DE102020134086B3

DE102020134086B3 - Battery degassing device and motor vehicle with such

Info

Publication number: DE102020134086B3
Application number: DE102020134086.9A
Authority: DE
Inventors: Matthias Braig; Alexander Mueller
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2020-12-18
Filing date: 2020-12-18
Publication date: 2022-05-19
Anticipated expiration: 2040-12-19

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Batterieentgasungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einem Batteriegehäuse (3), in dem mehrere Batteriespeicherzellen (2) aufgenommen sind; einem Trägerbauteil (7) mit einem Hohlprofil, in dem ein Trägerinnenraum (8) ausgebildet ist; einem Entgasungsventil (6), welches beim Überschreiten eines bestimmten Druckniveaus in einem Innenraum des Batteriegehäuses (3) diesen Innenraum mit dem Trägerinnenraum (8) verbindet. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit solch einer Batterieentgasungseinrichtung.The invention relates to a battery degassing device for a motor vehicle, having a battery housing (3) in which a plurality of battery storage cells (2) are accommodated; a carrier component (7) with a hollow profile, in which a carrier interior (8) is formed; a degassing valve (6) which connects this interior space to the carrier interior space (8) when a certain pressure level is exceeded in an interior space of the battery housing (3). In addition, the invention relates to a motor vehicle with such a battery degassing device.

Description

Die Erfindung betrifft eine Batterieentgasungseinrichtung zum Abführen von Gas aus einem Batteriegehäuse in einem Fehlerfall. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit solch einer Batterieentgasungseinrichtung.The invention relates to a battery degassing device for removing gas from a battery housing in the event of a fault. In addition, the invention relates to a motor vehicle with such a battery degassing device.

Batterien für elektrifizierte Fahrzeuge weisen eine Vielzahl an Batteriespeicherzellen auf, von denen jede üblicherweise eine Berstmembran hat. In einem Fehlerfall, wie beispielsweise einem Kurzschluss oder einem thermischen Ereignis, steigt üblicherweise der Innendruck in einer oder mehreren Batteriespeicherzellen, die Berstmembran dieser Batteriespeicherzellen bricht auf und die Batteriespeicherzellen entgasen in das Batteriegehäuse. Ferner ist beispielsweise aus der EP 0 834 935 A1 bekannt, das Gas ins Freie oder einen Motorraum abzuführen. Das Gas ist jedoch sehr heiß (größer 400° C) und es sollte vermieden werden, dass das heiße Gas weitere Gegenstände entzündet.Batteries for electrified vehicles have a plurality of battery storage cells, each of which typically has a rupture diaphragm. In the event of a fault, such as a short circuit or a thermal event, the internal pressure in one or more battery storage cells usually increases, the bursting membrane of these battery storage cells ruptures and the battery storage cells degas into the battery housing. Furthermore, for example, from the EP 0 834 935 A1 known to dissipate the gas to the outside or an engine compartment. However, the gas is very hot (greater than 400°C) and care should be taken to avoid the hot gas igniting other objects.

Aus der JP 2011 - 70 871 A ist eine Batterieentgasungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug bekannt, mit einem Batteriegehäuse, in dem mehrere Batteriespeicherzellen aufgenommen sind; einem Hohlprofil, und einem Entgasungsventil, welches beim Überschreiten eines bestimmten Druckniveaus im Innenraum des Batteriegehäuses diesen mit einem Inneren des Hohlprofils verbindet, wobei das Entgasungsventil einen Schaft sowie einen Verschluss aufweist, der beim Überschreiten des bestimmten Druckniveaus aufbricht. Weitere Batterieentgasungseinrichtungen sind aus der DE 10 2015 014 558 A1 sowie der DE 10 2019 211 088 A1 bekannt.From the JP 2011 - 70 871 A a battery degassing device for a motor vehicle is known, having a battery housing in which a plurality of battery storage cells are accommodated; a hollow profile, and a degassing valve which, when a specific pressure level in the interior of the battery housing is exceeded, connects the latter to an interior of the hollow profile, the degassing valve having a shaft and a closure which breaks open when the specific pressure level is exceeded. More battery degassing devices are from the DE 10 2015 014 558 A1 as well as the DE 10 2019 211 088 A1 famous.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Batterieentgasungseinrichtung zu schaffen, welche Gase einer Batterieentgasung sicher abführt. Diese Aufgabe wird durch eine Batterieentgasungseinrichtung gemäß Anspruch 1 sowie ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 6 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.It is an object of the present invention to provide a battery degassing device which safely discharges gases from battery degassing. This object is achieved by a battery degassing device according to claim 1 and a motor vehicle according to claim 6. Advantageous developments of the invention are the subject matter of the dependent claims.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine Batterieentgasungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, mit einem Batteriegehäuse, in dem mehrere Batteriespeicherzellen aufgenommen sind; einem Trägerbauteil mit einem Hohlprofil, in dem ein Trägerinnenraum ausgebildet ist, und einem Entgasungsventil, welches beim Überschreiten eines bestimmten Druckniveaus in einem Innenraum des Batteriegehäuses diesen Innenraum mit dem Trägerinnenraum verbindet, wobei das Entgasungsventil einen Schaft sowie einen Verschluss aufweist, der beim Überschreiten des bestimmten Druckniveaus aufbricht, und wobei der Schaft einen Metallzylinder aufweist, welcher aus einer zylinderförmig gewickelten Metalllage ausgebildet ist. Dies hat den Vorteil, dass die heißen Gase durch die Abführung über den Trägerinnenraum soweit abgekühlt werden, dass das Risiko einer Selbstentzündung beim Ausströmen ins Freie nicht mehr gegeben ist oder dass die Gase dann, wenn sie letztendlich den Trägerinnenraum verlassen, beispielsweise ins Freie, dort nicht weitere Gegenstände in Brand setzen können. Dass der Schaft den Metallzylinder aufweist, hat den Vorteil gegenüber anderen Materialien, wie beispielsweise Kunststoff, dass Metall sehr hitzebeständig ist und nicht aufgrund der Temperatur der Gase schmilzt.According to an exemplary embodiment of the invention, a battery degassing device for a motor vehicle is provided, having a battery housing in which a plurality of battery storage cells are accommodated; a carrier component with a hollow profile in which a carrier interior is formed, and a degassing valve which connects this interior space to the carrier interior when a certain pressure level in an interior of the battery housing is exceeded, the degassing valve having a shaft and a closure which, when the certain pressure level is exceeded, pressure levels, and wherein the shaft comprises a metal cylinder formed from a cylindrically wound metal sheet. This has the advantage that the hot gases are cooled by being discharged via the interior of the carrier to such an extent that there is no longer any risk of self-ignition when escaping to the outside or that the gases then, when they finally leave the interior of the carrier, for example to the outside, there cannot set other objects on fire. That the shaft has the metal cylinder has the advantage over other materials, such as plastic, that metal is very heat-resistant and does not melt due to the temperature of the gases.

Im Rahmen dieser Erfindung ist unter einer Batteriespeicherzelle eine wiederaufladbare, elektrochemische Speicherzelle zum Speichern und Bereitstellen von elektrischer Energie zu verstehen.In the context of this invention, a battery storage cell is understood to be a rechargeable, electrochemical storage cell for storing and providing electrical energy.

Im Rahmen dieser Erfindung ist unter Batterie eine Speichereinrichtung auf elektrochemischer Basis zu verstehen, die eine Vielzahl von Batteriespeicherzellen aufweist, die miteinander elektrisch seriell und/oder parallel verbunden sind. Beispielsweise können mehrere Gruppen von Batteriespeicherzellen vorgesehen sein, wobei innerhalb jeder Gruppe die Batteriespeicherzellen miteinander elektrisch seriell verbunden sind. Die einzelnen Gruppen wiederum können miteinander elektrisch parallel verbunden sein.In the context of this invention, a battery is to be understood as meaning a storage device on an electrochemical basis which has a large number of battery storage cells which are electrically connected to one another in series and/or in parallel. For example, several groups of battery storage cells can be provided, with the battery storage cells being electrically connected to one another in series within each group. The individual groups in turn can be electrically connected to one another in parallel.

Das Batteriegehäuse ist insbesondere ein geschlossenes Gehäuse. Insbesondere ist das Batteriegehäuse flüssigkeitsdicht geschlossen, insbesondere fluiddicht geschlossen, so dass die im Innenraum angeordneten Batteriespeicherzellen flüssigkeitsdicht/fluiddicht von der Umgebung des Batteriegehäuses getrennt sind.The battery housing is in particular a closed housing. In particular, the battery housing is closed in a liquid-tight manner, in particular closed in a fluid-tight manner, so that the battery storage cells arranged in the interior are separated from the environment of the battery housing in a liquid-tight/fluid-tight manner.

Das Trägerbauteil ist insbesondere ein länglich ausgebildetes Bauteil. Insbesondere hat das Trägerbauteil einen Querschnitt (normal zur Längsrichtung), der um den Trägerinnenraum rundum geschlossen ist. Insbesondere ist das Trägerbauteil an zumindest einem Längsende offen. Beispielsweise ist das Trägerbauteil aus Stahl oder Aluminium.The carrier component is in particular an elongate component. In particular, the carrier component has a cross section (normal to the longitudinal direction) which is closed all around the carrier interior. In particular, the support component is open at at least one longitudinal end. For example, the carrier component is made of steel or aluminum.

Insbesondere öffnet das Entgasungsventil irreversibel. Insbesondere weist das Entgasungsventil einen Schaft sowie einen Verschluss auf, der beim Überschreiten des bestimmten Druckniveaus aufbricht.In particular, the degassing valve opens irreversibly. In particular, the degassing valve has a shaft and a closure that breaks open when the specific pressure level is exceeded.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die zylinderförmig gewickelte Metalllage in einem vorgespannten Zustand in ein Kunststoffmaterial eingebettet. Dieses Ausführungsbeispiel hat den Vorteil, dass es die Vorteile von Kunststoff und Metall kombiniert, d.h. durch den Kunststoff ist das Entgasungsventil leicht und kostengünstig und die Metalllage macht das Entgasungsventil temperaturbeständig. Durch die Einbettung der vorgespannten Metalllage wird diese aufgeweitet, d.h. ihr Durchmesser vergrößert sich, sobald der die Metalllage umgebende Kunststoff weggeschmolzen ist bzw. soweit weggeschmolzen ist, dass die Vorspannung der Metalllage diese Aufweitung bewirken kann. According to a further exemplary embodiment of the invention, the cylindrically wound metal layer is embedded in a plastic material in a pretensioned state. This embodiment has the advantage that it takes advantage of Plastic and metal combined, ie the plastic makes the degassing valve light and inexpensive and the metal layer makes the degassing valve temperature-resistant. The embedding of the prestressed metal layer causes it to expand, ie its diameter increases as soon as the plastic surrounding the metal layer has melted away or has melted away to such an extent that the prestressing of the metal layer can cause this expansion.

Insbesondere führt der Schaft durch eine Trägeröffnung in den Trägerinnenraum, wobei eine Außenwand des Schafts in einem nicht-geöffneten Zustand des Entgasungsventils eine Wandung der Trägeröffnung nicht berührt.In particular, the shaft leads through a carrier opening into the carrier interior, with an outer wall of the shaft not touching a wall of the carrier opening when the degassing valve is in a non-open state.

Insbesondere berührt der Metallzylinder nach zumindest teilweisem Abschmelzen des Kunststoffmaterials die Wandung der Trägeröffnung. Dabei muss das Kunststoffmaterial soweit abgeschmolzen sein, dass die Vorspannung des Metallzylinders ausreicht, den Metallzylinder aufzuweiten.In particular, the metal cylinder touches the wall of the carrier opening after at least partial melting of the plastic material. The plastic material must have melted to such an extent that the prestressing of the metal cylinder is sufficient to expand the metal cylinder.

Darüber hinaus stellt die vorliegende Erfindung ein Kraftfahrzeug mit solch einer Entgasungseinrichtung bereit.In addition, the present invention provides a motor vehicle with such a degassing device.

Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In diesen Zeichnungen ist Folgendes dargestellt:

1 zeigt eine dreidimensionale Ansicht eines Trägerbauteils und einer Batterie mit geöffnetem Batteriegehäusedeckel gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 zeigt das Trägerbauteil und die Batterie aus 1, wobei in 2 der Batteriegehäusedeckel geschlossen ist;
3 zeigt eine Schnittdarstellung normal zu einer Längsrichtung des Trägerbauteils 7 und durch eine Mittellinie M des Entgasungsventils 6;
4a zeigt schematisch das Entgasungsventil 6 in einer Schnittdarstellung entlang einer Mittellinie M des Entgasungsventils 6 in einem Normalzustand;
4b zeigt schematisch eine Schnittdarstellung des Schafts 9 normal zur Mittellinie M des Entgasungsventils 6 in einem Normalzustand;
5a zeigt schematisch das Entgasungsventil 6 in einer Schnittdarstellung entlang einer Mittellinie M des Entgasungsventils 6 in einem Fehlerfall, und
5b zeigt schematisch eine Schnittdarstellung des Schaft 9 normal zur Mittellinie M des Entgasungsventils 6 in einem Fehlerfall.

A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. These drawings show the following:

1 shows a three-dimensional view of a carrier component and a battery with the battery case lid open according to an exemplary embodiment of the present invention;
2 shows the carrier component and the battery 1 , where in 2 the battery case cover is closed;
3 Fig. 14 shows a sectional view normal to a longitudinal direction of the support member 7 and through a center line M of the degassing valve 6;
4a 12 schematically shows the degassing valve 6 in a sectional view along a center line M of the degassing valve 6 in a normal state;
4b Fig. 12 schematically shows a sectional view of the stem 9 normal to the center line M of the degassing valve 6 in a normal state;
5a shows schematically the degassing valve 6 in a sectional view along a center line M of the degassing valve 6 in the event of a fault, and
5b shows schematically a sectional view of the shaft 9 normal to the center line M of the degassing valve 6 in the event of a fault.

Die 1 und 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer Batterieentgasungseinrichtung. Diese umfasst eine Batterie 1 für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein elektrifiziertes Kraftfahrzeug, wie beispielsweise ein rein batterieelektrisch angetriebenes Fahrzeug oder ein Hybridfahrzeug. Die Batterie 1 weist eine Vielzahl von Batteriespeicherzellen 2 (es sind der Übersichtlichkeit halber nur zwei mit einem Bezugszeichen versehen) sowie ein Batteriegehäuse 3 auf. Die Batteriespeicherzellen 2 sind wiederaufladbare, elektrochemische Speicherzellen zum Speichern und Bereitstellen von elektrischer Energie an Verbraucher des Kraftfahrzeugs, insbesondere einen oder mehrere Elektromotoren zum Antrieb des Kraftfahrzeugs. Die Batteriespeicherzellen 2 sind miteinander elektrisch seriell und/oder parallel verbunden. Das Batteriegehäuse 3 umgibt die Batteriespeicherzellen 2 und haust diese ein. In 1 ist das Batteriegehäuse 3 in einem geöffneten Zustand dargestellt, wohingegen in 2 das Batteriegehäuse 3 in einem mittels eines Batteriegehäusedeckels 4 geschlossenen Zustand dargestellt ist. Bei geschlossenem Batteriegehäusedeckels 4 werden die Batteriespeicherzellen 2 von dem Batteriegehäuse 3 flüssigkeitsdicht, insbesondere fluiddicht, von der Umgebung des Batteriegehäuses 3 getrennt.the 1 and 2 show an embodiment of a battery degassing device. This includes a battery 1 for a motor vehicle, in particular an electrified motor vehicle, such as a purely battery-electric vehicle or a hybrid vehicle. The battery 1 has a large number of battery storage cells 2 (only two are provided with a reference number for the sake of clarity) and a battery housing 3 . The battery storage cells 2 are rechargeable, electrochemical storage cells for storing and providing electrical energy to consumers in the motor vehicle, in particular one or more electric motors for driving the motor vehicle. The battery storage cells 2 are electrically connected to one another in series and/or in parallel. The battery housing 3 surrounds the battery storage cells 2 and encloses them. In 1 the battery case 3 is shown in an open state, whereas in 2 the battery case 3 is shown in a closed state by means of a battery case cover 4 . When the battery housing cover 4 is closed, the battery storage cells 2 are separated from the environment of the battery housing 3 in a liquid-tight, in particular fluid-tight manner.

In einem Fehlerfall, wie beispielsweise einem Kurzschluss zwischen/in Batteriespeicherzellen 2 oder einer Überhitzung von Batteriespeicherzellen 2, kann es zum Austritt von Gasen aus einer oder mehreren Batteriespeicherzellen 2 kommen. Insbesondere tritt dieses Gas aus Berstmembranen 5 aus, die beispielsweise an einer zentralen Stelle der Oberseite der Batteriespeicherzellen 2 angeordnet sein können. Diese Berstmembrane 5 brechen beim Überschreiten eines bestimmten Drucks innerhalb der Batteriespeicherzellen 2 auf, sodass heißes und gegebenenfalls leicht entzündbares Gas aus den Batteriespeicherzellen 2 in den Innenraum des Batteriegehäuses 3 austritt. Folglich steigt auch der Druck bzw. das Druckniveau im Innenraum des Batteriegehäuses 3 an. Um diese Gase aus dem Innenraum des Batteriegehäuses 3 abzuführen ist ein Entgasungsventil 6 vorgesehen. Vor dem Eintritt eines solchen Fehlerfalls liegt im Rahmen dieser Erfindung ein Normalzustand vor.In the event of a fault, such as a short circuit between/in battery storage cells 2 or overheating of battery storage cells 2, gases can escape from one or more battery storage cells 2. In particular, this gas escapes from bursting membranes 5, which can be arranged, for example, at a central point on the upper side of the battery storage cells 2. These bursting membranes 5 rupture when a certain pressure is exceeded inside the battery storage cells 2 , so that hot and potentially highly flammable gas escapes from the battery storage cells 2 into the interior of the battery housing 3 . Consequently, the pressure or the pressure level in the interior of the battery housing 3 also increases. A degassing valve 6 is provided in order to discharge these gases from the interior of the battery housing 3 . Within the scope of this invention, a normal state exists before such an error occurs.

Benachbart zum Batteriegehäuse 3 und außerhalb des Batteriegehäuses 3 ist ein Trägerbauteil 7 vorgesehen welches ein Hohlprofil aufweist. Das Trägerbauteil 7 ist ein längliches Bauteil mit einem Querschnitt (normal zur Längsrichtung des Trägerbauteils 7), bei dem ein Trägerinnenraum 8 zumindest abschnittsweise vollumfänglich abgeschlossen ist. An den Längsenden des Trägerbauteils 7 ist der Trägerinnenraum 8 offen. Das Trägerbauteil 7 ist direkt benachbart zum Batteriegehäuse 3 angeordnet, d.h. beide berühren sich oder es befindet sich nur ein Luftspalt zwischen ihnen.Adjacent to the battery housing 3 and outside of the battery housing 3, a carrier component 7 is provided which has a hollow profile. The carrier component 7 is an elongate component with a cross section (normal to the longitudinal direction of the carrier component 7) in which a carrier interior 8 is completely closed off at least in sections. At the longitudinal ends of the supporting structure part 7 of the carrier interior 8 is open. The carrier component 7 is arranged directly adjacent to the battery housing 3, ie both touch or there is only an air gap between them.

Mittels des Entgasungsventils 6 kann der Innenraum des Batteriegehäuses 3 im Fehlerfall mit dem Trägerinnenraum 8 verbunden werden, sodass im Fehlerfall die heißen Gase vom Innenraum des Batteriegehäuses 3 in den Trägerinnenraum 8 abgeführt werden, beim Strömen entlang der Längsrichtung des Trägerinnenraums 8 abgekühlt werden und im abgekühlten Zustand an den Längsenden des Trägerbauteils 7 abgeführt werden können, beispielsweise an eine Umgebung des Kraftfahrzeugs oder an einen anderen geeigneten Hohlraum innerhalb des Kraftfahrzeugs. Dazu ist das Entgasungsventil 6 normalerweise geschlossen (flüssigkeitsdicht und/oder fluiddicht geschlossen) und öffnet ausschließlich im Fehlerfall, insbesondere beim Überschreiten eines vorgegebenen Drucks bzw. Druckniveaus im Innenraum des Batteriegehäuses 3. Dieses Druckniveau wird durch konstruktive Auslegung des Entgasungsventils 6 festgelegt. Das Entgasungsventil 6 öffnet im Fehlerfall irreversibel, d.h. es wird zerstört sodass es sich nicht selbsttätig wieder schließt. Es sind jedoch auch Entgasungsventile 6 denkbar, die wieder selbsttätig schließen, beispielsweise beim Unterschreiten eines unteren Druckniveaus. Bei dem Trägerbauteil 7 handelt es sich beispielsweise um eine Karosseriestrebe des Kraftfahrzeugs oder eine Befestigungsstrebe zur Befestigung der Batterie 1 oder eine sonstige Versteifungsstrebe usw.By means of the degassing valve 6, the interior of the battery housing 3 can be connected to the carrier interior 8 in the event of a fault, so that in the event of a fault the hot gases are discharged from the interior of the battery housing 3 into the carrier interior 8, are cooled when flowing along the longitudinal direction of the carrier interior 8 and are cooled in the cooled State can be dissipated at the longitudinal ends of the support member 7, for example to an environment of the motor vehicle or to another suitable cavity within the motor vehicle. For this purpose, the degassing valve 6 is normally closed (liquid-tight and/or fluid-tight) and opens only in the event of a fault, in particular when a predetermined pressure or pressure level in the interior of the battery housing 3 is exceeded. This pressure level is determined by the structural design of the degassing valve 6. In the event of a fault, the degassing valve 6 opens irreversibly, i.e. it is destroyed so that it does not close again automatically. However, degassing valves 6 are also conceivable which close again automatically, for example when the pressure falls below a lower level. The carrier component 7 is, for example, a body strut of the motor vehicle or a fastening strut for fastening the battery 1 or another stiffening strut, etc.

Anhand der 3 bis 5b wird das Entgasungsventil 6 genauer beschrieben. Dabei ist 3 eine Schnittdarstellung normal zur Längsrichtung des Trägers 7 und durch eine Mittellinie M des Entgasungsventils 6.Based on 3 until 5b the degassing valve 6 is described in more detail. there is 3 a sectional view normal to the longitudinal direction of the carrier 7 and through a center line M of the degassing valve 6.

Das Entgasungsventil 6 weist einen Schaft 9 sowie einen Verschluss 10 auf. Der Schaft 9 ist hohlzylinderförmig und der Verschluss 10 ist scheibenförmig wobei der Verschluss 10 ein Längsende des hohlzylinderförmigen Schafts 9 verschließt. Der Schaft 9 und der Verschluss 10 sind einstückig ausgebildet oder fest miteinander verbunden, insbesondere nicht zerstörungsfrei lösbar miteinander verbunden. Der Verschluss 10 erstreckt sich dabei in den Innenraum des Batteriegehäuses 3 wohingegen sich das entgegengesetzte Ende des Entgasungsventils 6 in den Trägerinnenraum 8 erstreckt. Zum Hindurchführen des Entgasungsventils 6 ist das Batteriegehäuse 3 mit einer Gehäuseöffnung 11 und das Trägerbauteil 7 mit einer Trägeröffnung 12 versehen. Der Schaft 9 erstreckt sich sowohl durch die Gehäuseöffnung 11 als auch durch die Trägeröffnung 12, wobei ein Durchmesser der Gehäuseöffnung 11 im Wesentlichen einem Außendurchmesser d2 des Schafts 9 entspricht, sodass der Schaft 9 die Gehäuseöffnung 11 berührt. The degassing valve 6 has a shaft 9 and a closure 10 . The shank 9 is in the form of a hollow cylinder and the closure 10 is in the form of a disk, with the closure 10 closing a longitudinal end of the hollow-cylindrical shank 9 . The shaft 9 and the closure 10 are formed in one piece or are firmly connected to one another, in particular not connected to one another in a non-destructively detachable manner. The closure 10 extends into the interior of the battery housing 3 , whereas the opposite end of the degassing valve 6 extends into the interior 8 of the carrier. The battery housing 3 is provided with a housing opening 11 and the support component 7 is provided with a support opening 12 so that the degassing valve 6 can be passed through. The shank 9 extends both through the housing opening 11 and through the carrier opening 12, with a diameter of the housing opening 11 essentially corresponding to an outer diameter d2 of the shank 9, so that the shank 9 touches the housing opening 11.

4a zeigt schematisch das Entgasungsventil 6 in einer Schnittdarstellung entlang einer Mittellinie M des Entgasungsventils 6. 4b zeigt schematisch eine Schnittdarstellung des Schaft 9 normal zur Mittellinie M des Entgasungsventils 6. Dabei stellen die 4a und 4b einen Normalzustand dar, bei dem noch kein Fehlerfall eingetreten ist. 4a shows schematically the degassing valve 6 in a sectional view along a center line M of the degassing valve 6. 4b shows schematically a sectional view of the shaft 9 normal to the center line M of the degassing valve 6. The 4a and 4b represents a normal state in which no error has occurred.

Der Schaft 9 ist zumindest teilweise aus Metall, er kann aber auch vollständig aus Metall sein. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Schaft 9 einen Metallzylinder 13 auf, der in Kunststoffmaterial 14 eingebettet ist. Mit Verweis auf 4b ist zu erkennen, dass der Metallzylinder 13 aus einer blattförmigen Metalllage ausgebildet wird, die zu einer hohlzylinderartigen Form gewickelt wird, so dass sich beide Enden der Metalllage überlappen, aber nicht aneinander befestigt sind. Im gewickelten Zustand weist der Metallzylinder 13 eine Vorspannung auf, die bewirken würde, dass sich der Metallzylinder 13 bzw. die Metalllage aufweitet, d.h. ihren Außendurchmesser vergrößert. In diesem vorgespannten Zustand wird der Metallzylinder 13 im Kunststoffmaterial 14 eingebettet.The shaft 9 is at least partially made of metal, but it can also be made entirely of metal. In the exemplary embodiment shown, the shank 9 has a metal cylinder 13 which is embedded in plastic material 14 . With reference to 4b It can be seen that the metal cylinder 13 is formed from a sheet-like metal sheet which is wound into a hollow cylinder-like shape such that both ends of the metal sheet overlap but are not fixed to each other. In the wound state, the metal cylinder 13 has a pretension which would cause the metal cylinder 13 or the metal layer to expand, ie increase its outer diameter. The metal cylinder 13 is embedded in the plastic material 14 in this prestressed state.

Der Verschluss 10 weist eine integrierte Berstscheibe 15 sowie eine Haube 16, beispielsweise aus Kunststoff, auf, die beide einstückig ausgebildet sind, insbesondere nicht zerstörungsfrei lösbar miteinander verbunden sind.The closure 10 has an integrated bursting disc 15 and a hood 16, for example made of plastic, which are both formed in one piece, in particular are not connected to one another in a detachable manner.

Kommt es nun zu dem bereits erwähnten Fehlerfall, dann bricht der Verschluss 10 auf, sodass die heißen Gase vom Innenraum des Batteriegehäuses 3 über den aufgebrochenen Verschluss 10 und ein Inneres des Schafts 9 in den Trägerinnenraum 8 strömen können. Dabei sind die Gase derart heiß, dass zu erwarten ist, dass der Verschluss 10 sowie das Kunststoffmaterial 13 des Schafts 9 teilweise oder ganz wegschmelzen. Um in diesem Zustand weiterhin eine sichere Führung der heißen Gase sicherzustellen ist der Metallzylinder 13 vorgesehen, was genauer anhand der 5a und 5b beschrieben wird.If the above-mentioned error occurs, the closure 10 breaks open, so that the hot gases can flow from the interior of the battery housing 3 via the broken closure 10 and an interior of the shaft 9 into the interior 8 of the carrier. The gases are so hot that it is to be expected that the closure 10 and the plastic material 13 of the shaft 9 will partially or completely melt away. In order to continue to ensure safe guidance of the hot gases in this state, the metal cylinder 13 is provided, which is more precisely based on the 5a and 5b is described.

5a zeigt schematisch das Entgasungsventil 6 in einer Schnittdarstellung entlang einer Mittellinie M des Entgasungsventils 6. 5b zeigt schematisch eine Schnittdarstellung des Schaft 9 normal zur Mittellinie M des Entgasungsventils 6. Dabei stellen die 5a und für 5b einen Zustand nach dem Eintritt eines Fehlerfalls dar, bei dem die heißen Gase bereits den Kunststoff weggeschmolzen haben. 5a shows schematically the degassing valve 6 in a sectional view along a center line M of the degassing valve 6. 5b shows schematically a sectional view of the shaft 9 normal to the center line M of the degassing valve 6. The 5a and for 5b a state after the occurrence of a fault, in which the hot gases have already melted away the plastic.

Bezugszeichen 9a kennzeichnet dabei den mit gestrichelten Linien dargestellten Bereich 9a, an dem zuvor, im Normalzustand der Schaft 9 angeordnet war. Nach dem teilweisen oder vollständigen Wegschmelzen des Kunststoffmaterials weitet sich der Metallzylinder 13 durch die ihm innenwohnende Vorspannung auf, sodass dessen Außendurchmesser nun größer ist als der Außendurchmesser des Schaft 9 im Normalzustand.Reference number 9a designates the area 9a shown with dashed lines, on which the shaft 9 was previously arranged in the normal state. After the plastic material has partially or completely melted away, the metal cylinder 13 widens due to the internal prestressing, so that its outside diameter is now larger than the outside diameter of the shaft 9 in the normal state.

Wie in Zusammenschau der 4a und 5a zu erkennen ist, ist der Außendurchmesser des Schafts 9 im Normalzustand (siehe 4a) kleiner als ein Innendurchmesser d1 der Trägeröffnung 12, sodass der Schaft 9 die Trägeröffnung 12 im Normalzustand nicht berührt. Aufgrund des Fertigungsprozesses und der Toleranzlagen der Batterie kann der Metallzylinder 13 im Normalzustand nicht gegenüber der Trägeröffnung 12 abgedichtet werden und es muss ein großer Spalt vorgehalten werden.As in synopsis of 4a and 5a can be seen, the outer diameter of the shaft 9 is in the normal state (see 4a) smaller than an inner diameter d1 of the support hole 12, so that the shank 9 does not touch the support hole 12 in the normal state. Due to the manufacturing process and the tolerance positions of the battery, the metal cylinder 13 cannot be sealed off from the carrier opening 12 in the normal state and a large gap must be maintained.

In dem in 5a dargestellten Zustand berührt der Metallzylinder 13 die Trägeröffnung 12. Dadurch wird auch nach einem Wegschmelzen des Kunststoffs weiterhin eine feuerbeständige Führung für die heißen Gase in den Trägerinnenraum 8 geschaffen. Durch die Aufweitung des Metallzylinders 13 kann der Spalt, der wie oben erwähnt vorgehalten werden muss, geschlossen werden.in the in 5a In the state shown, the metal cylinder 13 touches the carrier opening 12. As a result, a fire-resistant guide for the hot gases into the carrier interior 8 is still created even after the plastic has melted away. By widening the metal cylinder 13, the gap that has to be maintained as mentioned above can be closed.

Während die Erfindung detailliert in den Zeichnungen und der vorangehenden Beschreibung veranschaulicht und beschrieben wurde, ist diese Veranschaulichung und Beschreibung als beispielhaft und nicht als beschränkend zu verstehen und es ist nicht beabsichtigt die Erfindung auf das offenbarte Ausführungsbeispiel zu beschränken. Die bloße Tatsache, dass bestimmte Merkmale in verschiedenen abhängigen Ansprüchen genannt sind, soll nicht andeuten, dass eine Kombination dieser Merkmale nicht auch vorteilhaft genutzt werden könnte.While the invention has been illustrated and described in detail in the drawings and the foregoing description, this illustration and description is to be considered in the form of illustration and not limitation, and the invention is not intended to be limited to the precise form disclosed. The mere fact that certain features are recited in different dependent claims is not intended to imply that a combination of these features could not also be used to advantage.

Claims

Battery degassing device for a motor vehicle, with a battery case (3) in which a plurality of battery storage cells (2) are accommodated; a carrier component (7) with a hollow profile in which a carrier interior (8) is formed, and a degassing valve (6), which connects this interior space to the carrier interior space (8) when a certain pressure level is exceeded in an interior space of the battery housing (3), wherein the degassing valve (6) has a shaft (9) and a closure (10) which breaks open when the specific pressure level is exceeded, and wherein the shank (9) has a metal cylinder (13) which is formed from a cylindrically wound metal layer.

Battery degassing device according to claim 1 , whereby the degassing valve (6) opens irreversibly.

Battery degassing device according to one of the preceding claims, wherein the cylindrically wound metal layer is embedded in a plastic material (14) in a pretensioned state.

Battery degassing device according to one of the preceding claims, wherein the shaft (9) leads through a support opening (12) into the support interior (8), an outer wall of the shaft (9) in a non-opened state of the degassing valve (6) a wall of the support opening (12) not affected.

Battery degassing device according to claim 3 , wherein the metal cylinder (13) touches the wall of the support opening (12) after at least partial melting of the plastic material (14).

Motor vehicle with a battery degassing device according to one of Claims 1 until 5 .