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Technisches Feld
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Die vorliegende Offenbarung betrifft Verfahren zum Prüfen einer Dichtheit einer Energieversorgung. Des Weiteren sind Vorrichtungen offenbart zur Ausführung dieser Verfahren.
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Hintergrund
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Zum Prüfen einer Dichtheit wird u.a. die Differenzdruck-Methode verwendet, welche auch in der DIN EN1779 normiert ist. Dabei wird ein Prüfling und optional ein Referenzteil bzw. Referenzvolumen mit einem Druck beaufschlagt. Nach einer kurzen Beruhigungszeit wird der Prüfling von der Druckluftversorgung getrennt und nach einer weiteren Messzeit die Druckdifferenz zwischen Prüfling und Referenzteil gemessen oder - falls kein Referenzteil vermessen wurde - der absolute Druck im Prüfling gemessen. Nachteile dieser Methode sind zum einen seine Volumenabhängigkeit, da eine Leckage bei unterschiedlichen Volumina zu unterschiedlichen Druckänderungen führen kann. Zum anderen nachteilig ist die Temperaturabhängigkeit des Verfahrens, denn unterschiedliche Umgebungstemperaturen führen zu unterschiedlichen Druckänderungen, so dass beispielsweise ein Temperaturabfall eine Leckage anzeigen kann, obwohl keine Leckage vorhanden ist. Neben diesen indirekten Verfahren existieren Dichtheitsprüfungen mittels Testgasen, bei denen der Gasaustritt direkt gemessen wird. Verbesserungen in diesen Bereichen, die insbesondere für Energiespeicher, wie Batterien und Hochvoltspeichersysteme geeignet sind, sind wünschenswert.
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Beschreibung
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Eine Aufgabe besteht darin, ein System zum Testen einer Dichtheit zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst, welche durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche definiert ist. Die abhängigen Ansprüche betreffen entsprechende Weiterbildungen. Im Folgenden werden verschiedene Aspekte und Ausführungsformen dieser Aspekte offenbart, die zusätzliche Merkmale und Vorteile bereitstellen.
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Einige Ausführungsformen betreffen das Problem eine Dichtheit für einen Hochvoltspeicher besser prüfen zu können. Dazu wird CO2 in den Hochvoltspeicher eingeführt, während dieser auf einem Laufband in einer Fertigung transportiert wird. Dabei wird der Druck des CO2 so eingestellt, dass der Druck im Hochvoltspeicher größer ist als der Druck in der Umgebung des Hochvoltspeichers. Dann wird mit einem Laser die Umgebung des Hochvoltspeichers gescannt. Um nur einen Laser zu verwenden wird der Laserstrahl mittels Spiegel um den Hochvoltspeicher geleitet. Durch Analyse des reflektierten Laserstrahls wird die Konzentration des CO2 in der Umgebung des Hochvoltspeichers gemessen und darauf geschlossen, ob CO2 aus dem Hochvoltspeicher in die Umgebung ausgetreten ist.
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Ein erster Aspekt betrifft ein Verfahren, umfassend den Schritt:
- - Einleiten eines ersten Gases in die Energieversorgung, wobei das erste Gas sich von einem zweiten Gas in der Umgebung der Energieversorgung unterscheidet;
- - Erfassen eines Gases in der Umgebung der Energieversorgung;
- - Analysieren des erfassten Gases, ob es Spuren des ersten Gases enthält.
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Eine Dichtheit kann auch als Dichtigkeit bezeichnet werden. Eine Energieversorgung kann insbesondere einen Gaskreislauf umfassen. Beispielsweise kann eine Energieversorgung ein Heizsystem darstellen. Zusätzlich oder alternativ kann eine Energieversorgung eine Primärzelle sein. Ebenso zusätzlich oder alternativ kann eine Energieversorgung ein oder mehrere Akkumulatoren umfassen. Insbesondere kann eine Energieversorgung ein oder mehrere Hochvoltspeichersysteme umfassen. Zusätzlich oder alternativ kann eine Energieversorgung ein oder mehrere Treibstofftanks, insbesondere für Fahrzeuge und/oder für Tankstellen, umfassen.
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Ein Einleiten eines ersten Gases in die Energieversorgung kann insbesondere über einen Gasspeicher erfolgen, der zumindest im Moment bzw. der Phase des Einleitens, in der Nähe der Energieversorgung angeordnet ist.
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Ein Erfassen eines Gases in der Umgebung der Energieversorgung kann insbesondere ein Erfassen des Gases in einer dafür vorgesehenen Auffang- oder Sammeleinrichtung umfassen. Die Auffang- oder Sammeleinrichtung kann so gestaltet und/oder so angeordnet sein, dass ein Gas, welches aus der Energieversorgung austritt, in die Auffang- oder Sammeleinrichtung strömt und sich dort sammelt, insbesondere um erfasst zu werden.
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Das erste Gas in der Energieversorgung kann insbesondere unter einem größeren Druck stehen als das zweite Gas in der Umgebung der Energieversorgung. Dann wird bei einer Leckage in der Energieversorgung das erste Gas durch den Überdruck in die Umgebung der Energieversorgung geleitet. Alternativ kann das erste Gas in der Energieversorgung auch unter dem gleichen Druck stehen wie das zweite Gas in der Umgebung der Energieversorgung. Dann wird bei einer Leckage der Energieversorgung das zweite Gas durch Diffusion bzw. molekulare Bewegungsprozesse (z.B. Brownsche Molekularbewegung) in die Umgebung geführt. Vorteilhaft muss in diesem Fall nicht dafür gesorgt werden, dass das erste Gas unter einem größeren Druck steht als das zweite Gas. Wobei, wenn eine Einrichtung zur Erzeugung eines größeren Drucks für das erste Gas in der Energieversorgung zur Verfügung steht, dann kann bei einer Leckage ein Ausströmen des ersten Gases in die Umgebung der Energieversorgung mit einer größeren Geschwindigkeit erfolgen, als dies bei einer Diffusion bzw. durch natürliche Bewegungsabläufe möglich ist.
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Ein Analysieren des erfassten Gases auf Spuren des ersten Gases kann insbesondere eine Analyse umfassen, ob Spuren eines ersten Gases in der Umgebung der Energieversorgung nachweisbar sind. Zusätzlich oder alternativ kann eine Analyse eines Gases in der Umgebung der Energieversorgung eine Höhe eines Gasanteils des ersten Gases in der Umgebung der Energieversorgung betreffen. Des Weiteren kann eine Analyse eines Gases in der Umgebung der Energieversorgung auf Spuren des ersten Gases modellbasiert erfolgen. Ein Modell kann dabei insbesondere die analysierte Energieversorgung betreffen, wobei insbesondere auf Basis eines erfassten Ortes und/oder einer erfassten Menge eines ausgetretenen ersten Gases über das Modell darauf geschlossen werden kann, um welche Art der Leckage es sich handelt und/oder wo die Leckage zu verorten ist. Insbesondere kann eine solche Analyse auch auf Basis eines Machine-Learning-Algorithmus erfolgen, um Analyseergebnisse vorheriger Analysen bzw. vorheriger Prüfungen in die aktuelle Analyse mit einbeziehen zu können.
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Eine Ausführungsform des ersten Aspekts betrifft ein Verfahren, wobei die Energieversorgung eine Batterie, insbesondere ein Hochvoltspeicher, ist.
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Eine Energieversorgung kann insbesondere eine Antriebsbatterie (auch als Hochvoltspeicher, Traktionsbatterie oder Zyklenbatterie bezeichnet) umfassen. Eine solche Batterie kann aber auch für statische Einsätze beispielsweise als Energieversorgung in einem Haus eingesetzt werden. Ein Energiespeicher kann aus wenigen bis Tausenden parallel und seriell zusammengeschalteten Akkumulator-Zellen oder Zellenblöcken bestehen. Auch Superkondensatoren oder mechanische Schwungradspeicher können von einer Energieversorgung im Sinne dieser Offenbarung umfasst sein. Ein Hochvoltspeicher kann eine Batterie mit einer Klemmspannung größer als 40V, insbesondere größer als 60V Gleichspannung sein. Ein Hochvoltspeicher kann auch ein Energiespeicher sein, der zum Antrieb von Elektrofahrzeugen eingerichtet ist.
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Eine Ausführungsform des ersten Aspekts betrifft ein Verfahren, wobei das erste Gas und das zweite Gas sich in ihrer Konzentration unterscheiden.
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Wie oben bereits beschrieben, kann das erste Gas sich von dem zweiten Gas darin unterscheiden, dass diese Gase betreffen, welche in unterschiedlicher Konzentration vorliegen. Beispielsweise kann das erste Gas ein reines CO2 sein und das zweite Gas, welches in der Umgebung der Energieversorgung vorherrscht, kann Luft sein, wobei bekannt ist, dass Luft eine geringe Konzentration von CO2 aufweist. Dementsprechend unterscheiden sich das erste Gas und das zweite Gas in ihrer initialen Konzentration. Ein Erfassen eines ersten Gases, bestehend aus reinem CO2, in der Umgebung der Energieversorgung, also innerhalb des zweiten Gases bestehend aus Luft, bedeutet ein Erfassen einer relativ zur Konzentration von CO2 in Luft erhöhten CO2-Konzentration.
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Eine Ausführungsform des ersten Aspekts betrifft ein Verfahren, wobei das erste Gas ein Inertgas ist, insbesondere ein Edelgas.
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Als Inertgase werden Gase bezeichnet, die sehr reaktionsträge, also inert, sind. Inertgase gehen also nur wenige chemische Reaktionen ein. Intergase umfassen Edelgase oder, wenn sie Molekülverbindungen sind, zeichnen sie sich in der Regel durch eine stark negative Standardbildungsenthalpie aus. Zu den Inertgasen gehören zum Beispiel elementare Gase wie Stickstoff, Edelgase wie Helium, Neon, Argon, Krypton, Xenon, und gasförmige Molekülverbindungen wie Schwefelhexafluorid. Ein erstes Gas kann auch ein Formiergas sein. Alle genannten Gase können entsprechend auch für das zweite Gas eingesetzt werden.
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Eine Ausführungsform des ersten Aspekts betrifft ein Verfahren, wobei vor dem Einleiten des ersten Gases eine Referenzmessung des zweiten Gases in der Umgebung der Energieversorgung erfolgt.
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Eine Referenzmessung kann insbesondere vor einem Einleiten des ersten Gases in die Energieversorgung erfolgen. Alternativ kann eine Referenzmessung zeitgleich mit dem Einleiten des ersten Gases in die Energieversorgung erfolgen. Vorteilhaft kann dadurch eine Erfassungsgenauigkeit erhöht werden.
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Eine Umgebung im Sinne der Offenbarung kann insbesondere ein Fahrzeug sein, insbesondere wenn die Energieversorgung in einem eingebauten Zustand geprüft wird. Zusätzlich oder alternativ kann eine Umgebung im Sinne der Offenbarung ein Produktionswerk sein, insbesondere wenn die Energieversorgung während einer Fertigung geprüft werden soll. Alternativ kann auch eine Spezialumgebung zum Prüfen der Energieversorgung auf Dichtigkeit zur Verwendung kommen, wobei eine Spezialumgebung sich insbesondere dadurch auszeichnet, dass das zweite Gas ein anderes Gas bzw. Gasgemisch als Luft ist.
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Eine Ausführungsform des ersten Aspekts betrifft ein Verfahren, wobei das Erfassen durch eine optische Erfassung erfolgt, insbesondere mit einer oder mehreren Kameras und/oder einem oder mehreren Lasern.
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Insbesondere kann das Erfassen emissionsbasiert sein und/oder absorptionsbasiert sein. Emissionsbasiertes Erfassen bedeutet einen Parameter zu erfassen, der von einem ausgetretenen ersten Gas emittiert wird. Absorptionsbasiertes Erfassen bedeutet einen Parameter zu beobachten, aber nur in geringer Höhe oder gar nicht zu erfassen, weil dieser von dem ausgetretenen Gas absorbiert wird. Beispielsweise absorbiert CO2 eine Wellenlänge elektromagnetischer Wellen im Bereich 4.2 - 4.3 µm. Eine Beobachtung einer solchen Charakteristik kann also darauf schließen lassen, dass CO2 aus der Energieversorgung ausgetreten ist.
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Eine Erfassung kann insbesondere optisch erfolgen. Eine optische Erfassung mit einer Kamera kann insbesondere mit einer Infrarotkamera erfolgen. Insbesondere wenn eine Kamera und/oder ein Laser verwendet wird, können ein oder mehrere Spiegel verwendet werden, um Licht bzw. Laserstrahlen entsprechend so umzuleiten, sodass ein möglichst großer Umgebungsabschnitt insbesondere die komplette Umgebung der Energieversorgung mit einer Kamera bzw. einem Laserstrahl gescannt werden können. Insbesondere können Spiegel an jeder Ecke der Energieversorgung angeordnet sein, sodass beispielsweise ein Laserstrahl komplett um die Energieversorgung geleitet wird. Im Fall einer Leckage wird dann insbesondere der Laserstrahl unterbrochen oder in seiner Intensität verringert oder eine entsprechende Wellenlänge absorbiert, wenn das erste Gas durch die Leckage in die Umgebung der Energieversorgung ausgetreten ist.
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Eine Ausführungsform des ersten Aspekts betrifft ein Verfahren, wobei das Erfassen chemischphysikalisch erfolgt.
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Eine chemisch-physikalische Erfassung kann insbesondere auf Basis einer Erfassung der Atome bzw. Moleküle des ersten Gases erfolgen. Zusätzlich oder alternativ kann eine indirekte chemisch-physikalische Erfassung dadurch erfolgen, dass Reaktionsprodukte des ersten Gases, insbesondere nach einer Reaktion mit einem zweiten Gas erfasst werden.
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Eine Ausführungsform des ersten Aspekts betrifft ein Verfahren, wobei das Erfassen und/oder das Analysieren robotergestützt erfolgt.
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Eine robotergestützte Erfassung kann insbesondere darin erfolgen, dass eine optische Erfassungseinrichtung, beispielsweise eine Kamera, von einem Roboter geführt wird. Der Roboter fährt dabei eine Trajektorie in der Umgebung der Energieversorgung, sodass die Erfassungseinrichtung einen möglichst großen Abschnitt der Umgebung der Energieversorgung erfassen kann und/oder bestimmte Stellen, welche für die Prüfung relevant sind. Zusätzlich oder alternativ kann der Roboter eine chemisch-physikalische Erfassungseinrichtung führen. Zusätzlich oder alternativ kann der Roboter die optische und/oder chemisch-physikalische Erfassungseinrichtung in einer Auffang- und Sammelvorrichtung führen, die dazu eingerichtet ist, ein ausgetretenes erstes Gas zu sammeln.
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Eine Ausführungsform des ersten Aspekts betrifft ein Verfahren, wobei das Erfassen und/oder das Analysieren während des Betriebs des Energiespeichers erfolgt.
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Ein Erfassen eines ersten Gases in der Umgebung der Energieversorgung während des Betriebs kann insbesondere in einem aktiven Betrieb der Energieversorgung erfolgen. Alternativ kann ein Erfassen eines ersten Gases in der Umgebung der Energieversorgung zwar im Betrieb der Energieversorgung erfolgen, also während die Energieversorgung in ihrem bestimmungsgemäßen Zustand eingebaut ist, allerdings in einem nicht aktiven Betrieb, d.h. dann, wenn die Energieversorgung ausgeschaltet ist.
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Eine Ausführungsform des ersten Aspekts betrifft ein Verfahren, umfassend den Schritt:
- - Absaugen und/oder Reinigen des Energiespeichers von einem Gas.
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Insbesondere kann ein Absaugen und/oder ein Reinigen einer Energieversorgung dazu dienen, die Energieversorgung von einem ersten Gas und/oder einem anderen Gas zu reinigen. Zusätzlich oder alternativ kann ein Absaugen dazu dienen, ein Gas, welches zur Prüfung der Energieversorgung verwendet wird, wieder verwerten zu können. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn es sich um ein teures Gas bzw. um eine teure Gasmischung handelt. Insbesondere kann der Schritt des Einleitens ein Absaugen bzw. ein Reinigen der Energieversorgung umfassen, wobei das Absaugen bzw. das Reinigen vor dem Einleiten des ersten Gases und/oder nach dem Einleiten des ersten Gases erfolgen kann.
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Eine Ausführungsform des ersten Aspekts betrifft ein Verfahren, wobei das Verfahren während einer Elektrizitätsprüfung und/oder einer thermischen Prüfung des Energiespeichers erfolgt.
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Insbesondere ist dieses Verfahren dazu geeignet, während einer Elektrizitätsprüfung bzw. während einer thermischen Prüfung der Energieversorgung durchgeführt zu werden. Dadurch lässt sich vorteilhaft die Zeit zur Prüfung der Energieversorgung verkürzen, da mehrere Parameter zeitgleich geprüft werden.
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Ein zweiter Aspekt betrifft eine Vorrichtung, wobei die Vorrichtung insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach dem vorherigen Aspekt eingerichtet ist, umfassend:
- - einen Tank zur Bereitstellung eines ersten Gases zum Einleiten in den Energiespeicher, wobei das erste Gas sich von einem zweiten Gas in der Umgebung des Energiespeichers unterscheidet;
- - eine Pumpe zum Einleiten des ersten Gases in den Energiespeicher.
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Eine Ausführungsform des zweiten Aspekts betrifft eine Vorrichtung, wobei die Vorrichtung eine Gasauffangeinrichtung umfasst in die das erste Gas beim Austritt aus dem Energiespeicher fließen kann.
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Die Gasauffangeinrichtung kann insbesondere eine Struktur am Energiespeicher sein, insbesondere Rinne am Gehäuse des Energiespeichers, wobei die Struktur bzw. das Gehäuse somit von der Vorrichtung umfasst ist.
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Eine Ausführungsform des zweiten Aspekts betrifft eine Vorrichtung, wobei die Vorrichtung eine Kamera und/oder einen Laser umfasst und insbesondere ein oder mehrere Spiegel zur Umlenkung eines zu erfassenden Lichtes und/oder Laserstrahls.
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Insbesondere kann die Vorrichtung auch einen Roboter umfassen, der dazu eingerichtet ist, eine Sensoreinrichtung, beispielsweise eine Kamera, in der Umgebung des Energiespeichers zu bewegen.
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Eine Ausführungsform des zweiten Aspekts betrifft eine Vorrichtung, umfassend eine Einrichtung zur Reduktion einer Strömungsgeschwindigkeit eines Gases in der Umgebung des Energiespeichers.
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Insbesondere kann eine solche Vorrichtung Lamellen und/oder ein oder mehrere Windstopper umfassen. Zusätzlich oder alternativ kann eine solche Einrichtung einen im Wesentlichen gasdicht abgedichteten Raum umfassen, indem die Prüfung vorgenommen wird. Vorteilhaft wird dadurch ein ausgeströmtes erstes Gas nicht durch eine Gasströmung verdrängt, die in der Umgebung des Energiespeichers vorherrscht, z.B. eine Zugluft.
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Figurenliste
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Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den folgenden Ausführungsformen, die sich auf die Figuren beziehen. Die Figuren zeigen die Ausführungsformen nicht immer maßstabsgetreu. Die Abmessungen der verschiedenen Merkmale können insbesondere zur Klarheit der Beschreibung entsprechend vergrößert oder verkleinert sein. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert:
- 1 einen Verlauf typischer Kurven bei der Prüfung eines Hochvoltspeichers;
- 2 eine Vorrichtung zum Ausführen eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Offenbarung;
- 3 eine Vorrichtung zum Ausführen eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Offenbarung.
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In den folgenden Beschreibungen beziehen sich identische Bezugszeichen auf identische bzw. zumindest funktional oder strukturell ähnliche Merkmale.
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In der folgenden Beschreibung wird auf die begleitenden Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil der Offenbarung bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Aspekte gezeigt sind, in denen die vorliegende Offenbarung verstanden werden kann.
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Generell gilt eine Offenbarung über ein beschriebenes Verfahren auch für eine entsprechende Vorrichtung, um das Verfahren durchzuführen, oder für ein entsprechendes System, welches ein oder mehrere Vorrichtungen umfasst, und umgekehrt. Wenn beispielsweise ein spezieller Verfahrensschritt beschrieben wird, kann eine entsprechende Vorrichtung ein Merkmal umfassen, um den beschriebenen Verfahrensschritt durchzuführen, auch wenn dieses Merkmal nicht explizit beschrieben oder dargestellt ist. Wenn andererseits beispielsweise eine spezielle Vorrichtung auf der Grundlage von Funktionseinheiten beschrieben wird, kann ein entsprechendes Verfahren einen Schritt umfassen, der die beschriebene Funktionalität ausführt, auch wenn solche Schritte nicht explizit beschrieben oder dargestellt sind. Ebenso kann ein System mit entsprechenden Vorrichtungsmerkmalen versehen werden oder mit Merkmalen, um einen bestimmten Verfahrensschritt auszuführen. Es versteht sich, dass Merkmale der verschiedenen zuvor oder nachfolgend beschriebenen Aspekte und Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht ausdrücklich anders angegeben.
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Beschreibung der Figuren
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1 zeigt einen Verlauf von Kurven 100 für eine optische Prüfung einer Energieversorgung nach einem Verfahren der vorliegenden Offenbarung. Dabei sind Leistungsverläufe elektromagnetischer Strahlung in Milliwatt über einem Wellenlängenausschnitt zwischen 3,6 µm und4,8 µm dargestellt. Das in dieser Ausführungsform verwendete Verfahren betrifft ein optisches Verfahren, wobei ein Laserstrahl auf die Umgebung eines Hochvoltspeichers gerichtet ist. Der verwendete Laser ist ein Fe:ZnSe/S CW-Laser. Er bietet > 100 mW Ausgangsleistung im Einstellbereich von 3,7 - 4,8 µm und generiert dabei > 300 mW auf der Spitze der Tuning-Kurve.
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Der Hochvoltspeicher wird vor der Analyse mit CO2 gefüllt. Die Befüllung wird so durchgeführt, dass in dem Hochvoltspeicher ein höherer Druck vorherrscht als in der den Hochvoltspeicher umgebenden Luft. Im Fall einer Leckage bzw. einer undichten Stelle wird CO2 in die Umgebung austreten und somit eine CO2-Konzentration der den Hochvoltspeicher umgebenden Luft erhöhen.
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Entsprechend der Prüfungsvorgaben sind folgende Analyseergebnisse anhand der gemessenen Leistungsverläufe möglich: Zum einen kann der Hochvoltspeicher eine vollkommene Dichtheit aufweisen. In diesem Fall würde der Laserstrahl, welcher durch die entsprechende Analysevorrichtung beobachtet wird, im Bereich zwischen 3,7 µm Wellenlänge und 4,8 µm Wellenlänge den Verlauf gemäß der gepunkteten Kurve 101 zeigen. Dementsprechend steigt eine Strahlungsintensität ab 3,7 µm an bis zu einem Maximum, welches ungefähr bei 4,3 µm liegt. Die Kurve fällt hin zu höheren Wellenlängen relativ schnell wieder ab. Bei der Detektion einer solchen Wellenlängencharakteristik ist von einer absolut dichten Energieversorgung auszugehen.
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Ein zweites Szenario ist durch die mit durchgezogener Linie aufgetragene Kurve 102 dargestellt. In diesem Fall befindet sich eine Verringerung der Strahlungsleistung genau dort wo im absolut dichten Fall des Hochvoltspeichers eine maximale Leistung beobachtet werden sollte. Allerdings stellt die Verringerung der Leistung nur eine relativ kleine Verringerung dar und es kommt in diesem Bereich immer noch zu einer signifikanten Erfassung von Strahlungsleistung. Das Ergebnis deutet auf eine erhöhte CO2-Konzentration in der Umgebung des Hochvoltspeichers hin. In einem solchen Fall kann davon ausgegangen werden, dass kleinste Leckagen vorhanden sind, dadurch allerdings eine geforderte Dichtheit nach wie vor erreicht ist. Dieses Ergebnis würde deswegen nicht dazu führen, dass der Hochvoltspeicher als undicht qualifiziert wird.
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Das dritte Szenario ist durch die gepunktete Kurve 103 dargestellt. Dort fällt die Leistungsintensität des gemessenen Laserstrahls im Bereich, in dem bei einen absolut dichten Hochvoltspeicher ein Maximalwert erwartet wird, nahezu bis auf 0 mW ab, d. h. bei dieser Wellenlänge wird die komplette Leistung durch ausgetretenes CO2 absorbiert. Deswegen kann in diesem Fall davon ausgegangen werden, dass eine signifikante Menge CO2 aus dem Hochvoltspeicher in die Umgebung geströmt ist und entsprechend auf eine Leckage geschlossen werden. Der Hochvoltspeicher wird in diesem Fall als undicht qualifiziert.
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2 zeigt eine Vorrichtung 200 zum Prüfen eines Energiespeichers, in diesem Fall einem Hochvoltspeicher 201, zur Durchführung eines Verfahrens gemäß dieser Offenbarung. Dabei ist unter einem Hochvoltspeicher eine Gasauffangeinrichtung 202 angeordnet, die im Wesentlichen aus einer Rinne besteht, welche in unmittelbarer Nähe zu den möglichen undichten Stellen des Hochvoltspeichers angeordnet ist. Stellen, an denen eine Leckage möglich ist, können insbesondere Verschraubungen sein bzw. verschiedene Teile des Hochvoltspeichers, die aneinander angeordnet werden. Auch Kabelzuführungen oder Kanten eines Displays oder einer Bedieneinrichtung können mögliche Stellen sein, an denen eine Leckage auftreten kann. Um ein ausgetretenes Prüfgas effektiv und effizient analysieren zu können, wird die Gasauffangeinrichtung 202 in unmittelbarer Nähe der potentiellen Leckagen angeordnet. In die Gasauffangeinrichtung 202 wird durch den Laser 204 ein Laserstrahl 206 geleitet, der insbesondere durch den Einsatz von Reflektoren 203, beispielsweise Spiegeln, so umgeleitet werden kann, dass er einen großen Abschnitt des Umfeldes des Hochvoltspeichers analysiert. Durch den Empfänger 205, welcher an einem Ausgang der Gasauffangeinrichtung angeordnet ist, kann ein reflektierter Laserstrahl empfangen werden und danach durch eine Datenverarbeitungseinrichtung analysiert werden.
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3 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung zur Umsetzung eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Offenbarung. Dabei wird ein Hochvoltspeicher 303 während einer Produktion in einer speziell dafür vorgesehenen Prüfkammer 310 auf Dichtheit analysiert. Die Prüfkammer 310 umfasst einen Eingang und einen Ausgang, welcher mit Lamellen so verschlossen ist, dass sich eine Luft, welche sich in der Prüfkammer 310 befindet, nicht bewegt. Des Weiteren ist in der Prüfkammer 310 ein Druckbehälter 301 angeordnet, welcher ein Prüfgas, insbesondere Argon, umfasst. Dieses Prüfgas wird über den Schlauch 302 in einen Hochvoltspeicher 303 eingeleitet. Der Hochvoltspeicher fährt dabei durch die Prüfkammer 310 auf einem Laufband liegend, sodass zum Prüfen des Hochvoltspeichers eine Produktion nicht gestoppt werden muss. Die Laufbandrichtung ist durch den Pfeil 309 gekennzeichnet. Unter dem Laufband befindet sich eine Gasauffangvorrichtung 305, in die ein aus dem Hochvoltspeicher austretendes Prüfgas strömt, bzw. fällt, wenn ein Prüfergas ausgewählt wird, welches schwerer als Luft ist. Durch die Gasauffangvorrichtung wird über den Laser 308 ein Laserstrahl geleitet und so reflektiert, dass er über den Empfänger 307 empfangen und entsprechend der obigen Beschreibungen analysiert werden kann. Alternativ kann auch ein anderes optisches oder chemisch-physikalisches Messverfahren verwendet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Verlauf typischer Kurven
- 101
- Verlauf bei absoluter Dichtheit
- 102
- Verlauf bei teilweise Undichtheit
- 103
- Verlauf bei mangelnder Dichtheit
- 200
- Vorrichtung zur Umsetzung eines Verfahrens
- 201
- Hochvoltspeicher
- 202
- Gasauffangeinrichtung
- 203
- Spiegel
- 204
- Laser
- 205
- Laserempfangsvorrichtung
- 206
- Laserstrahl
- 300
- Vorrichtung zur Ausführung eines Verfahrens
- 301
- Gasdruckbehälter
- 302
- Gasschlauchzuführung
- 303
- Hochvoltspeicher
- 304
- Laufband
- 305
- Gasauffangeinrichtung
- 306
- Laserstrahl
- 307
- Laserempfangsvorrichtung
- 308
- Laser
- 309
- Bewegungsrichtung des Laufbandes
- 310
- Prüfkammer
- 311
- Lamellen
