DE102020000194A1 - Verfahren zur Überwachung - Google Patents

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DE102020000194A1
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Andreas Löwe
Sascha Schulte
Alexander Weiss
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Mercedes Benz Group AG
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Daimler AG
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung einer Dichtigkeit eines Gehäuses (2) eines elektrischen Energiespeichers (1) für ein Fahrzeug, wobei erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass anhand erfasster Signale zumindest einer in dem Gehäuse (2) angeordneten Fotodiode (4) eine Undichtigkeit in dem Gehäuse (2) detektiert wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung einer Dichtigkeit eines Gehäuses eines elektrischen Energiespeichers für ein Fahrzeug.
  • Aus der WO 2018/154528 A1 ist eine wieder aufladbare Elektrobatterie für ein Fahrzeug mit konvektiver Kühlung bekannt. Die Elektrobatterie weist ein Gehäuse auf, in welchem ein Batteriestapel mit mindestens zwei Teilstapeln angeordnet ist. Jeder Teilstapel besteht aus mindestens zwei in Reihe geschalteten Gruppen von Batterien, die in einer Längsrichtung der Elektrobatterie gestapelt sind, wobei die Batterien in jeder Gruppe von Batterien über mindestens ein Leadframe parallel geschaltet sind. Die Batterien bilden weiterhin einen Luftkanal, der sich in der Längsrichtung der Elektrobatterie von einem ersten Ende des Gehäuses zu einem gegenüberliegenden zweiten Ende des Gehäuses erstreckt. Innerhalb des Luftkanales ist ein BMS-Gehäuse eines Batteriemanagementsystems angeordnet, das sich in der Längsrichtung des Gehäuses von dem ersten Ende des Gehäuses zu dem gegenüberliegenden zweiten Ende des Gehäuses erstreckt, und das BMS-Kontakte aufweist, die jeweils mit dem Leadframe bzw. mit den Leadframes elektrisch verbunden sind. Der Luftkanal ist zur Ausbildung einer Luftströmung in Längsrichtung vorgesehen, welche die an den Luftkanal angrenzenden Batterien umströmt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Überwachung einer Dichtigkeit eines Gehäuses eines elektrischen Energiespeichers für ein Fahrzeug anzugeben.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gelöst, welches die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Ein Verfahren zur Überwachung einer Dichtigkeit eines Gehäuses eines elektrischen Energiespeichers für ein Fahrzeug sieht erfindungsgemäß vor, dass anhand erfasster Signale zumindest einer in dem Gehäuse angeordneten Fotodiode eine Undichtigkeit in dem Gehäuse detektiert wird.
  • Durch Anwendung des Verfahrens ist eine fortlaufende Überwachung des Gehäuses in Bezug auf Beschädigungen, d. h. Öffnungen, möglich, da anhand der erfassten Signale der Fotodiode kleinste Undichtigkeiten des Gehäuses detektierbar sind, da im Sollzustand des Gehäuses absolute Dunkelheit in diesem herrscht. Mittels Anwendung des Verfahrens kann über die Lebensdauer des elektrischen Energiespeichers hinweg ein sicherer Zustand desselben dargestellt werden.
  • Aus der Anwendung des Verfahrens resultiert ein Zugewinn an Sicherheit für einen Betrieb des elektrischen Energiespeichers, wobei zudem ein Kostenvorteil erzielbar ist, da ein Verschluss des Gehäuses bei Herstellung des elektrischen Energiespeichers nicht mehr mit mehrfacher Sicherheit zur Vermeidung jeglicher Fehler ausgeführt werden muss. Eine robuste Auslegung ist weitestgehend ausreichend, da Fehler in Bezug auf das Gehäuse auch nach Jahren sofort erfasst werden können.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
  • Dabei zeigt die:
    • 1 schematisch einen elektrischen Energiespeicher für ein Fahrzeug.
  • Die einzige Figur zeigt beispielhaft und stark vereinfacht einen elektrischen Energiespeicher 1 für ein nicht näher dargestelltes Fahrzeug, insbesondere ein Elektrofahrzeug, ein Hybridfahrzeug oder ein mit Brennstoffzellen betriebenes Fahrzeug.
  • Der elektrische Energiespeicher 1 umfasst ein Gehäuse 2, in welchem eine Anzahl zu zumindest einem Zellblock 3 zusammengefasster Einzelzellen angeordnet ist, wobei die Einzelzellen elektrisch miteinander verschaltet sind.
  • Ziel bei der Herstellung des elektrischen Energiespeichers 1 ist u. a., dass das Gehäuse 2 dicht ausgeführt ist, um ein Inneres des elektrischen Energiespeichers 1, insbesondere die Einzelzellen und eine Elektronik, vor Schmutz und Feuchtigkeit aus einer Umgebung des elektrischen Energiespeichers 1 zu schützen.
  • Bei Auftreten eines verhältnismäßig schwerwiegenden Defektes des elektrischen Energiespeichers 1 besteht die Gefahr, dass, sofern das Gehäuse 2 eine Öffnung aufweist, gesundheitsschädliche Rauchgase aus dem Gehäuse 2 austreten.
  • Lediglich eine eine vergleichsweise kleine Öffnung des Gehäuses 2 verschließende Membran ist vorgesehen, die einen Druckausgleich zwischen dem Inneren des Gehäuses 2 und seiner Umgebung ermöglicht, beispielsweise wenn das Fahrzeug auf einen Berg fährt.
  • Ist das Gehäuse 2 des elektrischen Energiespeichers 1 nicht sachgemäß verschlossen und entsprechend dicht, dann ist der elektrische Energiespeicher 1 weder gegen äußere Störungen geschützt noch sind Sicherheitsanforderungen, wie in Bezug auf den Austritt gefährlicher Rauchgase, erfüllt.
  • Das Gehäuse 2 wird üblicherweise mit aufwändig qualifizierten Verschlüssen konzipiert und eine Dichtigkeit des Gehäuses 2 wird mittels geeigneter, meist auf Gasdruck-Befüllung basierenden Prüfmethoden überprüft.
  • Um die Überprüfung der Dichtigkeit des Gehäuses 2 zu vereinfachen und über eine Lebensdauer des elektrischen Energiespeichers 1 hinweg durchzuführen, ist ein im Folgenden beschriebenes Verfahren vorgesehen.
  • Im Inneren des Gehäuses 2 des elektrischen Energiespeichers 1 ist es bei korrektem Verschluss des Gehäuses 2 dunkel, da Gehäusewände aus mehreren Millimeter starken Metallteilen gebildet sind und sich im Inneren des Gehäuses 2 keine Lichtquelle befindet.
  • Zur Überprüfung der Dichtigkeit ist eine Fotodiode 4 als Lichtsensor für unerwünschte Öffnungen des Gehäuses 2, also Undichtigkeiten, in diesem angeordnet, um diese zu detektieren. Dabei stellt eine solche Fotodiode 4 eine vergleichsweise kostengünstige Möglichkeit zur Überprüfung der Dichtigkeit dar.
  • Aufgrund der absoluten Dunkelheit im Sollzustand des Gehäuses 2 kann die Fotodiode 4 mit einer verhältnismäßig sehr empfindlichen Auswerteschaltung versehen werden, so dass auch eine kleinste durch eine Undichtigkeit im Gehäuse 2 tretende Lichtmenge mittels der Fotodiode 4 erfasst werden kann.
  • In einer alternativen Ausführungsform sind mehrere solcher Fotodioden 4 in dem Gehäuse 2 des elektrischen Energiespeichers 1 angeordnet, um unerwünschte Öffnungen und somit Undichtigkeiten in dem Gehäuse 2 zu detektieren.
  • Ist eine solche Undichtigkeit von einer oder mehreren Fotodioden 4 detektiert, kann vorgesehen sein, dass ein Warnhinweis im Fahrzeug ausgegeben wird, mittels dessen ein Fahrzeugnutzer aufgefordert wird, eine Servicewerkstatt aufzusuchen. Hierzu ist die Fotodiode 4 derart konfiguriert, dass diese eine Leckage, z. B. an ein Batteriemanagementsystem zur Einleitung weiterer Maßnahmen meldet.
  • Zusätzlich oder alternativ zu der Ausgabe des Warnhinweises kann eine Auslösung von Sicherheitsmaßnahmen vorgesehen sein, so dass der elektrische Energiespeicher 1 beispielsweise deaktiviert und eine Verbindung zu einem Bordnetz des Fahrzeuges unterbrochen wird.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    elektrischer Energiespeicher
    2
    Gehäuse
    3
    Zellblock
    4
    Fotodiode
  • 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
    • WO 2018/154528 A1 [0002]

Claims (3)

  1. Verfahren zur Überwachung einer Dichtigkeit eines Gehäuses (2) eines elektrischen Energiespeichers (1) für ein Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass anhand erfasster Signale zumindest einer in dem Gehäuse (2) angeordneten Fotodiode (4) eine Undichtigkeit des Gehäuses (2) detektiert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fotodiode (4) fortlaufend Signale erfasst.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei detektierter Undichtigkeit in dem Gehäuse (2) ein Warnhinweis in dem Fahrzeug ausgegeben wird.
DE102020000194.7A 2020-01-15 2020-01-15 Verfahren zur Überwachung Withdrawn DE102020000194A1 (de)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018154528A1 (de) 2017-02-24 2018-08-30 Tq Systems Gmbh Batteriepack mit konvektiver kühlung

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2018154528A1 (de) 2017-02-24 2018-08-30 Tq Systems Gmbh Batteriepack mit konvektiver kühlung

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