DE102015201533A1

DE102015201533A1 - Housing for a pressure sensor, pressure sensor, battery cell and method for producing a housing for a pressure sensor

Info

Publication number: DE102015201533A1
Application number: DE102015201533.5A
Authority: DE
Inventors: Christian Doering; Nicola Mingirulli; Dieter Holz; Fabian Henrici
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2015-01-29
Filing date: 2015-01-29
Publication date: 2016-08-18

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse (102) für einen Drucksensor (100). Das Gehäuse (102) umfasst ein Bodenelement (104) mit einem Aufnahmebereich (109) zum Aufnehmen zumindest eines Drucksensorelements (110) sowie eine Trennmembran (106) mit einer kappenförmigen Auswölbung (108), wobei die Auswölbung (108) dem Aufnahmebereich (109) gegenüberliegend angeordnet und durch das Bodenelement (104) fluiddicht verschlossen ist.The invention relates to a housing (102) for a pressure sensor (100). The housing (102) comprises a bottom element (104) with a receiving region (109) for receiving at least one pressure sensor element (110) and a separating membrane (106) with a cap-shaped bulge (108), wherein the bulge (108) the receiving region (109) arranged opposite and closed by the bottom element (104) fluid-tight.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Gehäuse für einen Drucksensor, auf einen Drucksensor, auf eine Batteriezelle sowie auf ein Verfahren zum Herstellen eines Gehäuses für einen Drucksensor.The present invention relates to a housing for a pressure sensor, to a pressure sensor, to a battery cell and to a method for producing a housing for a pressure sensor.

Zur Überwachung der Gesundheit und Sicherheit von Batterien und Batteriezellen, insbesondere von Lithium-Schwefel- und Lithium-Ionen-Batterien für Elektrofahrzeuge, werden unter anderem Drucksensoren eingesetzt. Beispielsweise kann ein Betriebszustand der Batterien, d. h. deren Temperatur und Spannung, durch extern angebrachte Sensoren überwacht werden.Pressure sensors are used to monitor the health and safety of batteries and battery cells, in particular lithium-sulfur and lithium-ion batteries for electric vehicles. For example, an operating condition of the batteries, i. H. their temperature and voltage are monitored by externally mounted sensors.

Typische medienbeständige Sensorkonzepte, wie sie beispielsweise in Abgassträngen oder für Getriebeöl eingesetzt werden, können aufgrund der deutlich abweichenden Chemie eines Batterieelektrolyten nicht ohne Weiteres in Batterien verwendet werden. Typical media-resistant sensor concepts, such as those used in exhaust gas lines or for gear oil, can not be readily used in batteries due to the distinctly different chemistry of a battery electrolyte.

Zudem können beim Einbringen neuer Materialien die chemischen Prozesse in der Batteriezelle aufgrund möglicher chemischer Reaktionen mit dem Elektrolyten negativ beeinflusst werden.In addition, when introducing new materials, the chemical processes in the battery cell can be adversely affected due to possible chemical reactions with the electrolyte.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Gehäuse für einen Drucksensor, ein Drucksensor, eine Batteriezelle sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Gehäuses für einen Drucksensor gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.Against this background, a housing for a pressure sensor, a pressure sensor, a battery cell and a method for producing a housing for a pressure sensor according to the main claims are presented with the approach presented here. Advantageous embodiments emerge from the respective subclaims and the following description.

Der hier vorgeschlagene Ansatz schafft ein Gehäuse für einen Drucksensor, wobei das Gehäuse folgende Merkmale aufweist:
ein Bodenelement mit einem Aufnahmebereich zum Aufnehmen zumindest eines Drucksensorelements; und
einer Trennmembran mit einer kappenförmigen Auswölbung, wobei die Auswölbung dem Aufnahmebereich gegenüberliegend angeordnet und durch das Bodenelement fluiddicht verschlossen ist.The approach proposed here provides a housing for a pressure sensor, the housing having the following features:
a bottom member having a receiving portion for receiving at least one pressure sensor element; and
a separating membrane having a cap-shaped bulge, wherein the bulge is arranged opposite the receiving area and sealed fluid-tight by the bottom element.

Unter einem Bodenelement kann beispielsweise ein platten- oder scheibenartiges Element verstanden werden. Das Bodenelement kann aus einem gegen korrosive Flüssigkeiten und Gase beständigen Material gefertigt sein. Unter einem Aufnahmebereich kann ein Bereich des Bodenelements verstanden werden, in dem das Drucksensorelement angeordnet werden kann. Der Aufnahmebereich kann beispielsweise eine Oberfläche des Bodenelements oder eine Vertiefung in dem Bodenelement sein. Unter einem Drucksensorelement kann ein elektronisches Bauelement, beispielsweise ein Halbleiterelement, zum Erfassen eines Drucks in der Auswölbung der Trennmembran verstanden werden. In das Drucksensorelement kann eine Auswerteelektronik integriert sein. Ebenso kann das Drucksensorelement mit einer entsprechenden Auswerteelektronik gekoppelt sein, die ebenfalls von dem Aufnahmebereich aufgenommen werden kann. Eine Trennmembran kann beispielsweise aus einer fluiddichten, flexiblen Folie gefertigt sein. Beispielsweise kann die Folie weniger als 1mm dick, beispielsweise zwischen 20 µm bis 100 µm dick und somit besonders nachgiebig sein.Under a floor element, for example, a plate or disc-like element can be understood. The bottom element may be made of a material resistant to corrosive liquids and gases. A receiving region can be understood as meaning a region of the bottom element in which the pressure sensor element can be arranged. The receiving area may be, for example, a surface of the floor element or a recess in the floor element. A pressure sensor element may be understood to mean an electronic component, for example a semiconductor element, for detecting a pressure in the bulge of the separating diaphragm. In the pressure sensor element, a transmitter can be integrated. Likewise, the pressure sensor element can be coupled to a corresponding evaluation electronics, which can also be received by the receiving area. A separation membrane can be made, for example, from a fluid-tight, flexible film. For example, the film may be less than 1 mm thick, for example between 20 μm to 100 μm thick and thus particularly flexible.

Der hier vorgestellte Ansatz beruht auf der Erkenntnis, dass ein Gehäuse für einen Drucksensor mithilfe einer sehr nachgiebigen, haubenförmigen Trennmembran realisiert werden kann. Die Genauigkeit einer Druckmessung kann unter anderem vom Auslenkverhalten der Trennmembran abhängig sein. The approach presented here is based on the finding that a housing for a pressure sensor can be realized by means of a very flexible, dome-shaped separation membrane. The accuracy of a pressure measurement may depend, among other things, on the deflection behavior of the separation membrane.

Durch eine besonders nachgiebige Trennmembran kann dieser Einfluss so gering gehalten werden, dass er bei der Druckmessung vernachlässigt werden kann.By a particularly flexible separation membrane, this influence can be kept so low that it can be neglected in the pressure measurement.

Lithium-Ionen-Batterien können sich, etwa aufgrund von Produktionsfehlern oder Fehlbehandlungen wie zu hoher Temperatur, Tiefentladung oder Überladung, stark erhitzen. Bei Erwärmung steigt zunächst der Druck in den Batterien an, bevor signifikante Eigenerwärmung auftritt. Auch Nebenreaktionen bzw. ein lokales „Verbrennen“ der Aktivmaterialien durch Kurzschlüsse führt zu einer Gasentwicklung. Zur Verhinderung eines thermischen Durchgehens kann die Sicherheit von Lithium-Ionen-Batterien erhöht werden, indem die Temperatur in der Batterie bzw. der Batterieinnendruck gemessen wird. Da eine Temperaturmessung an mehreren Stellen im Batteriewickel sehr aufwendig sein kann, bietet sich die Messgröße Druck an.Lithium-ion batteries can become very hot, for example due to production errors or incorrect treatments such as high temperature, deep discharge or overcharging. When heated, the pressure in the batteries initially increases, before significant self-heating occurs. Also side reactions or a local "burning" of the active materials by short circuits leads to gas evolution. To prevent thermal runaway, the safety of lithium-ion batteries can be increased by measuring the temperature in the battery or the internal pressure of the battery. Since a temperature measurement at several points in the battery winding can be very expensive, the measured variable pressure is appropriate.

Der hier beschriebene Ansatz ermöglicht nun eine stark vereinfachte Herstellung eines mediengetrennten Drucksensors, indem die Medientrennung durch eine ausgeformte, die Druckmessung nur unwesentlich beeinflussende Trennmembran erfolgt. Dabei können angepasste Materialien zum Schutz des Drucksensors vor verschiedenen, insbesondere aggressiven Medien verwendet werden, womit beispielsweise auf Stahlmembranen mit spezieller Welligkeit verzichtet werden kann. Zudem kann auf herkömmliche Verpackungsmaterialien von Drucksensoren, wie beispielsweise Moldmasse, Leiterplatten, Klebstoffe oder Gele, die sich im Umfeld einer Batteriezelle als problematisch erweisen könnten, verzichtet werden.The approach described here now allows a greatly simplified production of a media-separated pressure sensor by the media separation is carried out by a molded, the pressure measurement only insignificantly affecting separation membrane. In this case, adapted materials can be used to protect the pressure sensor against various, especially aggressive media, which can be dispensed with, for example, steel membranes with special ripple. In addition, can conventional packaging materials of pressure sensors, such as molding compound, printed circuit boards, adhesives or gels, in the environment of a Battery cell could prove problematic, be waived.

Gemäß einer Ausführungsform kann das Bodenelement als eine ebene Platte ausgeführt sein. Dabei kann der Aufnahmebereich durch eine Oberfläche des Bodenelements gebildet sein und ein umlaufender Rand der Trennmembran an die Oberfläche anschließen. Dadurch lässt sich das Gehäuse mit einer möglichst flachen Bauform realisieren.According to one embodiment, the bottom element may be designed as a flat plate. In this case, the receiving region may be formed by a surface of the bottom element and connect a peripheral edge of the separating membrane to the surface. As a result, the housing can be realized with the flatest possible design.

Es ist ferner vorteilhaft, wenn die Auswölbung zylinder- oder kegelstumpfförmig ausgeformt ist. Durch diese Ausführungsform kann das Gehäuse besonders kompakt ausgeführt werden. Ferner kann durch eine zylinder- oder kegelstumpfförmige Auswölbung eine gleichförmige Auslenkung der Trennmembran erreicht werden, sofern die Trennmembran mit einem Druck beaufschlagt wird.It is also advantageous if the bulge is formed cylindrical or frusto-conical. By this embodiment, the housing can be made very compact. Furthermore, a uniform deflection of the separation membrane can be achieved by a cylindrical or frusto-conical bulge, as long as the separation membrane is subjected to a pressure.

Die Trennmembran kann aus einer elektrolytbeständigen Folie gefertigt sein. Bei der Folie kann es sich beispielsweise um eine speziell beschichtete Aluminiumfolie handeln. Somit kann das Gehäuse auch in chemisch korrosiven Umgebungen, beispielsweise in Batteriezellen, verwendet werden. The separation membrane can be made of an electrolyte-resistant film. The film may, for example, be a specially coated aluminum foil. Thus, the housing can also be used in chemically corrosive environments, for example in battery cells.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Auswölbung mit einer umlaufenden Seitenwand und einem an die Seitenwand angrenzenden Kragen ausgeformt sein. Dabei kann zumindest ein Randbereich des Kragens fluiddicht mit dem Bodenelement verbunden sein. Beispielsweise kann der Randbereich mit dem Bodenelement verklebt oder verschweißt sein. Zumindest der Randbereich des Kragens kann im Wesentlichen parallel zu einer Oberfläche des Bodenelements ausgerichtet sein. Ein solcher Kragen kann sehr einfach hergestellt werden und ermöglicht eine zuverlässige Verbindung der Trennmembran mit dem Bodenelement. Um die Stabilität der Verbindung zwischen Trennmembran und Bodenelement zu erhöhen, kann alternativ auch die gesamte Fläche des Kragens mit dem Bodenelement verbunden sein.According to a further embodiment, the bulge may be formed with a circumferential side wall and a collar adjacent to the side wall. In this case, at least one edge region of the collar can be connected in a fluid-tight manner to the bottom element. For example, the edge region can be glued or welded to the bottom element. At least the edge region of the collar can be aligned substantially parallel to a surface of the bottom element. Such a collar can be made very easily and allows a reliable connection of the separation membrane with the bottom element. In order to increase the stability of the connection between separation membrane and bottom element, alternatively, the entire surface of the collar may be connected to the bottom element.

Der Kragen kann einen gegenüber dem Bodenelement klappbar mit dem Randbereich verbundenen Klappbereich aufweisen. Dabei kann der Klappbereich zwischen dem Randbereich und der Seitenwand angeordnet sein. Der Klappbereich kann beispielsweise gleich breit, oder mindestens doppelt, dreimal oder zehnmal so breit sein wie der Randbereich. Dadurch, dass der Kragen nur im Randbereich mit dem Bodenelement verbunden ist und der Klappbereich lediglich auf dem Bodenelement aufliegt, also klappbar ist, lässt sich die Nachgiebigkeit der Trennmembran zusätzlich erhöhen.The collar may have a folding area connected to the edge area in a hinged manner relative to the floor element. In this case, the folding region can be arranged between the edge region and the side wall. The folding area can be, for example, the same width, or at least twice, three times or ten times as wide as the edge area. The fact that the collar is connected only in the edge region with the bottom element and the folding area rests only on the bottom element, that is hinged, can be the resilience of the separation membrane additionally increase.

Die Seitenwand kann gewellt ausgeführt sein. Dadurch kann erreicht werden, dass sich die Auswölbung bei Temperaturschwankungen in einer bevorzugten Richtung, beispielsweise senkrecht zu einer Oberfläche der Bodenfläche, ausdehnt bzw. zusammenzieht. Insbesondere treten bei einer Welligkeit der den Rand der Trennmembran ausformenden Seitenwand bei einer Ausdehnung des sich innerhalb des Gehäuses befindlichen Fluids, beispielsweise einer Flüssigkeit, geringere Rückstellkräfte der Trennmembran auf, die zu einer Drucksignalverfälschung führen könnten.The side wall can be made wavy. It can thereby be achieved that the bulge expands or contracts in the event of temperature fluctuations in a preferred direction, for example perpendicular to a surface of the bottom surface. In particular, with a ripple of the edge wall of the separating membrane forming side wall at an expansion of the fluid contained within the housing, such as a liquid, lower restoring forces of the separation membrane, which could lead to a Drucksignalverfälschung.

Alternativ oder zusätzlich kann die Seitenwand mehrfach gefaltet sein. Die Seitenwand kann beispielsweise eine s- oder z-förmige Faltung aufweisen. Dadurch kann die Flexibilität der Seitenwand weiter erhöht werden.Alternatively or additionally, the side wall may be folded several times. The side wall may, for example, have an s-shaped or z-shaped fold. As a result, the flexibility of the side wall can be further increased.

Das Gehäuse kann ein Druckübertragungsmedium umfassen, das in der Auswölbung angeordnet ist. Bei dem Druckübertragungsmedium kann es sich um ein inkompressibles Druckübertragungsmedium, beispielsweise um eine Flüssigkeit handeln. Beispielsweise kann Öl als Druckübertragungsmedium verwendet werden. Somit kann die Trennmembran verwendet werden, um ein Druckübertragungsmedium einzuhüllen.The housing may include a pressure transmitting medium disposed in the protrusion. The pressure-transmitting medium can be an incompressible pressure-transmitting medium, for example a liquid. For example, oil can be used as the pressure transfer medium. Thus, the separation membrane can be used to envelop a pressure transfer medium.

Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner einen Drucksensor mit folgenden Merkmalen:
einem Gehäuse gemäß einer der hier beschriebenen Ausführungsformen; und
zumindest einem Drucksensorelement, das von dem Aufnahmebereich des Bodenelements aufgenommen ist, wobei die Auswölbung der Trennmembran mit einem Druckübertragungsmedium gefüllt ist, um eine Auslenkbewegung der Trennmembran im Bereich der Auswölbung auf das Drucksensorelement zu übertragen.The approach presented here also provides a pressure sensor having the following features:
a housing according to one of the embodiments described herein; and
at least one pressure sensor element, which is received by the receiving region of the bottom element, wherein the bulge of the separation membrane is filled with a pressure transmission medium to transmit a deflection movement of the separation membrane in the region of the bulge on the pressure sensor element.

Unter einem Druckübertragungsmedium kann ein Medium zum Übertragen eines auf die Trennmembran einwirkenden Drucks auf das Drucksensorelement verstanden werden. Bei dem Druck kann es sich beispielsweise um den Innendruck einer Batteriezelle handeln. Beispielsweise kann ein dem Drucksensorelement gegenüberliegender Wandbereich der Auswölbung ausgebildet sein, um durch den Druck eingedrückt oder ausgewölbt zu werden. Durch das Druckübertragungsmedium kann eine Auslenkbewegung der Trennmembran verlustarm auf das Drucksensorelement übertragen werden.A pressure transmission medium can be understood as meaning a medium for transmitting a pressure acting on the separation membrane to the pressure sensor element. The pressure may be, for example, the internal pressure of a battery cell. For example, a wall region of the bulge lying opposite the pressure sensor element can be designed to be pressed in or bulged out by the pressure. By means of the pressure transmission medium, a deflection movement of the separation membrane can be transmitted to the pressure sensor element with little loss.

Der Drucksensor kann mit zumindest einem im Aufnahmebereich angeordneten Trägerelement vorgesehen sein. Dabei kann das Drucksensorelement an dem Trägerelement angeordnet sein. Ein Trägerelement kann beispielsweise eine Leiterplatte oder eine sonstige geeignete Halterung sein. Mithilfe des Trägerelements lässt sich das Drucksensorelement stabil an dem Bodenelement befestigen.The pressure sensor can be provided with at least one carrier element arranged in the receiving region. In this case, the pressure sensor element can be arranged on the carrier element. A carrier element may be, for example, a printed circuit board or another suitable holder. By means of the support element, the pressure sensor element can be stably fixed to the floor element.

Ferner kann der Drucksensor zumindest eine mit dem Drucksensorelement gekoppelte Ausleseeinheit zum Auslesen von Daten des Drucksensorelements umfassen. Vorteilhafterweise kann die Ausleseeinheit an dem Trägerelement angeordnet sein. Beispielsweise kann die Ausleseeinheit über das Trägerelement elektrisch leitfähig mit dem Drucksensorelement verbunden sein. Dadurch können das Drucksensorelement und die Ausleseeinheit in einem Schritt gemeinsam an dem Bodenelement angebracht werden. Furthermore, the pressure sensor may comprise at least one readout unit coupled to the pressure sensor element for reading data from the pressure sensor element. Advantageously, the readout unit can be arranged on the carrier element. For example, the readout unit may be electrically conductively connected to the pressure sensor element via the carrier element. Thereby, the pressure sensor element and the readout unit can be mounted together on the bottom element in one step.

Es ist zudem vorteilhaft, wenn die Auswölbung mit einer inkompressiblen Flüssigkeit als Druckübertragungsmedium gefüllt ist. Unter einer inkompressiblen Flüssigkeit kann eine Flüssigkeit verstanden werden, deren Volumen sich unter Druckeinwirkung bei konstanter Temperatur im Wesentlichen nicht ändert. Damit kann eine möglichst unverfälschte Druckübertragung und somit eine zuverlässige Druckmessung gewährleistet werden.It is also advantageous if the bulge is filled with an incompressible liquid as a pressure transmission medium. An incompressible liquid can be understood as meaning a liquid whose volume does not substantially change under the action of pressure at a constant temperature. This can be as unadulterated pressure transmission and thus a reliable pressure measurement can be ensured.

Ferner schafft der vorgeschlagene Ansatz eine Batteriezelle mit einem Drucksensor gemäß einer der beschriebenen Ausführungsformen. Dabei kann der Drucksensor ausgebildet sein, um einen Innendruck der Batteriezelle zu erfassen. Dadurch kann der Betriebszustand der Batteriezelle überwacht werden. Durch die einfache Bauweise des Drucksensors kann die Batteriezelle besonders kostengünstig hergestellt werden.Furthermore, the proposed approach provides a battery cell with a pressure sensor according to one of the described embodiments. In this case, the pressure sensor can be designed to detect an internal pressure of the battery cell. As a result, the operating state of the battery cell can be monitored. Due to the simple construction of the pressure sensor, the battery cell can be made particularly inexpensive.

Schließlich schafft der hier vorgestellte Ansatz ein Verfahren zum Herstellen eines Gehäuses für einen Drucksensor, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
Bereitstellen eines Bodenelements, wobei zumindest ein Drucksensorelement in einem Aufnahmebereich des Bodenelements angeordnet ist;
Bereitstellen einer Trennmembran mit einer kappenförmigen Auswölbung;
Zusammenführen des Bodenelements und der Trennmembran, wobei die Auswölbung dem Aufnahmebereich gegenüberliegend angeordnet wird; und
Fluiddichtes Verschließen der Auswölbung durch das Bodenelement.Finally, the approach presented here provides a method for producing a housing for a pressure sensor, the method comprising the following steps:
Providing a floor element, wherein at least one pressure sensor element is arranged in a receiving area of the floor element;
Providing a separation membrane with a cap-shaped bulge;
Merging the bottom element and the separating membrane, wherein the bulge is arranged opposite the receiving region; and
Fluid-tight closing of the bulge through the bottom element.

Mittels eines solchen Verfahrens lässt sich in nur wenigen Schritten und mit verhältnismäßig geringem Kosten- und Materialaufwand ein zur genauen Druckübertragung geeignetes Gehäuse für einen Drucksensor herstellen.By means of such a method can be produced in just a few steps and with relatively low cost and material costs suitable for accurate pressure transfer housing for a pressure sensor.

Der hier vorgestellte Ansatz wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:The approach presented here will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 eine schematische Darstellung eines Drucksensors gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 1 a schematic representation of a pressure sensor according to an embodiment of the present invention;

2a, 2b, 2c, 2d schematische dreidimensionale Darstellungen eines Teilabschnitts eines Gehäuses gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung; 2a . 2 B . 2c . 2d schematic three-dimensional representations of a portion of a housing according to various embodiments of the present invention;

3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen eines Gehäuses gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und 3 a flowchart of a method of manufacturing a housing according to an embodiment of the present invention; and

4 eine schematische Darstellung einer Batteriezelle mit einem Drucksensor gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 4 a schematic representation of a battery cell with a pressure sensor according to an embodiment of the present invention.

In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.In the following description of favorable embodiments of the present invention, the same or similar reference numerals are used for the elements shown in the various figures and similar acting, with a repeated description of these elements is omitted.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Drucksensors 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Drucksensor 100 weist ein Gehäuse 102 mit einem Bodenelement 104 und einer Trennmembran 106 auf. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist das Bodenelement 104 als eine ebene Platte ausgeformt. Die Trennmembran 106 weist eine kappenförmige Auswölbung 108 auf. Die Auswölbung 108 ist durch das Bodenelement 104 fluiddicht verschlossen. In einem Aufnahmebereich 109 des Bodenelements 104, der hier durch eine der Trennmembran 106 zugewandte Oberfläche des Bodenelements 104 gebildet ist, ist ein Drucksensorelement 110 angeordnet. Der Aufnahmebereich 109 ist der Auswölbung 108 gegenüberliegend angeordnet. Das Drucksensorelement 110 ist somit in einem durch die Trennmembran 106 und das Bodenelement 104 begrenzten, hermetisch abgeschlossenen Hohlraum angeordnet. Dabei schließt ein umlaufender Rand der Trennmembran 106 an den Aufnahmebereich 109 an. Der Rand der Trennmembran 106 ist dabei stoffschlüssig mit einer dem Drucksensor 100 zugewandten Oberfläche des Bodenelements 104 verbunden. Das durch die Trennmembran 106 und das Bodenelement 104 gebildete Gehäuse 102 kann auch als Drucksensorverpackung bezeichnet werden. 1 shows a schematic representation of a pressure sensor 100 according to an embodiment of the present invention. The pressure sensor 100 has a housing 102 with a floor element 104 and a separation membrane 106 on. According to this embodiment, the bottom element 104 shaped as a flat plate. The separation membrane 106 has a cap-shaped bulge 108 on. The bulge 108 is through the floor element 104 sealed fluid-tight. In a reception area 109 of the floor element 104 that is due to one of the separation membrane 106 facing surface of the floor element 104 is formed, is a pressure sensor element 110 arranged. The recording area 109 is the bulge 108 arranged opposite. The pressure sensor element 110 is thus in one through the separation membrane 106 and the floor element 104 limited, hermetically sealed cavity arranged. This includes a peripheral edge of the separation membrane 106 to the reception area 109 at. The edge of the separation membrane 106 is cohesively with a pressure sensor 100 facing surface of the floor element 104 connected. That through the separation membrane 106 and the floor element 104 formed housing 102 can also be referred to as pressure sensor packaging.

Die Trennmembran 106 ist ausgebildet, um bei Anliegen eines Drucks p in einem dem Bodenelement 104 gegenüberliegenden Bereich ausgelenkt zu werden. In 1 wird die Trennmembran 106 beispielhaft durch den Druck p von außen eingedrückt. Ein eingedrückter Zustand der Trennmembran 106 ist mit einer gestrichelten Linie angedeutet, wobei die Auslenkung der Trennmembran 106 in der Realität sehr viel geringer als gezeigt ausfallen wird. Für ein ideal inkompressibles Druckübertragungsmedium wird die Trennmembran 106 nur soweit ausgelenkt, dass das Volumen, das durch die Auslenkung einer Membran 114 im Drucksensorelement 110, beispielsweise einem Siliziumelement entsteht, verdrängt wird. Aufgrund der Größenverhältnisse ist diese Auslenkung also vernachlässigbar. Daher ist die Skizze 1 in Bezug auf die Auslenkung der Trennmembran 106 stark überzeichnet. The separation membrane 106 is adapted to be applied to a pressure p in a soil element 104 to be deflected opposite area. In 1 becomes the separation membrane 106 example pressed by the pressure p from the outside. An indented state of the separation membrane 106 is indicated by a dashed line, wherein the deflection of the separation membrane 106 in reality will be much lower than shown. For an ideally incompressible pressure transfer medium, the separation membrane becomes 106 just so far deflected that the volume caused by the deflection of a membrane 114 in the pressure sensor element 110 , For example, a silicon element is created, is displaced. Due to the size ratios, this deflection is therefore negligible. Therefore, the sketch is 1 with respect to the deflection of the separation membrane 106 heavily oversubscribed.

Die Trennmembran 114 ist nachgiebig ausgeführt, damit sie bei Temperaturänderungen kein Fehlsignal erzeugt. Bei Temperaturänderung verformt sich nicht nur der Teil, der dem Bodenelement 104, beispielsweise in Form einer Bodenplatte, gegenüberliegt, sondern auch die Seitenwand der Trennmembran 114.The separation membrane 114 is yielding so that it does not produce a false signal when temperature changes. When the temperature changes, not only the part that deforms the bottom element deforms 104 , For example, in the form of a bottom plate, opposite, but also the side wall of the separation membrane 114 ,

Der durch die Trennmembran 106 und das Bodenelement 104 begrenzte Hohlraum ist mit einem Druckübertragungsmedium 112 gefüllt. Das Druckübertragungsmedium 112 ermöglicht eine Kopplung eines durch den Druck p auslenkbaren Bereichs der Trennmembran 106 mit dem Drucksensorelement 110. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist der Hohlraum mit einer inkompressiblen, isolierenden Flüssigkeit als Druckübertragungsmedium 112 befüllt.The through the separation membrane 106 and the floor element 104 limited cavity is with a pressure transfer medium 112 filled. The pressure transmission medium 112 allows a coupling of a deflectable by the pressure p area of the separation membrane 106 with the pressure sensor element 110 , According to this embodiment, the cavity with an incompressible, insulating liquid as a pressure transmission medium 112 filled.

Das Drucksensorelement 110 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel mit einer Sensormembran 114 ausgeführt, die eine Messkammer des Drucksensorelements 110 gegenüber dem Druckübertragungsmedium 112 abschließt. Wird die Trennmembran 106 durch den Druck p ausgelenkt, so wird die Auslenkung der Trennmembran 106 über das Druckübertragungsmedium 112 auf die Sensormembran 114 übertragen und die Sensormembran 114 wird ebenfalls ausgelenkt. Das Drucksensorelement 110 ist ausgebildet, um ansprechend auf eine von dem Druck p abhängige Auslenkung der Sensormembran 114 ein elektrisches Signal bereitzustellen.The pressure sensor element 110 is according to this embodiment with a sensor membrane 114 executed, which is a measuring chamber of the pressure sensor element 110 opposite the pressure transmission medium 112 concludes. Will the separation membrane 106 deflected by the pressure p, so the deflection of the separation membrane 106 over the pressure transmission medium 112 on the sensor membrane 114 transferred and the sensor membrane 114 is also deflected. The pressure sensor element 110 is configured to be responsive to a pressure p dependent deflection of the sensor membrane 114 to provide an electrical signal.

Optional ist der Drucksensor 100 mit einer Ausleseeinheit 116 realisiert. Die Ausleseeinheit 116 ist elektrisch leitfähig mit dem Drucksensorelement 110 verbunden und ausgebildet, um das von dem Drucksensorelement 110 bereitgestellte elektrische Signal auszulesen und zu verarbeiten. Beispielsweise kann die Ausleseeinheit 116 eine Ausleseelektronik mit einer Verstärkerschaltung zum Verstärken analoger Eingangssignale und einem Analog-digital-Wandler zum Wandeln der Eingangssignale in digitale Signale umfassen.Optional is the pressure sensor 100 with a readout unit 116 realized. The elite unit 116 is electrically conductive with the pressure sensor element 110 connected and adapted to that of the pressure sensor element 110 to read out and process the electrical signal provided. For example, the readout unit 116 a readout electronics comprising an amplifier circuit for amplifying analog input signals and an analog-to-digital converter for converting the input signals into digital signals.

Das Drucksensorelement 110 und die Ausleseeinheit 116 können auf einem optionalen Trägerelement 118 angeordnet sein. Das Trägerelement 118, auch Substrat genannt, kann beispielsweise eine Leiterplatte sein. In 1 ist das Trägerelement 118 im Aufnahmebereich 109 an dem Bodenelement 104 befestigt. Alternativ kann das Trägerelement 118 mit den darauf befindlichen elektronischen Komponenten auch in das Bodenelement 104 integriert sein. Dabei kann das Bodenelement 104 zumindest im Aufnahmebereich 109 aus als ein Metallplättchen oder als ein Stück Al-Folie ausgeführt sein. Somit können die Trägerplatte 118, das Drucksensorelement 110 und die Ausleseeinheit 116 als Halbleiterelemente in das Bodenelement 104 integriert sein.The pressure sensor element 110 and the elite unit 116 can on an optional support element 118 be arranged. The carrier element 118 , also called a substrate, may for example be a printed circuit board. In 1 is the carrier element 118 in the recording area 109 on the floor element 104 attached. Alternatively, the carrier element 118 with the electronic components thereon also in the floor element 104 be integrated. In this case, the bottom element 104 at least in the reception area 109 be designed as a metal plate or as a piece of Al foil. Thus, the carrier plate 118 , the pressure sensor element 110 and the elite unit 116 as semiconductor elements in the bottom element 104 be integrated.

Die Trennmembran 106 kann eine elektrolytbeständige Folie mit hoher Nachgiebigkeit umfassen oder als eine solche Folie realisiert sein. Die Nachgiebigkeit der Trennmembran 106 ergibt sich dabei aus Geometrie des von der Trennmembran 106 ausgeformten Napfes und der Foliendicke der Trennmembran 106. Zumindest eine äußere Oberfläche der Trennmembran 106 kann elektrolytbeständig ausgeführt sein. Dadurch eignet sich der Drucksensor 100 zur Verwendung in aggressiven Medien, insbesondere beispielsweise in Batteriezellen.The separation membrane 106 may comprise or be realized as such a foil, an electrolyte-resistant foil with high compliance. The compliance of the separation membrane 106 results from the geometry of the separation membrane 106 formed cup and the film thickness of the separation membrane 106 , At least one outer surface of the separation membrane 106 can be made electrolyte resistant. This makes the pressure sensor suitable 100 for use in aggressive media, especially for example in battery cells.

Das Drucksensorelement 110 kann als Absolut- oder Relativdrucksensor realisiert sein. Das Messprinzip eines solchen Drucksensorelements 110 beruht auf der Messung der Auslenkung der Sensormembran 114, die etwa aus Silizium gefertigt sein kann, über einer hermetisch abgeriegelten Kavität. Um den Druck in einer aggressiven Umgebung zu messen, ist das Drucksensorelement 110 mit einer äußeren Umhüllung in Form der Trennmembran 106 versehen, die zumindest an ihrer Außenseite aus einem gegen korrosive Flüssigkeiten und Gase beständigen Material hergestellt ist.The pressure sensor element 110 can be realized as an absolute or relative pressure sensor. The measuring principle of such a pressure sensor element 110 is based on the measurement of the deflection of the sensor membrane 114 , which may be made of silicon, about a hermetically sealed cavity. To measure the pressure in an aggressive environment is the pressure sensor element 110 with an outer envelope in the form of the separation membrane 106 provided, which is made at least on its outer side of a material resistant to corrosive liquids and gases.

Das Drucksensorelement 110 kann aus Silizium gefertigt sein. Der Drucksensor 100 kann als eine Parallelschaltung zweier Federn aufgefasst werden. Liegt ein äußerer Druck p an, so werden die Trennmembran 106 und die Sensormembran 114 ausgelenkt. Entsprechend der Größenverhältnisse zwischen den Membranen 106, 114 wird die Sensormembran 114 stärker ausgelenkt als die durch eine Folie gebildete Trennmembran 106. Ist die Federkonstante der Trennmembran 106 nicht vernachlässigbar aber linearisierbar, kann sie berücksichtigt werden.The pressure sensor element 110 can be made of silicon. The pressure sensor 100 can be understood as a parallel connection of two springs. If there is an external pressure p, then the separation membrane 106 and the sensor membrane 114 deflected. According to the size relationships between the membranes 106 . 114 becomes the sensor membrane 114 more deflected than the separating membrane formed by a film 106 , Is the spring constant of the separation membrane 106 not negligible but linearizable, it can be considered.

Gemäß nachfolgend anhand der 2a bis 2d beschriebenen Ausführungsbeispielen kann die Trennmembran 106 als ein das Drucksensorelement 110 und eine Steuerelektronik umschließender Zylinder oder Kegelstumpf ausgeformt sein. Dabei kann ein innerer Bereich des Drucksensors 100 mit einer inkompressiblen Flüssigkeit 112 gefüllt sein, die mit den Sensormaterialien des Drucksensorelements 110 dauerhaft verträglich ist.As described below with reference to 2a to 2d described embodiments, the separation membrane 106 as a the pressure sensor element 110 and an electronic control enclosing cylinder or truncated cone to be formed. In this case, an inner region of the pressure sensor 100 with an incompressible liquid 112 be filled with the sensor materials of the pressure sensor element 110 is permanently compatible.

Die 2a bis 2d zeigen schematische dreidimensionale Darstellungen eines Teilabschnitts eines Gehäuses 102 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung. Bei dem Gehäuse 102 handelt es sich beispielsweise um das Gehäuse des anhand von 1 beschriebenen Drucksensors. Zur besseren Erkennbarkeit zeigen die 2a bis 2d jeweils nur ein Segment des Gehäuses 102. The 2a to 2d show schematic three-dimensional representations of a portion of a housing 102 according to different Embodiments of the present invention. In the case 102 For example, it is the case of the basis of 1 described pressure sensor. For better recognizability show the 2a to 2d in each case only one segment of the housing 102 ,

Das Gehäuse 102 ist beispielhaft jeweils mit einer ebenen Scheibe als Bodenelement 104 ausgeführt. Die Trennmembran 106 weist zum Ausformen der Auswölbung 108 eine Deckfläche und eine die Deckfläche umschließende umlaufende Seitenwand 200 auf. Die Deckfläche ist dem Aufnahmebereich 109 gegenüberliegend und beabstandet zu dem Bodenelement 104 angeordnet. An die Seitenwand 200 schließt ein umlaufender Randbereich der Trennmembran 106 an, der in Form eines an die Seitenwand 200 angrenzenden Kragens 202 ausgeführt ist. Die Trennmembran 106 weist als Übergang von der Seitenwand 200 zu dem Kragen 202 eine Biegestelle oder Knickstelle auf. Somit können die Seitenwand 200 und der Kragen 202 je nach Ausführungsform fließend ineinander übergehen oder durch eine Knicklinie oder Biegelinie voneinander abgegrenzt sein. Ein Randbereich 204 des Kragens 202, hier ein äußerer Randbereich, ist mit dem Bodenelement 104 stoffschlüssig verbunden. Beispielhaft schließt der Randbereich 204 bündig mit einer Außenkante des Bodenelements 104 ab. Alternativ kann die Trennmembran 106 einen sich über die Außenkante des Bodenelements 104 hinauserstreckenden Abschnitt aufweisen. The housing 102 is an example each with a flat disc as a bottom element 104 executed. The separation membrane 106 indicates the formation of the bulge 108 a top surface and a surrounding the top surface circumferential side wall 200 on. The top surface is the receiving area 109 opposite and spaced from the floor element 104 arranged. To the side wall 200 includes a peripheral edge region of the separation membrane 106 on, in the form of a to the side wall 200 adjacent collar 202 is executed. The separation membrane 106 points as a transition from the side wall 200 to the collar 202 a bend or kink on. Thus, the side wall 200 and the collar 202 depending on the embodiment, flow smoothly into one another or be delimited from one another by a crease line or bending line. A border area 204 of the collar 202 , here an outer edge area, is with the floor element 104 cohesively connected. By way of example, the border area closes 204 flush with an outer edge of the floor element 104 from. Alternatively, the separation membrane 106 extending over the outer edge of the floor element 104 extending portion have.

In 2a bildet die Trennmembran 106 eine zylinderförmige Ausformung. Dabei weist die Auswölbung 108 der Trennmembran 106 die Form eines Kreiszylinders auf. Somit kann die Trennmembran 106 als eine Zylinderkappe aufgefasst werden. Der Aufnahmebereich 109 wird von der Seitenwand 200 der Auswölbung 108 umschlossen und entspricht somit in etwa einer Grundfläche der kreiszylinderförmigen Auswölbung 108. Die Seitenwand 200 erstreckt sich im Wesentlichen senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene des Bodenelements 104. Der Randbereich 204 des Kragens 202 liegt an dem Bodenelement 104 an und erstreckt sich somit im Wesentlichen rechtwinklig zur Seitenwand 200. Ein Übergangsbereich zwischen dem Kragen 202 und der Seitenwand 200 ist gebogen ausgeführt.In 2a forms the separation membrane 106 a cylindrical shape. This shows the bulge 108 the separation membrane 106 the shape of a circular cylinder. Thus, the separation membrane 106 be understood as a cylinder cap. The recording area 109 gets off the sidewall 200 the bulge 108 enclosed and thus corresponds approximately to a base of the circular cylindrical protrusion 108 , The side wall 200 extends substantially perpendicular to a main extension plane of the bottom element 104 , The border area 204 of the collar 202 lies on the floor element 104 and thus extends substantially perpendicular to the side wall 200 , A transition area between the collar 202 and the side wall 200 is bent.

Durch den Druck p wird die Trennmembran 106 im Bereich der die Deckfläche repräsentierenden Wandfläche in Richtung des Aufnahmebereichs 109 trichterförmig eingedrückt. Die Trennmembran 106 wird somit am Mittelpunkt der Wandfläche am stärksten eingedrückt.By the pressure p is the separation membrane 106 in the region of the top surface representing wall surface in the direction of the receiving area 109 pressed funnel-shaped. The separation membrane 106 is thus pressed in at the center of the wall surface the strongest.

Das Bodenelement 104 ist mit einer optionalen Öffnung 206 ausgeführt. Die Öffnung 106 ist beispielhaft am Mittelpunkt des Aufnahmebereichs 109 realisiert. Bei der Öffnung 206 kann es sich um eine Befüllöffnung zum Befüllen des Gehäuses 102 mit dem Druckübertragungsmedium handeln. Beispielsweise ist die Öffnung 206 durch eine hier nicht gezeigte Verschlusskugel verschließbar.The floor element 104 is with an optional opening 206 executed. The opening 106 is exemplary at the center of the recording area 109 realized. At the opening 206 it may be a filling opening for filling the housing 102 act with the pressure transfer medium. For example, the opening 206 closed by a closure ball, not shown here.

In 2b bildet die Trennmembran 106 eine kegelstumpfförmige Ausformung. Das Gehäuse 102 entspricht abgesehen von der kegelstumpfförmigen Auswölbung 108 dem anhand von 2a beschriebenen Gehäuse. Die Seitenwand 200 verläuft schräg gegenüber dem Bodenelement 104. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel verjüngt sich die Auswölbung 108 zur Deckfläche der Auswölbung 108 hin. Somit ist die Seitenwand 200 in einem spitzen Winkel zu einer den Aufnahmebereich 109 bildenden Fläche des Bodenelements 104 ausgerichtet.In 2 B forms the separation membrane 106 a frustoconical shape. The housing 102 corresponds apart from the frusto-conical protrusion 108 the basis of 2a described housing. The side wall 200 runs diagonally opposite the floor element 104 , According to this embodiment, the bulge tapers 108 to the top surface of the bulge 108 out. Thus, the side wall 200 at an acute angle to the receiving area 109 forming surface of the floor element 104 aligned.

In 2c bildet die Trennmembran 106 eine zylinderförmige Ausformung mit Wellen am Rand. Das gezeigte Gehäuse 102 entspricht dem bereits anhand von 2a beschriebenen Gehäuse 102, mit dem Unterschied, dass die Seitenwand 202 als eine gewellte Seitenwand 202 ausgeführt ist. Die Seitenwand 200 weist einen wellenförmigen Querschnitt auf. Beispielhaft ist die Seitenwand 200 mehrfach, hier beispielhaft zweifach, s-förmig gefaltet. Durch eine derartige Faltung kann sich die Seitenwand 200 im Wesentlichen senkrecht zur Haupterstreckungsebene des Bodenelements 104 ausdehnen bzw. zusammenziehen. Aufgrund der geringen Rückstellkräfte der speziellen Geometrie kann der Einfluss einer thermischen Ausdehnung eines Druckübertragungsmediums auf die Druckmessung minimiert werden.In 2c forms the separation membrane 106 a cylindrical shape with waves on the edge. The housing shown 102 corresponds to that already on the basis of 2a described housing 102 , with the difference that the sidewall 202 as a corrugated sidewall 202 is executed. The side wall 200 has a wave-shaped cross section. The sidewall is an example 200 multiple, here exemplified twice, folded s-shaped. By such a folding, the side wall 200 substantially perpendicular to the main extension plane of the floor element 104 expand or contract. Due to the low restoring forces of the special geometry, the influence of thermal expansion of a pressure transmission medium on the pressure measurement can be minimized.

In 2d bildet die Trennmembran 106 eine zylinderförmige Ausformung mit Rand zur Fügestelle. Die Fügestelle wird durch den Randbereich 204 des Kragens 202 gebildet. Der Rand zur Fügestelle wird durch einen Klappbereich 206 ausgeformt. Das gezeigte Gehäuse 102 entspricht dem bereits anhand von 2a beschriebenen Gehäuse 102, mit dem Unterschied, dass der Kragen 202 insgesamt um ein Vielfaches breiter als der Randbereich 204 ausgeführt ist. Der Kragen 202 ist in dem Klappbereich 206 nicht an dem Bodenelement 104 befestigt und liegt somit nur lose auf dem Bodenelement 114 auf. Dadurch ist der Klappbereich 206 entlang einer Verbindungslinie zwischen dem Klappbereich 206 und dem Randbereich 204 klappbar mit dem Randbereich 204 verbunden. Der Klappbereich 206 ermöglicht eine Bewegung der Seitenwand 200 im Wesentlichen senkrecht zur Oberfläche des Bodenelements 104. Durch den Klappbereich 206 kann die Nachgiebigkeit der Trennmembran 106 zusätzlich erhöht werden. Lediglich beispielhaft kann der Klappbereich 206 in einem Klappwinkel von 0° bis 10° klappbar sein. In 2d forms the separation membrane 106 a cylindrical shape with edge to the joint. The joint is through the edge area 204 of the collar 202 educated. The edge to the joint is through a folding area 206 formed. The housing shown 102 corresponds to that already on the basis of 2a described housing 102 , with the difference that the collar 202 altogether many times wider than the border area 204 is executed. The collar 202 is in the folding area 206 not on the floor element 104 attached and thus is only loose on the floor element 114 on. This is the folding area 206 along a connecting line between the folding area 206 and the edge area 204 foldable with the edge area 204 connected. The folding area 206 allows movement of the side wall 200 substantially perpendicular to the surface of the floor element 104 , Through the folding area 206 can the compliance of the separation membrane 106 be additionally increased. For example only, the folding area 206 be hinged in a folding angle of 0 ° to 10 °.

3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 300 zum Herstellen eines Gehäuses für einen Drucksensor gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei kann es sich um eines der anhand der vorangegangenen Figuren beschriebenen Gehäuse handeln. 3 shows a flowchart of a method 300 for manufacturing a housing for a pressure sensor according to an embodiment of the present invention. This may be one of the housing described with reference to the preceding figures.

In einem Schritt 301 wird ein Bodenelement mit einem Drucksensorelement und in einem Schritt 302 eine Trennmembran mit einer kappenförmigen Auswölbung bereitgestellt. Die Schritte 301, 302 können dabei in beliebiger Reihenfolge ausgeführt werden. In einem Schritt 303 werden das Bodenelement und die Trennmembran so zusammengeführt, dass die Auswölbung der Trennmembran dem Drucksensorelement gegenüberliegend angeordnet wird. Auf diese Weise können dem Bodenelement abgewandte Seiten des Drucksensorelements von der Trennmembran eingehüllt werden. In einem Schritt 304 wird die Auswölbung der Trennmembran durch das Bodenelement fluiddicht verschlossen. Dazu kann beispielsweise ein an die Auswölbung angrenzender Rand oder Kragen der Trennmembran mittels eines Fügeverfahrens stoffschlüssig mit dem Bodenelement verbunden werden. Während einem der Schritte 303, 304 oder in einem nachfolgenden Schritt kann ein Fluid, beispielsweise eine Flüssigkeit, in einen von der Auswölbung umschlossenen und das Drucksensorelement umfassenden Innenraum eingebracht werden. In one step 301 becomes a bottom element with a pressure sensor element and in one step 302 a separation membrane provided with a cap-shaped bulge. The steps 301 . 302 can be executed in any order. In one step 303 the bottom element and the separation membrane are brought together so that the bulge of the separation membrane is arranged opposite the pressure sensor element. In this way, the bottom element remote from the sides of the pressure sensor element can be enveloped by the separation membrane. In one step 304 the bulge of the separation membrane is closed fluid-tight by the bottom element. For this purpose, for example, an edge adjacent to the bulge or collar of the separating membrane can be connected by means of a joining process cohesively with the bottom element. During one of steps 303, 304 or in a subsequent step, a fluid, for example a liquid, can be introduced into an interior space enclosed by the bulge and comprising the pressure sensor element.

4 zeigt eine schematische Darstellung einer Batteriezelle 400 mit einem Drucksensor 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei dem Drucksensor 100 kann es sich um einen anhand der 1 bis 3 beschriebenen Drucksensor handeln. Die Batteriezelle 400 ist beispielsweise als Lithium-Ionen- oder Lithium-Schwefel-Zelle realisiert. Der Drucksensor 100 ist innerhalb der Batteriezelle 400 angeordnet. Beispielhaft ist der Drucksensor 100 auf einer Bodenfläche der Batteriezelle 400 angebracht. Der Drucksensor 100 ist ausgebildet, um den Druck p im Inneren der Batteriezelle 400 zu erfassen. 4 shows a schematic representation of a battery cell 400 with a pressure sensor 100 according to an embodiment of the present invention. At the pressure sensor 100 it can be a reference to the 1 to 3 act described pressure sensor. The battery cell 400 is realized for example as a lithium-ion or lithium-sulfur cell. The pressure sensor 100 is inside the battery cell 400 arranged. An example is the pressure sensor 100 on a bottom surface of the battery cell 400 appropriate. The pressure sensor 100 is adapted to the pressure p inside the battery cell 400 capture.

Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden.The embodiments described and shown in the figures are chosen only by way of example. Different embodiments may be combined together or in relation to individual features. Also, an embodiment can be supplemented by features of another embodiment.

Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.If an exemplary embodiment comprises a "and / or" link between a first feature and a second feature, then this is to be read so that the embodiment according to one embodiment, both the first feature and the second feature and according to another embodiment either only first feature or only the second feature.

Claims

Casing ( 102 ) for a pressure sensor ( 100 ), the housing ( 102 ) has the following features: a floor element ( 104 ) with a receiving area ( 109 ) for receiving at least one pressure sensor element ( 110 ); and a separation membrane ( 106 ) with a cap-shaped bulge ( 108 ), whereby the bulge ( 108 ) the receiving area ( 109 ) are arranged opposite one another and through the bottom element ( 104 ) is sealed fluid-tight.

Casing ( 102 ) according to claim 1, wherein the floor element ( 104 ) is designed as a flat plate, wherein the receiving area ( 109 ) through a surface of the floor element ( 104 ) is formed and a peripheral edge of the separation membrane ( 106 ) to the surface of the floor element ( 104 ).

Casing ( 102 ) according to one of the preceding claims, in which the bulge ( 108 ) is designed cylinder or frusto-conical.

Casing ( 102 ) according to one of the preceding claims, in which the separating membrane ( 106 ) is made of an electrolyte-resistant film.

Casing ( 102 ) according to one of the preceding claims, in which the bulge ( 108 ) with a circumferential side wall ( 200 ) and one to the side wall ( 200 ) adjacent collar ( 202 ) is formed, wherein at least one edge region ( 204 ) of the collar ( 202 ) fluid-tight with the bottom element ( 104 ) connected is.

Casing ( 102 ) according to claim 5, wherein the collar ( 202 ) one opposite the floor element ( 104 ) hinged to the edge area ( 204 ) associated folding area ( 206 ), wherein the folding area ( 206 ) between the edge area ( 204 ) and the side wall ( 200 ) is arranged.

Casing ( 102 ) according to claim 5 or 6, wherein the side wall ( 200 ) is corrugated.

Casing ( 102 ) according to one of claims 5 to 7, wherein the side wall ( 200 ) is folded several times.

Casing ( 102 ) according to one of the preceding claims, with a pressure-transmitting medium, in particular an oil, which is in the bulge ( 108 ) is arranged.

Pressure sensor ( 100 ) having the following features: a housing ( 102 ) according to one of the preceding claims; and at least one pressure sensor element ( 110 ) coming from the receiving area ( 109 ) of the floor element ( 104 ), wherein the bulge ( 108 ) of the separating membrane ( 106 ) with a pressure transmission medium ( 112 ) is filled to a deflection movement of the separation membrane ( 106 ) in the region of the bulge ( 108 ) on the pressure sensor element ( 110 ) transferred to.

Battery cell ( 400 ) with a pressure sensor ( 100 ) according to claim 10, wherein the pressure sensor ( 100 ) is formed to an internal pressure (p) of the battery cell ( 400 ) capture.

Procedure ( 300 ) for producing a pressure sensor ( 100 ), the process ( 300 ) comprises the following steps: providing ( 301 ) of a floor element ( 104 ), wherein at least one pressure sensor element ( 110 ) in a receiving area ( 109 ) of the floor element ( 104 ) is arranged; Provide ( 302 ) a separating membrane ( 106 ) with a cap-shaped bulge ( 108 ); Merge ( 303 ) of the floor element ( 104 ) and the separation membrane ( 106 ), whereby the bulge ( 108 ) the receiving area ( 109 ) is placed opposite one another; and fluid-tight sealing ( 304 ) of the bulge ( 108 ) through the floor element ( 104 ).