DE102021006210B3 - Battery case and leak test method - Google Patents
Battery case and leak test method Download PDFInfo
- Publication number
- DE102021006210B3 DE102021006210B3 DE102021006210.8A DE102021006210A DE102021006210B3 DE 102021006210 B3 DE102021006210 B3 DE 102021006210B3 DE 102021006210 A DE102021006210 A DE 102021006210A DE 102021006210 B3 DE102021006210 B3 DE 102021006210B3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- test
- volume
- battery housing
- battery
- test volume
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000010998 test method Methods 0.000 title 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 145
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 52
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 claims description 13
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- 238000011161 development Methods 0.000 description 7
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 7
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 5
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 4
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 235000011837 pasties Nutrition 0.000 description 1
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
- B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
- B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
- B60L50/64—Constructional details of batteries specially adapted for electric vehicles
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
- G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
- G01M3/04—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
- G01M3/20—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using special tracer materials, e.g. dye, fluorescent material, radioactive material
- G01M3/22—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using special tracer materials, e.g. dye, fluorescent material, radioactive material for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves; for welds; for containers, e.g. radiators
- G01M3/226—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using special tracer materials, e.g. dye, fluorescent material, radioactive material for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves; for welds; for containers, e.g. radiators for containers, e.g. radiators
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
- G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
- G01M3/26—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors
- G01M3/32—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors for containers, e.g. radiators
- G01M3/3209—Details, e.g. container closure devices
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
- G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
- G01M3/26—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors
- G01M3/32—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors for containers, e.g. radiators
- G01M3/3236—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors for containers, e.g. radiators by monitoring the interior space of the containers
- G01M3/3272—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors for containers, e.g. radiators by monitoring the interior space of the containers for verifying the internal pressure of closed containers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/244—Secondary casings; Racks; Suspension devices; Carrying devices; Holders characterised by their mounting method
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/249—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for aircraft or vehicles, e.g. cars or trains
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/262—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks
- H01M50/264—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks for cells or batteries, e.g. straps, tie rods or peripheral frames
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Batteriegehäuse (3) für eine Traktionsbatterie (1), mit wenigstens zwei ein Innenvolumen umschließenden Gehäuseteilen (4, 5), mit Verbindungselementen (6) zum Verbinden der Gehäuseteile (4, 5) im Bereich einer Schnittstelle, und mit Dichtelementen (7) zum Abdichten der Schnittstelle. Das erfindungsgemäße Batteriegehäuse ist dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Schnittstelle wenigstens ein über die Dichtelemente (7) sowohl gegenüber dem Innenvolumen als auch gegenüber der Umgebung abgedichtetes Prüfvolumen (8) ausgebildet ist, welches wenigstens einen Prüfanschluss (11) aufweist. Verfahrensgemäß wird das Prüfvolumen (8) mit Druck beaufschlagt und die Dichtheit anhand des zeitlichen Verlaufs des Drucks geprüft.The invention relates to a battery housing (3) for a traction battery (1), with at least two housing parts (4, 5) enclosing an interior volume, with connecting elements (6) for connecting the housing parts (4, 5) in the area of an interface, and with sealing elements (7) to seal the interface. The battery housing according to the invention is characterized in that in the area of the interface there is at least one test volume (8) which is sealed off both from the interior volume and from the environment via the sealing elements (7) and has at least one test connection (11). According to the method, the test volume (8) is pressurized and the leaktightness is checked using the time profile of the pressure.
Description
Die Erfindung betrifft ein Batteriegehäuse für eine Traktionsbatterie nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Dichtheitsprüfung eines montierten Batteriegehäuses gemäß der Erfindung.The invention relates to a battery housing for a traction battery according to the type defined in more detail in the preamble of
Traktionsbatterien für Fahrzeuge, welche elektrische Antriebsleistung für das zumindest teilweise elektrisch angetriebene Fahrzeug bereitstellen, sind soweit aus dem Stand der Technik bekannt. Typischerweise sind derartige Traktionsbatterien aus einem oder mehreren Batteriemodulen aufgebaut, welche in einem Batteriegehäuse bzw. Traktionsbatteriegehäuse untergebracht sind.Traction batteries for vehicles, which provide electrical drive power for the at least partially electrically powered vehicle, are known from the prior art. Such traction batteries are typically constructed from one or more battery modules, which are accommodated in a battery housing or traction battery housing.
Um die Batterie herstellen und bei Bedarf auch warten zu können, sind in dem Batteriegehäuse immer mehrere Gehäuseteile verbaut, typischerweise zumindest zwei Gehäuseteile, nämlich ein die Batteriemodule aufnehmendes Unterteil und ein das Gehäuse verschließender Deckel. Zwischen diesen Gehäuseteilen bilden sich dann Schnittstellen aus, welche beispielsweise Flanschflächen, Schraubenkopfauflagen usw. umfassen. Diese müssen einerseits gegen eindringende Feuchtigkeit und eventuell austretende Gase abgedichtet werden, sodass für die Dichtheit der Gehäuseschnittstellen eine besondere sicherheitstechnische Relevanz vorliegt. Die Gehäuseschnittstellen weisen dafür typischerweise Dichtelemente auf.In order to be able to manufacture the battery and also to maintain it if necessary, several housing parts are always built into the battery housing, typically at least two housing parts, namely a lower part receiving the battery modules and a cover closing the housing. Interfaces are then formed between these housing parts, which include, for example, flange surfaces, screw head supports, etc. On the one hand, these must be sealed against the ingress of moisture and any escaping gases, so that the tightness of the housing interfaces is of particular safety relevance. The housing interfaces typically have sealing elements for this.
Bei der Herstellung der Batterie mit dem Batteriegehäuse oder bei einer Wartung der Batterie in dem Batteriegehäuse muss dann sichergestellt werden, dass dieses nach erfolgter Herstellung bzw. Wartung zuverlässig dicht ist. Dies erfolgt typischerweise durch eine Überprüfung der Schnittstellen.During the manufacture of the battery with the battery housing or during maintenance of the battery in the battery housing, it must then be ensured that this is reliably tight after manufacture or maintenance has taken place. This is typically done by checking the interfaces.
Ganz allgemein ist es für die Dichtheitsprüfung von Bauteilen bekannt, diese unter einen Überdruck zu setzen und zu beobachten, wie sich der Druck über die Zeit verändert. Falls der Druck in dem abgeschlossenen Volumen sinkt, liegt eine Undichtheit vor. Für Starterbatterien beschreibt die
Im praktischen Einsatz für die Gehäuse von Traktionsbatterien ist eine solche Dichtheitsprüfung jedoch ungeeignet, da aus technischen Gründen die Batterie nur mit einem relativ geringen Überdruck von typischerweise nur 50 mbar beaufschlagt werden darf. Damit ist das Erfassen eines Druckabfalls in einer für die Produktion und Wartung vertretbaren Zeitspanne kaum möglich.In practical use for the housing of traction batteries, however, such a leak test is unsuitable, since for technical reasons the battery can only be subjected to a relatively low overpressure of typically only 50 mbar. It is therefore hardly possible to record a pressure drop in a time span that is justifiable for production and maintenance.
In der Praxis wird deshalb häufig ein Prüfgas, beispielsweise Helium, unter einem solchen für die Batterie unschädlichen geringen Überdruck in das montierte und abgedichtete Batteriegehäuse eingeleitet. Anschließend werden die Schnittstellen mit einem Prüfgasdetektor mit einer Schnüffelsonde abgefahren, um sicherheitsrelevante Undichtheiten an den Schnittstellen des Batteriegehäuses festzustellen. Dies ist vergleichsweise aufwändig und lässt sich zwar in der Produktion noch umsetzen, stellt aber für die erneute Dichtheitsprüfung nach einer Wartung der Batterie, bei welcher das Batteriegehäuse geöffnet wurde, einen erheblichen Aufwand dar.In practice, therefore, a test gas, for example helium, is often introduced into the mounted and sealed battery housing under such a low overpressure that is harmless to the battery. The interfaces are then scanned with a test gas detector with a sniffer probe in order to determine safety-relevant leaks at the interfaces of the battery housing. This is comparatively complex and can still be implemented in production, but it represents a considerable effort for the renewed leak test after maintenance of the battery, during which the battery housing was opened.
Ferner ist es so, dass die Prüfung aufgrund ihrer komplexen Anforderung bezüglich des Prüfgases und der Schnüffelsonden nicht flächendeckend in allen Servicewerkstätten durchgeführt werden kann, sondern mit vertretbarem ökonomischen Aufwand nur in einigen spezialisierten Werkstätten angeboten werden wird.Furthermore, due to the complex requirements regarding the test gas and the sniffer probes, the test cannot be carried out across the board in all service workshops, but will only be offered in a few specialized workshops at a reasonable cost.
Es ist jedoch zu erwarten, dass im Laufe des Lebens einer Fahrzeugbatterie solche Wartungseinsätze, bei welchen das Batteriegehäuse geöffnet werden muss, mehrfach, beispielsweise 10 bis 15mal, über die Lebensdauer der Batterie auftreten. Jedes Mal über ein Prüfgas und eine Schnüffelsonde im Anschluss die Dichtheit zu prüfen, stellt einen extremen Aufwand dar.However, it is to be expected that in the course of the life of a vehicle battery, such maintenance operations, in which the battery housing has to be opened, occur multiple times, for example 10 to 15 times, over the life of the battery. Checking the tightness every time using a test gas and a sniffer probe is extremely time-consuming.
Die
Die
Die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein verbessertes Batteriegehäuse anzugeben, welches diese Nachteile vermeidet und eine einfache und effiziente Dichtheitsprüfung ermöglicht. Außerdem ist es die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Dichtheitsprüfung einer solchen Batterie anzugeben.The object of the present invention is now to specify an improved battery housing which avoids these disadvantages and enables a simple and efficient leak test. In addition, it is the object of the present invention to specify a method for testing such a battery for leaks.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Batteriegehäuse mit den Merkmalen im Anspruch 1, und hier insbesondere im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1, gelöst. Außerdem löst ein Verfahren gemäß Anspruch 9 die Aufgabe. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Batteriegehäuses bzw. des Verfahrens ergeben sich aus den hiervon jeweils abhängigen Unteransprüchen.According to the invention, this object is achieved by a battery housing having the features in
Das erfindungsgemäße Batteriegehäuse sieht ein zumindest zweiteiliges Gehäuse mit einer Schnittstelle zwischen den Gehäuseteilen vor. Die Gehäuseteile werden über Verbindungselemente verbunden. Im Bereich der Schnittstelle sind dabei Dichtelemente zum Abdichten der Schnittstelle, also insbesondere zum Abdichten des Innenvolumens des Batteriegehäuses gegenüber der äußeren Umgebung, angeordnet. Erfindungsgemäß ist es nun so, dass im Bereich der Schnittstelle wenigstens ein über die Dichtelemente sowohl gegenüber dem Innenvolumen als auch gegenüber der Umgebung abgedichtetes Prüfvolumen ausgebildet ist, welches wenigstens einen Prüfanschluss aufweist. Es wird also ein Prüfvolumen vorgesehen, welches durch die Dichtelemente sowohl gegenüber dem Innenraum als auch gegenüber der Umgebung abgedichtet wird. Dieses Prüfvolumen ist gemäß der Erfindung zwischen einem Flansch wenigstens eines der Gehäuseteile einerseits und dem Dichtelement andererseits ausgebildet. Es kann nun dazu genutzt werden, um es mit Druck zu beaufschlagen. Dabei kann im Bereich des Prüfvolumens ein vergleichsweise hoher Überdruck angelegt werden, da dieser weder das Innenvolumen des Batteriegehäuses und die dort angebrachten Bauteile noch die Umgebung erreicht, sofern alles dicht ist. Da das Prüfvolumen im Bereich der Schnittstelle liegt ist es in seinem Gesamtvolumen sehr viel kleiner als das Innenvolumen der Batterie. Der höhere angelegte Druck kann also auch bei einer Undichtheit gegenüber dem Innenraum der Batterie nicht zu einem technischen Schaden der Batterie führen. The battery housing according to the invention provides an at least two-part housing with an interface between the housing parts. The housing parts are connected via connecting elements. In the area of the interface are included Sealing elements for sealing the interface, so in particular for sealing the interior volume of the battery case from the outside environment, arranged. According to the invention, at least one test volume is formed in the area of the interface, which is sealed off both from the interior volume and from the environment via the sealing elements, which test volume has at least one test connection. A test volume is therefore provided, which is sealed by the sealing elements both from the interior and from the environment. According to the invention, this test volume is formed between a flange of at least one of the housing parts on the one hand and the sealing element on the other hand. It can now be used to apply pressure to it. A comparatively high overpressure can be applied in the area of the test volume, since this neither reaches the interior volume of the battery housing and the components attached there nor the environment, provided everything is tight. Since the test volume is in the area of the interface, its total volume is much smaller than the internal volume of the battery. The higher applied pressure can therefore not lead to technical damage to the battery even if there is a leak in the interior of the battery.
Das Prüfvolumen lässt sich nun mit einem vergleichsweise hohen Druck und einem herkömmlichen Prüfmedium, beispielsweise Druckluft, beaufschlagen. Durch den höheren Druck kann relativ einfach ein eventueller Druckabfall in Falle einer Undichtheit erfasst werden, sodass eine einfache und effiziente Prüfung der Dichtheit dieses Prüfvolumens möglich wird. Da das Prüfvolumen von den Dichtelementen, insbesondere von ein und demselben Dichtelement, sowohl gegenüber dem Innenvolumen des Batteriegehäuses als auch gegenüber der Umgebung abgedichtet wird, kann durch dieses im Schnittstellenbereich eingeschlossene Prüfvolumen sowohl die Dichtheit gegenüber dem Innenvolumen des Batteriegehäuses als auch gegenüber der Umgebung festgestellt werden, wenn kein unerwarteter Druckabfall auftritt. Damit kann über das Prüfvolumen die Dichtheit der gesamten Schnittstelle sehr einfach und effizient geprüft und verifiziert werden. Dies ist dabei in annähernd jeder Werkstatt möglich, da keine Spezialausrüstung benötigt wird, und da die Prüfung aufgrund der höheren im Bereich des Prüfvolumens verwendbaren Drücke schnell und aussagekräftig erfolgen kann.The test volume can now be subjected to a comparatively high pressure and a conventional test medium, such as compressed air. Due to the higher pressure, a possible pressure drop in the event of a leak can be detected relatively easily, so that a simple and efficient test of the tightness of this test volume is possible. Since the test volume is sealed by the sealing elements, in particular by one and the same sealing element, both from the interior volume of the battery housing and from the environment, this test volume enclosed in the interface area can be used to determine the tightness both from the interior volume of the battery housing and from the environment , if no unexpected pressure drop occurs. This means that the tightness of the entire interface can be checked and verified very easily and efficiently via the test volume. This is possible in almost every workshop, since no special equipment is required and since the test can be carried out quickly and meaningfully due to the higher pressures that can be used in the test volume area.
Eine außerordentlich günstige Weiterbildung des erfindungsgemäßen Batteriegehäuses sieht es dabei vor, dass das Prüfvolumen in zumindest einen der Gehäuseteile ausgebildet ist. Das Prüfvolumen kann innerhalb der Fläche eines Flansches zwischen den beiden Gehäuseteilen in einem oder in beiden der Gehäuseteile als umlaufender Kanal ausgebildet sein. Über einen solchen Kanal als Prüfvolumen ließe sich dann die gesamte Schnittstelle um den gesamten Umfang des Außenvolumens herum einfach und effizient prüfen. Das Dichtelement wäre hier beispielsweise eine zwischen die Flansche eingelegte Flachdichtung, von welcher ein Teil zwischen den beiden Flanschen in der Richtung zwischen dem Prüfvolumen und dem Innenvolumen zu liegen kommt und ein anderer Teil zwischen den beiden Flanschen im Bereich zwischen dem Prüfvolumen und dem Außenvolumen.An extraordinarily favorable development of the battery housing according to the invention provides that the test volume is formed in at least one of the housing parts. The test volume can be formed as a circumferential channel within the area of a flange between the two housing parts in one or in both of the housing parts. Using such a channel as a test volume, the entire interface around the entire circumference of the outer volume could then be tested easily and efficiently. The sealing element here would be, for example, a flat gasket inserted between the flanges, part of which would lie between the two flanges in the direction between the test volume and the inner volume and another part between the two flanges in the area between the test volume and the outer volume.
Alternativ zu einer solchen Modifikation der Gehäuseteile, oder grundlegend auch ergänzend hierzu, kann das Prüfvolumen gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Batteriegehäuses in dem oder den Dichtelementen ausgebildet oder durch diese gebildet sein. Die Dichtelemente können also das Prüfvolumen, beispielsweise wieder einen umlaufenden Prüfkanal, in sich aufweisen oder können einen solchen beispielsweise durch ihre Anordnung ausbilden. So ist es beispielsweise denkbar, eine doppelte Dichtraupe auf einen Flansch eines der Gehäuseteile aufzuspritzen, wobei die beiden Raupen so weit voneinander beabstandet sind, dass sich zwischen ihnen das Prüfvolumen ausbildet, wenn das andere Gehäuseteil mit seinem Flansch aufgesetzt wird.As an alternative to such a modification of the housing parts, or basically in addition thereto, according to a very advantageous development of the battery housing according to the invention, the test volume can be designed in the sealing element or elements or formed by them. The sealing elements can therefore have the test volume, for example again a circumferential test channel, or can form such a test channel, for example through their arrangement. It is conceivable, for example, to spray a double sealing bead onto a flange of one of the housing parts, with the two beads being spaced so far apart that the test volume is formed between them when the other housing part is placed with its flange.
Gemäß einer außerordentlich günstigen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Batteriegehäuses kann es jedoch auch vorgesehen sein, dass das Dichtelement einen doppel-T-förmigen Querschnitt mit einem Verbindungssteg und senkrecht darauf stehenden Dichtabschnitten aufweist. Hierdurch wird eine Abdichtung über den einen Dichtsteg nach außen erreicht und über den anderen Dichtsteg gegenüber dem Innenvolumen. Dazwischen liegt der Verbindungssteg mehr oder weniger stark an den Flanschen der Gehäuseteile an, sodass sich hier ein Prüfvolumen ausbildet oder zumindest ausbilden kann.According to an extraordinarily favorable development of the battery housing according to the invention, however, it can also be provided that the sealing element has a double-T-shaped cross section with a connecting web and sealing sections standing perpendicularly thereto. As a result, a seal is achieved via one sealing web to the outside and via the other sealing web to the interior volume. In between, the connecting web rests more or less strongly on the flanges of the housing parts, so that a test volume forms or at least can form here.
Gemäß einer außerordentlich günstigen Weiterbildung dieses Aufbaus ist es dabei vorgesehen, dass das Prüfvolumen als Kanal im Verbindungssteg, bevorzugt auf beiden Seiten des Verbindungsstegs, ausgebildet ist. Ein solcher Kanal als Prüfvolumen lässt sich in das Material des Verbindungsstegs entsprechend einbringen, sodass dieser auch bei einer starken Verpressung der Dichtung, bei welcher nicht nur die Dichtabschnitte sondern auch der Verbindungssteg zumindest teilweise zwischen den Flanschen verpresst wird, entsprechend durchgängig bleibt und das gewünschte Prüfvolumen im gesamten Bereich der Schnittstelle ausbildet. Dabei reicht grundlegend ein Prüfvolumen aus. Besonders vorteilhaft ist es, wenn zwei Prüfvolumina vorhanden sind, also entsprechende Kanäle sowohl auf der Oberseite als auch der Unterseite des Verbindungsstegs. Diese können dann parallel oder in Reihe zueinander geschaltet und mit Druck beaufschlagt werden, um die Dichtheit auf beiden Seiten des Dichtelements zu prüfen, was auch beim Einbringen der Prüfvolumina in die Flansche der Gehäuseteile von Vorteil ist.According to an extraordinarily favorable development of this structure, it is provided that the test volume is designed as a channel in the connecting web, preferably on both sides of the connecting web. Such a channel as a test volume can be introduced into the material of the connecting web so that it remains open and the desired test volume even with strong compression of the seal, in which not only the sealing sections but also the connecting web is at least partially pressed between the flanges in the entire area of the interface. Basically, one test volume is sufficient. It is particularly advantageous if there are two test volumes, ie corresponding channels on both the Top and bottom of the connecting bridge. These can then be connected in parallel or in series and pressurized to test the tightness on both sides of the sealing element, which is also advantageous when introducing the test volumes into the flanges of the housing parts.
Eine weitere außerordentlich günstige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Batteriegehäuses kann es ferner vorsehen, dass die Verbindungselemente, zum Verbinden der Gehäuseteile, und/oder Öffnungen zur Aufnahme von derartigen Verbindungselementen in den Gehäuseteilen so ausgebildet sind, dass sie das Prüfvolumen durchdringen oder mit diesem in Verbindung stehen. Hierdurch kann nicht nur die Dichtheit zwischen den Gehäuseteilen unmittelbar, sondern auch die zuverlässige Abdichtung der Verbindungselemente, beispielsweise die Abdichtung zwischen Schraubenköpfen und einem Flansch des Gehäuseteils oder zwischen Muttern und einem Flansch des Gehäuseteils zuverlässig mit überprüft werden.Another extremely favorable embodiment of the battery housing according to the invention can also provide that the connecting elements for connecting the housing parts and/or openings for receiving such connecting elements in the housing parts are designed in such a way that they penetrate the test volume or are in connection with it. As a result, not only the tightness between the housing parts can be checked directly, but also the reliable sealing of the connecting elements, for example the seal between screw heads and a flange of the housing part or between nuts and a flange of the housing part.
Die Schnittstelle kann dabei gemäß einer sehr günstigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Batteriegehäuses als um das Innenvolumen umlaufend ausgebildet sein. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung dieser Weiterbildung des erfindungsgemäßen Batteriegehäuses kann es dann vorgesehen sein, dass das Prüfvolumen als ein umlaufendes Prüfvolumen ausgebildet ist, welches über eine Dichtung quer zur Umfangsrichtung unterbrochen ist. Das Prüfvolumen läuft also nicht vollständig um den Umfang um, sondern ist durch eine entsprechende Dichtung unterbrochen, sodass es quasi von der Dichtung in die eine Richtung um den gesamten Umfang bis zur gegenüberliegenden Seite der Dichtung umläuft. In Umfangsrichtung auf beiden Seiten benachbart zu der Dichtung kann in dieser besonders günstigen Weiterbildung dann jeweils ein Prüfanschluss angeordnet sein. Die Verwendung von zwei Prüfanschlüssen ermöglicht neben der eigentlichen Prüfung der Dichtheit auch eine Prüfung der Funktion des Prüfvolumens. Ist dieses für Gase von dem einen zum anderen Prüfanschluss durchgängig, dann ist sichergestellt, dass das Prüfvolumen selbst nicht blockiert ist. Läuft das Prüfvolumen dann um den gesamten Umfang um, kann auf diese Art sichergestellt werden, dass auch der gesamte Umfang getestet wird und nicht nur ein Teil des Umfangs, bis hin zu einer eventuellen Blockade des Prüfvolumens, sodass der sich daran anschließende Teil in der Praxis ungeprüft bliebe.According to a very favorable embodiment of the battery housing according to the invention, the interface can be designed as running around the inner volume. According to a particularly advantageous embodiment of this development of the battery housing according to the invention, provision can then be made for the test volume to be in the form of a circumferential test volume which is interrupted by a seal transversely to the circumferential direction. The test volume does not therefore run completely around the circumference, but is interrupted by a corresponding seal, so that it runs virtually from the seal in one direction around the entire circumference to the opposite side of the seal. In the circumferential direction on both sides adjacent to the seal, a test connection can then be arranged in each case in this particularly advantageous development. The use of two test connections enables not only the actual tightness test but also a test of the function of the test volume. If this is clear for gases from one test connection to the other, then it is ensured that the test volume itself is not blocked. If the test volume then runs around the entire circumference, it can be ensured in this way that the entire circumference is tested and not just part of the circumference, right down to a possible blockage of the test volume, so that the subsequent part can be used in practice would remain unchecked.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Prüfen eines derartigen Batteriegehäuses auf Dichtheit sieht es nun vor, dass das Prüfvolumen über ein Adaptervolumen an eine Druckquelle und an einen Drucksensor angeschlossen wird, wobei der Druckverlauf an dem Drucksensor ausgewertet wird. Durch eine solche Auswertung des zeitlichen Druckverlaufs an dem Drucksensor kann also die Beaufschlagung mit Druck erkannt werden. Wird das System danach abgeschlossen und die Temperatur bleibt in etwa konstant, dann sollte der Druck ebenfalls konstant bleiben. Fällt er dahingegen deutlich ab, muss von einer Undichtheit des Batteriegehäuses ausgegangen werden.The method according to the invention for testing such a battery housing for leaks now provides that the test volume is connected to a pressure source and to a pressure sensor via an adapter volume, with the pressure curve being evaluated at the pressure sensor. Such an evaluation of the time pressure profile at the pressure sensor can therefore detect the application of pressure. If the system is then closed and the temperature remains roughly constant, then the pressure should also remain constant. If, on the other hand, it drops significantly, a leak in the battery housing must be assumed.
Eine weitere sehr vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht es bei der Verwendung von zwei Prüfanschlüssen vor, dass vorab, als vor der eigentlichen Druckprüfung und Auswertung des zeitlichen Druckverlaufs, über die wenigstens zwei Prüfanschlüsse eine Durchlässigkeit des Prüfvolumens geprüft wird. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass sowohl an dem einen Prüfanschluss als auch an dem anderen Prüfanschluss ein Adaptionsvolumen angeschlossen wird. Wird die Druckquelle nun zugeschaltet, füllt sich zuerst das erste Adaptionsvolumen, dann das Prüfvolumen und anschließend das zweite Adaptionsvolumen. Ist der Drucksensor im zweiten Adaptionsvolumen angeordnet, kann so die Durchlässigkeit des Prüfvolumens bereits festgestellt werden, wenn der Druck in der erwarteten Art und Weise ansteigt. Tut er dies trotz geöffneter Verbindung zur Druckquelle nicht, könnte man unmittelbar auf einen Fehler des Prüfvolumens schließen, sodass die Prüfung nicht zuverlässig möglich ist. Ist diese dahingegen zuverlässig möglich, erfolgt die Prüfung analog dem oben beschriebenen Aufbau, in dem der zeitliche Verlauf des Drucks, hier dann vorzugsweise am zweiten Adaptionsvolumen, entsprechend ausgewertet wird. Dieser sollte, nach dem sich der gewünschte Nenndruck aufgebaut hat, über einen gewissen Zeitraum konstant bleiben, da ansonsten eine Undichtheit des Prüfvolumens und damit der Abdichtung des Batteriegehäuses vorliegt.A further very advantageous embodiment of the method according to the invention, when using two test connections, provides for the permeability of the test volume to be checked in advance, before the actual pressure test and evaluation of the pressure profile over time, via the at least two test connections. This can be done, for example, by connecting an adaptation volume both to one test connection and to the other test connection. If the pressure source is now switched on, the first adaptation volume fills first, then the test volume and then the second adaptation volume. If the pressure sensor is arranged in the second adaptation volume, the permeability of the test volume can already be determined when the pressure increases in the expected manner. If it does not do this despite an open connection to the pressure source, one could immediately conclude that there is a fault in the test volume, so that the test cannot be carried out reliably. If, on the other hand, this is reliably possible, the check is carried out analogously to the structure described above, in which the time profile of the pressure, here then preferably at the second adaptation volume, is evaluated accordingly. After the desired nominal pressure has built up, this should remain constant for a certain period of time, since otherwise there will be a leak in the test volume and thus in the seal of the battery housing.
Die Prüfung kann vorzugsweise mit einem Prüfgas, im Prinzip jedoch auch mit einer Prüfflüssigkeit durchgeführt werden.The test can preferably be carried out with a test gas, but in principle also with a test liquid.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Batteriegehäuses und des Verfahrens ergeben sich auch aus den Ausführungsbeispielen, welche nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben sind.Further advantageous configurations of the battery housing according to the invention and the method also result from the exemplary embodiments, which are described in more detail below with reference to the figures.
Dabei zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung einer Batterie mit einem Batteriegehäuse in einer Ausführungsform gemäß der Erfindung; -
2 eine Vergrößerung des Aufschnitts II, III in1 in einer ersten Ausführungsform des Batteriegehäuses; -
3 eine Vergrößerung des Aufschnitts II, III in1 in einer zweiten Ausführungsform des Batteriegehäuses; -
4 eine Ausgestaltung des Dichtelements gemäß3 in einer Draufsicht; -
5 eine alternative Ausgestaltung eines Dichtelements; -
6 eine schematische Darstellung einer ersten Möglichkeit zur Druckprüfung; und -
7 eine schematische Darstellung einer weiteren Möglichkeit zur Druckprüfung.
-
1 a schematic representation of a battery with a battery case in an embodiment according to the invention; -
2 an enlargement of section II, III in1 in a first embodiment of the battery case; -
3 an enlargement of section II, III in1 in a second embodiment of the battery case; -
4 according to an embodiment of the sealingelement 3 in a plan view; -
5 an alternative embodiment of a sealing element; -
6 a schematic representation of a first possibility for pressure testing; and -
7 a schematic representation of another possibility for pressure testing.
In der Darstellung der
In der vergrößerten Darstellung der
Vorzugsweise teilt sich dieses Prüfvolumen 8 dabei in zwei einzelne miteinander verbundene oder miteinander verbindbare Volumina auf, von denen eines in dem einen Flansch 5' und das andere, wie es in der Darstellung der
In der Darstellung der
Das Dichtelement 7 gemäß der Ausführungsvariante aus
The sealing
Des Weiteren kann zur
Anstelle eines vorgefertigten Dichtelements 7 kann die Abdichtung auch über ein während der Montage erzeugtes Dichtelement 7 erfolgen. In der Darstellung der
Eine erste einfache Variante der Dichtheitsprüfung soll nun anhand der schematischen Darstellung der
In der Darstellung der
Sind, wie es bevorzugt ausgeführt ist, Prüfvolumina 8 sowohl zwischen der Dichtung 7 und dem einen Flansch 4' sowie zwischen der Dichtung 7 und dem anderen Flansch 5' vorhanden, so können diese beiden Prüfvolumina 8 prinzipiell sowohl parallel als auch in Reihe verschaltet werden. Eine Parallelschaltung bietet sich insbesondere bei dem nach
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021006210.8A DE102021006210B3 (en) | 2021-12-16 | 2021-12-16 | Battery case and leak test method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021006210.8A DE102021006210B3 (en) | 2021-12-16 | 2021-12-16 | Battery case and leak test method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102021006210B3 true DE102021006210B3 (en) | 2023-06-15 |
Family
ID=86498164
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102021006210.8A Active DE102021006210B3 (en) | 2021-12-16 | 2021-12-16 | Battery case and leak test method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102021006210B3 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4034106A1 (en) | 1990-10-26 | 1992-04-30 | Varta Batterie | Battery cell leakage testing device using pressurised air - compares measured pressure drop within each battery with reference value obtained from defined curve |
US20060260731A1 (en) | 2005-05-09 | 2006-11-23 | Certainteed Corporation | Method of making a shingle and shingle made thereby |
CN112768817A (en) | 2019-10-21 | 2021-05-07 | 比亚迪股份有限公司 | Battery seal assembly, battery module and car |
-
2021
- 2021-12-16 DE DE102021006210.8A patent/DE102021006210B3/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4034106A1 (en) | 1990-10-26 | 1992-04-30 | Varta Batterie | Battery cell leakage testing device using pressurised air - compares measured pressure drop within each battery with reference value obtained from defined curve |
US20060260731A1 (en) | 2005-05-09 | 2006-11-23 | Certainteed Corporation | Method of making a shingle and shingle made thereby |
CN112768817A (en) | 2019-10-21 | 2021-05-07 | 比亚迪股份有限公司 | Battery seal assembly, battery module and car |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102017130557B4 (en) | Housing for accommodating battery cells and method for its manufacture | |
DE112013002154T5 (en) | turbocharger | |
DE102018118208A1 (en) | Test method for testing a cable for leaks and leak test device for performing the method | |
DE102017214754A1 (en) | Device for pressure equalization in a housing | |
DE2330066A1 (en) | ARRANGEMENT OF FASTENING DEVICES | |
DE102013211400B4 (en) | Leak test device for high-voltage storage | |
DE102013209702B4 (en) | Arrangement with a battery housing and with a connection device and method for testing the tightness of the battery housing | |
EP1666863B1 (en) | Procedure for testing the fluid tightness of containers | |
DE102021006210B3 (en) | Battery case and leak test method | |
DE102018215655B4 (en) | High-voltage battery for a motor vehicle with a monitoring device for monitoring the tightness of a battery housing and motor vehicle | |
DE102016107216A1 (en) | Apparatus and method for leak testing a component of a wiring harness for a vehicle | |
DE102020208552A1 (en) | Device for connecting a gas-carrying line element and method for connecting a gas-carrying line element | |
DE102010012342B4 (en) | Stiffening component and method and comb tool | |
DE102021109790B4 (en) | Procedure for testing a component arrangement for leaks and component arrangement | |
DE102019102459A1 (en) | Battery with overpressure hose seal | |
WO2022228752A1 (en) | Method for testing the seal integrity and components of a tank system | |
DE102015008293A1 (en) | Method for leak testing | |
DE102022002420A1 (en) | Battery housing and leak testing procedure | |
DE202015106975U1 (en) | Grommet device | |
DE102011107539A1 (en) | Method for testing leakage of housing of microswitch during production of element in automated manufacturing systems, involves detecting and evaluating deformation of elastic component of element with respect to leakage of element | |
EP3377869B1 (en) | Overpressure encapsulation system for explosion protection, and corresponding operating method | |
DE102015120506B4 (en) | Sealing unit for sealing between a first and second area and method for producing such a sealing unit and method for testing the tightness of such a sealing unit | |
EP3273114B1 (en) | Device with a seal | |
EP2559929B1 (en) | Conduit lead through with test volume | |
DE10241368A1 (en) | Leak testing hollow chamber, especially engine crankcase, involves sealing opening and dividing plane, filling hollow volumes with pressure medium, applying test pressure, detecting pressure variation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: MERCEDES-BENZ GROUP AG, DE Free format text: FORMER OWNER: DAIMLER AG, STUTTGART, DE |
|
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |