-
Die Erfindung betrifft ein Batteriegehäuse nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1, eine Batterie und ein Fahrzeug mit zumindest einer Batterie.
-
Aus dem Stand der Technik ist, wie in der
DE 10 2013 204 585 A1 beschrieben, ein Batteriepack mit Überdruckablassvorrichtung und Partikelabscheider bekannt. Dieser Batteriepack zur Verwendung in Elektro- oder Hybridkraftfahrzeugen weist für einen Entgasungsfall, bei dem eine einzelne Batteriezelle über einen Überdruckmechanismus Gas aus ihrem Inneren freisetzt, in seinem Batteriepack-Gehäuse einen Freiraum auf, in den hinein sich das freigesetzte Gas entspannen kann und dabei seine Temperatur und seinen Druck reduzieren kann. Anschließend wird das Gas durch eine Überdruckablassvorrichtung aus dem Inneren des Batteriepack-Gehäuses nach außen freigesetzt. Das Gas durchströmt dabei einen in der Überdruckablassvorrichtung vorgesehenen Partikelabscheider. In dem Gas enthaltene Partikel können dabei beim Durchströmen des Partikelabscheiders herausgefiltert werden.
-
In der
DE 10 2013 207 398 A1 wird ein Druckausgleichselement mit mindestens einem durch einen Druckausgleichselementkörper verlaufenden Lüftungskanal beschrieben. Der mindestens eine Lüftungskanal ist von einem Gas oder Luft durchströmt und umfasst eine Eintrittsöffnung und eine Austrittsöffnung. In den mindestens einen Lüftungskanal ist ein Absorberelement integriert.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Batteriegehäuse für eine Batterie, eine Batterie mit einem solchen Batteriegehäuse und ein Fahrzeug mit mindestens einer solchen Batterie anzugeben.
-
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Batteriegehäuse mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine Batterie mit den Merkmalen des Anspruchs 6 und ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 8.
-
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
Ein Batteriegehäuse für eine Batterie umfasst zumindest eine Vorrichtung zur Verringerung eines Innendrucks. Erfindungsgemäß umfasst das Batteriegehäuse mehrere Kanäle, welche sich jeweils zwischen einem Innenraum des Batteriegehäuses und der zumindest einen Vorrichtung zur Verringerung des Innendrucks erstrecken.
-
Das Batteriegehäuse für die Batterie, d. h. für einen elektrochemischen Energiespeicher, ist zur Aufnahme einer Mehrzahl elektrisch seriell und/oder parallel miteinander verschalteter Einzelzellen der Batterie vorgesehen. Derartige Batterien, welche zweckmäßigerweise als so genannte Hochvolt-Batterien ausgebildet sind, sind insbesondere als Traktionsbatterien für Fahrzeuge zur Speicherung elektrischer Antriebsenergie für mindestens einen elektrischen Antriebsmotor des Fahrzeugs vorgesehen. Tritt bei den Einzelzellen einer solchen Batterie eine Fehlfunktion auf, beispielsweise aufgrund einer thermischen und/oder elektrischen Überlastung und/oder aufgrund eines Kurzschlusses, erhöht sich ein Zellinnendruck der jeweiligen Einzelzelle, bis sich ein Zellgehäuse öffnet und dadurch Substanzen, insbesondere Fluide, beispielsweise Gase und/oder Flüssigkeiten und zum Beispiel auch Partikel aus der jeweiligen Einzelzelle, in den Innenraum des Gehäuses entweichen. Dadurch erhöht sich der Innendruck im Batteriegehäuse.
-
Um ein unkontrolliertes Bersten des Batteriegehäuses aufgrund des erhöhten Innendrucks und ein daraus resultierendes unkontrolliertes Entweichen dieser Substanzen in eine äußere Umgebung zu vermeiden, weist das Batteriegehäuse die zumindest eine Vorrichtung zur Verringerung des Innendrucks auf, welche beispielsweise als Ventil, Berstöffnung oder Klappe ausgebildet ist. Diese Vorrichtung zur Verringerung des Innendrucks wird aufgrund ihrer Funktion, das Bersten des Batteriegehäuses zu verhindern, auch als Berstschutzelement bezeichnet. Bei Erreichen oder Überschreiten eines vorgegebenen Innendruckgrenzwertes öffnet die Vorrichtung zur Verringerung des Innendrucks, so dass die Substanzen oder zumindest einige dieser Substanzen, insbesondere Gase, kontrolliert aus dem Innenraum des Batteriegehäuses in die äußere Umgebung des Batteriegehäuses entweichen können.
-
Dabei wird durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Batteriegehäuses derart, dass für die zumindest eine Vorrichtung zur Verringerung des Innendrucks mehrere Kanäle vorgesehen sind, welche zu dieser Vorrichtung zur Verringerung des Innendrucks führen, die Gefahr einer Verstopfung oder Blockade beispielsweise durch mitgeführte Partikel vermieden oder zumindest erheblich reduziert. Da eine Mehrzahl von Kanälen vorgesehen sind, können ein oder mehrere Kanäle durch die Partikel verstopft werden, ohne dadurch die Verringerung des Innendrucks zu stark zu beeinträchtigen oder zu verhindern. Diese Verringerung des Innendrucks wäre zweckmäßigerweise nur dann nicht mehr sichergestellt, wenn alle Kanäle vollständig verstopft wären. Aufgrund der Mehrzahl vorhandener Kanäle ist dieses Risiko jedoch gegenüber dem Stand der Technik mit nur einem Kanal erheblich reduziert.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
-
Dabei zeigen:
-
1 schematisch eine Längsschnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Batterie,
-
2 schematisch eine teiltransparente Seitenansicht des ersten Ausführungsbeispiels der Batterie,
-
3 schematisch eine Querschnittdarstellung eines Gehäusewandbereichs des ersten Ausführungsbeispiels der Batterie,
-
4 schematisch eine Längsschnittdarstellung eines Teilbereichs des ersten Ausführungsbeispiels der Batterie,
-
5 schematisch eine Querschnittdarstellung des ersten Ausführungsbeispiels der Batterie,
-
6 schematisch eine Querschnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Batterie,
-
7 schematisch eine Längsschnittdarstellung eines Teilbereichs des zweiten Ausführungsbeispiels der Batterie,
-
8 schematisch eine Schnittdarstellung des zweiten Ausführungsbeispiels der Batterie entlang einer horizontalen Schnittebene,
-
9 schematisch eine Schnittdarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels der Batterie entlang einer horizontalen Schnittebene, und
-
10 schematisch ein Gehäusewandbereich des dritten Ausführungsbeispiels der Batterie.
-
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
-
Die 1 bis 5 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel, die 6 bis 8 ein zweites Ausführungsbeispiel und die 9 und 10 ein drittes Ausführungsbeispiel einer Batterie 1 bzw. von Komponenten der Batterie 1.
-
Die Batterie 1 umfasst in allen dargestellten Ausführungsbeispielen ein Batteriegehäuse 2 und zumindest einen in einem Innenraum des Batteriegehäuses 2 angeordneten Zellblock 3 aus einer Mehrzahl elektrisch seriell und/oder parallel miteinander verschalteter Einzelzellen. Diese Batterie 1 ist als ein elektrochemischer Energiespeicher ausgebildet, beispielsweise in Form einer so genannten Hochvoltbatterie als eine Traktionsbatterie für ein nicht näher dargestelltes Fahrzeug, welche zur Speicherung elektrischer Antriebsenergie für mindestens einen elektrischen Antriebsmotor des Fahrzeugs vorgesehen ist.
-
Das Fahrzeug, welches mindestens eine solche Batterie 1 aufweist, ist beispielsweise als ein Elektrofahrzeug oder als ein Hybridfahrzeug ausgebildet. Ein als Hybridfahrzeug ausgebildetes Fahrzeug kann neben dem zumindest einen elektrischen Antriebsmotor beispielsweise einen Verbrennungsmotor und/oder zumindest eine Brennstoffzelle aufweisen. Der Verbrennungsmotor kann dabei zum Antrieb des Fahrzeugs und/oder zum Antrieb eines elektrischen Generators vorgesehen sein, mittels welchem elektrische Energie zum elektrischen Laden der zumindest einen Batterie 1 und/oder zur elektrischen Energieversorgung des zumindest einen elektrischen Antriebsmotors des Fahrzeugs erzeugbar ist. Die zumindest eine Brennstoffzelle erzeugt elektrische Energie zum elektrischen Laden der Batterie 1 und/oder zur elektrischen Energieversorgung des zumindest einen elektrischen Antriebsmotors des Fahrzeugs.
-
Das Batteriegehäuse 2 der Batterie 1, welches eine Mehrzahl von Gehäusewänden aufweist, umfasst in allen dargestellten Ausführungsbeispielen zumindest eine Vorrichtung 4 zur Verringerung eines Innendrucks im Innenraum des Batteriegehäuses 2 und mehrere Kanäle 5, welche sich jeweils zwischen dem Innenraum des Batteriegehäuses 2 und dieser Vorrichtung 4 zur Verringerung des Innendrucks erstrecken. Die Vorrichtung 4 zur Verringerung des Innendrucks ist beispielsweise als ein Ventil, als eine Berstöffnung, als eine Klappe, als eine wiederverschließbare Berstscheibe, als ein zerstörbarer Membranverschluss oder als ein aufreißbarer Batteriegehäusebereich mit einer lokalen Schwächung, die bei einem erhöhten Innendruck zum Bruch führt, ausgebildet.
-
Ein erhöhter Innendruck im Batteriegehäuse 2, welcher mittels der zumindest einen Vorrichtung 4 zur Verringerung des Innendrucks auf kontrollierte Weise zumindest auf einen zulässigen Grenzwert verringerbar ist, resultiert beispielsweise aus einer Fehlfunktion einer oder mehrerer Einzelzellen des zumindest einen Zellblocks 3. Derartige Fehlfunktionen sind beispielsweise eine thermische und/oder elektrische Überlastung und/oder ein Kurzschluss. Bei einer solchen Fehlfunktion erhöht sich ein Zellinnendruck der jeweiligen Einzelzelle, bis sich ein Zellgehäuse öffnet und dadurch Substanzen, insbesondere Fluide, beispielsweise Gase, im Folgenden als Ventinggas G bezeichnet, und/oder Flüssigkeiten und zum Beispiel auch Partikel P aus der jeweiligen Einzelzelle in den Innenraum des Batteriegehäuses 2 entweichen und zur Erhöhung des Innendrucks im Batteriegehäuse 2 führen.
-
Durch die zumindest eine Vorrichtung 4 zur Verringerung des Innendrucks wird ein unkontrolliertes Bersten des Batteriegehäuses 2 aufgrund des erhöhten Innendrucks und ein daraus resultierendes unkontrolliertes Entweichen dieser Substanzen in eine äußere Umgebung vermieden. Aufgrund dieser Funktion wird die Vorrichtung 4 zur Verringerung des Innendrucks auch als Berstschutzelement bezeichnet. Bei Erreichen oder Überschreiten eines vorgegebenen Innendruckgrenzwertes öffnet diese Vorrichtung 4 zur Verringerung des Innendrucks, so dass die Substanzen oder zumindest einige dieser Substanzen, insbesondere das Ventinggas G, kontrolliert aus dem Innenraum des Batteriegehäuses 2 in die äußere Umgebung des Batteriegehäuses 2 entweichen können.
-
Durch die Mehrzahl von Kanälen 5, welche zu der zumindest einen Vorrichtung 4 zur Verringerung des Innendrucks führen, wird dabei die Gefahr einer Verstopfung oder Blockade beispielsweise durch mitgeführte Partikel P, welche vom aus dem Batteriegehäuse 2 ausströmende Ventinggas G mitgerissen werden, vermieden oder zumindest erheblich reduziert. Es können somit beispielsweise ein oder mehrere der Kanäle 5 durch die Partikel P verstopft werden, ohne dadurch die Verringerung des Innendrucks zu stark zu beeinträchtigen oder zu verhindern. Die Funktion der Vorrichtung 4 zur Verringerung des Innendrucks bleibt zweckmäßigerweise erhalten, solange nicht alle Kanäle 5 verstopft sind.
-
Die Kanäle 5 sind zweckmäßigerweise jeweils in und/oder an zumindest einer der Gehäusewände des Batteriegehäuses 2 ausgebildet, in den hier dargestellten Ausführungsbeispielen jeweils in und/oder an einer Gehäuseseitenwand 6. Dabei sind die Kanäle 5 vorteilhafterweise derart ausgebildet, dass sie im Wesentlichen vertikal in und/oder an der Gehäusewand verlaufen, wobei ein dem Innenraum des Batteriegehäuses 2 zugewandter Eingang E der Kanäle 5 in einem oberen Bereich des Batteriegehäuses 2 ausgebildet ist. Dadurch wird eine Ablagerung von Partikeln P und Flüssigkeiten auf einem Innenraumboden des Batteriegehäuses 2 ermöglicht und deren Eintritt in die Kanäle 5 zumindest erschwert. Ein einer äußeren Umgebung des Batteriegehäuses 2 zugewandter Ausgang A der Kanäle 5 ist dann zweckmäßigerweise in einem unteren Bereich des Batteriegehäuses 2 ausgebildet. Zudem werden durch diese Ausbildung und Anordnung der Kanäle 5 ein langer Führungsweg des Ventinggases G entlang der Gehäusewand und dadurch eine Kühlung des Ventinggases G und zudem durch die mehrfache Umlenkung des Ventinggases G in die Kanäle 5 hinein und aus den Kanälen 5 heraus eine Druckbedämpfung erreicht, d. h. es wird ein Druckverlust des Ventinggases G während des Durchströmens der Kanäle 5 und bis zum Austritt aus der Vorrichtung 4 zur Verringerung des Innendrucks erreicht.
-
Zweckmäßigerweise ist am Eingang E der Kanäle 5 zumindest eine Partikelrückhalteeinheit 9 angeordnet, um Partikel P, welche die Kanäle 5 verstopfen könnten, und/oder Partikel P, die klein genug wären, um sowohl die Kanäle 5 als auch die Vorrichtung 4 zur Verringerung des Innendrucks zu passieren, welche jedoch nicht in die äußere Umgebung des Batteriegehäuses 2 gelangen sollen, zurückzuhalten. Diese Partikelrückhalteeinheit 9 ist beispielsweise als ein Filterelement ausgebildet.
-
Zur Ausbildung der Kanäle 5 werden beispielsweise stranggepressten Gehäuseteile verwendet, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß den 1 bis 5 gezeigt.
-
Die hier dargestellte Batterie 1 umfasst das Batteriegehäuse 2 und den darin angeordneten Zellblock 3 mit den Einzelzellen, wobei eines oder mehrere Gehäuseteile Hohlräume aufweisen, welche die Kanäle 5 zur Führung der aus dem Batteriegehäuse 2 abzuleitenden Substanzen, insbesondere des Ventinggases G, zur Vorrichtung 4 zur Verminderung des Innendrucks bilden. Im dargestellten Beispiel ist dieses Gehäuseteil die Gehäuseseitenwand 6. In 3 ist diese als Strangpressprofil ausgebildete Gehäuseseitenwand 6 im Querschnitt dargestellt. Um einen unkontrollierten Austritt nach oben und nach unten aus den Kanälen 5 zu vermeiden, sind Stirnseiten der Kanäle 5 mittels einer auf einer oberen Stirnseite der Gehäuseseitenwand 6 aufliegenden als Deckelelement 7 ausgebildeten Gehäusewand des Batteriegehäuses 2 und mittels einer auf einer unteren Stirnseite der Gehäuseseitenwand 6 aufliegenden als Bodenelement 8 ausgebildeten Gehäusewand des Batteriegehäuses 2 verschlossen.
-
Dargestellt sind hier, wie auch in den beiden anderen Ausführungsbeispielen, ebenfalls die aufgrund einer Überlastung einer oder mehrerer der Einzelzellen freigesetzten Substanzen, insbesondere das Ventinggas G und die Partikel P. Die Partikel P werden durch das Ventinggas G mitgerissen und können eine Öffnung im Batteriegehäuse 2, welche mittels der Vorrichtung 4 zur Verringerung des Innendrucks verschlossen und bei Erreichen oder Überschreiten des vorgegebenen Innendruckgrenzwertes zu öffnen ist, sowie auch diese Vorrichtung 4 zur Verringerung des Innendrucks blockieren, d. h. beispielsweise derart verstopfen, dass kein Ventinggas G entweichen kann. Diese Gefahr wird durch die Mehrzahl von Kanälen 5 vermieden oder zumindest erheblich reduziert. Des Weiteren ist, wie bereits erwähnt, in einer vorteilhaften Ausführungsform zumindest eine Partikelrückhalteeinheit 9 vorgesehen, welche beispielsweise als ein Vorbauelement zur Partikelblockade ausgebildet ist und welche zweckmäßigerweise am dem Innenraum des Batteriegehäuses 2 zugewandten Eingang E der Kanäle 5 angeordnet ist. Die Partikelrückhalteeinheit 9 ist lediglich im ersten und zweiten Ausführungsbeispiel dargestellt, kann jedoch auch im in den 9 und 10 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel vorgesehen sein.
-
Im in den 1 bis 5 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel wird zur Freilegung der inneren Hohlräume im beispielsweise als Strangpressprofil ausgebildeten Gehäuseteil, hier in der Gehäuseseitenwand 6, in zwei voneinander getrennten Bereichen des Gehäuseteils, im dargestellten Beispiel in einem oberen Bereich und in einem unteren Bereich, ein Teil des Gehäuseteils beispielsweise durch spanende Bearbeitung derart entfernt, dass die Kanäle 5 in diesen Bereichen seitlich geöffnet sind, zweckmäßigerweise derart, dass die seitlichen Öffnungen in entgegengesetzte Richtungen weisen, d. h. eine Öffnung in Richtung des Innenraums des Batteriegehäuses 2 und die andere Öffnung nach außen. Beispielsweise wird das Gehäuseteil hierzu angeschnitten oder aufgeschnitten, zum Beispiel bis zum halben Durchmesser der Kanäle 5.
-
Zweckmäßigerweise ist dabei im oberen Bereich die in den Innenraum weisende seitliche Öffnung ausgebildet und im unteren Bereich die nach außen weisende seitliche Öffnung. Dadurch wird, wie bereits beschrieben, eine Ablagerung von Partikeln P und Flüssigkeiten auf dem Innenraumboden des Batteriegehäuses 2 ermöglicht und deren Eintritt in die Kanäle 5 zumindest erschwert. Die in den Innenraum weisende seitliche Öffnung bildet dann den Eingang E der Kanäle 5, auf und/oder in welchem die Partikelrückhalteeinheit 9 angeordnet ist. In diesen Eingang E der Kanäle 5 kann nun das Ventinggas G einströmen, so dass die Kanäle 5 zur Gasführung des Ventinggases G genutzt werden können.
-
Vorzugsweise ist ein Querschnitt der Kanäle 5 derart ausgebildet, beispielsweise kreisförmig, rechteckig, oval oder vieleckig oder als Freiform, dass nur solche Partikel P die Kanäle 5 passieren können, die nicht zu einer Verstopfung der Vorrichtung 4 zur Verringerung des Innendrucks führen können. Zweckmäßigerweise sind die Kanäle 5, deren Eingang E und die vorteilhafterweise vorhandene Partikelrückhalteinheit 9 derart ausgebildet, dass die mit dem aus dem Batteriegehäuse 2 ausströmenden Ventinggas G mitgerissenen Partikel P aufgrund ihrer Größe und/oder ihres Gewichts die Kanäle 5 nicht passieren können oder durch die vorteilhafterweise vorhandene Partikelrückhalteeinheit 9 zurückgehalten werden oder derart klein sind, dass sie zwar die Kanäle 5 passieren können, dann jedoch auch die Vorrichtung 4 zur Verringerung des Innendrucks passieren können und diese somit nicht blockieren.
-
Die nach außen weisende seitliche Öffnung bildet den Ausgang A der Kanäle 5 und zudem die Öffnung im Batteriegehäuse 2, die mittels der Vorrichtung 4 zur Verringerung des Innendrucks verschlossen und bei Erreichen oder Überschreiten des vorgegebenen Innendruckgrenzwertes zu öffnen ist. Zur abgedichteten Anordnung der Vorrichtung 4 zur Verringerung des Innendrucks auf dieser nach außen weisenden seitlichen Öffnung ist zweckmäßigerweise ein Abschlusselement 10 vorgesehen, welches auf der nach außen weisenden seitlichen Öffnung angeordnet ist und auf welchem die Vorrichtung 4 zur Verringerung des Innendrucks angeordnet ist. Dieses Abschlusselement 10 bildet somit einen Adapter zur Verbindung der beispielsweise breiteren Kanalstruktur der Kanäle 5 mit der kleineren Vorrichtung 4 zur Verringerung des Innendrucks, deren Durchmesser im dargestellten Beispiel wesentlich geringer ist als die Breite der Kanalstruktur, wie in 2 gezeigt.
-
In 2, welche eine teiltransparente Seitenansicht der Batterie 1 mit der Gehäuseseitenwand 6 zeigt, in welcher die Kanäle 5 ausgebildet sind, ist der Kanalverlauf zum Abschlusselement 10, auf welchem die Vorrichtung 4 zur Verringerung des Innendrucks angeordnet ist, zu erkennen. Hierbei ist auch ersichtlich, dass alle dargestellten Kanäle 5 zur Vorrichtung 4 zur Verringerung des Innendrucks führen.
-
In allen dargestellten Beispielen weist das Batteriegehäuse 2 nur eine solche Vorrichtung 4 zur Verringerung des Innendrucks auf. Es können in anderen Ausführungsformen jedoch auch mehrere solcher Vorrichtungen 4 zur Verringerung des Innendrucks vorgesehen sein, wobei dann zweckmäßigerweise zu jeder Vorrichtung 4 zur Verringerung des Innendrucks mehrere Kanäle 5 führen.
-
Das Ventinggas G wird somit sowohl im in den 1 bis 5 dargestellten Beispiel als auch in den beiden anderen Beispielen, welche in den 6 bis 10 dargestellt sind und im Folgenden noch näher erläutert werden, vom Eingang E in den jeweiligen Kanal 5 bis zur Vorrichtung 4 zur Verringerung des Innendrucks durch den jeweiligen im Batteriegehäuse 2 ausgebildeten Kanal 5 geführt. Durch diese Führung des Ventinggases G im Kanal 5 wird des Weiteren eine Kühlung des Ventinggases G erreicht. Somit ist eine Eintrittstemperatur des Ventinggases G am Eingang E des jeweiligen Kanals 5 höher als eine Austrittstemperatur, mit welcher das Ventinggas G über die Vorrichtung 4 zur Verringerung des Innendrucks aus dem Batteriegehäuse 2 austritt. Durch die Abkühlung des Ventinggases G wird seine Entflammbarkeit erschwert.
-
Eine Kühlleistung ist dabei abhängig von einer thermischen Masse des Gehäuseteils, in welchem die Kanäle 5 ausgebildet sind, in den dargestellten Beispielen gemäß der 1 bis 10 also abhängig von der thermischen Masse der Gehäuseseitenwand 6. Zusätzlich kann in allen dargestellten Beispielen eine hier nicht gezeigte aktive oder passive Kühleinrichtung zur Kühlung dieses Gehäuseteils vorgesehen sein, welche mit den Kanälen 5 thermisch gekoppelt ist.
-
Alternativ oder zusätzlich kann beispielsweise auch eine Gegenstromkühlung vorgesehen sein. Dabei werden nicht alle Kanäle 5 zur Ventinggasführung genutzt, sondern zu einem jeweiligen Kanal 5 zur Ventinggasführung benachbarte Kanäle 5 werden als Kühlmediumkanäle genutzt, durch welche ein Kühlmedium geleitet wird. Bei nebeneinander angeordneten Kanälen 5 wird dann somit vorzugsweise ein Kanal 5 zur Ventinggasführung, der nächste Kanal 5 zur Kühlmediumführung und der nächste Kanal 5 wieder zur Ventinggasführung genutzt usw. Auf diese Weise wird eine besonders effektive Kühlung des Ventinggases G vor dem Austritt aus dem Batteriegehäuse 2 erreicht.
-
Durch die mehrfache Umlenkung des Gasstromes des Ventinggases G wird des Weiteren, wie oben bereits erwähnt, eine Druckbedämpfung erreicht, d. h. es wird ein Druckverlust des Ventinggases G während des Durchströmens der Kanäle 5 und bis zum Austritt aus der Vorrichtung 4 zur Verringerung des Innendrucks erreicht. Auch dies gilt für alle in den 1 bis 10 dargestellten Ausführungsbeispiele.
-
Das in den 6 bis 8 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel der Batterie 1 ist ähnlich ausgebildet wie das erste Ausführungsbeispiel gemäß den 1 bis 5 und weist insbesondere die oben geschilderten Vorteile bezüglich Gasführung, Partikelrückhaltung, Gaskühlung und Gasdruckbedämpfung auf. Insbesondere ist auch hier die Vorrichtung 4 zur Verringerung des Innendrucks vorgesehen, zu welcher eine Mehrzahl von Kanälen 5 aus dem Innenraum des Batteriegehäuses 2 führen. Allerdings sind hier die Kanäle 5 anders ausgebildet als im ersten Ausführungsbeispiel. Das Gehäuseteil, in welchem hier die Kanäle 5 ausgebildet sind, auch hier eine Gehäuseseitenwand 6, ist wellenförmig profiliert ausgebildet, ähnlich einem Wellblech. Dabei kann die Wellenform abgerundet oder, wie im dargestellten Beispiel, eckig ausgebildet sein, so dass sich Kanäle 5 mit einem im Wesentlichen rechteckigen, beispielsweise quadratischen, Querschnitt ergeben. Auch andere Wellenformen sind möglich. Zur Ausbildung geschlossener Kanalbereiche sind die Kanäle 5 außerhalb des Bereichs, welcher als dem Innenraum zugewandter Eingang E der Kanäle 5 vorgesehen ist und in welchen das Ventinggas G einströmt, durch ein aufgesetztes Verschlusselement 11 verschlossen. Somit weist das Batteriegehäuse 2 auch in diesem Ausführungsbeispiel aufgrund des Verschlusselementes 11 Hohlräume auf, welche als Kanäle 5 zur Führung des Ventinggases G dienen.
-
Zur Öffnung dieser Hohlräume, d. h. der Kanäle 5, nach außen, um den Ausgang A auszubilden, ist ein Profildurchbruch 12 erforderlich, d. h. zumindest eine Öffnung in einer Seitenwand jedes Kanals 5, durch welche das Ventinggas G in eine nach außen geöffnete Vertiefung 13 des Wellenprofils einströmen kann. Für eine abgedichtete Anbindung der Vorrichtung 4 zur Verringerung des Innendrucks ist zweckmäßigerweise in dieser nach außen geöffneten Vertiefung 13 ein Dichtelement 14 angeordnet, welches derart abdichtet, dass das aus den Kanälen 5 in die nach außen geöffnete Vertiefung 13 einströmende Ventinggas G nur durch die Vorrichtung 4 zur Verringerung des Innendrucks hindurchströmen kann. Zwischen dem Dichtelement 14 und der Vorrichtung 4 zur Verringerung des Innendrucks kann des Weiteren, wie in den 7 und 8 gezeigt, auch in diesem Ausführungsbeispiel das Abschlusselement 10 angeordnet sein.
-
Um eine verbesserte Verbindung der Vorrichtung 4 zur Verringerung des Innendrucks zu ermöglichen, kann für das Gehäuseteil, in und/oder an welchem die Kanäle 5 ausgebildet sind, in den hier dargestellten Beispielen für die Gehäuseseitenwand 6, eine Profilform vorgesehen sein, die lediglich in Richtung des Innenraums des Batteriegehäuses 2 eine Profilierung aufweist, wie im dritten Ausführungsbeispiel gemäß den 9 und 10 gezeigt. Eine Außenseite dieses Gehäuseteils ist flach, d. h. unprofiliert, ausgebildet. Dadurch kann die Vorrichtung 4 zur Verringerung des Innendrucks auf einfache Weise abgedichtet angeordnet werden, beispielsweise ebenfalls mittels des zwischen der Vorrichtung 4 zur Verringerung des Innendrucks und der Außenseite des Gehäuseteils angeordneten Abschlusselements 10. Ein solches Gehäuseteil kann beispielsweise als eine Platte mit Rippen oder Stegen 15 ausgebildet sein, wie in 10 gezeigt, beispielsweise als ein Formbauteil. Diese Ausbildung des Gehäuseteils des Batteriegehäuses 2 kann sinnvoll sein, wenn das Gehäuseteil beispielsweise mittels eines Druckgussverfahrens herstellbar ist.
-
Um die Hohlräume zur Führung des Ventinggases G auszubilden, d. h. die Kanäle 5 außerhalb von deren Eingang E zu verschließen, ist auch hier ein Verschlusselement 11 vorgesehen, welches in diesem Ausführungsbeispiel auf die Stege 15 oder Rippen oder ähnliche eine Profilierung der Innenseite des Gehäuseteils bildende Elemente aufgesetzt ist. Zur Zuführung des Ventinggases G zur Vorrichtung 4 zur Verringerung des Innendrucks weist das Gehäuseteil Plattendurchbrüche 16 auf, welche sich von der Innenseite des jeweiligen Kanals 5 zur Außenseite des Gehäuseteils erstrecken, wobei die Vorrichtung 4 zur Verringerung des Innendrucks auf der Außenseite des Gehäuseteils auf diesen Plattendurchbrüchen 16 angeordnet ist, im dargestellten Beispiel mittels des Abschlusselementes 10.
-
Zusätzlich können auch die Stege 15 oder Rippen Durchbrüche 17 aufweisen, so dass die Kanäle 5 untereinander verbunden sind. In diesem Fall kann es auch vorgesehen sein, dass nicht jeder Kanal 5 einen Plattendurchbruch 16 aufweist, sondern nur einige der Kanäle 5, beispielsweise nur ein oder mehrere mittlere Kanäle 5, um auf diese Weise das über eine breite Kanalstruktur aus mehreren nebeneinander angeordneten Kanälen 5 strömende Ventinggas G zu der Vorrichtung 4 zur Verringerung des Innendrucks zu leiten, deren Durchmesser wesentlich geringer ist als die Breite der Kanalstruktur.
-
Die Bedämpfung des Drucks des Ventinggases G sowie die Abkühlung des Ventinggases G erfolgen bei dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß den 6 bis 8 und bei dem dritten Ausführungsbeispiel gemäß den 9 und 10 zweckmäßigerweise unmittelbar am als Formteil ausgebildeten Gehäuseteil, welches mit seiner thermischen Masse und seiner Kanalführung zu einer mehrfachen Änderung der Strömungsrichtung des Ventinggases G führt, wodurch die Druckbedämpfung und ein guter Wärmeübergang erreicht ist.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Batterie
- 2
- Batteriegehäuse
- 3
- Zellblock
- 4
- Vorrichtung
- 5
- Kanal
- 6
- Gehäuseseitenwand
- 7
- Deckelelement
- 8
- Bodenelement
- 9
- Partikelrückhalteeinheit
- 10
- Abschlusselement
- 11
- Verschlusselement
- 12
- Profildurchbruch
- 13
- Vertiefung
- 14
- Dichtelement
- 15
- Steg
- 16
- Plattendurchbruch
- 17
- Durchbruch
- A
- Ausgang
- E
- Eingang
- G
- Ventinggas
- P
- Partikel
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102013204585 A1 [0002]
- DE 102013207398 A1 [0003]
