaltungen des Systems 1, 1', 1'', 1''' auch, in vorteilhafter Weise bspw. mittels eines Gebläses oder Ventilators bewegt werden oder (bei einer entsprechenden Ausgestaltung des Systems 1, 1', 1'', 1''') zirkulieren.
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Aufgrund von Umwelteinflüssen, etwa schwankenden Temperaturen und schwankendem Luftdruck kann jedoch nicht ausgeschlossen werden, dass sich im/in den Batteriegehäuse(n) 4 ein Gasdruck einstellt, der geringer ist als der Druck der Luft, die das/die Batteriegehäuse 4 umgibt. Dies birgt die Gefahr, dass etwa durch Leckagen an dem/den Batteriegehäuse(n) 4 Luft von Außen in das/die Batteriegehäuse 4 eindringt und damit auch unerwünschte Luftfeuchtigkeit und/oder Schadstoffe.
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Vor diesem Hintergrund weist das System 1, 1', 1'', 1''' in vorteilhafter Weise weiter eine Einrichtung zur Erzeugung eines Überdrucks 8 des Gases in der Vorrichtung zur Erzeugung von trockenem Gas 5 gegenüber dem Druck der Umgebungsluft des Batteriegehäuses 4 auf. Bei der Einrichtung zur Erzeugung eines Überdrucks 8 kann es sich um eine Einrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung von trockenem Gas 5 handeln oder um eine davon getrennte Einrichtung. So kann etwa ein vorrichtungsseitiger Verdichter 8 vorgesehen sein, der ein Gas, das etwa von einer Quelle (etwa einer Gasdruckflasche) bezogen wird oder im Falle von Luft aus der Umgebung der Vorrichtung zur Erzeugung von trockenem Gas 5 stammt, auf einen vorgebbaren Druck im Inneren der Vorrichtung zur Erzeugung von trockenem Gas 5 verdichtet.
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Wird Luft aus der Umgebung der Vorrichtung zur Erzeugung von trockenem Gas 5 angesaugt (bspw. mittels einer Pumpe, einem Ventilator oder Verdichter), kann durch ein optional vorgesehenes Filtersystem die Luft gereinigt werden, bevor sie der Vorrichtung zur Erzeugung von trockenem Gas 5 zugeführt wird. Das Filtersystem kann physikalisch wirkende Filtereinrichtungen (Aktivkohle, Filtergewebe, Filtergewirke, etc.) bspw. zur Filterung von Aerosolen, Salznebel, (Staub)Teilchen und/oder auf chemischem Wege wirkende Filtereinrichtungen (Katalysator, Reaktionslösungen, etc.) bspw. zum Abbau von gasförmigen Schadstoffen aufweisen. Die gereinigte Luft kann dann nach Trocknung an die weiteren Bestandteile des Systems 1, 1', 1'', 1''' (etwa Batteriegehäuse 4) weitergeleitet werden. Als einige Beispiele, bei denen der Einsatz eines derartigen Filtersystems von besonderem Vorteil sein kann, seien mobilen Anwendungen erwähnt, wie bspw. die Bahntechnik, Nutzfahrzeuge oder auch die Seefahrt.
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Wie in 5 schematisch dargestellt ist, kann ein gewünschter Druck des Gases im Inneren der Vorrichtung zur Erzeugung von trockenem Gas 5 aber auch mittels eines externen Verdichters 9 oder einer Gasdruckflasche 10 und Zuführung des Gases über eine Gasleitung 6' zu der Vorrichtung zur Erzeugung von trockenem Gas 5 erreicht werden. Die Gasdruckflasche kann nach Entleerung durch wieder gefüllte ersetzt werden, der externe Verdichter 9 kann Bestandteil einer zentralen Druckluftversorgung, bspw. eines Hausanschlusses (bei einer/einem stationär verwendeten Batterie/Batteriesystem) oder bei einer/einem in mobilen Geräten verwendeten Batterie/Batteriesystem bspw. ein Bestandteil einer Druckluft-Bremsanlage sein, an die die Vorrichtung zur Erzeugung von trockenem Gas 5 über die Gasleitung 6' angekoppelt ist. Ein Beispiel für ein in einem mobilen Gerät (Kraftfahrzeug 14) verwendeten Systems 1, 1', 1'', 1''' ist schematisch in 6 dargestellt. In 5 sind gleichzeitig Verdichter 9 und Gasdruckflasche 10 dargestellt, das System 1, 1', 1'', 1''' kann selbstverständlich auch nur Verdichter 9 oder Gasdruckflasche 10 aufweisen.
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Bei einer Versorgung der Vorrichtung zur Erzeugung von trockenem Gas 5 mit Gas aus einer externen Quelle kann optional ein Druckminderventil zwischen externer Quelle und der Vorrichtung zur Erzeugung von trockenem Gas 5 vorgesehen sein.
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Grundsätzlich sind alle bekannten Verfahren und/oder Vorrichtungen nach Stand der Technik möglich, um den gewünschten Gasdruck im Inneren der Vorrichtung zur Erzeugung von trockenem Gas 5 zu erzeugen.
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In jedem der vorstehend erläuterten Ausgestaltungen kann trockenes Gas (bspw. Luft) über ein (Rohr-)Leitungssystem 6 mit einem leichten Überdruck gegenüber der Umgebungsluft des/der Batteriegehäuse(s) 4 dem/den einzelnen Batteriegehäuse(n) 4 zugeführt werden. Da diese(s) durch die fluide Verbindung zwischen Batteriegehäuse 4 und der Vorrichtung zur Erzeugung von trockenem Gas 5 ebenfalls einen Überdruck gegenüber der Umgebungsluft aufweisen, kann von außen keine möglicherweise feuchte oder schadstoffhaltige Luft in das Innere des/der Batteriegehäuse(s) 4 strömen, es befindet sich somit nur trockenes Gas im Inneren des/der Batteriegehäuse(s) 4.
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Der Druckunterschied zwischen dem Inneren des Batteriegehäuses 4 und dem Umgebungsdruck muss nicht groß sein, sondern es ist ausreichend, wenn der Druckunterschied nur derart ist, dass ein Einströmen von Umgebungsluft in das Batteriegehäuse 4 der Batterie 2 vermieden wird.
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Für die Regelung des Druckunterschieds bestehen keine besonderen Beschränkungen und es können alle geeigneten Verfahren hierzu verwendet werden. So kann bspw. die Druckregelung derart erfolgen, dass
- – immer eine nahezu gleiche Druckdifferenz zwischen Innen- und Außendruck gegeben ist,
- – der Druck im Inneren des Batteriegehäuses 4 derart gewählt wird, dass er ohne Nachregeln immer über dem Außendruck liegt,
- – ein Überdruck beaufschlagt wird und bei Unterschreiten einer vorgebbaren Druck-Untergrenze ein neuer Druckimpuls den Druck im Inneren des Batteriegehäuses 4 wieder anhebt, oder
- – trockenes Gas bedarfsgerecht in Abhängigkeit von Luftdruckschwankungen bzw. bei einem vorgebbaren Unterdruck im Inneren des/der Batteriegehäuse(s) 4, bei Überschreiten eines vorgebbaren Feuchtegehalts des Gases im Inneren des/der Batteriegehäuse(s) 4 und/oder bei Unter- oder Überschreiten einer vorgebbaren Temperatur im Inneren des/der Batteriegehäuse(s) 4 zugeführt wird, damit keine Außenluft nachströmen kann.
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Durch das letzte der vorstehend beschriebenen Regelungsverfahren kann eine bedarfsgerechte Belüftung des/der Batteriegehäuse(s) 4 erreicht werden. Hierbei wird die Versorgung je nach Bedarf eingestellt, in Teilmengen oder Volllast bereitgestellt. Andere bedarfsgerechte Betriebsarten können in Abhängigkeit der verfügbaren Energie und -preise eingesetzt werden.
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Um bspw. einen Rückschlag, etwa bei einem Überdruck in einer Batterie durch eine Fehlfunktion (Zellöffnung) in die Vorrichtung zur Erzeugung von trockenem Gas 5 zu vermeiden, kann optional an jedem Batteriegehäuse 4 oder an der zentralen Gasbereitstellung ein Rückschlagventil vorgesehen sein. Auch kann der Einbau eines Rückschlagventils/von Rückschlagventilen an den Anschlüssen des Leitungssystems 6, 6' hilfreich sein.
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Wie in den 2 bis 4 schematisch dargestellt ist, kann das System 1, 1', 1'', 1''' auch unterschiedliche Ausgestaltungen in Bezug auf die Gasführung aufweisen.
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So kann, wie in 2 dargestellt ist, das System 1, 1', 1'', 1''' als geschlossenes System 1' ausgebildet sein, bei dem in das Innere des Batteriegehäuses 4 der wenigstens einen Batterie 2 eingeströmtes Gas mittels einer Rohrleitung/eines Rohrleitungssystems 6' an die Vorrichtung zur Erzeugung von trockenem Gas 5 zurückgeführt wird. Bei einem geschlossenen System 1 ist ein externer Gaseintritt nur erforderlich, um durch Leckagen im System 1' eingetretenen Gasverlust wieder ausgleichen zu können.
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Ein geschlossenes System 1' weist eine Reihe von Vorteilen auf. So kann bei einem geschlossenes System 1' bspw. ein Schutzgas eingesetzt werden, um etwa den O2-Anteil nahe 0% zu halten und somit eine Entflammung zu erschweren. Zwar wäre ein solches Schutzgas auch bei den nachfolgend beschriebenen Ausgestaltungen prinzipiell möglich, dies kann aufgrund der bei diesen Ausgestaltungen zwangsläufig gegebenen Gasverlusten jedoch sehr kostenintensiv sein.
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Auch bei einem Einsatz der oben beschriebenen Filtereinrichtungen ist ein geschlossenes System 1' von Vorteil, da nur eine vergleichsweise geringe Menge an Gas gefiltert/gereinigt werden muss und somit die Filtereinrichtungen vergleichsweise klein ausgeführt werden können und gegebenenfalls vergleichsweise selten ausgetauscht werden müssen.
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In 3 dargestellt ist ein offenes System 1'', bei dem in das Innere des Batteriegehäuses 4 der wenigstens einen Batterie 2 eingeströmtes Gas über wenigstens eine hierfür vorgesehene Öffnung 11 am Batteriegehäuse 4 der wenigstens einen Batterie 2 in die Umgebung entweicht.
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Die Öffnung(en) 11 kann/können ein Ventil mit oder ohne einstellbarer Druckdifferenz zur Umgebung aufweisen oder auch als offene Bereiche ausgestaltet sein, die optional mit einer Schutzkomponente 13 (in 3 lediglich der Einfachheit halber nur bei einer Öffnung 11 dargestellt), bspw. einer luftdurchlässigen Membran, ausgestattet sind.
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Der Gaseintritt in die Batteriegehäuse 4 erfolgt auch hier von der Vorrichtung zur Erzeugung von trockenem Gas 5 über die fluide Verbindung (Gasleitung(ssystem)) 6.
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In 4 ist ein bedingt offenes System 1''' dargestellt, bei dem in das Innere des Batteriegehäuses 4 der wenigstens einen Batterie 2 eingeströmtes Gas über (eine) Leckage(n) (Undichtigkeiten) 12 in die Umgebung entweicht.
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Durch das erfindungsgemäße System 1, 1', 1'', 1''' kann in vorteilhafter Weise auch der Einsatz von Löschgasen bzw. (gegebenenfalls flüssigen) Löschmitteln über die Versorgungsleitung 6, bspw. im Fall eines Batteriebrandes, realisiert werden. Das Löschgas oder Löschmittel kann bspw. aus einem Druck- und/oder Vorratsbehälter entweder dem Gas beigemischt oder anstatt diesem eingeleitet werden.
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Wenn, wie dies gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Systems 1, 1', 1'', 1''' vorgesehen ist, das System 1, 1', 1'', 1''' eine Einrichtung zum Kühlen des in das Innere des Batteriegehäuses 4 der wenigstens einen Batterie 2 zu leitenden Gases aufweist, kann mit dem System 1, 1', 1'', 1''' eine Zellkühlung bzw. eine Unterstützung der eigentlichen Zellkühlung durchgeführt werden. Das kann insbesondere bei Systemen sinnvoll sein, die eine konstante jedoch relativ geringe Kühlleistung erfordern, wie dies etwa bei stationären Anwendungen oftmals der Fall ist.
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Durch das erfindungsgemäße System 1, 1', 1'', 1''' und seine vorteilhaften Weiterbildungen kann auf einfache und kostengünstige Weise
- – eine Versorgung von Batterien/Batteriesystemen mit getrocknetem/gereinigtem Gas, bevorzugt Luft zur Vermeidung von Feuchte- und Korrosionserscheinungen im Batterie-Inneren,
- – eine Versorgung von einem oder mehreren Batterie-(Teil-)System(en) aus einer zentralen Versorgungseinheit mit getrocknetem/gereinigtem Gas,
- – ein Anschluss von Batteriesystemen an eine zentrale Druckluftquelle (Hausversorgung/Druckluftflasche) zur Versorgung mit getrockneter Luft,
- – ein Einsatz von Gas mit Überdruck gegenüber der Umgebung zur Entfeuchtung/Trocknung von Batterien,
- – ein Einsatz von Schutzgasen im Batteriesystem,
- – ein Einsatz von Löschgas/Löschmittel durch die Versorgungsleitung im Fall von Batteriebränden,
- – ein bedarfsgerechter Einsatz von getrocknetem Gas in Abhängigkeit von Luftdruckschwankungen bzw. bei Unterdruck im Batterie-Inneren, und/oder
- – eine parallele oder serielle Gasleitungs-Verschaltung an Batterien, die mit getrocknetem Gas beaufschlagt werden
realisiert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 1', 1'', 1'''
- System
- 2
- Batterie
- 3
- spannungserzeugende Zelle
- 4
- Batteriegehäuse
- 5
- Vorrichtung zur Erzeugung von trockenem Gas
- 6, 6', 6''
- fluide Verbindung, Rohrleitung
- 7
- Trockeneinrichtung
- 8
- Einrichtung zur Erzeugung eines Überdrucks
- 9
- Verdichter
- 10
- Behälter mit komprimiertem Gas
- 11
- Öffnung im Batteriegehäuse
- 12
- Leckage
- 13
- Schutzeinrichtung
- 14
- Kraftfahrzeug
