DE102020104650A1 - Energy storage device and motor vehicle with an energy storage device - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Energiespeichervorrichtung (20) umfassend wenigstens eine Energiespeicherkomponente (21), welche in einem von einem Gehäuseelement (22) begrenzten Volumen (V) angeordnet ist. Die Energiespeichervorrichtung (20) umfasst zudem ein Absorptionselement (31), welches ebenfalls in dem Volumen (V) angeordnet ist und welches ein Absorptionsmittel (32) aufweist. Das Absorptionsmittel (32) ist ausgebildet, bei Vorhandensein einer elektrisch leitfähigen Flüssigkeit (40) in dem Volumen (V), die Flüssigkeit (40) zu absorbieren. Um eine vor Eintreten der Flüssigkeit in das Volumen ein Sättigen des Absorptionsmittels (32) mittels Luftfeucht zu vermeiden, weist das Absorptionselement (31) weiterhin eine Isolationsschicht (33) auf. Diese umschließt das Absorptionsmittel (32) vollständig, wobei die Isolationsschicht (33) ausgebildet ist, sich bei einer Kontaktierung mit der Flüssigkeit (40) aufzulösen, sodass das Absorptionsmittel (32) zum Absorbieren der Flüssigkeit (40) freigelegt wird.The invention relates to an energy storage device (20) comprising at least one energy storage component (21) which is arranged in a volume (V) delimited by a housing element (22). The energy storage device (20) also comprises an absorption element (31) which is also arranged in the volume (V) and which has an absorption means (32). The absorbent (32) is designed to absorb the liquid (40) when an electrically conductive liquid (40) is present in the volume (V). In order to avoid saturation of the absorbent (32) by means of atmospheric moisture before the liquid enters the volume, the absorbent element (31) also has an insulation layer (33). This completely encloses the absorbent (32), the insulation layer (33) being designed to dissolve when it comes into contact with the liquid (40), so that the absorbent (32) is exposed for absorbing the liquid (40).

Description

Die Erfindung betrifft eine Energiespeichervorrichtung, umfassend wenigstens eine Energiespeicherkomponente, welche in einem von einem Gehäuseelement begrenzten Volumen angeordnet ist. Dabei umfasst die Energiespeichervorrichtung auch ein Absorptionselement, welches in dem Volumen angeordnet ist und welches ein Absorptionsmittel umfasst, wobei das Absorptionsmittel ausgebildet ist, bei Vorhandensein einer elektrisch leitfähigen Flüssigkeit in dem Volumen, die Flüssigkeit zu absorbieren. Dabei ist das Absorptionsmittel von einer Isolationsschicht vollständig umschlossen. Die Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug mit einer entsprechenden Energiespeichervorrichtung.The invention relates to an energy storage device, comprising at least one energy storage component, which is arranged in a volume delimited by a housing element. The energy storage device also comprises an absorption element which is arranged in the volume and which comprises an absorption medium, the absorption medium being designed to absorb the liquid in the presence of an electrically conductive liquid in the volume. The absorbent is completely enclosed by an insulation layer. The invention also relates to a motor vehicle with a corresponding energy storage device.

Die genannte Energiespeichervorrichtung kann insbesondere eine elektrische Energiespeichervorrichtung, beispielsweise eine Hochvoltbatterie oder ein Hochvoltspeicher, sein. Mit Hochvolt ist in diesem Zusammenhang eine Betriebsspannung von etwa 30 Volt bis etwa 1 Kilovolt bei Wechselspannungen oder von etwa 60 Volt bis etwa 1,5 Kilovolt bei Gleichspannungen gemeint. Entsprechend kann es sich bei der wenigstens einen Energiespeicherkomponenten insbesondere um eine elektrische Energiespeicherkomponente, wie beispielsweise ein Batteriemodul oder eine Batteriezelle, handeln. Die wenigstens eine Energiespeicherkomponenten, also eine oder mehrere solcher Energiespeicherkomponenten, sind dabei gemeinsam innerhalb des vorgennannten Gehäuseelements oder Gehäuses, also in dem Volumen, angeordnet. Somit umschließt das Gehäuseelement die wenigstens eine Energiespeicherkomponente bevorzugt vollständig oder hauptsächlich.Said energy storage device can in particular be an electrical energy storage device, for example a high-voltage battery or a high-voltage storage device. In this context, high-voltage means an operating voltage of around 30 volts to around 1 kilovolt for alternating voltages or of around 60 volts to around 1.5 kilovolts for direct voltages. Correspondingly, the at least one energy storage component can in particular be an electrical energy storage component, such as a battery module or a battery cell. The at least one energy storage component, that is to say one or more such energy storage components, are arranged together within the aforementioned housing element or housing, that is to say in the volume. The housing element thus preferably completely or mainly encloses the at least one energy storage component.

Nun kann es passieren, dass eine elektrisch leitfähige oder leitende Flüssigkeit oder ein Medium in das Gehäuseelement, also insbesondere in das Volumen eindringt. Bei Kontaktieren mit der Flüssigkeit kann die jeweilige Energiespeicherkomponente und dadurch auch die Energiespeichervorrichtung beschädigt und/oder zerstört werden, also insbesondere ihre jeweilige Funktionsfähigkeit beeinträchtigt werden. Als elektrisch leitende Flüssigkeit kann es sich beispielsweise Wasser (Kondenswasser) oder eine wässriges Medium oder Kühlmittel oder eine Kühlflüssigkeit vorliegen. Um eine Kontaktierung der Flüssigkeit mit der jeweiligen Energiespeicherkomponente zu verhindern, kann die Flüssigkeit zum Beispiel mittels eines geeigneten Absorptionselements bei Eintreten in das Volumen gebunden werden. Dazu wird das Absorptionselement zusammen mit der wenigstens einen Energiespeicherkomponente in dem Volumen angeordnet. Zum Binden oder Aufsaugen umfasst das Absorptionselement ein Absorptionsmittel. Das Absorptionsmittel ist bevorzugt hydrophil ausgebildet und kann somit die elektrisch leitende Flüssigkeit in dem Volumen absorbieren. Das Absorptionsmittel stellt also ein saugfähiges Material dar.Now it can happen that an electrically conductive or conductive liquid or a medium penetrates into the housing element, that is to say in particular into the volume. When it comes into contact with the liquid, the respective energy storage component and thereby also the energy storage device can be damaged and / or destroyed, that is to say, in particular, their respective functionality can be impaired. The electrically conductive liquid can be, for example, water (condensation) or an aqueous medium or coolant or a cooling liquid. In order to prevent the liquid from coming into contact with the respective energy storage component, the liquid can be bound when it enters the volume, for example by means of a suitable absorption element. For this purpose, the absorption element is arranged in the volume together with the at least one energy storage component. The absorbent element comprises an absorbent for binding or absorbing purposes. The absorbent is preferably made hydrophilic and can thus absorb the electrically conductive liquid in the volume. The absorbent is therefore an absorbent material.

Dazu ist beispielsweise aus der WO 200777642 A1 eine Methode zum Absorbieren von austretender Flüssigkeit, wie zum Beispiel Batterieelektrolyt, bekannt. Dabei wird eine Batterie mit einer Abdeckung ummantelt, die an sich ausdehnbar ist und die ausgebildet ist, die austretende Flüssigkeit zu absorbieren.For example, from the WO 200777642 A1 a method for absorbing leaking liquid, such as battery electrolyte, is known. A battery is encased in a cover which is expandable and which is designed to absorb the escaping liquid.

Aus der US 10,056,592 B2 ist außerdem eine Glasfasermatte zum Trennen von Batteriezellen und zum Absorbieren von Flüssigkeit im Batteriegehäuse bekannt. Die Glasfasermatte umfasst dazu nicht-lösliche Glasfasern vermischt mit einem löslichen Füllmaterial. Wird die Glasfasermatte nun einer entsprechenden Flüssigkeit ausgesetzt, löst sich das Füllmaterial auf, sodass Hohlräume in der Glasfasermatte entstehen. Diese Hohlräume verbessern die Absorption der Flüssigkeit mittels der Glasfasermatte.
Nachteil des genannten Stands der Technik ist es, dass durch die dort beschriebenen Absorptionselemente auch Feuchtigkeit aus der Luft (Luftfeuchte) absorbiert wird. Tritt dann tatsächlich die elektrisch leitende Flüssigkeit in das Gehäuse der jeweiligen elektrischen Komponente ein, ist das Absorptionselement zumindest teilweise mit den Wassermolekülen aus der Luftfeuchte gesättigt. Das heißt, ein Teil der Fähigkeit des Absorptionselements, eine vorbestimmte Menge der Flüssigkeit aufzunehmen (Absorptionskapazität), steht für den geplanten Einsatzzweck nicht mehr zur Verfügung. Die Absorptionskapazität ist somit eingeschränkt.From the US 10,056,592 B2 a glass fiber mat for separating battery cells and for absorbing liquid in the battery housing is also known. For this purpose, the glass fiber mat comprises insoluble glass fibers mixed with a soluble filler material. If the glass fiber mat is now exposed to a corresponding liquid, the filler material dissolves, so that cavities are created in the glass fiber mat. These cavities improve the absorption of the liquid by means of the glass fiber mat.
The disadvantage of the cited prior art is that the absorption elements described there also absorb moisture from the air (air humidity). If the electrically conductive liquid then actually enters the housing of the respective electrical component, the absorption element is at least partially saturated with the water molecules from the air humidity. This means that part of the ability of the absorption element to absorb a predetermined amount of the liquid (absorption capacity) is no longer available for the intended purpose. The absorption capacity is therefore limited.

Aus der WO 2014/170263 A1 ist eine elektronische Funktionsgruppe, wie beispielsweise ein Transformator oder ein Kondensator bekannt, bei welchem eine elektrisch nicht-leitende Flüssigkeit zum Beispiel zum elektrischen Trennen von unterschiedlichen Komponenten der Funktionsgruppe eingesetzt wird. Um nun das Anreichern der Flüssigkeit mit Wasser(molekülen) zu vermeiden, umfasst die Funktionsgruppe auch ein Absorptionselement zum Absorbieren des Wassers. Das Absorptionselement ist dabei von einem wasserresistenten Material geschützt ist. Das wasserresistente Material verhindert, dass das Absorptionselement vor Einbringen in die elektrisch nicht-leitende Flüssigkeit Wasser aus der Umgebung (Luftfeuchte), aufnimmt. Allerdings ist das wasserresistente Material mittels der elektrisch nicht-leitenden Flüssigkeit auflösbar, sodass das Absorptionselement nach Einbringen in die elektrisch nicht-leitenden Flüssigkeit die Wassermoleküle aus der Flüssigkeit absorbieren kann. Diese Lösung kommt jedoch aus Gewichtsgründen für eine Energiespeichervorrichtung nicht in Frage.From the WO 2014/170263 A1 an electronic functional group, such as a transformer or a capacitor, is known in which an electrically non-conductive liquid is used, for example, for the electrical separation of different components of the functional group. In order to avoid the accumulation of water (molecules) in the liquid, the functional group also includes an absorption element for absorbing the water. The absorption element is protected by a water-resistant material. The water-resistant material prevents the absorption element from absorbing water from the environment (air humidity) before it is introduced into the electrically non-conductive liquid. However, the water-resistant material can be dissolved by means of the electrically non-conductive liquid, so that the absorption element can absorb the water molecules from the liquid after it has been introduced into the electrically non-conductive liquid. However, this solution is out of the question for an energy storage device for reasons of weight.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Funktionsfähigkeit der Energiespeichervorrichtung bei Vorhandensein der elektrisch leitfähigen Flüssigkeit im Gehäuse bei möglichst geringem Gewicht der Energiespeichervorrichtung zu gewährleisten.The object of the present invention is to ensure the functionality of the energy storage device when the electrically conductive liquid is present in the housing while the weight of the energy storage device is as low as possible.

Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung sowie die Fig. offenbart. Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass eine Beschädigung der Energiespeichervorrichtung mittels der elektrisch leitenden Flüssigkeit effektiver vermieden werden kann, wenn das Absorptionselement neben dem Absorptionsmittel zum Binden oder Absorbieren der Flüssigkeit eine Schutzschicht umfasst. Dazu kann das Absorptionsmittel von dem zweiten Material umgeben sein, welches bei Kontakt mit der elektrisch leitfähigen Flüssigkeit aufgelöst wird. Dadurch wird das Absorptionsmittel freigesetzt und kann die elektrisch leitfähige Flüssigkeit absorbieren.The object is achieved by the subjects of the independent claims. Advantageous further developments of the invention are disclosed by the dependent claims, the following description and the figures. The invention is based on the knowledge that damage to the energy storage device by means of the electrically conductive liquid can be avoided more effectively if the absorption element comprises a protective layer in addition to the absorbent for binding or absorbing the liquid. For this purpose, the absorbent can be surrounded by the second material, which is dissolved on contact with the electrically conductive liquid. As a result, the absorbent is released and can absorb the electrically conductive liquid.

Anders ausgedrückt betrifft die Erfindung die Energiespeichervorrichtung, umfassend die wenigstens eine Energiespeicherkomponente, welche in dem von dem Gehäuseelement begrenzten Volumen angeordnet ist. Die Energiespeicherkomponente, also beispielsweise eine Batteriezelle oder ein Batteriemodul oder ein Steuergerät für die jeweilige Energiespeicherkomponente oder die Energiespeichervorrichtung und eine Verkabelung, ist somit von dem Gehäuseelement vollständig oder teilweise umschlossen. Neben der jeweiligen Energiespeicherkomponente ist in dem Volumen auch das Absorptionselement angeordnet. Bei Vorhandensein einer elektrisch leitfähigen Flüssigkeit, wie beispielsweise Wasser oder Kühlmittel in dem Volumen, ist das Absorptionselement ausgebildet, die Flüssigkeit zu absorbieren. Dazu umfasst das Absorptionselement ein entsprechendes Absorptionsmittel. Eine Ausgestaltung des Absorptionsmittels ist im späteren Verlauf noch einmal genauer beschrieben.In other words, the invention relates to the energy storage device, comprising the at least one energy storage component which is arranged in the volume delimited by the housing element. The energy storage component, for example a battery cell or a battery module or a control device for the respective energy storage component or the energy storage device and cabling, is thus completely or partially enclosed by the housing element. In addition to the respective energy storage component, the absorption element is also arranged in the volume. If an electrically conductive liquid, such as for example water or coolant, is present in the volume, the absorption element is designed to absorb the liquid. For this purpose, the absorption element comprises a corresponding absorption medium. An embodiment of the absorbent is described again in more detail later.

Um die vollständige Absorptionskapazität des Absorptionsmittels bis zum Vorhandensein der elektrisch leitenden Flüssigkeit zu erhalten, weist das Absorptionselement weiterhin eine Isolationsschicht auf. Die Isolationsschicht, also die vorgenannte Schutzschicht, umschließt oder umfasst das Absorptionsmittel dabei vollständig. Somit schirmt die Isolationsschicht das Absorptionsmittel gegen die Umgebung und insbesondere gegen Luftfeuchte aus der Umgebung ab. Um Bei Vorhandensein der Flüssigkeit ist die Isolationsschicht ausgebildet, sich bei einer Kontaktierung mit der Flüssigkeit aufzulösen. Das heißt, die Isolationsschicht ist mittels der Flüssigkeit auflösbar. Zum Beispiel kann sich die Isolationsschicht bei Flüssigkeitskontakt zersetzen. Somit kann das Absorptionsmittel freigelegt werden und die Flüssigkeit absorbieren. Eine Ausgestaltung der Isolationsschicht ist im späteren Verlauf noch einmal genauer beschrieben.In order to maintain the full absorption capacity of the absorption medium until the electrically conductive liquid is present, the absorption element also has an insulation layer. The insulation layer, that is to say the aforementioned protective layer, encloses or encompasses the absorbent completely. The insulation layer thus shields the absorbent from the environment and in particular from atmospheric moisture from the environment. When the liquid is present, the insulation layer is designed to dissolve when it comes into contact with the liquid. This means that the insulation layer can be dissolved by means of the liquid. For example, the insulation layer can decompose if it comes into contact with liquid. Thus, the absorbent can be exposed and absorb the liquid. A configuration of the insulation layer is described again in more detail later.

Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass das Absorptionsmittel bei Flüssigkeitseintritt, also bei Vorhandensein der elektrisch-leitenden Flüssigkeit, immer noch die ursprüngliche oder vollständige Absorptionskapazität aufweist. Es wird somit eine Teilsättigung oder Sättigung des Absorptionsmittels durch Luftfeuchte vermieden. Dadurch kann ein größeres Volumen an elektrisch leitender Flüssigkeit von dem Absorptionsmittel aufgesaugt oder absorbiert werden. Folglich kann die Beschädigung der Energiespeichervorrichtung durch die elektrisch leitenden Flüssigkeit effektiver vermieden werden.This results in the advantage that the absorption medium still has the original or complete absorption capacity when the liquid enters, that is to say when the electrically conductive liquid is present. Partial saturation or saturation of the absorbent due to air humidity is thus avoided. As a result, a larger volume of electrically conductive liquid can be sucked up or absorbed by the absorbent. As a result, the damage to the energy storage device by the electrically conductive liquid can be prevented more effectively.

Zu der Erfindung gehören auch Ausführungsformen, durch die sich zusätzliche Vorteile ergeben.The invention also includes embodiments which result in additional advantages.

In den folgenden Ausführungsformen ist zunächst eine Ausgestaltung der Isolationsschicht näher beschrieben. Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Isolationsschicht ein wasserlösliches Polymer umfasst. Ein entsprechendes wasserlösliches Polymer ist beispielsweise von der Verpackung von Spülmaschinentabs oder Geschirrspültabs bekannt. Vorzugsweise umfasst die Isolationsschicht gemäß einer weiteren Ausführungsform Polyvinylalkohol (PVAL) als wasserlösliches Material. Insbesondere kann die Isolationsschicht zum Beispiel als wasserlösliche Folie ausgestaltet sein. Mit „Folie“ ist ein Material gemeint, dessen Materialstärke oder -dicke im Vergleich zu seiner Ausdehnung in Längs- und Breitrichtung oder im Vergleich zu seiner Oberfläche sehr viel geringer ist. Bevorzugt kann die Materialstärke beispielsweise weniger als 1 % der Oberfläche betragen.In the following embodiments, a configuration of the insulation layer is first described in more detail. According to one embodiment it is provided that the insulation layer comprises a water-soluble polymer. A corresponding water-soluble polymer is known, for example, from the packaging of dishwasher tabs or dishwasher tabs. According to a further embodiment, the insulation layer preferably comprises polyvinyl alcohol (PVAL) as the water-soluble material. In particular, the insulation layer can be designed, for example, as a water-soluble film. “Foil” means a material whose material strength or thickness is much smaller compared to its expansion in the longitudinal and breadth direction or compared to its surface. The material thickness can preferably be less than 1% of the surface, for example.

In den folgenden Ausführungsformen ist als nächstes die Ausgestaltung des Absorptionsmittels näher beschrieben. Gemäß einer Ausführungsform ist das Absorptionsmittel ausgebildet, ein Volumen bei Absorbieren mit der Flüssigkeit zu vergrößern. Das heißt, das Absorptionsmittel nimmt die in das Volumen eindringende Flüssigkeit auf und dehnt sich aus. Dabei kann sich das Absorptionsmittel bevorzugt soweit ausdehnen, dass ein weiteres Eindringen von Flüssigkeit in das Volumen behindert oder vollständig unterbunden wird.Next, in the following embodiments, the configuration of the absorbent is described in detail. According to one embodiment, the absorbent is designed to increase a volume when absorbing with the liquid. That is, the absorbent absorbs the liquid entering the volume and expands. The absorbent can preferably expand to such an extent that further penetration of liquid into the volume is hindered or completely prevented.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Absorptionsmittel einen Superabsorber. Das Absorptionsmittel kann somit beispielsweise als hydrophiles Polymergranulat vorliegen. Dadurch ist das Absorptionsmittel ausgebildet ein Vielfaches seines Eigengewichts an Flüssigkeit aufzusaugen. Somit kann die elektrisch leitfähige Flüssigkeit besonders zuverlässig absorbiert werden.According to a further embodiment, the absorbent comprises a superabsorbent. The absorbent can thus be present, for example, as hydrophilic polymer granules. As a result, the absorbent is designed to absorb a multiple of its own weight in liquid. The electrically conductive liquid can thus be absorbed particularly reliably.

Die folgenden Ausführungsformen beschreiben nun eine Anordnung des Absorptionselements in dem Volumen. Durch die Positionierung an strategischen und relevanten Stellen innerhalb des Gehäuseelements der Energiespeichervorrichtung kann nämlich ein Kontaktieren der elektrisch leitfähigen Flüssigkeit mit der jeweiligen Energiespeicherkomponente noch besser vermieden werden.The following embodiments now describe an arrangement of the absorption element in the volume. By positioning it at strategic and relevant points within the housing element of the energy storage device, contact between the electrically conductive liquid and the respective energy storage component can be avoided even better.

Gemäß einer Ausführungsform ist dabei vorgesehen, dass das Absorptionselement an wenigstens einer mehrteilige Verbindungsstelle des Gehäuseelements angeordnet ist. In der Regel ist ein Gehäuseelement nämlich mehrteilig oder mehrstückig ausgebildet. Das heißt, das Gehäuseelement umfasst wenigstens zwei Wandungselemente, wie beispielsweise eine Oberschale und eine Unterschale. Im zusammengesetzten Zustand bilden diese Oberschale und die Unterschale das Gehäuseelement und schließen somit das Volumen ein. Zum Bilden des Gehäuseelements sind die Oberschale und die Unterschale dabei bevorzugt in dem zusammengesetzten Zustand zum Beispiel formschlüssig miteinander verbunden. In dem Bereich, an dem die Oberschale und die Unterschale miteinander verbunden oder kontaktiert sind, befindet sich die vorgenannte Verbindungsstelle. An einer solchen Verbindungsstelle ist die Wahrscheinlichkeit meist am Höchsten, das Flüssigkeit aus der Umgebung in das Volumen des Gehäuseelements eindringen kann. Indem nun das Absorptionselement an einer solchen Verbindungsstelle positioniert ist, kann die Flüssigkeit direkt beim Eindringen in das Volumen durch das Absorptionselement abgefangen werden. Somit kann verhindert werden, dass die Flüssigkeit die jeweilige Energiespeicherkomponente überhaupt erreicht oder diese kontaktieren kann.According to one embodiment it is provided that the absorption element is arranged at at least one multi-part connection point of the housing element. As a rule, a housing element is designed in several parts or in several parts. That is, the housing element comprises at least two wall elements, such as an upper shell and a lower shell. In the assembled state, this upper shell and the lower shell form the housing element and thus enclose the volume. To form the housing element, the upper shell and the lower shell are preferably connected to one another in the assembled state, for example in a form-fitting manner. The aforementioned connection point is located in the area where the upper shell and the lower shell are connected or contacted with one another. At such a connection point, the probability is usually highest that liquid from the environment can penetrate into the volume of the housing element. Since the absorption element is now positioned at such a connection point, the liquid can be caught directly by the absorption element when it penetrates into the volume. It can thus be prevented that the liquid reaches the respective energy storage component at all or can contact it.

In ähnlicher Weise ist gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass das Absorptionselement an wenigstens einer Durchlassöffnung des Gehäuseelements angeordnet ist. In der Regel weist das Gehäuseelement nämlich eine solche Durchlassöffnung oder Durchführöffnung auf, um beispielsweise eine Verkabelung oder einen Anschluss der jeweiligen Energiespeicherkomponente aus dem Volumen heraus oder nach außen in die Umgebung zu führen. Auch an einer solchen Durchlassöffnung ist die Wahrscheinlichkeit meist am Größten, dass die Flüssigkeit aus der Umgebung in das Volumen des Gehäuseelements eindringt. Indem nun das Absorptionselement an der jeweiligen Durchlassöffnung angeordnet ist, kann ein Kontaktieren der Flüssigkeit mit der jeweiligen Energiespeicherkomponente vermieden werden. Das Absorptionselement kann die eintretende Flüssigkeit vor Erreichen der jeweiligen Energiespeicherkomponente abfangen und absorbieren. Bevorzugt kann eine Form des Absorptionselements dabei mit einer Form der jeweiligen Durchlassöffnung korrespondieren.Similarly, according to a further embodiment, it is provided that the absorption element is arranged on at least one passage opening of the housing element. As a rule, the housing element has such a passage opening or lead-through opening in order, for example, to lead cabling or a connection of the respective energy storage component out of the volume or to the outside into the environment. At such a passage opening, too, the probability is usually greatest that the liquid from the surroundings will penetrate into the volume of the housing element. Since the absorption element is now arranged at the respective passage opening, contact of the liquid with the respective energy storage component can be avoided. The absorption element can intercept and absorb the entering liquid before it reaches the respective energy storage component. A shape of the absorption element can preferably correspond to a shape of the respective passage opening.

Gemäß eine weiteren Ausführungsform umfasst die Energiespeichervorrichtung eine Absorptionsschicht, die das wenigstens eine Absorptionselement aufweist. Die Absorptionsschicht wird somit aus wenigstens einem Absorptionselement, also einem oder mehreren Absorptionselementen gebildet. Zum Beispiel kann ein Absorptionselement selbst als Absorptionsschicht ausgebildet sein. Alternativ können auch eine Vielzahl oder Mehrzahl an Absorptionselementen zu der Absorptionsschicht zusammengesetzt sein. Dazu können die Absorptionselementen zum Beispiel in Schichtbauweise übereinander angeordnet sein. In einer Einbaulage oder Einbaustellung der Energiespeichervorrichtung ist die Absorptionsschicht dabei unter der wenigstens einen Energiespeicherkomponente angeordnet.According to a further embodiment, the energy storage device comprises an absorption layer which has the at least one absorption element. The absorption layer is thus formed from at least one absorption element, that is to say one or more absorption elements. For example, an absorption element itself can be designed as an absorption layer. Alternatively, a large number or plurality of absorption elements can also be combined to form the absorption layer. For this purpose, the absorption elements can be arranged one above the other in a layered construction, for example. In an installation position or installation position of the energy storage device, the absorption layer is arranged under the at least one energy storage component.

Mit „Einbaulage“ im Sinne der Erfindung ist insbesondere eine Positionierung der Energiespeichervorrichtung für einen bestimmungsgemäßen Betrieb gemeint. Zum Beispiel kann die Einbaulage einer eingebaute Stellung oder der Energiespeichervorrichtung als Antriebsbatterie in einem Kraftfahrzeug sein. Dabei ist wenigstens eine Wandungsfläche des Gehäuseelements im Wesentlichen parallel zu einem Untergrund oder zu einer Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs ausgerichtet. Diese Wandungsfläche wird im Folgenden auch als Bodenfläche bezeichnet. Ausgehend von der Bodenfläche kann das von dem Gehäuseelement gebildete Volumen nun in zwei Teilbereiche unterteilt werden. Der erste Teilbereich kann als Komponentenbereich bezeichnet werden, während der zweite Teilbereich als Absorptionsbereich bezeichnet werden kann. In dem Absorptionsbereich ist dabei die genannte Absorptionsschicht angeordnet, während in dem Komponentenbereich die wenigstens eine Energiespeicherkomponente angeordnet ist. Ausgehend von der Bodenfläche sind der Absorptionsbereich und der Komponentenbereich in Hochrichtung der Energiespeichervorrichtung schichtweise oder übereinander angeordnet. Die Absorptionsschicht ist somit zwischen der Bodenfläche des Gehäuseelements und der wenigstens einen Energiespeicherkomponente angeordnet.“Installation position” within the meaning of the invention means, in particular, a positioning of the energy storage device for intended operation. For example, the installation position can be an installed position or the energy storage device as a drive battery in a motor vehicle. In this case, at least one wall surface of the housing element is oriented essentially parallel to a substrate or to a direction of travel of the motor vehicle. This wall surface is also referred to below as the floor surface. Starting from the bottom surface, the volume formed by the housing element can now be divided into two sub-areas. The first sub-area can be referred to as the component area, while the second sub-area can be referred to as the absorption area. The absorption layer mentioned is arranged in the absorption area, while the at least one energy storage component is arranged in the component area. Starting from the bottom surface, the absorption area and the component area are arranged in layers or one above the other in the vertical direction of the energy storage device. The absorption layer is thus arranged between the bottom surface of the housing element and the at least one energy storage component.

In das Volumen des Gehäuseelements eintretende Flüssigkeit würde sich in der Regel im Bereich der Bodenfläche sammeln. In dem nun die Absorptionsschicht ebenfalls im Bereich der Bodenfläche angeordnet ist, kann die Absorptionsschicht die eintretende Flüssigkeit absorbieren, ohne dass die jeweilige Energiespeicherkomponente mit der eintretenden Flüssigkeit kontaktiert wird oder bevor die jeweilige Energiespeicherkomponente mit der eintretenden Flüssigkeit kontaktiert wird.Liquid entering the volume of the housing element would generally collect in the area of the bottom surface. In that the absorption layer is now also arranged in the area of the bottom surface, the absorption layer can absorb the entering liquid without the respective energy storage component being contacted with the entering liquid or before the respective energy storage component is contacted with the entering liquid.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die vorgenannte Absorptionsschicht in der Einbaulage der Energiespeichervorrichtung seitlich von der wenigstens einen Energiespeicherkomponente angeordnet. Das heißt, die wenigstens eine Energiespeicherkomponente und die Absorptionsschicht sind bevorzugt parallel zueinander ausgerichtet. Um die Absorptionsschicht seitlich von der wenigstens einen Energiespeicherkomponente zu halten, kann das Gehäuseelement bevorzugt ein flüssigkeitsdurchlässiges Abtrennelement aufweisen. Das Abtrennelement kann beispielsweise als Gitter mit Gitteröffnungen für die elektrisch leitfähige Flüssigkeit ausgebildet sein. Das Abtrennelement ist insbesondere senkrecht oder lotrecht zu der Bodenfläche ausgerichtet. Mittels dieses Abtrennelement wird das Volumen des Gehäuseelements in eine erstes Teilvolumen umfassend die wenigstens eine Energiespeicherkomponente und ein zweites Teilvolumen, umfassend das wenigstens eine Absorptionselement unterteilt. Die Teilvolumen sind dabei mittels des Abtrennelements fluidisch miteinander verbunden.According to a further embodiment, the aforementioned absorption layer is in the installed position of the energy storage device to the side of the at least one energy storage component arranged. That is to say that the at least one energy storage component and the absorption layer are preferably aligned parallel to one another. In order to hold the absorption layer to the side of the at least one energy storage component, the housing element can preferably have a liquid-permeable separating element. The separating element can be designed, for example, as a grid with grid openings for the electrically conductive liquid. The separating element is in particular aligned perpendicular or perpendicular to the floor surface. By means of this separating element, the volume of the housing element is divided into a first partial volume comprising the at least one energy storage component and a second partial volume comprising the at least one absorption element. The partial volumes are fluidically connected to one another by means of the separating element.

Das erste und das zweite Teilvolumen sind dabei ausgehend von der vorgenannten Bodenfläche nebeneinander oder parallel zueinander angeordnet. Bevorzugt kann das zweite Teilvolumen zum Beispiel an wenigstens einer Seitenfläche des Gehäuseelements angeordnet sein. Mit „Seitenfläche“ ist dabei eine Fläche des Gehäuseelements gemeint, die in der Einbaulage im Wesentlichen senkrecht zu einem Untergrund und/oder der Fahrrichtung des Kraftfahrzeugs und/oder der Bodenfläche des Gehäuseelements angeordnet oder ausgerichtet ist.The first and the second partial volume are arranged next to one another or parallel to one another, starting from the aforementioned bottom surface. The second partial volume can preferably be arranged on at least one side surface of the housing element, for example. “Side surface” here means a surface of the housing element which, in the installation position, is arranged or oriented essentially perpendicular to a surface and / or the direction of travel of the motor vehicle and / or the bottom surface of the housing element.

Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass das Absorptionselement möglichst wenig Bauraumbedarf in dem Gehäuseelement benötigt, um bei Vorhandensein der elektrisch leitfähigen Flüssigkeit, die Flüssigkeit zu absorbieren um eine Beschädigung der jeweiligen Energiespeicherkomponente zu vermeiden.This results in the advantage that the absorption element requires as little installation space as possible in the housing element in order to absorb the liquid when the electrically conductive liquid is present in order to avoid damage to the respective energy storage component.

Die Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug mit der Energiespeichervorrichtung, wie sie zuvor beschrieben wurde. Das Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus oder Motorrad ausgestaltet.The invention also relates to a motor vehicle with the energy storage device as described above. The motor vehicle is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger vehicle or truck, or as a passenger bus or motorcycle.

Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Energiespeichervorrichtung beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs hier nicht noch einmal beschrieben.The invention also includes further developments of the motor vehicle according to the invention which have features as they have already been described in connection with the further developments of the energy storage device according to the invention. For this reason, the corresponding developments of the motor vehicle according to the invention are not described again here.

Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen.The invention also includes the combinations of the features of the described embodiments.

Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:

  • 1 eine Energiespeichervorrichtung mit zumindest einem Absorptionselement, welches in einer ersten Einbauvariante zum Absorbieren einer elektrisch leitenden Flüssigkeit in einem Gehäuse der Energiespeichervorrichtung angeordnet ist; und
  • 2 eine schematische Darstellung der Energiespeichervorrichtung, bei welcher das Absorptionselement in einer zweiten Einbauvariante zum Absorbieren der elektrisch leitenden Flüssigkeit in dem Gehäuse der Energiespeichervorrichtung angeordnet ist.
Exemplary embodiments of the invention are described below. This shows:
  • 1 an energy storage device with at least one absorption element, which is arranged in a first installation variant for absorbing an electrically conductive liquid in a housing of the energy storage device; and
  • 2 a schematic representation of the energy storage device, in which the absorption element is arranged in a second installation variant for absorbing the electrically conductive liquid in the housing of the energy storage device.

Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.The exemplary embodiments explained below are preferred embodiments of the invention. In the exemplary embodiments, the described components of the embodiments each represent individual features of the invention which are to be considered independently of one another and which also further develop the invention in each case independently of one another. Therefore, the disclosure is intended to include combinations of the features of the embodiments other than those shown. Furthermore, the described embodiments can also be supplemented by further features of the invention that have already been described.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.In the figures, the same reference symbols denote functionally identical elements.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausgestaltung eines Kraftfahrzeugs 10 mit einer Energiespeichervorrichtung 20. Die Energiespeichervorrichtung 20 kann beispielsweise als Hochvoltbatterie oder Hochvoltspeicher des Kraftfahrzeugs 10 ausgestaltet sein. Die Energiespeichervorrichtung 20 umfasst wenigstens eine, das heißt eine oder mehrere Energiespeicherkomponenten 21. Die jeweilige Energiespeicherkomponente 21 kann beispielsweise als Batteriemodul oder Batteriezelle oder beispielsweise als Steuergerät für das jeweilige Batteriemodul, die jeweilige Batteriezelle oder die Hochvoltbatterie ausgestaltet sein. In 1 umfasst die Energiespeichervorrichtung 20 beispielsweise drei solcher Energiespeicherkomponenten 21. Die Energiespeicherkomponenten 21 sind dabei in einem von einem Gehäuseelement 22 der Energiespeichervorrichtung 20 begrenzten Volumen V angeordnet. Das heißt, das Gehäuseelement 22 umschließt die Energiespeicherkomponenten 21. 1 shows a schematic representation of an exemplary embodiment of a motor vehicle 10 with an energy storage device 20th . The energy storage device 20th can, for example, be used as a high-voltage battery or high-voltage storage device for the motor vehicle 10 be designed. The energy storage device 20th comprises at least one, that is to say one or more energy storage components 21 . The respective energy storage component 21 can be configured, for example, as a battery module or battery cell or, for example, as a control device for the respective battery module, the respective battery cell or the high-voltage battery. In 1 includes the energy storage device 20th for example three such energy storage components 21 . The energy storage components 21 are in one of a housing element 22nd the energy storage device 20th limited volume V arranged. That is, the housing element 22nd encloses the energy storage components 21 .

Das Gehäuseelement 22 ist dabei im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet. Das heißt das Gehäuseelement 22 weist beispielsweise sechs Wandungsflächen auf, die im Wesentlichen rechtwinklig zueinander angeordnet sind. Die sechs Wandungsflächen werden im Folgenden auch als Bodenfläche 23, Seitenflächen 24 und Deckenfläche 25 bezeichnet. Bodenfläche 23 und Deckenfläche 25 stellen dabei parallel zueinander angeordnete und gegenüberliegende Wandungsflächen des Gehäuseelements 22 dar. Zur besseren Übersicht ist in 1 aber nur eine zweidimensionale Ansicht aus einer Seitenperspektive auf das Kraftfahrzeug 10 und die Energiespeichervorrichtung 20 dargestellt. Alternativ zu der in 1 beschriebenen Form des Gehäuseelements 22 kann das Gehäuseelement 22 auch eine andere vorbestimmte Form, zum Beispiel eine Zylinderform oder eine Trapezform, aufweisen.The housing element 22nd is essentially cuboid. That is, the housing element 22nd has, for example, six wall surfaces which are arranged essentially at right angles to one another. The six wall surfaces are also referred to below as the floor surface 23 , Side faces 24 and ceiling area 25th designated. Floor area 23 and ceiling area 25th represent parallel to each other and opposite wall surfaces of the housing element 22nd . For a better overview is in 1 but only a two-dimensional view from a side perspective of the motor vehicle 10 and the energy storage device 20th shown. As an alternative to the in 1 described shape of the housing element 22nd can the housing element 22nd also have another predetermined shape, for example a cylindrical shape or a trapezoidal shape.

In einer Einbaulage der Energiespeichervorrichtung 20 ist die Bodenfläche 23 gemäß 1 im Wesentlichen parallel zu einem Untergrund oder Fahrbahnuntergrund 50, entlang dessen sich das Kraftfahrzeug fortbewegen kann, angeordnet. Mit „Einbaulage“ ist dabei eine bestimmungsgemäße Positionierung der Energiespeichervorrichtung 20 in dem Kraftfahrzeug 10 gemeint, um mittels der Energiespeichervorrichtung 20 einen Betrieb des Kraftfahrzeugs 10 zu ermöglichen.In an installation position of the energy storage device 20th is the floor area 23 according to 1 essentially parallel to a ground or road surface 50 , along which the motor vehicle can move, arranged. The term “installation position” is an intended positioning of the energy storage device 20th in the motor vehicle 10 meant to be by means of the energy storage device 20th an operation of the motor vehicle 10 to enable.

Um die jeweiligen elektrischen Energiespeicherkomponente 21 der Energiespeichervorrichtung 20 nun bei Vorhandensein oder Eintritt einer elektrisch leitenden Flüssigkeit 40 in das Volumen V vor einer Beschädigung oder Funktionsstörung oder einem Funktionsausfall zu schützen, weist die Energiespeichervorrichtung 20 zudem noch wenigstens ein Absorptionselement 31 auf. Bei der elektrisch leitfähigen Flüssigkeit kann es sich insbesondere um ein wasserbasiertes Medium, insbesondere um Wasser oder ein Kühlmittel von einer Kühlvorrichtung für die Energiespeichervorrichtung 20 handeln. Wie in 1 gezeigt, ist das jeweilige Absorptionselement 31 zusammen mit der jeweiligen Energiespeicherkomponente 21 in dem Volumen V des Gehäuseelements 22 angeordnet. Eine Funktion des Absorptionselements 31 ist es, bei Vorhandensein oder Eintreten der elektrisch leitenden Flüssigkeit 40 (Flüssigkeitseintritt), die Flüssigkeit zu absorbieren. Dazu umfasst das Absorptionselement ein hydrophil ausgebildetes Absorptionsmittel 32, welches die Flüssigkeit aufnehmen oder aufsaugen kann. Das Absorptionsmittel 32 kann somit die Flüssigkeit 40 binden. Dadurch kann verhindert werden, dass die Flüssigkeit 40 die jeweilige Energiespeicherkomponente 21 kontaktiert und dadurch beschädigt oder eine Funktionsstörung hervorruft. Als Absorptionsmittel kann dazu beispielsweise ein sogenannter Superabsorber vorliegen.To the respective electrical energy storage component 21 the energy storage device 20th now in the presence or ingress of an electrically conductive liquid 40 in the volume V To protect against damage or malfunction or a functional failure, the energy storage device 20th in addition, at least one absorption element 31 on. The electrically conductive liquid can in particular be a water-based medium, in particular water or a coolant from a cooling device for the energy storage device 20th Act. As in 1 shown is the respective absorption element 31 together with the respective energy storage component 21 in the volume V of the housing element 22nd arranged. A function of the absorbent element 31 it is, in the presence or occurrence of the electrically conductive liquid 40 (Liquid entry) to absorb the liquid. For this purpose, the absorption element comprises a hydrophilic absorbent 32 which can absorb or soak up the liquid. The absorbent 32 can thus the liquid 40 tie. This can prevent the liquid 40 the respective energy storage component 21 contacts and thereby damages or causes a malfunction. For this purpose, a so-called superabsorbent, for example, can be present as the absorbent.

Damit das Absorptionselement jedoch nicht bereits bei in Kontakt bringen mit Umgebungsluft Wassermoleküle aus der Umgebungsluft (Luftfeuchte) absorbiert und somit bereits einen Teil seines Absorptionskapazität einbüßt, weist das jeweilige Absorptionselement 31 zudem noch eine Isolationsschicht 33 auf. Die Isolationsschicht 33 umschließt oder umfasst dabei das Absorptionsmittel vollständig. Somit ist das Absorptionsmittel gegen die Umgebung und insbesondere die Umgebungsluft abgeschirmt. Mit Absorptionskapazität ist dabei die Fähigkeit des Absorptionsmittels zum Absorbieren einer vorbestimmten Menge oder eines vorbestimmten Volumens an Flüssigkeit zu absorbieren gemeint.So that the absorption element does not absorb water molecules from the ambient air (air humidity) when it is brought into contact with ambient air and thus already loses part of its absorption capacity, the respective absorption element 31 also an insulation layer 33 on. The insulation layer 33 encloses or encompasses the absorbent completely. The absorbent is thus shielded from the environment and in particular the ambient air. Absorption capacity here means the ability of the absorbent to absorb a predetermined amount or a predetermined volume of liquid.

Die Isolationsschicht 33 ist dabei jedoch mittels der Flüssigkeit 40 auflösbar. Das heißt, die Isolationsschicht 33 kann sich bei einer Kontaktierung mit der Flüssigkeit 40 auflösen oder zersetzen. Ist also die Flüssigkeit 40 in dem Volumen V vorhanden, kann sich die Isolationsschicht 33 auflösen, sodass das Absorptionsmittel 32 freigelegt wird. Das Absorptionsmittel kann dann die Flüssigkeit 40 absorbieren oder aufsaugen und somit eine Beschädigung der jeweiligen Energiespeicherkomponente 21 vermeiden.The insulation layer 33 is, however, by means of the liquid 40 dissolvable. That is, the insulation layer 33 can change if it comes into contact with the liquid 40 dissolve or decompose. So is the liquid 40 in the volume V present, the insulation layer can become 33 dissolve so that the absorbent 32 is exposed. The absorbent can then be the liquid 40 absorb or suck up and thus damage the respective energy storage component 21 avoid.

Um die Absorption der Flüssigkeit 40 möglichst effizient zu gestalten ist in 1 eine erste Einbauvariante des wenigstens einen Absorptionselements 31 in dem Volumen V dargestellt. Die Energiespeichervorrichtung 20 umfasst gemäß dieser Einbauvariante eine Vielzahl von Absorptionselementen 31 die zu einer Absorptionsschicht 30 zusammengefasst sind. In der zuvor genannten Einbaulage der Energiespeichervorrichtung 20 ist die Absorptionsschicht 30 dabei unter der jeweiligen Energiespeicherkomponente 21 angeordnet.To the absorption of the liquid 40 Designing it as efficiently as possible is in 1 a first installation variant of the at least one absorption element 31 in the volume V shown. The energy storage device 20th comprises according to this installation variant a multiplicity of absorption elements 31 leading to an absorption layer 30th are summarized. In the aforementioned installation position of the energy storage device 20th is the absorption layer 30th under the respective energy storage component 21 arranged.

Ausgehend von der vorgenannten Bodenfläche 23 der Energiespeichervorrichtung sind die Absorptionsschicht 30 und die Energiespeicherkomponenten 21 schichtweise übereinander angeordnet. Das heißt, die Absorptionsschicht 30 ist zwischen der Bodenfläche 23 und den Energiespeicherkomponenten 21 angeordnet. Da sich bei Flüssigkeitseintritt in das Volumen V die Flüssigkeit 40 in der Regel im Bereich der Bodenfläche 23 sammeln würde, kann somit die Flüssigkeit 40 möglichst effektiv absorbiert werden.Starting from the aforementioned floor area 23 of the energy storage device are the absorption layer 30th and the energy storage components 21 arranged in layers one above the other. That is, the absorption layer 30th is between the floor area 23 and the energy storage components 21 arranged. Since when liquid enters the volume V the liquid 40 usually in the area of the floor area 23 would collect, the liquid can thus 40 be absorbed as effectively as possible.

2 zeigt eine alternative Einbauvariante der Absorptionsschicht 30 in das durch das Gehäuseelement 22 gebildete Volumen V der Energiespeichervorrichtung 20. Hierbei ist die Absorptionsschicht 30 in der Einbaulage der Energiespeichervorrichtung 20 seitlich zu den Energiespeicherkomponenten 21 angeordnet. Das heißt, die Absorptionsschicht 30, umfassend die Vielzahl an Absorptionselementen 31, erstreckt sich entlang einer Seitenfläche 24 zwischen der Bodenfläche 23 und der Deckenfläche 25 des Gehäuseelements 22. Zum Bilden der Absorptionsschicht 30 sind die Absorptionselemente somit entlang der Hochrichtung z der Energiespeichervorrichtung 20 in der Einbaulage übereinander geschichtet oder gestapelt angeordnet. Um die Absorptionselemente 31 zum Bilden der Absorptionsschicht 30 zu halten, umfasst die Energiespeichervorrichtung 20 oder das Gehäuseelement 22 zumindest ein flüssigkeitsdurchlässiges Abtrennelement 26. Das Abtrennelement 26 ist dabei bevorzugt parallel zu einer der Seitenflächen 24 ausgerichtet und erstreckt sich zwischen der Bodenfläche 23 und der Deckenfläche 25. Das Abtrennelement 26 kann beispielsweise als Gitter aus einem gleichen Material wie das Gehäuseelement 22 selbst gebildet sein. Mittels des Abtrennelements 26 wird somit das Volumen V in ein erstes Teilvolumen T1, umfassend die jeweilige Energiespeicherkomponente 21, und ein zweites Teilvolumen T2, umfassend die Vielzahl an Absorptionselementen 31, unterteilt. In der Einbaulage der Energiespeichervorrichtung 20 ist das erste Teilvolumen T1 dabei parallel oder seitlich zudem Teilvolumen T2 angeordnet. 2 shows an alternative installation variant of the absorption layer 30th into that through the housing element 22nd formed volume V the energy storage device 20th . Here is the absorption layer 30th in the installation position of the energy storage device 20th to the side of the energy storage components 21 arranged. That is, the absorption layer 30th , comprising the plurality of absorbent elements 31 , extends along a side surface 24 between the floor area 23 and the ceiling area 25th of the housing element 22nd . To form the absorption layer 30th the absorption elements are thus along the vertical direction z of the energy storage device 20th layered or stacked in the installation position. Around the absorption elements 31 for forming the absorption layer 30th to hold includes the energy storage device 20th or the housing element 22nd at least one liquid-permeable partition element 26th . The separating element 26th is preferably parallel to one of the Side faces 24 aligned and extends between the floor surface 23 and the ceiling area 25th . The separating element 26th can, for example, as a grid made of the same material as the housing element 22nd be educated yourself. By means of the separating element 26th thus becomes the volume V into a first partial volume T1 , comprising the respective energy storage component 21 , and a second partial volume T2 , comprising the plurality of absorbent elements 31 , divided. In the installation position of the energy storage device 20th is the first partial volume T1 while parallel or laterally also part of the volume T2 arranged.

Dadurch, dass das Abtrennelement 26 flüssigkeitsdurchlässig ausgebildet ist, kann nun bei Vorhandensein der elektrisch leitfähigen Flüssigkeit 14 im Volumen V die Flüssigkeit 40 durch das Abtrennelement 26 in das Teilvolumen T2 und somit zu dem jeweiligen Abtrennelement 31 gelangen. Wie in 2 gezeigt kann sich bei Kontaktierung mit der Flüssigkeit 40 die Isolationsschicht 33 des mit der Flüssigkeit 40 kontaktieren Absorptionselements 31 auflösen, sodass das Absorptionsmittel 32 freigesetzt wird. Bevorzugt ist das Absorptionsmittel 32, wie in 2 gezeigt, ausgestaltet, sich bei in Kontakt bringen mit der Flüssigkeit 40 in seinem Volumen zu vergrößern oder auszudehnen.In that the separating element 26th Is liquid-permeable, can now in the presence of the electrically conductive liquid 14th in volume V the liquid 40 through the separating element 26th in the partial volume T2 and thus to the respective separating element 31 reach. As in 2 can be shown when it comes into contact with the liquid 40 the insulation layer 33 the one with the liquid 40 contact absorbent element 31 dissolve so that the absorbent 32 is released. The absorbent is preferred 32 , as in 2 shown designed to be brought into contact with the liquid 40 to enlarge or expand in its volume.

Um zu vermeiden, dass die jeweilige Energiespeicherkomponente 21 bei einer Ansammlung von Flüssigkeit 40 im Bereich der Bodenfläche 23 mit der Flüssigkeit 40 in Kontakt gerät, kann die jeweilige Energiespeicherkomponente 21 vorzugsweise mit einem vorbestimmten Abstand 27 zu der Bodenfläche 23 in dem Gehäuseelement 22 angeordnet sein. Dazu kann eine geeignete Befestigungsvorrichtung oder Abstandshalteeinrichtung für die jeweilige Energiespeicherkomponente 21 vorgesehen sein. Somit bildet sich zwischen der Bodenfläche 23 des Gehäuseelements 22 und der jeweiligen Energiespeicherkomponente 21 ein Luftspalt, in dem sich die Flüssigkeit 40 zunächst ohne die jeweilige Energiespeicherkomponente 21 zu beschädigen, ansammeln kann. Durch die seitliche Anordnung der Absorptionselemente 31 kann dann die elektrisch leitende Flüssigkeit 40 aufgesogen werden. In order to avoid the respective energy storage component 21 if there is an accumulation of fluid 40 in the area of the floor area 23 with the liquid 40 comes into contact, the respective energy storage component 21 preferably at a predetermined distance 27 to the floor area 23 in the housing element 22nd be arranged. For this purpose, a suitable fastening device or spacer device can be used for the respective energy storage component 21 be provided. Thus it forms between the floor surface 23 of the housing element 22nd and the respective energy storage component 21 an air gap in which the liquid is located 40 initially without the respective energy storage component 21 to damage, can accumulate. Due to the lateral arrangement of the absorption elements 31 can then the electrically conductive liquid 40 be absorbed.

Anders als in der gemäß 2 gezeigten Einbauvariante kann die Absorptionsschicht 30 beispielsweise auch entlang von zwei oder mehr Seitenflächen 24 des Gehäuseelements 22 angeordnet sein. Somit könnten die Energiespeicherkomponenten 21 beispielsweise in Einbaulage der Energiespeichervorrichtung 20 in Hochrichtung z von allen Seiten von einer Absorptionsschicht umschlossen sein.Different than in accordance with 2 The installation variant shown can be the absorption layer 30th for example, also along two or more side surfaces 24 of the housing element 22nd be arranged. Thus, the energy storage components could 21 for example in the installation position of the energy storage device 20th be enclosed on all sides in the vertical direction z by an absorption layer.

Insgesamt zeigen die Beispiele, wie ein partieller Schutz vor Medien oder Flüssigkeitseintritt in elektrischen und elektronischen Hochvoltkomponenten, wie der genannten Energiespeichervorrichtung 20 , realisiert werden kann.Overall, the examples show how partial protection against media or liquid ingress in electrical and electronic high-voltage components, such as the energy storage device mentioned 20th can be realized.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • WO 200777642 A1 [0004]WO 200777642 A1 [0004]
  • US 10056592 B2 [0005]US 10056592 B2 [0005]
  • WO 2014/170263 A1 [0006]WO 2014/170263 A1 [0006]

Claims (10)

Energiespeichervorrichtung (20) umfassend wenigstens eine Energiespeicherkomponente (21), welche in einem von einem Gehäuseelement (22) begrenzten Volumen (V) angeordnet ist, wobei die Energiespeichervorrichtung (20) ein Absorptionselement (31) umfasst, welches in dem Volumen (V) angeordnet ist und welches ein Absorptionsmittel (32) umfasst, wobei das Absorptionsmittel (32) ausgebildet ist, bei Vorhandensein einer elektrisch leitfähigen Flüssigkeit (40) in dem Volumen (V), die Flüssigkeit (40) zu absorbieren, und das Absorptionselement (31) weiterhin eine Isolationsschicht (33) umfasst, welche das Absorptionsmittel (32) vollständig umschließt, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsschicht (33) ausgebildet ist, sich bei einer Kontaktierung mit der elektrisch leitfähigen Flüssigkeit (40) aufzulösen.Energy storage device (20) comprising at least one energy storage component (21) which is arranged in a volume (V) delimited by a housing element (22), the energy storage device (20) comprising an absorption element (31) which is arranged in the volume (V) and which comprises an absorbent (32), the absorbent (32) being designed to absorb the liquid (40) in the presence of an electrically conductive liquid (40) in the volume (V), and the absorbent (31) furthermore comprises an insulation layer (33) which completely encloses the absorbent (32), characterized in that the insulation layer (33) is designed to dissolve upon contact with the electrically conductive liquid (40). Energiespeichervorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Isolationsschicht (33) ein wasserlösliches Polymer umfasst.Energy storage device (20) according to one of the preceding claims, wherein the insulation layer (33) comprises a water-soluble polymer. Energiespeichervorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Isolationsschicht (33) Polyvinylalkohol als wasserlösliches Material umfasst.Energy storage device (20) according to one of the preceding claims, wherein the insulation layer (33) comprises polyvinyl alcohol as a water-soluble material. Energiespeichervorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Absorptionsmittel (32) ausgebildet ist, ein Volumen (V) bei Absorbieren mit der Flüssigkeit (40) zu vergrößern.Energy storage device (20) according to one of the preceding claims, wherein the absorption means (32) is designed to increase a volume (V) when absorbing with the liquid (40). Energiespeichervorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Absorptionsmittel (32) einen Superabsorber umfasst.Energy storage device (20) according to one of the preceding claims, wherein the absorbent (32) comprises a superabsorbent. Energiespeichervorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Absorptionselement (31) an wenigstens einer mehrteilige Verbindungsstelle des Gehäuseelements (22) angeordnet ist.Energy storage device (20) according to one of the preceding claims, wherein the absorption element (31) is arranged at at least one multi-part connection point of the housing element (22). Energiespeichervorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Absorptionselement (31) an wenigstens einer Durchlassöffnung des Gehäuseelements (22) angeordnet ist.Energy storage device (20) according to one of the preceding claims, wherein the absorption element (31) is arranged on at least one passage opening of the housing element (22). Energiespeichervorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Energiespeichervorrichtung (20) eine Absorptionsschicht (30) umfassend das wenigstens eine Absorptionselement (31) aufweist, wobei die Absorptionsschicht (30) in einer Einbaulage der Energiespeichervorrichtung (20) unter der wenigstens einen Energiespeicherkomponente (21) angeordnet ist.Energy storage device (20) according to one of the preceding claims, wherein the energy storage device (20) has an absorption layer (30) comprising the at least one absorption element (31), the absorption layer (30) in an installation position of the energy storage device (20) under the at least one energy storage component (21) is arranged. Energiespeichervorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Energiespeichervorrichtung (20) eine Absorptionsschicht (30) umfassend das wenigstens eine Absorptionselement (31) aufweist, wobei die Absorptionsschicht (30) in einer Einbaulage der Energiespeichervorrichtung (20) seitlich von der wenigstens einen Energiespeicherkomponente (21) angeordnet ist.Energy storage device (20) according to one of the preceding claims, wherein the energy storage device (20) has an absorption layer (30) comprising the at least one absorption element (31), the absorption layer (30) in an installation position of the energy storage device (20) laterally of the at least one Energy storage component (21) is arranged. Kraftfahrzeug (10) mit einer Energiespeichervorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Motor vehicle (10) with an energy storage device (20) according to one of the preceding claims.
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