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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Die vorliegende Anmeldung steht hierdurch mit der US-Anmeldung Nr. 13/736,200 in Verbindung, die am 8. Januar 2013 eingereicht wurde, mit dem Titel ”Deflection Sensitive Coolant Activated Drain Plug Detection System for High Voltage Battery Packs”, Anwaltsaktenzeichen #P020498-FCA-CHE.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft allgemein das thermische Management von batteriebasierten Leistungssystemen und insbesondere ein Ablassen von Kühlmittel in dem Fall eines Kühlmitteleinbruchs in einem solchen System.
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Lithiumionenbatterien und verwandte Batterien, die gemeinsam als ein wiederaufladbares Energiespeichersystem (RESS von engl.: ”rechargeable energy storage system”) bekannt sind, werden in Kraftfahrzeuganwendungen als ein Weg verwendet, in dem Fall von Hybridelektrofahrzeugen (HEVs) herkömmliche Brennkraftmaschinen (ICEs) zu ergänzen oder in dem Fall reiner Elektrofahrzeuge (EVs) herkömmliche Brennkraftmaschinen (ICEs) zu ersetzen. Die Fähigkeit zur passiven Speicherung von Energie aus stationären und portablen Quellen wie auch von rückgewonnener kinetischer Energie, die durch das Fahrzeug und seine Komponenten bereitgestellt wird, macht Batterien ideal, als Teil eines Antriebssystems für Fahrzeuge, Lastwägen, Busse, Motorräder und verwandte Fahrzeugplattformen zu dienen. In dem vorliegenden Kontext ist eine Zelle eine einzelne elektrochemische Einheit, während eine Batterie aus einer oder mehreren Zellen, die abhängig von der gewünschten Ausgangsspannung und -kapazität seriell, parallel oder beides verschaltet sind, besteht.
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Da eine mit Energie beaufschlagte Batteriezelle, ein mit Energie beaufschlagtes Modul, ein mit Energie beaufschlagtes Teil oder eine mit Energie beaufschlagte Packung in der Lage ist, große Energiemengen zu erzeugen, stellt die Temperatur (und die Entfernung von großer Mengen derselben) einen der signifikantesten Faktoren dar, die sowohl die Leistungsfähigkeit als auch die Lebensdauer einer Batterie beeinflussen. Um ein Auftreten von Temperaturüberschüssen einzuschränken, werden häufig Kühlsysteme in eine RESS-basierte Plattform integriert. Bei einer herkömmlichen Form zirkuliert das Kühlsystem ein flüssigkeitsbasiertes Kühlmittel, das Alkohol, Wasser oder eine Kombination daraus verwendet. Typischerweise ist das RESS derart konfiguriert, so viel Kontakt zwischen den Wärme erzeugenden Abschnitten der einzelnen Zellen und dem Kühlmittel, wie möglich, zu unterstützen. Jedoch kann dasselbe Kühlsystem, das die notwendige Wärmebeseitigung bereitstellt – in dem Fall eines internen Fehlers einer oder mehrerer Batteriezellen aufgrund eines Aufprallereignisses, Komponentenverschleiß oder eines Herstelldefektes – zu einer Leckage des Kühlmittels auf sensitive elektrische Komponenten (wie Leiterplatten oder dergleichen) in und um die einzelnen Zellen führen. Eine derartige Leckage kann einen effizienten und unbeabsichtigten Pfad für das Übertragen des elektrischen Stromes, der durch die Batterien erzeugt wird, bereitstellen, so dass bei einer unerwünschten Form das leckende Kühlmittel zu einem Kurzschluss dieser sensitiven Systemkomponenten führen kann.
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Es wäre nützlich, eine frühe Detektion eines Verlustes von Kühlmittel in die Batterie nach einem Unfall oder einem verwandten Ereignis bereitzustellen, um eine Schädigung an einem RESS zu vermeiden. Es wäre weiter nützlich, automatisierte Korrekturaktionen in dem Fall einer detektierten oder imminenten Leckage von Kühlmittel in sensitive Abschnitte eines Batteriesystems zu implementieren.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Bei einer Ausführungsform kann eine Vorrichtung für eine Ablassstopfen-Baugruppe einen Träger, der derart konfiguriert ist, eine bauliche Steifigkeit für den Ablassstopfen bereitzustellen, wobei der Träger einen Hohlraum darin definiert, einen Einlass, der an einer ersten Fläche des Trägers angeordnet ist, und einen Auslass aufweisen, der an einer zweiten Fläche des Trägers angeordnet ist, wobei die erste Fläche und die zweite Fläche fluidtechnisch voneinander versetzt und mit dem Hohlraum gekoppelt sind. Ein löslicher Stopfen kann in dem Hohlraum des Trägers zusammen mit einem Impedanzelement angeordnet sein. Eine Schaltung kann derart konfiguriert sein, um eine Impedanzänderung in dem Impedanzelement zu messen, und eine erste Leitung und eine zweite Leitung können derart konfiguriert sein, um das Impedanzelement signaltechnisch mit der Schaltung zu verbinden.
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Bei einer anderen Ausführungsform kann eine Vorrichtung für eine flüssigkeitsgekühlte Batteriepackung eine Mehrzahl von Batterien und einen Kühlkreislauf aufweisen, der ein Einhausungsgefäß umfasst, das mit einem Kühleinlass und einem Kühlauslass koppelt und ein Batteriegehäuse einschließt, wobei das Batteriegehäuse die Mehrzahl von Batterien einschließt und einen Ablassauslass umfasst. Ein Ablassstopfen kann in einem Ablassauslass angeordnet sein und einen Träger, der derart konfiguriert ist, eine bauliche Steifigkeit für den Ablassstopfen bereitzustellen, wobei der Träger einen Hohlraum darin definiert, einen Einlass, der an einer ersten Fläche des Trägers angeordnet ist, einen Auslass, der an einer zweiten Fläche des Trägers angeordnet ist, wobei die erste Fläche und die zweite Fläche fluidtechnisch voneinander versetzt und mit dem Hohlraum gekoppelt sind, einen löslichen Stopfen, der in dem Hohlraum des Trägers angeordnet ist, und ein Impedanzelement aufweisen, das in dem Hohlraum des Trägers angeordnet ist. Eine Schaltung ist derart konfiguriert, um eine Impedanzänderung in dem Impedanzelement zu messen und eine Anzeige bereitzustellen, wenn ein Ausgang gleich einem Schwellenwiderstandswert ist, wobei eine erste Leitung und eine zweite Leitung das Impedanzelement elektrisch mit der Schaltung koppeln, und der lösliche Stopfen kann derart konfiguriert sein, um sich zumindest teilweise aufzulösen, wenn er fluidtechnisch mit einem Kühlmittel gekoppelt ist, wodurch zugelassen wird, dass ein Anteil des Kühlmittels zwischen dem Batteriegehäuse und dem Ablassauslass fließen kann.
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Bei einer noch weiteren Ausführungsform kann ein Verfahren zum Ablassen eines flüssigen Kühlmittels von einer flüssigkeitsgekühlten Batteriepackung eines Kraftfahrzeugs umfassen, dass das flüssige Kühlmittel um ein Batteriegehäuse einer Batteriepackung zirkuliert wird und das flüssige Kühlmittel von dem Batteriegehäuse mit einem Ablassstopfen in dem Fall einer Leckage abgelassen wird, wobei der Ablassstopfen einen Träger, der derart konfiguriert ist, eine bauliche Steifigkeit für den Ablassstopfen bereitzustellen, wobei der Träger einen Hohlraum darin definiert, einen Einlass, der an einer ersten Fläche des Trägers angeordnet ist, einen Auslass, der an einer zweiten Fläche des Trägers angeordnet ist, wobei die erste Fläche und die zweite Fläche fluidtechnisch voneinander versetzt und mit dem Hohlraum gekoppelt sind, einen löslichen Stopfen, der in dem Hohlraum des Trägers angeordnet ist, und ein Impedanzelement aufweist, das mit dem Träger zusammenwirkt und unter Verwendung einer Schaltung, die derart konfiguriert ist, einen Verlust an Kontinuität in dem Impedanzelement zu detektieren, angibt, wann die Leckage stattfindet.
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Diese und zusätzliche Merkmale, die durch die hier beschriebenen Ausführungsformen vorgesehen sind, werden angesichts der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen besser verständlich.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die folgende detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird am besten in Verbindung mit den folgenden Zeichnungen verständlich, in welchen gleicher Aufbau mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet ist, und in welchen:
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1 eine perspektivische Ansicht eines kühlmittelaktivierten Ablassstopfens ist;
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2 einen Schnitt des kühlmittelaktivierten Ablassstopfens von 1 zeigt;
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3 ein Schnitt einer Ausführungsform des kühlmittelaktivierten Ablassstopfens ist;
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4A und 4B Seitenansichten einer anderen Ausführungsform des kühlmittelaktivierten Ablassstopfens in einer geöffneten und geschlossenen Position sind;
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5A und 5B Seitenansichten einer anderen Ausführungsform des kühlmittelaktivierten Ablassstopfens in der geöffneten und geschlossenen Position sind;
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6A und 6B Seitenansichten einer anderen Ausführungsform des kühlmittelaktivierten Ablassstopfens in der geöffneten und geschlossenen Position sind;
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7 die Komponentensätze einer Schaltung zeigt, die dazu verwendet werden, um anzugeben, dass ein Kühlmittelleck aufgetreten ist;
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8 eine Abfallschaltung zeigt;
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9A und 9B eine andere Ausführungsform der Abfallschaltung zeigen; und
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10 eine flüssigkeitsgekühlte Batteriepackung zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die vorliegende Anmeldung offenbart verschiedene Ausführungsformen eines Ablassstopfens zur Verwendung in einer Hochspannungsbatteriepackung, der im Fall eines Unfalls des Elektrofahrzeugs oder einer Fehlfunktion in der Einhausung des Kühlmittels verwendet werden kann, um zu vermeiden, dass das Kühlmittel einen unbeabsichtigten elektrischen Pfad oder Kurzschluss der Batterien oder Elektronik, die der Batteriepackung zugeordnet ist, bereitstellt. Ausführungsformen des Ablassstopfens erlauben ein Ablassen des Kühlmittels von der Batteriepackung in dem Fall eines Unfalls oder eine Fehlfunktion der Kühlmitteleinhausung, wenn der Ablassstopfen in Kontakt mit dem Kühlmittel tritt, bevor ein Schaden an der Batteriepackung oder zugeordneten Elektronik stattfinden kann. Eine dem Ablassstopfen zugeordnete Schaltung sieht eine Benachrichtigung der Aktivierung des Ablassstopfens für die an Bord befindlichen Computersysteme vor.
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1 ist eine perspektivische Ansicht eines kühlmittelaktivierten Ablassstopfens 10, die den Querschnitt für 2 mit einer ersten Fläche 4 und einer zweiten Fläche 6 zeigt. Nun Bezug nehmend auf 2 besitzt der Ablassstopfen 10 einen Träger 25, der als die Abstützung dient und die bauliche Steifigkeit für den Ablassstopfen 10 bereitstellt. Der Träger 25 weist einen Einlass 30, der an der ersten Fläche 4 angeordnet ist, und einen Auslass 35 auf, der an der zweiten Fläche 6 angeordnet ist, die entlang des Trägers 25 beabstandet und mit dem Hohlraum 20 gekoppelt sind. Ein löslicher Stopfen 15 ist in dem Hohlraum 20 angeordnet und kann ein lösliches Polymer sein, das sich bei Kontakt mit dem Kühlmittel löst, oder ein nicht löslicher Kern mit einer löslichen Polymerbeschichtung sein. Ein Polyvinylalkohol-(PVA)-Schaumkern ist ein Beispiel eines löslichen Polymers. Der Auslass 35 kann derart konfiguriert sein, das Kühlmittel heraus in die Atmosphäre oder in eine Blase oder andere Einhausungsvorrichtung abzulassen.
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Wenn ein Kühlmittelleck auftritt, kann der lösliche Stopfen 15 zuerst in Kontakt mit dem Kühlmittel an dem Einlass 30 kommen. Eine Auflösrate des löslichen Stopfens wird durch eine Anzahl von Faktoren gesteuert, die umfassen: eine Höhe des löslichen Stopfens, eine Vernetzungsdichte, Feuchte und Temperatur. Die Höhe des löslichen Stopfens 15 ist die Distanz zwischen dem Einlass 30 und dem Auslass 35, die der lösliche Stopfen 15 in dem Hohlraum 20 besetzt. Die Höhe des löslichen Stopfens 15 kann eingestellt werden, um die Auflösrate zu ändern, die erforderlich ist, bevor der Ablassstopfen 10 an dem Auslass 35 geöffnet wird und das Kühlmittel von der Batteriepackung freigibt.
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Ferner wirkt, wie unten detaillierter erläutert ist, ein Impedanzelement 50, das dazu verwendet wird, zu detektieren, wann der Ablassstopfen 10 in einem Zustand der Auflösung ist, mit dem Träger 25 zusammen und kann bei variierenden Höhen in dem löslichen Stopfen 15 platziert sein. Dies erlaubt, dass eine Detektion von Kühlmittel an einem festgelegten Punkt in dem Auflösprozess auftreten kann und dazu verwendet werden kann, eine falsche Leckdetektion in dem Fall eines Normalbetriebs des Fahrzeugs zu vermeiden, die ein Abtragen des löslichen Stopfens 15 bewirkt, wie beispielsweise Temperatur, ätzende Dämpfe, etc. Die Zusammensetzung des löslichen Stopfens 15 kann eingestellt werden, um die Feuchte der Umgebung anzupassen, in der er angeordnet ist, um sicherzustellen, dass der Ablassstopfen 10 nicht vorzeitig abgetragen wird. Wie in dieser Anmeldung verwendet ist, ist das Abtragen die Abnutzung weg von dem löslichen Stopfen 15 aufgrund anderer Faktoren neben einem Auflösen.
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Das Impedanzelement 50 ist in dem Hohlraum 20 angeordnet. Das Impedanzelement 50 ist elektrisch mit einer Schaltung (nachfolgend beschrieben) über eine erste Leitung 40 und eine zweite Leitung 45 gekoppelt. Bei einigen Ausführungsformen kann der lösliche Stopfen 15 als das Impedanzelement 50 verwendet werden. Die Impedanz des löslichen Stopfens 15 kann elektrisch zwischen der ersten Leitung 40 und der zweiten Leitung erfasst werden. Wenn der lösliche Stopfen 15 von dem Kühlmittel gelöst wird, wie beispielsweise in dem Fall eines Kühlmittellecks, steigt die Impedanz des löslichen Stopfens 15, bis sie schließlich einen Hochwiderstandszustand erreicht, wenn sich der lösliche Stopfen 15 vollständig auflöst, im Vergleich zu seinem anfänglichen Niedrigwiderstandszustand. Der Hochwiderstandszustand gibt einen Verlust an Kontinuität in dem Impedanzelement 50, dem löslichen Stopfen 15 oder der leitenden Beschichtung an. Bei einigen Ausführungsformen kann das Impedanzelement eine leitende Beschichtung sein, die elektrisch mit der ersten Leitung 40 zu der zweiten Leitung 45 gekoppelt ist. Die leitende Beschichtung kann aus einem beliebigen Material bestehen, das Elektrizität leitet, und umfasst leitende Polymere, leitendes Epoxid oder Metall, wobei beispielsweise die Metallbeschichtung Silber, Kupfer, Zink, Nickel, Gold oder Aluminium sein kann. Die leitende Beschichtung kann sich an der Oberfläche des löslichen Stopfens 15 befinden oder sie kann ein leitender Ring sein, der in den löslichen Stopfen 15 eingebettet ist.
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3 ist eine Schnittansicht des Ablassstopfens 10 mit einem Rückschlagventil 80. Der Ablassstopfen 10 weist den Einlass 30 und den Auslass 35 beabstandet entlang des Trägers 25 und strukturell gekoppelt mit dem Hohlraum 20 auf. Das Impedanzelement 50 kann mit der Schaltung mit der ersten Leitung 40 und der zweiten Leitung 45 verbunden sein. Ein löslicher Stopfen 15 kann in dem Hohlraum 20 angeordnet sein und dient dem doppelten Zweck zum Auflösen, um Kühlmittel von der Batteriepackung freizusetzen und das Rückschlagventil 80 in der geschlossenen Position, wie in 3 gezeigt ist, zurückzuhalten. Das Rückschlagventil 80 umfasst eine Stoppeinrichtung 70, die zu dem Einlass 30 durch eine Schraubenfeder 75 vorgespannt ist. Das Rückschlagventil 80 sieht einen Schutz für den löslichen Stopfen 15 vor externe Feuchte von der Seite des Auslasses 35 des Ablassstopfens 10 vor. Wenn der lösliche Stopfen 15 gelöst ist, ist das Rückschlagventil 80 unbeschränkt und öffnet in eine offene Position, die ein Ablassen des Kühlmittels von der Batteriepackung zulässt.
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Die 4A und 4B zeigen eine andere Ausführungsform des Rückschlagventils 80 des Ablassstopfens 10. Eine Federplatte 76 wird durch den löslichen Stopfen 15 in einer geschlossenen Position zurückgehalten, wie durch 4A gezeigt ist. Eine Dichtung 100 ist unterhalb der Federplatte 76 angeordnet, um eine Dichtfläche 103 zwischen der Federplatte 76 und dem Träger 25 bereitzustellen, um einen Eintritt von externer Feuchte in den Ablassstopfen 10 zu verhindern. Wenn Kühlmittel in den Einlass 30 eintritt und den löslichen Stopfen 15 löst, springt die Federplatte 76 in eine offene Position, wie in 4B gezeigt ist, wodurch zugelassen wird, dass das Kühlmittel die Batteriepackung durch den Auslass 35 verlässt. Die Federplatte 76 kann aus einem beliebigen Material bestehen, das eine Vorspannkraft bereitstellt, und umfasst 1090 Federstahl.
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Die 5A und 5B zeigen eine andere Ausführungsform des Rückschlagventils 80 des Ablassstopfens 10. Eine Wellenfeder 77 wird zwischen dem Träger 25 und einer Platte 105 komprimiert, wie in 5A gezeigt ist, und in der geschlossenen Position durch den löslichen Stopfen 15 zurückgehalten. Wenn Kühlmittel in den Einlass 30 eintritt und den löslichen Stopfen 15 löst, springt die Wellenfeder 77 in die offene Position, wie in 5B gezeigt ist, wodurch zugelassen wird, dass das Kühlmittel die Batteriepackung durch den Auslass 35 verlässt. Die Wellenfeder 77 kann aus einem beliebigen Material bestehen, das eine Vorspannkraft bereitstellt, und 1090 ASM-Federstahl aufweisen.
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Die 6A und 6B zeigen eine noch weitere Ausführungsform des Rückschlagventils des Ablassstopfens 10. Das Rückschlagventil ist ein Plunger 115. Eine Schraubenfeder 75 wird durch den löslichen Stopfen 15 in der geschlossenen Position zurückgehalten, wie in 6A gezeigt ist. Die Dichtung 100 ist unterhalb eines Plungerkopfes 120 angeordnet, um eine Dichtfläche 103 zwischen dem Plungerkopf 120 und der Dichtung 100 bereitzustellen, um einen Eintritt von externer Feuchte in den Ablassstopfen 10 zu verhindern. Ein Schaft 110 verlässt den Ablassstopfen 10 durch den Auslass 35 und wird dazu verwendet, den Plungerkopf 120 auf der Dichtung 100 sitzend und radial mit der Schraubenfeder 75 ausgerichtet zu halten. Radial ausgerichtet bedeutet, dass die Schraubenfeder 75, die Dichtung 100, der Einlass 30, der Auslass 35 und der Plungerkopf 120 jeweils einen Zentralpunkt aufweisen, der mit anderen ausgerichtet ist. Wenn Kühlmittel in den Einlass 30 eintritt und den löslichen Stopfen 15 löst, springt die Schraubenfeder 75 in die offene Position, wie in 6B gezeigt ist, wodurch zugelassen wird, dass das Kühlmittel die Batteriepackung durch den Auslass 35 verlässt. Die Schraubenfeder 75 kann aus einem beliebigen Material bestehen, das eine Vorspannkraft bereitstellt, und umfasst 1090 Federstahl.
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7 ist eine schematische Darstellung der Schaltung 200, die in einigen der Ausführungsformen, die oben beschrieben sind, verwendet ist, um die Anzeige bereitzustellen, dass ein Kühlmittelleck in der Batteriepackung aufgetreten ist. Die Schaltung 200 überwacht die Änderung des Widerstands des Impedanzelements 50, während sich der lösliche Stopfen lösen kann. Wenn der Schwellenwiderstandswert überschritten ist, sieht die Schaltung 200 eine Anzeige vor, dass ein Kühlmittelleck aufgetreten ist. Die Anzeige benachrichtigt ein Computersteuersystem 180 des Fahrzeugs oder einen Fahrer, dass ein Kühlmittelleck vorhanden ist. Die Schaltung 200 kann elektrisch mit dem Impedanzelement 50 des Ablassstopfens durch die erste Leitung 40 und die zweite Leitung 45 verbunden sein. Die Schaltung 200 kann zwei oder mehr Komponentensätze aufweisen, die elektrisch durch eine Mehrzahl elektrischer Verbindungen 155 verbunden sind, um die Anzeige bereitzustellen. Ein erster Komponentensatz 160 kann eine Detektionsschaltung sein, wie eine Abfallschaltung (von engl.: ”fall-away circuit”) 270, eine Brückenmessschaltung oder irgend eine andere Schaltung, die eine Änderung der Impedanz detektieren kann. Ein zweiter Komponentensatz 165 kann eine Komparatorschaltung sein, die eine Operationsverstärkerschaltung oder ein dedizierter Komparatorchip sein kann. Der zweite Komponentensatz 165 erfasst eine Änderung des Widerstands der Schaltung des ersten Komponentensatzes 160 und liefert einen Anzeigeausgang, dass der Schwellenwiderstandswert in dem ersten Komponentensatz 160 überschritten worden ist. Ein dritter Komponentensatz 170 kann eine Analog/Digital-(A/D)-Schaltung sein, um ein Digitalsignal zur Verwendung durch das Computersteuersystem auszugeben. Eine Spannungsquelle 150 ist mit der Schaltung 200 durch die Mehrzahl elektrischer Verbindungen 155 verbunden, um die Schaltung 200 mit Leistung zu beaufschlagen, und kann elektrisch mit einem der zwei oder mehr Komponentensätze verbunden sein. Die Spannungsquelle 150 ist in 7 in elektrischer Verbindung mit dem ersten Komponentensatz 160 gezeigt. Die Schaltung 200 kann eine dedizierte gedruckte Schaltung, Teil einer größeren Leiterplatte, die in das Computersteuersystem integriert ist, sein, kann eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) sein oder die elektrischen Komponenten an dem löslichen Stopfen 15 und/oder Träger 25 von 2 aufgedruckt oder befestigt aufweisen.
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8 ist ein Schema einer Abfallschaltung 270, um die Impedanz des löslichen Stopfens 15 und die Änderung der Impedanz, wenn sich der Stopfen löst, zu messen. Die Impedanz des löslichen Stopfens ist durch einen Abfallwiderstand 260 dargestellt. Ein hochpräziser Differential-Operationsverstärker 275 und die Vielzahl von Operationsverstärker-Widerständen 210 definieren eine hochpräzise Differential-Operationsverstärkerschaltung, die dazu verwendet wird, um die Impedanz des Abfallwiderstands 260 in einem Femtobereich der Impedanz zu messen. Die scharfe Empfindlichkeit der hochpräzisen Differential-Operationsverstärkerschaltung kann ermöglichen, dass die Abfallschaltung 270 angibt, dass der lösliche Stopfen beginnt, sich aufzulösen, bevor sich der lösliche Stopfen vollständig auflöst und das Kühlmittel ablässt. Die Spannungsquelle 225 in Verbindung mit der Massequelle 235 beaufschlagt die Doppel-Dehnungsmesseinrichtungsschaltung 255 mit Leistung. Der Hochgeschwindigkeits-Pulsierschalter 240 synchronisiert den Ausgang eines Operationsverstärkers 222 mit der A/D-Schaltung 230 zur Ausgabe an das Computersteuersystem 180. Die Mehrzahl von Operationsverstärker-Widerständen 210 hilft den Operationsverstärkerstrom zu regulieren und können auch einen gleichen Widerstandswert aufweisen.
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Die 9A und 9B sind eine schematische Ansicht einer anderen Ausführungsform der Abfallschaltung 270, die das Impedanzelement 50 verwendet, wie in 2 gezeigt ist. Die Spannungsquelle 225 in Verbindung mit der Massequelle 235 sieht die Spannungsdifferenz vor, die erforderlich ist, um die Abfallschaltung 280 mit Leistung zu beaufschlagen. Der Hochgeschwindigkeits-Pulsierschalter 240 synchronisiert den Ausgang eines Operationsverstärkers 222 mit der A/D-Schaltung 230 zur Ausgabe an das Computersteuersystem 180. Wie in 2 beschrieben ist, kann das Impedanzelement 50 die leitfähige Beschichtung auf der Oberfläche des löslichen Stopfens oder der leitende Ring in dem löslichen Stopfen sein. Wenn sich der lösliche Stopfen löst, unterbricht das Impedanzelement 50 und kann einen unterbrochenen Stromkreis in der Abfallschaltung 270 erzeugen. Der Operationsverstärker 222 und die Mehrzahl von Operationsverstärker-Widerständen definieren die Komparatorschaltung 290, die die unterbrochene Schaltung detektiert, und liefern das Wellensignal an die A/D-Schaltung 230, die angibt, dass das Impedanzelement 50 unterbrochen ist und somit sich der lösliche Stopfen aufgelöst hat. Die Mehrzahl von Widerständen 215 kann einen gleichen Widerstand aufweisen, um die Abfallschaltung 270 in Ausgleich zu halten. Die Komparatorschaltung 290 kann über jeden der Mehrzahl von Widerständen 215 angeordnet werden, wie in den 9A und 9B gezeigt ist.
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Die Abfallschaltung 270 kann auch mit einem Kurzschluss anstatt dem unterbrochenen Stromkreis des Impedanzelements 50 angeben, dass sich der lösliche Stopfen aufgelöst hat. Bezugnehmend auf 3 könnten die erste Leitung 40 und die zweite Leitung 45 einfach in dem Hohlraum 20 enden, und das Impedanzelement 50, wie in den 9A und 9B gezeigt ist, wären ein unterbrochener Stromkreis. Die Stoppeinrichtung 70 kann aus rostfreiem Stahl bestehen. Wenn sich der lösliche Stopfen 15 löst, wird die Stoppeinrichtung 70 in Richtung auf den Einlass 30 geschoben und verbindet die erste Leitung 40 elektrisch mit der zweiten Leitung 45 und schafft damit den Kurzschluss. Die Komparatorschaltung 290 würde. den Kurzschluss detektieren und das Wellensignal an die A/D-Schaltung 230 liefern, die angibt, dass die erste Leitung 40 und die zweite Leitung 45 elektrisch verbunden sind und sich damit der lösliche Stopfen gelöst hat.
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Es sei zu verstehen, dass der erste Komponentensatz 160 in dem Hohlraum 20 angeordnet oder mit dem Träger 25 gekoppelt sein kann. Die Hilfs-Messeinrichtung 250, die Mehrzahl von Widerständen 215 und/oder der variable Widerstand 217 können auf eine Leiterplatte, den löslichen Stopfen 15 oder innerhalb des Trägers 25 in dem Hohlraum 20 gedruckt sein. Ferner können die Hilfs-Messeinrichtung 250, die Mehrzahl von Widerständen 205 und/oder der variable Widerstand 217 mit dem Äußeren des Trägers 25 gekoppelt sein.
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10 zeigt eine Mehrzahl von Batterien 300, die in einem Batteriegehäuse 305 einer flüssigkeitsgekühlten Batteriepackung 310 angeordnet sind. Ein flüssiges Kühlmittel (das Kühlmittel) strömt durch einen Kühlmittelkreislauf ”C” um das Batteriegehäuse 305, um eine Temperatur der flüssigkeitsgekühlten Batteriepackung 310 zu kühlen und beizubehalten. Der Kühlkreislauf ”C”, der ein Einhausungsgefäß 303 umfasst, koppelt mit einem Kühleinlass 301 und einem Kühlauslass 302 und umschließt das Batteriegehäuse 305. Ein Ablassauslass 325 kann an beliebiger Stelle entlang des Batteriegehäuses 305 angeordnet sein und braucht nicht zurück in den Kühlkreislauf ”C” abzulassen. Der Ablassstopfen 10 kann in dem Ablassauslass 325 angeordnet sein und das flüssige Kühlmittel von dem Batteriegehäuse 305 in dem Falle einer Leckage Ablassen. Wenn das Kühlmittel in das Batteriegehäuse eindringt, kann der lösliche Stopfen 15 von 2 in dem Ablassstopfen 10 beginnen, sich teilweise aufzulösen, wenn er fluidtechnisch mit dem Kühlmittel gekoppelt ist, und ermöglichen, dass ein Anteil des Kühlmittels zwischen dem Batteriegehäuse 305 und dem Ablassauslass 325 strömt. Bei einigen Ausführungsformen kann die Mehrzahl von Batterien Lithiumionenbatterien sein.
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Es wird angemerkt, dass Begriffe wie ”bevorzugt”, ”üblicherweise” und ”typisch” hier nicht benutzt werden, um den Umfang der beanspruchten Erfindung einzuschränken oder zu implizieren, dass gewisse Merkmale entscheidend, wesentlich oder auch wichtig für die Struktur oder Funktion der beanspruchten Erfindung sind. Vielmehr sind diese Begriffe lediglich dazu gedacht, alternative oder zusätzliche Merkmale hervorzuheben, die in einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden können oder nicht. Gleichermaßen sei für die Zwecke der Beschreibung und Definition der vorliegenden Erfindung angemerkt, dass der Begriff ”Vorrichtung” hier dazu verwendet ist, eine Kombination von Komponenten und einzelnen Komponenten zu repräsentieren, ungeachtet dessen, ob die Komponenten mit anderen Komponenten kombiniert sind. Beispielsweise kann eine ”Vorrichtung” gemäß der vorliegenden Erfindung eine elektrochemische Umwandlungsbaugruppe oder Brennstoffzelle, wie auch einen größeren Aufbau (wie ein Fahrzeug), der eine elektrochemische Umwandlungsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält, umfassen. Darüber hinaus wird der Begriff ”im Wesentlichen” hier dazu verwendet, den inhärenten Grad an Unsicherheit zu repräsentieren, der einem quantitativen Vergleich, einem Wert, einer Messung oder anderen Darstellung zu eigen sein kann. Somit kann er den Grad repräsentieren, um den eine quantitative Darstellung von einer festgelegten Referenz abweichen kann, ohne in einer Änderung der Grundfunktion des betreffenden Gegenstandes zu resultieren.
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Mit der detaillierten Beschreibung der Erfindung und durch Bezugnahme auf spezifische Ausführungsformen derselben wird offensichtlich, dass Modifikationen und Abwandlungen ohne Abweichung vom Schutzumfang der Erfindung, der in den angefügten Ansprüchen definiert ist, möglich sind. Genauer ist in Betracht zu ziehen, dass, obwohl einige Aspekte der vorliegenden Erfindung hier als bevorzugt oder besonders vorteilhaft angegeben sind, die vorliegende Erfindung nicht notwendigerweise auf diese bevorzugten Aspekte der Erfindung beschränkt ist.
