DE102019001190A1 - Method and battery case to prevent movement of metallic particles - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vermeidung von Bewegungen metallischer Partikel (3) in einem Batteriegehäuse (2) eines Fahrzeugs, wobei ein magnetisierter Bereich des Batteriegehäuses (2) breitgestellt wird und durch den magnetisierten Bereich metallische Partikel (3) angezogen werden. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Batteriegehäuse (2) zum Verhindern von Bewegungen metallischer Partikel (3) mit zumindest einem magnetisierten Bereich des Batteriegehäuses (2), sowie eine Hochvoltbatterie (1) mit einem derartigen Batteriegehäuse (2).

Figure DE102019001190A1_0000
The invention relates to a method for preventing movements of metallic particles (3) in a battery housing (2) of a vehicle, wherein a magnetized area of the battery housing (2) is spread and attracted by the magnetized area metallic particles (3). Furthermore, the invention relates to a battery housing (2) for preventing movements of metallic particles (3) with at least one magnetized area of the battery housing (2), and a high-voltage battery (1) with such a battery housing (2).
Figure DE102019001190A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vermeidung von Bewegungen metallischer Partikel in einem Batteriegehäuse eines Fahrzeugs, sowie ein Batteriegehäuse zum Verhindern von Bewegungen metallischer Partikel.The invention relates to a method for preventing movement of metallic particles in a battery case of a vehicle, and a battery case for preventing movements of metallic particles.

Die Batteriegehäuse von Hochvolt-Batterien bestehen meist aus metallischen Werkstoffen. Bei der Bearbeitung, beispielsweise durch Fräsen, Sägen oder Schweißen, bilden sich metallische Partikel. Diese metallischen Partikel bestehen meist aus metallischen Spänen oder Metallspritzern. Mit gängigen Reinigungsmethoden sind diese nur schwer zu entfernen.The battery cases of high-voltage batteries are usually made of metallic materials. During machining, for example by milling, sawing or welding, metallic particles form. These metallic particles usually consist of metallic chips or metal splashes. With common cleaning methods, these are difficult to remove.

Die DE 10 2006 055 559 B4 offenbart eine Vorrichtung zur Erzeugung eines homogenisierten Magnetfeldes in einem umschlossenen Raum, wobei der umschlossene Raum von einem geschlossenen Zylinder begrenzt wird, wobei die Wände aus weichmagnetischen Materialien bestehen, mit einem feldprägenden Mantel, dadurch gekennzeichnet, dass der feldprägende Mantel derart ausgebildet ist, dass ein tangentiales Magnetfeld am Rand des feldprägenden Mantels ausgebildet wird, welches nach Betrag und Richtung dem Magnetfeld im umschlossenen Raum gleich ist.The DE 10 2006 055 559 B4 discloses a device for generating a homogenized magnetic field in an enclosed space, wherein the enclosed space is bounded by a closed cylinder, wherein the walls consist of soft magnetic materials, with a field stamping jacket, characterized in that the field-defining jacket is formed such that a tangential magnetic field is formed at the edge of the field-defining jacket, which is equal to the magnitude and direction of the magnetic field in the enclosed space.

Die Gebrauchsmusterschrift DE 20 2018 102 710 U1 zeigt eine tragbare Vorrichtung zum Laden von Batterien, wobei die tragbare Vorrichtung mindestens ein Gehäuse aufweist, wobei das Gehäuse dazu eingerichtet ist, die Batterie über mindestens ein Kabel mit einer elektronischen Platine zu verbinden, auf der ein Satz von Komponenten, wie elektrische, elektronische und/oder mechanische Komponenten, angeordnet ist; wobei das Gehäuse dazu eingerichtet ist, die Batterie zu verbinden und einen Schutz zwischen der elektronischen Platine und einer Umgebung zu bilden, in der die tragbare Vorrichtung angeordnet ist. Des Weiteren weist die tragbare Vorrichtung mindestens einen Elektromagneten auf, wobei der mindestens eine Elektromagnet dazu eingerichtet ist, die tragbare Vorrichtung durch Magnetisierung reversibel an einem Träger zu befestigen, auf dem die tragbare Vorrichtung angeordnet ist.The Utility Model DE 20 2018 102 710 U1 shows a portable device for charging batteries, wherein the portable device comprises at least one housing, wherein the housing is adapted to connect the battery via at least one cable with an electronic board on which a set of components, such as electric, electronic and / or mechanical components, is arranged; wherein the housing is adapted to connect the battery and provide protection between the electronic board and an environment in which the portable device is disposed. Furthermore, the portable device has at least one electromagnet, wherein the at least one electromagnet is adapted to reversibly fix the portable device by magnetization to a support on which the portable device is arranged.

Die metallischen Partikel, wie beispielsweise Metallspäne, setzen sich in Ecken und Nischen des Batteriegehäuses, welche durch Reinigungssystem nur schwer erreichbar sind, ab. Sobald metallische Partikel in einen Luftspalt zwischen den spannungsführenden Bauteilen gelangen, sind die spannungsführenden Bauteile nicht mehr ausreichend isoliert. Die elektrisch wirksame Distanz zwischen den Bauteilen wird dadurch reduziert und es kann zu einem Kurzschluss kommen.The metallic particles, such as metal chips, settle in corners and niches of the battery housing, which are difficult to reach by cleaning system from. As soon as metallic particles enter an air gap between the live components, the live components are no longer sufficiently insulated. The electrically effective distance between the components is thereby reduced and it can lead to a short circuit.

Die Erfindung liegt der Aufgabe zugrunde, einen störungsfreien Betrieb einer Hochvolt-Batterie zu schaffen.The invention has for its object to provide a trouble-free operation of a high-voltage battery.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Vermeidung von Bewegungen metallischer Partikel in einem Batteriegehäuse eines Fahrzeugs, sowie durch ein Batteriegehäuse zum Verhindern von Bewegungen metallischer Partikel nach den unabhängigen Ansprüchen. Sinnvolle Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.The object is achieved by a method for preventing movements of metallic particles in a battery housing of a vehicle, and by a battery housing for preventing movements of metallic particles according to the independent claims. Meaningful developments and advantageous embodiments are described in the subclaims.

Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vermeidung von Bewegungen metallischer Partikel in einem Batteriegehäuse eines Fahrzeugs, wobei das Batteriegehäuse mit einem magnetisierten Bereich bereitgestellt wird und durch den magnetisierten Bereich die metallischen Partikel angezogen werden. Die metallischen Partikel können beispielsweise aus Metallspänen oder Metallspritzer bestehen, welche durch die Bearbeitung des Batteriegehäuses entstehen. Das Batteriegehäuse kann beispielsweise durch einen Permanentmagneten oder durch einen Elektromagneten magnetisiert werden. Durch den Magnetismus werden die metallischen Partikel in Bereichen, in denen sich die metallischen Partikel aufhalten, angezogen und gehalten. Die Bereiche können beispielsweise Ecken oder Nischen des Batteriegehäuses sein. Durch die Magnetisierung und das Anziehen der metallischen Partikel in den Bereichen, gelangen keine metallischen Partikel in die Luftspalte, welche sich zwischen spannungsführenden Bauteilen befinden. Spannungsführende Bauteile können beispielsweise Stromschienen darstellen.One aspect of the invention relates to a method for preventing movement of metallic particles in a battery case of a vehicle, wherein the battery case is provided with a magnetized portion and the metallic particles are attracted by the magnetized portion. The metallic particles may consist, for example, of metal chips or metal spatters which are produced by the processing of the battery housing. The battery case may be magnetized by, for example, a permanent magnet or an electromagnet. Magnetism attracts and holds the metallic particles in areas where the metallic particles are located. The areas may be, for example, corners or niches of the battery housing. Due to the magnetization and the attraction of the metallic particles in the areas, no metallic particles get into the air gaps, which are located between live components. Voltage-carrying components can represent busbars, for example.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Batteriegehäuse zum Verhindern von Bewegungen metallischer Partikel, wobei zumindest ein Bereich des Batteriegehäuses magnetisiert ist. Die Magnetisierung kann beispielsweise über einen Permanentmagneten oder einen Elektromagneten erfolgen. Wenn das Batteriegehäuse aus einem ferromagnetischen Stoff wie beispielsweise bestimmten Stählen besteht, kann das Batteriegehäuse selbst magnetisiert werden. Bei einem paramagnetischen Stoff des Batteriegehäuses bleibt die Magnetisierung nur so lange erhalten, bis beispielsweise ein Magnetfeld, welches die Magnetisierung des paramagnetischen Stoffes verursacht, ausgeschalten wurde. Zum Beispiel ist Aluminium ein paramagnetisches Material.Another aspect of the invention relates to a battery case for preventing movement of metallic particles, wherein at least a portion of the battery case is magnetized. The magnetization can take place, for example, via a permanent magnet or an electromagnet. If the battery case is made of a ferromagnetic material such as certain steels, the battery case itself may be magnetized. In the case of a paramagnetic substance of the battery housing, the magnetization is retained only until, for example, a magnetic field which causes the magnetization of the paramagnetic substance has been switched off. For example, aluminum is a paramagnetic material.

Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Hochvolt-Batterie mit einem Batteriegehäuse welches bereichsweise oder ganz magnetisiert ist.Furthermore, the invention relates to a high-voltage battery with a battery case which is partially or completely magnetized.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments as well as from the drawings. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or in the figures alone can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.

Die beigefügten Zeichnungen zeigen in:

  • 1 ein Verfahren zur Vermeidung von Bewegungen metallischer Partikel in einem Batteriegehäuse eines Fahrzeugs und
  • 2 ein Batteriegehäuse zum Verhindern von Bewegungen metallischer Partikel gemäß einer Ausführungsform.
The attached drawings show in:
  • 1 a method for preventing movement of metallic particles in a battery case of a vehicle and
  • 2 a battery case for preventing movement of metallic particles according to an embodiment.

In der 1 ist ein Verfahren zur Vermeidung von Bewegungen metallischer Partikel vorgesehen.In the 1 a method is provided for preventing movements of metallic particles.

In einem ersten Schritt S1 wird beispielsweise ein Bereich eines Batteriegehäuses 2 (vgl. 2) magnetisiert. Die Magnetisierung erfolgt bei ferromagnetischen Stoffen beispielsweise über einen Magneten 4 (vgl. 2), zum Beispiel über einen Permanentmagneten oder Elektromagneten. Die Magnetisierung kann hierbei auch nach Entfernen des Magneten 4 erhalten bleiben. Wenn das Batteriegehäuse 2 aus einem paramagnetischen Stoff, wie beispielsweise Aluminium, besteht, endet die Magnetisierung des Batteriegehäuses beispielsweise nach Entfernen des Permanentmagneten oder nach Abschalten des Elektromagneten.In a first step S1 For example, an area of a battery case 2 (see. 2 ) magnetized. The magnetization takes place in ferromagnetic materials, for example via a magnet 4 (see. 2 ), for example via a permanent magnet or electromagnet. The magnetization can in this case also after removal of the magnet 4 remain. When the battery case 2 is made of a paramagnetic material such as aluminum, the magnetization of the battery case ends, for example, after removal of the permanent magnet or after switching off the electromagnet.

Die Magnetisierung kann beispielsweise durch einen Elektromagneten, welcher eine Hochvolt-Batterie in dem Batteriegehäuse als Quelle nutzt, erhalten bleiben. Die Magnetisierung des Batteriegehäuses 2 wird gegebenenfalls nur während des Betriebs aufrechterhalten. Alternativ zu einer Teilmagnetisierung kann auch das ganze Batteriegehäuse 2 magnetisiert werden.The magnetization can be maintained, for example, by an electromagnet which uses a high-voltage battery in the battery housing as a source. The magnetization of the battery case 2 may only be maintained during operation. As an alternative to a partial magnetization, the entire battery housing can also be used 2 be magnetized.

In einem optionalen zweiten Schritt S2 wird die Magnetisierung des Batteriegehäuses 2 betriebsabhängig gesteuert.In an optional second step S2 becomes the magnetization of the battery case 2 Operationally controlled.

In einem dritten Schritt S3 werden metallische Partikel 3 durch den magnetisierten Bereich des Batteriegehäuses 2 angezogen und gleichzeitig festgehalten. Hierbei wird die Bewegung der metallischen Partikel 3 vermieden. Die metallischen Partikel 3 gelangen somit nicht in die Luftspalte, welche zwischen den spannungsführenden Bauteilen angeordnet sind.In a third step S3 become metallic particles 3 through the magnetized area of the battery case 2 attracted and held at the same time. Here is the movement of the metallic particles 3 avoided. The metallic particles 3 thus do not reach the air gaps, which are arranged between the live components.

Die 2 zeigt das Batteriegehäuse 2 mit den metallischen Partikeln 3, die Hochvolt-Batterie 1 und den Magneten 4, beispielsweise einen Permanentmagneten. In dem Batteriegehäuse 2 ist die Hochvolt-Batterie 1 angeordnet. Die magnetische Anziehung der metallischen Partikel 3 an das Batteriegehäuse 2 wird durch die Pfeile dargestellt. Der Magnet 4 magnetisiert das Batteriegehäuse 2. Durch das Festhalten der metallischen Partikel 3 beispielsweise in einer Ecke, Nische oder am gesamten Batteriegehäuse 2 gelangen keine metallischen Partikel 3 in Luftspalte, welche beispielsweise zwischen Stromschienen angeordnet sein können. Die elektrische Isolation der Stromschienen wird dadurch nicht beeinträchtigt.The 2 shows the battery case 2 with the metallic particles 3 , the high-voltage battery 1 and the magnet 4 , For example, a permanent magnet. In the battery case 2 is the high-voltage battery 1 arranged. The magnetic attraction of metallic particles 3 to the battery case 2 is represented by the arrows. The magnet 4 magnetizes the battery case 2 , By holding the metallic particles 3 For example, in a corner, niche or the entire battery case 2 get no metallic particles 3 in air gaps, which may for example be arranged between busbars. The electrical insulation of the busbars is not affected.

Das Batteriegehäuse 2 kann auch aus einem Kunststoff bestehen, welchem beispielsweise Metallpartikel, Metallgeflechte oder Metallfolien zugefügt werden.The battery case 2 may also consist of a plastic, which, for example, metal particles, metal braids or metal foils are added.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
HochvoltbatterieHigh-voltage battery
22
Batteriegehäusebattery case
33
Metallische PartikelMetallic particles
44
Magnetmagnet
S1S1
Erster SchrittFirst step
S2S2
Zweiter SchrittSecond step
S3S3
Dritter SchrittThird step

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102006055559 B4 [0003]DE 102006055559 B4 [0003]
  • DE 202018102710 U1 [0004]DE 202018102710 U1 [0004]

Claims (7)

Verfahren zur Vermeidung von Bewegungen metallischer Partikel (3) in einem Batteriegehäuse (2) eines Fahrzeugs, gekennzeichnet, durch - Bereitstellen des Batteriegehäuses (2) mit einem magnetisierten Bereich (S2) und - Anziehen der metallischen Partikel (3) durch den magnetisierten Bereich (S3).Method for avoiding movements of metallic particles (3) in a battery housing (2) of a vehicle, characterized by - Providing the battery case (2) with a magnetized region (S2) and - Tightening of the metallic particles (3) by the magnetized area (S3). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich des Batteriegehäuses (2) nur bei Betrieb des Fahrzeugs magnetisiert wird.Method according to Claim 1 , characterized in that the region of the battery case (2) is magnetized only during operation of the vehicle. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich des Batteriegehäuses (2) durch einen steuerbaren Elektromagneten magnetisiert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the region of the battery housing (2) is magnetized by a controllable electromagnet. Batteriegehäuse zum Verhindern von Bewegungen metallischer Partikel (3), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Bereich des Batteriegehäuses (2) magnetisiert ist.Battery housing for preventing movements of metallic particles (3), characterized in that at least a portion of the battery case (2) is magnetized. Batteriegehäuse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das gesamte Batteriegehäuse (2) magnetisiert ist.Battery housing after Claim 4 , characterized in that the entire battery housing (2) is magnetized. Hochvoltbatterie mit einem Batteriegehäuse (29) gemäß der Ansprüche 4 oder 5.High-voltage battery with a battery case (29) according to the Claims 4 or 5 , Hochvoltbatterie nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriegehäuse (2) aus einem Kunststoff mit Metallpartikel, Metallgeflecht oder Metallfolien besteht.High-voltage battery after Claim 6 , characterized in that the battery housing (2) consists of a plastic with metal particles, metal mesh or metal foils.
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