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Die Erfindung betrifft eine Aufnahmevorrichtung, insbesondere Gehäuse, für die Aufnahme wenigstens eines Energiespeichers, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, welche Aufnahmevorrichtung eine einen Innenraum begrenzende Gehäusewandung aufweist, wobei in dem Innenraum ein Innenvolumen angeordnet ist, in dem der wenigstens eine Energiespeicher angeordnet ist, wobei in der Gehäusewandung wenigstens eine Entgasungseinrichtung, insbesondere eine Membran, ausgebildet oder angeordnet ist, die dazu ausgebildet ist, einen Gasaustausch mit der Umgebung der Aufnahmevorrichtung zuzulassen.
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Entsprechende Aufnahmevorrichtungen für die Aufnahme von Energiespeichern, insbesondere für Kraftfahrzeuge, sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt. Üblicherweise stellen derartige Aufnahmevorrichtungen eine oder mehrere Gehäusewandungen bereit, innerhalb der ein Energiespeicher angeordnet werden kann, um den Energiespeicher beispielsweise fest im Kraftfahrzeug zu verbauen und vor Umgebungseinflüssen, insbesondere vor Feuchtigkeit und mechanischer Beschädigung, zu schützen. Die Gehäusewandung definiert letztlich einen Innenraum, wobei in einem Innenvolumen innerhalb des Innenraums der wenigstens eine Energiespeicher angeordnet sein kann. Die Gehäusewandung definiert letztlich eine Trennung zwischen dem Innenraum und der Umgebung der Aufnahmevorrichtung.
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Dabei ist weiter aus dem Stand der Technik bekannt, dass ein Gasaustausch zwischen dem Innenraum und der Umgebung der Aufnahmevorrichtung zugelassen werden kann, beispielsweise um mechanische Belastungen durch Über- und Unterdrücke auf die Gehäusewandungen der Aufnahmevorrichtung zu reduzieren. Für diesen Zweck sind Entgasungseinrichtungen, beispielsweise Membrane, bekannt, durch die ein Gasaustausch zwischen dem Innenraum und der Umgebung möglich ist. Unterliegt die Aufnahmevorrichtung unterschiedlichen Umgebungsbedingungen, insbesondere unterschiedlichen Temperaturen, Drücken und dergleichen, kann durch die Entgasungseinrichtung ein entsprechender Druckausgleich hergestellt werden.
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In Abhängigkeit der vorliegenden Bedingungen wird durch die Entgasungseinrichtung zwar ein Druckausgleich zwischen dem Innenraum und der Umgebung ermöglicht, die eine übermäßige mechanische Belastung auf die Gehäusewandung reduziert, die Membran ist aber zumeist derart ausgelegt, dass ein Flüssigkeitsaustausch zwischen dem Innenraum und dem Außenraum bzw. der Umgebung nicht verhindert werden kann, um ein Eindringen von Feuchtigkeit in den Innenraum zu vermeiden. Dies kann dazu führen, dass bei einer Veränderung der in dem Innenraum vorliegenden Bedingungen durch den Gasaustausch durch die Entgasungseinrichtung zwar ein Druckausgleich ermöglicht wird, jedoch nicht verhindert werden kann, dass im Inneren der Aufnahmevorrichtung Luftfeuchtigkeit kondensiert und sich im Innenraum, insbesondere im Innenvolumen, niederschlägt. Dies kann letztlich dazu führen, dass die im Innenvolumen angeordneten Energiespeicher mit kondensierter Feuchtigkeit aus der Umgebungsluft in Kontakt kommen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine demgegenüber verbesserte Aufnahmevorrichtung anzugeben, insbesondere einen Druckausgleich mit der Umgebung zuzulassen und ein Eindringen von Luftfeuchtigkeit zu verhindern.
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Wie zuvor beschrieben, betrifft die Erfindung eine Aufnahmevorrichtung für die Aufnahme von Energiespeichern. Im Rahmen dieser Anmeldung wird als Innenraum derjenige Raum bezeichnet, der von der Gehäusewandung, beispielsweise eine Außenwand der Aufnahmevorrichtung, begrenzt wird. Der Teil des Innenraums, in dem die Energiespeicher angeordnet sind bzw. in dem der wenigstens eine Energiespeicher angeordnet ist, wird als Innenvolumen bezeichnet. Wie sich nachfolgend ergibt, ist der Innenraum durch die Begrenzung mittels der Gehäusewandung fest definiert, wohingegen das Innenvolumen als variabel angesehen wird und letztlich entsprechend der vorliegenden Bedingungen vergrößert bzw. verkleinert werden kann.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass eine in dem Innenraum angeordnete eine Ausgleichswandung aufweisende Ausgleichseinrichtung vorgesehen ist, welche Ausgleichswandung ein von der Ausgleichswandung begrenztes Ausgleichsvolumen von dem Innenvolumen der Aufnahmevorrichtung trennt, wobei das Ausgleichsvolumen mittels der Entgasungseinrichtung mit der Umgebung verbunden ist und das Innenvolumen durch die Gehäusewandung und die Ausgleichswandung von der Umgebung getrennt ist. Demnach wird eine Ausgleichseinrichtung vorgesehen, die ebenfalls zumindest abschnittsweise in dem Innenraum angeordnet ist. Die Ausgleichseinrichtung stellt eine oder mehrere Ausgleichswandungen bereit, die das Ausgleichsvolumen begrenzen. Das Ausgleichsvolumen der Ausgleichseinrichtung steht über die zuvor beschriebene Entgasungseinrichtung mit der Umgebung in Verbindung, sodass letztlich ein Gasaustausch zwischen dem Ausgleichsvolumen und der Umgebung möglich ist.
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Die Ausgleichswandung ist dabei derart angeordnet, dass das Innenvolumen, in dem die Energiespeicher angeordnet sind, von der Entgasungseinrichtung abgetrennt ist, das Innenvolumen letztlich über die Gehäusewandung der Aufnahmevorrichtung und die Ausgleichswandung begrenzt wird. Dadurch wird vorteilhafterweise erreicht, dass zwar ein Gasaustausch und damit ein Druckausgleich zwischen dem Innenraum der Aufnahmevorrichtung und der Umgebung möglich ist, die Ausgleichswandung jedoch die Entgasungseinrichtung von dem Innenvolumen abtrennt, sodass das Innenvolumen letztlich als gegenüber der Umgebung vollständig abgeschlossen angesehen werden kann. Des Weiteren wird erreicht, dass keine erhöhte mechanische Belastung für die Gehäusewandung der Aufnahmevorrichtung auftritt, da durch die Ausgleichseinrichtung über die Entgasungseinrichtung ein Druckausgleich mit der Umgebung möglich ist, der dazu führt, dass keine übermäßigen Drücke/Kräfte bei Änderungen der Umgebungsbedingungen auf die Gehäusewandung wirken, die zu einer mechanischen Beschädigung der Gehäusewandung führen könnten. Mit anderen Worten kann der Druck im Innenvolumen durch die Verbindung des Ausgleichsvolumens mit der Umgebung beeinflusst werden. Somit kann der Druck in dem Innenraum dem Druck in der Umgebung angeglichen werden, ohne einen direkten Gasaustausch zwischen Innenvolumen und Umgebung zuzulassen.
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Wie zuvor beschrieben, wird als Innenraum im Rahmen dieser Anmeldung der innerhalb der Gehäusewandung begrenzte Raum verstanden. In diesem Innenraum sind das Ausgleichsvolumen und das Innenvolumen angeordnet. Das Ausgleichsvolumen ist der Ausgleichseinrichtung zuzuordnen und ist mittels der wenigstens einen Ausgleichswandung von dem Innenvolumen getrennt. Mit anderen Worten werden Ausgleichsvolumen und Innenvolumen zumindest abschnittsweise über die Gehäusewandung begrenzt und die Ausgleichswandung im Inneren des Innenraums trennt das Ausgleichsvolumen von dem Innenvolumen. Das Ausgleichsvolumen und das Innenvolumen können sonach als Teilvolumen des Innenraums verstanden werden, wobei je nach Positionierung der Ausgleichswandung eine Vergrößerung bzw. Verkleinerung des Ausgleichsvolumens und eine entsprechende Vergrößerung bzw. Verkleinerung des Innenvolumens stattfindet. Da das Ausgleichsvolumen über die Entgasungseinrichtung mit der Umgebung in Fluidverbindung steht, ist ein Austausch, insbesondere ein Druckausgleich zwischen dem Innenraum und der Umgebung möglich, wobei die aus der Umgebung in den Innenraum strömende Luft jedoch nicht in Kontakt mit den in dem Innenvolumen angeordneten Energiespeichern kommt, da die Ausgleichswandung das Ausgleichsvolumen luftdicht gegenüber dem Innenvolumen abschließt. Dadurch wird erreicht, dass zwar ein Druckausgleich in dem Innenraum, also in dem Innenvolumen und dem Ausgleichsvolumen möglich ist, ein Gasaustausch jedoch nur zwischen Umgebung und Ausgleichsvolumen stattfinden kann.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Aufnahmevorrichtung kann vorgesehen sein, dass das Ausgleichsvolumen veränderbar ist, wobei eine Veränderung des Ausgleichsvolumens eine entsprechend entgegengesetzte Veränderung des Innenvolumens bewirkt. Wie zuvor beschrieben, bilden das Ausgleichsvolumen und das Innenvolumen Teilvolumen des Innenraums der Aufnahmevorrichtung. Durch den Gasaustausch mit der Umgebung kann das Ausgleichsvolumen sich letztlich verändern, d.h., eine gewisse Gasmenge an die Umgebung abgeben bzw. aus der Umgebung aufnehmen. Dadurch ist es ebenfalls möglich, beispielsweise bei einer Druckerhöhung in der Umgebung eine entsprechende Volumenvergrößerung des Ausgleichsvolumens zuzulassen, wobei eine entsprechende Verringerung des Innenvolumens mit einhergeht, da sich das Ausgleichsvolumen und das Innenvolumen letztlich zu dem Innenraum ergänzen. Dabei ist selbstverständlich nicht ausgeschlossen, dass der Innenraum noch weitere Teilvolumen aufweisen kann. Die Anordnung von Ausgleichsvolumen und Innenvolumen ist jedoch so beschaffen, dass bei einer Vergrößerung des Ausgleichsvolumens eine korrespondierende Verringerung des Innenvolumens und bei einer Verringerung des Ausgleichsvolumens eine korrespondierende Vergrößerung des Innenvolumens auftritt.
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Um das Ausgleichsvolumen zu verringern bzw. zu vergrößern kann vorgesehen sein, dass das Ausgleichsvolumen durch eine Positionsveränderung der Ausgleichswandung veränderbar ist. Mit anderen Worten kann die Ausgleichswandung der Ausgleichseinrichtung positionsveränderlich angeordnet sein. Insbesondere ist es dabei möglich, dass durch eine Veränderung der in dem Ausgleichsvolumen herrschenden Bedingungen eine Verlagerung der Ausgleichswandung stattfindet. Beispielsweise kann in Abhängigkeit der Umgebungsbedingungen durch die Entgasungseinrichtung ein Austausch mit der Umgebung stattfinden. Dadurch ist es möglich, dass die Ausgleichswandung entsprechend verlagert wird und somit eine korrespondierende Veränderung des Innenvolumens bewirkt. Das Ausgleichsvolumen passt sich somit durch Veränderung der Position der Ausgleichswandung automatisch an die Veränderungen der Umgebungsbedingungen an. Wie zuvor beschrieben, kann durch die Entgasungseinrichtung ein entsprechender Gasstrom in das Ausgleichsvolumen oder aus dem Ausgleichsvolumen heraus stattfinden, sodass stets eine Anpassung stattfinden kann, die durch die Positionsveränderung der Ausgleichswandung gleichzeitig auf das Innenvolumen übertragen wird.
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Die Ausgleichseinrichtung kann gefaltet oder faltbar, insbesondere sackartig, und/oder dehnbar, insbesondere ballonartig, ausgebildet sein. Letzten Endes ist es möglich, mehrere Mechanismen bei der Ausgleichseinrichtung vorzusehen, die es erlaubt, das Ausgleichsvolumen entsprechend anzupassen. Insbesondere sind derartige Anordnungen bzw. Ausführungen der Ausgleichseinrichtung vorteilhaft, die es erlauben, bei einem Einströmen bzw. Ausströmen von Luft in das Ausgleichsvolumen oder aus dem Ausgleichsvolumen eine entsprechende Anpassung des Ausgleichsvolumens durchzuführen. Dabei kann das Ausgleichsvolumen entsprechend durch die Verlagerung der Ausgleichswandung eingestellt werden. Letzten Endes bestimmen die Bedingungen, die im Ausgleichsvolumen und in dem Innenvolumen vorliegen, die Positionierung der Ausgleichswandung, da sich letztlich ein Gleichgewicht, beispielsweise des Drucks, in dem Innenvolumen und dem Ausgleichsvolumen einstellt, welcher Druck auf die Ausgleichswandung wirkt. Entsprechend weit kann die Ausgleichseinrichtung gefaltet oder gedehnt werden, dass sich die Ausgleichswandung entsprechend positioniert, um die Verhältnisse zwischen Ausgleichsvolumen und Innenvolumen einzustellen.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Aufnahmevorrichtung kann vorgesehen sein, dass die Ausgleichseinrichtung in einem Vorraum angeordnet ist, der zu einem Aufnahmeraum in dem der wenigstens eine Energiespeicher aufgenommen oder aufnehmbar ist, separat ausgebildet ist oder dass die Ausgleichseinrichtung zumindest abschnittsweise in demselben Aufnahmeraum angeordnet ist, insbesondere parallel zu dem wenigstens einen Energiespeicher und/oder zumindest abschnittsweise zwischen wenigstens zwei Energiespeichern. Demnach kann vorgesehen sein, die Ausgleichseinrichtung räumlich von den Energiespeichern zu trennen, d.h., dass beispielsweise in einer Längsrichtung der Aufnahmevorrichtung betrachtet, die Entgasungsvorrichtung sich an die Ausgleichseinrichtung anschließt, wobei das Innenvolumen bzw. der Aufnahmeraum, in dem die Energiespeicher angeordnet sind, sich letztlich in Längsrichtung weiter von der Entgasungseinrichtung beabstandet befinden, als die Ausgleichswandung. Dabei kann sichergestellt werden, dass die sich verändernde Ausgleichswandung nicht mit den Energiespeichern wechselwirken kann, sondern dass sich diese letztlich in ihrem Vorraum bewegen kann.
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Nach der zweiten Alternative kann vorgesehen sein, dass die Ausgleichseinrichtung und die Energiespeicher letztlich in demselben Gehäuseabschnitt angeordnet sind, wobei die Ausgleichseinrichtung beispielsweise in Längsrichtung parallel zu den Energiespeichern verläuft bzw. angeordnet ist oder eine Ausgleichseinrichtung zumindest abschnittsweise zwischen zwei Energiespeichern angeordnet ist. Nach dieser Ausgestaltung kann das Gehäuse bzw. die Aufnahmevorrichtung besonders effizient ausgenutzt werden. Der Innenraum kann dabei beispielsweise zwischen dem Ausgleichsvolumen und dem Innenvolumen aufgeteilt werden, sodass in Zwischenräumen, beispielsweise zwischen zwei Energiespeichern, das Ausgleichsvolumen angeordnet sein kann, sodass letztlich üblicherweise ungenutzte Zwischenräume für die Ausgleichseinrichtung ausgenutzt werden können. Dabei muss stets sichergestellt werden, dass wenigstens ein Abschnitt der Ausgleichseinrichtung bewegbar bzw. dehnbar ausgeführt ist, sodass eine Volumenanpassung in Abhängigkeit der Umgebungsbedingungen stets möglich ist.
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Wie zuvor beschrieben, kann die Aufnahmevorrichtung wenigstens ein Ausgleichsvolumen aufweisen. Dabei kann vorgesehen sein, dass ein Ausgleichsvolumen wenigstens einer Ausgleichseinrichtung mit einer oder wenigstens zwei Entgasungseinrichtungen verbunden ist. Die wenigstens zwei Entgasungseinrichtungen können dabei an beliebigen Abschnitten der Gehäusewandung vorgesehen sein und somit einen Gasaustausch mit der Umgebung zulassen. Beispielsweise können diese wenigstens zwei Entgasungseinrichtungen an gegenüberliegenden Abschnitten der Aufnahmevorrichtung angeordnet sein. Dadurch ist es zum einen möglich, einen Gasaustausch zwischen der Umgebung und dem Ausgleichsvolumen schneller durchzuführen. Es ist ebenso möglich, einen weiteren Zugang zu dem Ausgleichsvolumen zu schaffen, beispielsweise um einen weiteren Gasstrom zwischen dem Ausgleichsvolumen und der Umgebung zuzulassen.
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Die Aufnahmevorrichtung kann ferner dahingehend weitergebildet werden, dass die Aufnahmevorrichtung wenigstens zwei Ausgleichseinrichtungen aufweist, deren Ausgleichsvolumen mit jeweils einer verschiedenen Entgasungseinrichtung verbunden sind. Demnach können mehrere Ausgleichseinrichtungen derselben Aufnahmevorrichtung zugeordnet sein, beispielsweise in demselben Innenraum oder in verschiedenen Innenräumen der Aufnahmevorrichtung. Beispielsweise ist es möglich, dass die Aufnahmevorrichtung getrennte Räume für verschiedene Energiespeichermodule, die wiederum verschiedene Energiespeicherzellen aufweisen, besitzt. Ebenso ist es möglich, dass mehrere Energiespeicherzellen in demselben Innenraum angeordnet sind, wobei verschiedene Entgasungseinrichtungen verschiedenen Ausgleichseinrichtungen zugeordnet sind. Im einfachsten Fall dieser Ausgestaltung weist der Gehäuseabschnitt bzw. die Gehäusewandung zwei Entgasungseinrichtungen an unterschiedlichen Stellen auf, wobei eine erste Entgasungseinrichtung mit einem ersten Ausgleichsvolumen und eine zweite Entgasungseinrichtungen mit einem zweiten Ausgleichsvolumen verbunden ist. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die beiden Entgasungseinrichtungen mit verschiedenen Räumen verbunden sind, beispielsweise einem Innenraum des Kraftfahrzeugs und einer Umgebung. Ebenso ist möglich, dass beide Entgasungseinrichtung mit derselben Umgebung verbunden sind, diese jedoch aufgrund baulicher Eigenheiten der Aufnahmevorrichtung an unterschiedlichen Stellen der Gehäusewandung einen Zugang zu den separat ausgeführten Ausgleichsvolumen bilden.
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In Bezug auf die Entgasungseinrichtungen kann ferner vorgesehen sein, dass wenigstens zwei Entgasungseinrichtungen wenigstens einen unterschiedlichen Entgasungsparameter aufweisen, insbesondere einen unterschiedlichen Öffnungsdruck und/oder eine unterschiedliche Durchflussrate. Demnach können verschiedene Entgasungseinrichtungen, beispielsweise verschiedene Membrane, vorgesehen sein, die sich in einem Entgasungsparameter unterscheiden. Beispielsweise kann eine erste Entgasungseinrichtung einen von einer zweiten Entgasungseinrichtung unterschiedlichen Öffnungsdruck und/oder eine unterschiedliche Durchflussrate aufweisen. Dadurch ist es möglich, dass eine erste Entgasungseinrichtung zu einem späteren Zeitpunkt, beispielsweise in Bezug auf einen Druckanstieg, öffnet als eine erste Entgasungseinrichtung. Ebenso ist es möglich, dass der Gasaustausch in Bezug auf eine Durchflussrate bei den wenigstens zwei Entgasungseinrichtungen unterschiedlich durchgeführt wird. Beispielsweise kann durch eine erste Entgasungseinrichtung ein höherer Volumenstrom zwischen der Umgebung und dem Ausgleichsvolumen stattfinden als dies mit einer zweiten Entgasungseinrichtung oder denselben Umgebungsbedingungen möglich ist.
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Das Ausgleichsvolumen oder die Summe aller Ausgleichsvolumen in einem Maximalzustand können insbesondere zwischen 30 und 70 %, insbesondere 50 % des freien Volumens des Innenraums der Aufnahmevorrichtung belegen. Als freies Volumen des Innenraums wird der als mit Gas gefüllte Teil des Innenraums betrachtet. Wie zuvor beschrieben, sind in dem Innenraum unter anderem Energiespeicher angeordnet, die letztlich nicht zu dem freien Volumen beitragen. Das freie Volumen bildet sich somit aus Zwischenräumen zwischen den Energiespeichern und anderen Bereichen, die beispielsweise die Energiespeicher umgeben, die jedoch mit Luft gefüllt sind und somit im Rahmen dieser Anmeldung als „freies Volumen“ bezeichnet werden. Durch die zuvor beschriebene Veränderbarkeit des Ausgleichsvolumens ist es somit möglich, einen Maximalzustand des Ausgleichsvolumens zu definieren. Dieser maximal von dem Ausgleichsvolumen eingenommene Bereich, beispielsweise in einem maximal ausgefalteten oder einem maximal gedehnten Zustand, soll nach dieser Ausgestaltung zwischen 30 % und 70 % des Volumens des Innenraums belegen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Ausgleichsvolumen im Maximalzustand 50 % des Volumens im Innenraum einnimmt. Mit anderen Worten wird, wenn das Ausgleichsvolumen maximal ausgedehnt ist und das Innenvolumen demnach einen Minimalwert einnimmt, zwischen 30 und 70 %, insbesondere 50 % des freien Volumens des Innenraums vom Ausgleichsvolumen belegt.
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Die Aufnahmevorrichtung kann ferner dahingehend weitergebildet werden, dass das Ausgleichsvolumen zumindest abschnittsweise außerhalb der Gehäusewandung angeordnet ist. Wie zuvor beschrieben, bildet das Ausgleichsvolumen und das Innenvolumen des Innenraums Teilvolumen, die bei entsprechenden Änderungen der Umgebungsbedingungen einen Ausgleich der in dem Innenraum herrschenden Bedingungen durchführen können. Dabei kann nach dieser Ausgestaltung vorgesehen sein, dass sich ein Abschnitt des Ausgleichsvolumens, beispielsweise ein Teil der Ausgleichswandung, außerhalb des Gehäuses, also außerhalb des von der Gehäusewandung umschlossenen Innenraums, befindet, um im Innenraum Platz zu sparen.
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Neben der Aufnahmevorrichtung betrifft die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug, umfassend wenigstens eine zuvor beschriebene Aufnahmevorrichtung. Sämtliche Vorteile, Einzelheiten, Ausführungen und/oder Merkmale, die in Bezug auf die Aufnahmevorrichtung beschrieben wurden, sind vollständig auf das Kraftfahrzeug übertragbar.
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Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Fig. erläutert. Die Fig. sind schematische Darstellungen und zeigen:
- 1 eine Prinzipdarstellung einer Aufnahmevorrichtung;
- 2 eine schematische perspektivische Darstellung einer Aufnahmevorrichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel; und
- 3 eine schematische perspektivische Darstellung einer Aufnahmevorrichtung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel.
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1 zeigt eine Aufnahmevorrichtung 1 für die Aufnahme von Energiespeichern 2, insbesondere für ein Kraftfahrzeug (nicht näher dargestellt). Die Aufnahmevorrichtung 1 weist eine Gehäusewandung 3 auf, die einen Innenraum 4 von einer Umgebung 5 trennt. In dem Innenraum 4 befindet sich eine Ausgleichseinrichtung 6, die ein Ausgleichsvolumen 7 mittels einer Ausgleichswandung 8 begrenzt. Ersichtlich ist das Ausgleichsvolumen 7 durch die Ausgleichswandung 8 von einem Innenvolumen 9 im Innenraum 4 abgegrenzt. In dem Innenvolumen 9 sind die Energiespeicher 2, von denen der Übersichtlichkeit halber nur zwei dargestellt sind, aufgenommen.
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Die Ausgleichseinrichtung 6 steht mit einer Entgasungseinrichtung 10 in Verbindung, sodass über die Entgasungseinrichtung 10 ein Gasaustausch zwischen dem Ausgleichsvolumen 7 und der Umgebung 5 stattfinden kann. Die Ausgleichseinrichtung 6 ermöglicht, dass Gasaustausch zwischen der Umgebung 5 und dem Ausgleichsvolumen 7 stattfindet, wobei die Ausgleichswandung 8 positionsveränderbar ist. D.h., dass sich das Ausgleichsvolumen 7 entsprechend der in der Umgebung 5 und in dem Innenvolumen 9 herrschenden Bedingungen anpassen kann, insbesondere kann das Ausgleichsvolumen 7 vergrößert bzw. verringert werden.
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Dabei kann insbesondere sichergestellt werden, dass Umgebungsluft, die aus der Umgebung 5 durch die Entgasungseinrichtung 10 in das Ausgleichsvolumen 7 strömt, nicht in das Innenvolumen 9 gelangt. Demzufolge sind die Energiespeicher 2 durch die Ausgleichseinrichtung 7 von der Umgebung 5 getrennt bzw. ist das Innenvolumen 9 von der Umgebung 5 abgedichtet, da nur das Ausgleichsvolumen 7, das durch die Ausgleichswandung 8 von dem Innenvolumen 9 abgedichtet ist, mit der Umgebung 5 über die Entgasungseinrichtung 10 verbunden ist. Strömt beispielsweise feuchte Luft aus der Umgebung 5 durch die Entgasungseinrichtung 10 in das Ausgleichsvolumen 7, um einen Überdruck in der Umgebung 5 auszugleichen, kann das Ausgleichsvolumen 7 entsprechend vergrößert werden, um den Druckausgleich im Innenraum 4 zu bewirken.
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Dabei wird das Innenvolumen 9 entsprechend der Volumenzunahme des Ausgleichsvolumens 7 verringert bzw. durch Verlagerung der Ausgleichswandung komprimiert. Die feuchte Luft, die aus der Umgebung 5 in das Ausgleichsvolumen 7 eingetreten ist, wird durch die Ausgleichswandung 8 in dem Ausgleichsvolumen 7 gehalten, sodass keine feuchte Luft an die Energiespeicher 2 gelangt und dort kondensieren könnte. Die Ausgleichseinrichtung 6 schützt die Energiespeicher 2 somit vor Eindringen der Feuchtigkeit. Ferner ist es nicht erforderlich, die Gehäusewandung 3 derart massiv auszuführen, dass diese sämtlichen potentiell auftretenden Druckunterschieden zwischen der Umgebung 5 und dem Innenvolumen 9 standhalten kann. Stattdessen kann ein Druckausgleich zwischen der Umgebung 5 und dem Ausgleichsvolumen 7 und damit dem Innenvolumen 9 zugelassen werden, wobei der Gasaustausch zwischen der Umgebung 5 und dem Innenraum 4 sich auf das Ausgleichsvolumen 7 beschränkt.
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Die Ausgleichswandung 8 kann aus einem entsprechenden Material hergestellt sein bzw. kann diese eine definierte Form aufweisen, um die Positionsänderungen zu ermöglichen, damit die Volumenänderung des Ausgleichsvolumens 7 zugelassen wird. Beispielsweise kann die Ausgleichswandung 8 gefaltet, beispielsweise sackartig, und/oder dehnbar, zum Beispiel ballonartig, ausgebildet sein. Entsprechend der in dem Innenvolumen 9 und der Umgebung 5 herrschenden Drücke kann somit eine Anpassung des Ausgleichvolumens 7 vorgenommen werden.
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2 zeigt eine Aufnahmevorrichtung 1 in perspektivischer Darstellung gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels. Dem grundsätzlichen Aufbau nach ist die Aufnahmevorrichtung 1, die in 2 gezeigt ist, so aufgebaut wie die Aufnahmevorrichtung 1, die mit Bezugnahme auf 1 beschrieben wurde. Gleiche Bezugszeichen werden daher für gleiche Bauteile verwendet. Die in 2 dargestellte Aufnahmevorrichtung 1 weist zwei Ausgleichseinrichtungen 6, 6' auf, die einer gemeinsamen Entgasungseinrichtung 10 zugeordnet sind. Dabei weist die Ausgleichseinrichtung 6 ein Ausgleichsvolumen 7 auf, das von einer Ausgleichswandung 8 begrenzt ist, und die Ausgleichseinrichtung 6' weist analog ein von einer Ausgleichswandung 8' begrenztes Ausgleichsvolumen 7' auf.
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In dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Ausgleichseinrichtungen 6, 6' parallel zu Energiespeichern 2 angeordnet, beispielsweise oberhalb bzw. unterhalb der Energiespeicher 2. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel kann das Maximalvolumen der beiden Ausgleichseinrichtungen 6, 6', also ein maximal ausgedehntes bzw. ausgefaltetes Volumen, das sich aus den Ausgleichsvolumen 7, 7' zusammensetzt, in etwa 50 % des Innenraums 4, insbesondere des freien Volumens in dem Innenraum 4, einnehmen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel kann somit die Summe der Ausgleichsvolumen 7, 7' in etwa 50 Liter einnehmen.
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3 zeigt eine weitere perspektivische Ansicht einer Aufnahmevorrichtung 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Auch mit Bezug auf 3 wird eine Aufnahmevorrichtung 1, die dem grundsätzlichen Aufbau nach der Aufnahmevorrichtung 1 von 1 entspricht, gezeigt. Gleiche Bezugszeichen werden daher für gleiche Bauteile verwendet. In dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Aufnahmevorrichtung 1 zwei Ausgleichseinrichtungen 6, 6' auf, denen unterschiedlichen Entgasungseinrichtungen 10, 10' und 10" zugeordnet sind. Dabei ist die Entgasungseinrichtung 10 der Ausgleichseinrichtung 6 zugeordnet und stellt somit eine Verbindung zwischen der Umgebung 5 und dem Ausgleichsvolumen 7 der Ausgleichseinrichtung 6 her.
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Dazu separat ist die Ausgleichseinrichtung 6' ausgeführt, die ein Ausgleichsvolumen 7', das über zwei Entgasungseinrichtungen 10', 10" gespeist wird, umfasst. Die einzelnen Entgasungseinrichtungen 10, 10', 10" können unterschiedliche Öffnungsdrücke bzw. Durchflussraten aufweisen. Im Allgemeinen können sich die einzelnen Entgasungseinrichtungen 10, 10', 10" in wenigstens einem Entgasungsparameter unterscheiden. Wie in 3 gezeigt, können die Ausgleichseinrichtungen 6, 6' einzelne Kammern aufweisen, in die die jeweiligen Ausgleichsvolumen 7, 7' unterteilt sind. Diese sind insbesondere in Zwischenräumen zwischen Energiespeichern 2 angeordnet, sodass dort ohnehin freier bzw. ungenutzter Raum durch die Ausgleichseinrichtungen 6, 6' belegt werden kann.
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Die in Bezug auf die einzelnen Ausführungsbeispiele bzw. Fig. beschriebenen Vorteile, Einzelheiten und Merkmale sind selbstverständlich beliebig untereinander kombinierbar. Insbesondere kann jede der Ausgleichseinrichtungen 6, 6' mit zumindest einem Abschnitt außerhalb der Gehäusewandung 3 angeordnet sein. Ferner ist die Anzahl der Entgasungseinrichtungen 10, 10', 10", die Anzahl der Ausgleichseinrichtungen 6 sowie deren Anordnung parallel oder zwischen einzelnen Energiespeichern 2 beliebig kombinierbar. Die gezeigten Aufnahmevorrichtungen 1 können in einem Kraftfahrzeug angeordnet sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Aufnahmevorrichtung
- 2
- Energiespeicher
- 3
- Gehäusewandung
- 4
- Innenraum
- 5
- Umgebung
- 6, 6'
- Ausgleichseinrichtung
- 7, 7'
- Ausgleichsvolumen
- 8, 8'
- Ausgleichswandung
- 9
- Innenvolumen
- 10
- Entgasungseinrichtung
