DE102021213889A1 - Absorptionskissen zur Anordnung zwischen Batteriezellen eines Batteriesystems sowie Anordnung solcher Absorptionskissen in einem Batteriesystem - Google Patents

Absorptionskissen zur Anordnung zwischen Batteriezellen eines Batteriesystems sowie Anordnung solcher Absorptionskissen in einem Batteriesystem Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Absorptionskissen zur Anordnung zwischen Batteriezellen eines Batteriesystems sowie eine Anordnung mindestens eines solchen Absorptionskissens in einem Batteriesystem. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Absorptionskissen (22) mit einem dreidimensionalen Grundkörper (38), der zur Anordnung zwischen Batteriezellen (12) eines Batteriesystems bestimmt ist, wobei mindestens eine Lichtleitfaser (24) derart mit dem Grundkörper (38) verbunden ist, dass diese Lichtleitfaser für die Einkopplung von Licht zur ortsaufgelösten Analyse der Temperatur im Bereich des Grundkörpers (38) nutzbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Absorptionskissen zur Anordnung zwischen Batteriezellen eines Batteriesystems sowie eine Anordnung mindestens eines solchen Absorptionskissens in einem Batteriesystem. Insbesondere betrifft die Erfindung Absorptionskissen für Batterien, die aus einer Vielzahl nebeneinander angeordneter Batteriezellen gebildet ist, wie z.B. aus einer Vielzahl Lithium-Ionen-Batteriezellen. Die Erfindung betrifft dabei im Speziellen Absorptionskissen, welche für die Verwendung in Batterien von Kraftfahrzeugen vorgesehen sind, insbesondere für die Verwendung in Hochvolt-Batteriesystemen. Es wird insoweit schon an dieser Stelle auf Batterie-Hochvoltsysteme für Kraftfahrzeuge sowie auf Kraftfahrzeug mit solchen Systemen verwiesen. Darunter werden insbesondere Batteriesysteme mit Bordnetzspannungen von 100 V und mehr, bevorzugt zwischen 100 V und 800 V verstanden.
  • Aus EP 3 893 291 A1 ist ein Batteriemodul mit Absorptionskissen bekannt, die als „swelling absorption pads“ bezeichnet sind. Dieses Batteriemodul weist zwischen zwei Batteriemodulen jeweils zwei Absorptionskissen und ein zwischen den Absorptionskissen angeordnetes Hitzeschild auf. Details zu den Absorptionskissen sind nicht offenbart.
  • Aus US 2015/0303723 A1 ist ein Batteriemanagementsystem mit Batteriezellen bekannt, wobei in den Batteriezellen eine oder mehrere optischen Fasern angeordnet sein sollen. Durch Einkoppeln von Licht in die optischen Fasern und kontinuierliches Detektieren des durch die Fasern geleiteten Lichts mittels geeigneter Sensoren können die Temperatur, der Druck, Spannungen und andere physikalische Parameter in den Batteriezellen ortsabhängig ermittelt werden.
  • Unter https://lunainc.com/solution/thermal-mapping-batteries, abgerufen am 12.11.2021, finden sich ebenfalls technische Informationen über die ortsaufgelöste Analyse der Batteriezelltemperatur in Batteriezellen durch die Verwendung von optischen Fasern. Sämtliche technischen Aspekte, die aus dem Stand der Technik und insbesondere aus den beiden vorstehend genannten Veröffentlichungen zu dem Thema Verwendung von optischen Fasern zur ortsaufgelösten Messung von Temperatur, Druck, Spannungen und anderen physikalischen Parametern bekannt sind, sollen als in diesem Text offenbart gelten. Die Anmelderin behält sich insoweit vor, auf ein oder mehrere solcher technischen Merkmale der aus dem genannten Stand der Technik bekannten Technologie zur Abgrenzung von anderen Dokumenten zum Stand der Technik zurückzugreifen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Absorptionskissen zur Anordnung zwischen Batteriezellen eines Batteriesystems sowie eine Anordnung solcher Absorptionskissen in einem Batteriesystem zur Verfügung zu stellen, die funktional verbessert sind.
  • Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Weitere praktische Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung sind in Verbindung mit den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • Ein erfindungsgemäßes Absorptionskissen weist einen dreidimensionalen Grundkörper auf, der zur Anordnung zwischen Batteriezellen eines Batteriesystems bestimmt ist. Zur Anwendung mit prismatischen Zellen ist ein Grundkörper mit prismatischer Form bevorzugt, es sind aber auch beliebige andere Grundkörperformen möglich. Der Grundkörper ist vorzugsweise in zwei Dimensionen auf zwei Längenmaße (z.B. Länge und Höhe) einer damit zu verwendenden Batteriezelle angepasst. Weiter bevorzugt ist die Dicke des Grundkörpers signifikant kleiner als die Länge und die Breite, so dass sich ein im Wesentlichen flächiges Gebilde mit einer geringen Dicke ergibt. Erfindungsgemäß ist mindestens eine Lichtleitfaser derart mit dem Grundkörper verbunden, dass diese Lichtleitfaser für die Einkopplung von Licht zur ortsaufgelösten Analyse der Temperatur und/oder des Drucks im Bereich des Grundkörpers nutzbar ist. Dies kann insbesondere durch geeignete Gestaltung der Lichtleitfaser und Nutzung eines entsprechenden Effekts erreicht werden, beispielsweise indem in die Lichtleitfaser ein sogenanntes Bragg-Gitter integriert wird. Alternativ oder in Ergänzung dazu kann der Raman-Effekt für diese Funktionalität genutzt werden. Die mindestens eine Lichtleitfaser bildet dementsprechend mit dem Grundkörper eine Funktionseinheit, die nach der Herstellung so montiert werden kann wie aus dem Stand der Technik bekannte Absorptionskissen. Die Verbindung kann außenseitig des Grundkörpers erfolgen und/oder dadurch erfolgen, dass die Lichtleitfaser vollständig oder teilweise in dem Grundkörper eingebettet ist. Vorzugsweise ist der Grundkörper aus einem Material hergestellt, das in einem flüssigen oder viskosen Zustand verarbeitet und in Form gebracht wird und anschließend aushärtet. In diesem Fall lässt sich die Lichtleitfaser beim Herstellen des Grundkörpers in eine Soll-Position bringen und wird dann während des Aushärtens in ihrer Position fixiert.
  • Der Grundkörper ist vorzugsweise aus einem nicht-metallischem Werkstoff hergestellt, insbesondere aus einem Polymerwerkstoff oder zumindest einem polymer-basierten Werkstoff, d.h. einem Werkstoff, der ein Polymer als Teilkomponente aufweist. Ebenfalls verwiesen wird auf die Ausbildung des Grundkörpers aus einem Aerogel, aus einem silikonpolymer-basierten Werkstoff oder aus einer Zusammensetzung von mehreren oder allen vorstehend genannten Werkstoffen.
  • Ein erfindungsgemäßes Absorptionskissen hat den Vorteil, dass es einfach und kostengünstig herstellbar ist, aufgrund der mindestens einen eingebetteten Lichtleitfaser eine hohe Lebenserwartung aufweist und sich kostengünstig in großen Stückzahlen herstellen lässt. Die Montage in Batteriesystemen ist nicht zeitaufwändiger als die Montage von aus dem Stand der Technik bekannten Absorptionskissen, und dennoch weist ein erfindungsgemäßes Absorptionskissen eine signifikant erhöhte Funktionalität auf. Denn aufgrund der mindestens einen mit dem Grundkörper verbundenen Lichtleitfaser ist die Grundlage dafür geschaffen, durch Verwendung weiterer Elemente - insbesondere durch Verwendung eines Aktuators, z.B. einer Laservorrichtung, und einer Auswerteeinheit - die Temperatur und/oder den Druck innerhalb des Absorptionskissen ortsabhängig zu bestimmen und so Rückschlüsse auf den Status der jeweils benachbarten Batteriezellen in einer Anordnung des Absorptionskissen in einem Batteriesystem zu ziehen. Der Vollständigkeit halber wird darauf hingewiesen, dass die mindestens eine Lichtleitfaser nicht nur für die Bestimmung der Temperatur und/oder des Drucks, sondern auch für die ortsabhängige Ermittlung der Spannungen und anderer physikalischer Parameter in dem Absorptionskissen nutzbar ist.
  • Die ortsausgelöste Temperaturmessung und/oder Messung anderer physikalischer Parameter unter Verwendung der mindestens einen Lichtleitfaser hat eine hohe Bedeutung und insbesondere die im Folgenden erläuterten Vorteile. Zum einen kann so die Betriebssicherheit von Batteriesystemen engmaschig und präzise überwacht werden, um bei drohenden Gefahren frühzeitig technische Gegenmaßnahmen zu ergreifen. Zum anderen kann die Kenntnis ortspräziser Temperaturen dazu genutzt werden, die Effizienz eines Batteriesystems zu verbessern, beispielsweise indem die Ladeleistung im Sinne einer möglichst vollständigen Ausnutzung der Temperaturgrenzen optimiert und somit die Ladezeit reduziert werden kann. Dies ist insbesondere in Verbindung mit Schnelladesystemen von besonderer Bedeutung. Schließlich können die mit den erfindungsgemäßen Absorptionskissen ortsgenauen Temperaturerfassungen dazu genutzt werden, langfristige Erscheinungen in Batteriesystemen zu beobachten und zu analysieren. Diesbezüglich wird insbesondere auf das sogenannte „swelling“ verwiesen, das insbesondere in Verbindung mit Lithium-Ionen-Batteriezellen auftritt, und zwar unabhängig davon, ob es sich um prismatische Zellen, Pouch-Zellen oder Rundzellen handelt. Die Batteriezellen haben, insbesondere durch den Aufbau der sogenannten SEI (Solid Electrolyte Interphase) Deckschicht auf der Anode, die Eigenschaft, eine Dimensionsänderung bzw. Kraft auf die benachbarten Batteriezellen im Batteriesystem auszubilden, was kurz-, mittel- oder langfristig zum Versagen konstruktiver Elemente im Batteriesystem führen kann, insbesondere zum Abreißen von Schrauben oder zum Reißen von Batteriegehäuseelementen. Die erfindungsgemäßen Absorptionskissen mit der mindestens einen Lichtleitfaser ermöglicht es, derartige Effekte ortspräzise zu analysieren und durch Auswertung der Analysedaten Batteriesysteme iterativ konstruktiv zu verbessern.
  • Die eine Lichtleitfaser ist vorzugsweise als Polymerfaser oder als Glasfaser ausgebildet. Wenn mehrere Lichtleitfasern vorgesehen sind, gilt dies vorzugsweise für alle Lichtleitfasern. Es ist aber auch möglich, für mehrere Lichtleitfasern unterschiedliche Materialien zu verwenden, insbesondere um eine Redundanz zu schaffen und die langfristige Funktionssicherheit zu erhöhen.
  • Bevorzugt sind Dicken von Lichtleitfasern, deren Durchmesser bzw. maximales Breitenmaß kleiner oder gleich 2 mm ist, besonders bevorzugt kleiner oder gleich 1 mm, kleiner gleich 0,8 mm, 0,7 mm oder sogar kleiner gleich 0,6 mm oder 0,5 mm.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Absorptionskissens ist mindestens eine Lichtleitfaser innerhalb des Grundkörpers angeordnet. Dabei ist es herstellungstechnisch besonders einfach und mit geringen Zusatzkosten verbunden, wenn die Lichtleitfaser vollständig von dem Material des Grundkörpers umschlossen und somit in dieses eingebettet ist. Die Lichtleitfaser ist dann, insbesondere wenn ihre Dicke deutlich geringer ist als die Dicke des Absorptionskissens und die Lichtleitfaser mit Abstand zu den großflächigen Hauptwänden des Absorptionskissens angeordnet ist, zunächst vor äußeren Kräften und äußeren Einflüssen geschützt in dem Absorptionskissen angeordnet, so dass die Funktionalität auch bei hohen von den benachbarten Batteriezellen auf das Absorptionskissen einwirkenden Kräften weiterhin gegeben ist.
  • In einer weiteren praktischen Ausführungsform des Absorptionskissens ist die mindestens eine Lichtleitfaser so angeordnet, dass sie sich über einen Großteil der größten Fläche des Grundkörpers erstreckt (z.B. kann eine Lichtleitfaser mäanderförmig oder spiralförmig sein) oder dass mehrere Lichtleitfasern so angeordnet sind, dass sie sich insgesamt über einen Großteil der Fläche des Grundkörpers erstrecken (z.B. können mehrere Lichtleitfasern jeweils parallel zueinander und/oder sich netzartig überkreuzend angeordnet sein). So kann die Zahl der Orte, an welchen die Temperatur, der Druck oder andere physikalische Parameter ortsgenau erfassbar ist, und damit die Auflösung eines Absorptionskissen hinsichtlich der ortsabhängigen Temperaturmessung oder sonstigen Parametermessung erhöht werden.
  • Es wurde bereits angesprochen, dass es vorteilhaft ist, wenn die mindestens eine Lichtleitfaser in dem Grundkörper eingebettet und somit mit einem Lichtleitfaser-Innenabschnitt vollständig von diesem umschlossen ist. In diesem Fall kann das Material des Grundkörpers selbst für eine im Lichtleiter-Innenabschnitt sichere und sich über die gesamte Länge des Lichtleiter-Innenabschnitts erstreckende Fixierung genutzt werden. Dadurch ergibt sich eine gute Dauerhaltbarkeit des erfindungsgemäßen Absorptionskissens, weil durch Vibrationen und während der Lebensdauer eines Kraftfahrzeuges auftretende äußere Einflüsse mit hoher Wahrscheinlichkeit keinen negativen Einfluss auf die Lage der Lichtleitfaser innerhalb des Absorptionskissens nehmen werden.
  • Der Grundkörper eines Absorptionskissens weist vorzugsweise eine Dicke zwischen 1 und 10 mm auf. Weiter bevorzugt liegt die Dicke zwischen 3 mm und 5 mm, besonders bevorzugt zwischen 2 mm und 4 mm. In diesem Fall kann bei in Dickenrichtung betrachtet mittiger Anordnung der Lichtleitfaser und Verwendung einer Lichtleitfaser mit einem Durchmesser von maximal 1 mm ein ausreichend großer Kompressionsbereich zur flächigen Außenwand des Absorptionskissens eingehalten werden.
  • In Verbindung mit der Anordnung in Batteriesystemen mit prismatischen Batteriezellen sind Absorptionskissen, deren Grundkörper eine prismatische Form aufweist, bevorzugt.
  • Unter Kosten-Nutzen-Aspekten ist es vorteilhaft, wenn sich in dem Bereich eines Streifens von 20 Prozent der Länge und/oder der Breite des Grundkörpers eines Absorptionskissens jeweils mindestens eine Lichtleitfaser erstreckt. Dies gilt vorzugsweise sowohl für die Länge als auch für die Breite, so dass mit 4-6 Lichtleitfasern bei paralleler Anordnung bzw. einem Abstand der Lichtleitfaser zueinander in der Größenordnung von etwa 1/5 der jeweils kleineren Abmessung von Länge oder Breite zu relativ geringen Mehrkosten ein Produkt mit hohem zusätzlichen Nutzwert bzw. deutlich erhöhter Funktionalität herstellbar ist
  • Die Erfindung betrifft auch eine Anordnung eines wie vorstehend beschriebenen Absorptionskissens zwischen zwei Batteriezellen einer Batterie, wobei eine Vorrichtung zur Einkopplung von Licht in die mindestens eine Lichtleitfaser und eine Auswertevorrichtung zur Auswertung des Lichts derart mit einem aus dem Grundkörper herausragenden Ende gekoppelt sind, dass die Temperatur und/oder der Druck in der Lichtleitfaser ortsaufgelöst analysierbar ist. Zunächst wird noch einmal auf die bereits in Verbindung mit dem Absorptionskissen beschriebenen Vorteile verwiesen. Die Anordnung hat insbesondere den Vorteil, dass die Möglichkeit der ortsaufgelösten Messung der Temperatur und/oder anderer physikalischer Parameter sowie die langfristige Auswertung dieser Werte Möglichkeiten zur Analyse, zur spontanen Einflussnahme auf das Betreiben eines Batteriesystems und zum langfristigen Optimieren von Batteriesystemen eröffnet. Die Parameter können insbesondere mit einer zeitlichen Auflösung von weniger als 1 Millisekunde (ms) und mit einer Temperaturauflösung von weniger als 2 K erfolgen. Aus der Auswertung der ortsabhängigen Spannungszustände können differenzierte Kenntnisse zum Swelling-Verhalten einzelner Batteriezellen gewonnen und genutzt werden. Insgesamt können so Schnellade-Vorgänge verbessert werden und die Zustände unterschiedlicher Batteriezellen in einem Batteriesystem verglichen werden. Ferner können kritische Zustände in einzelnen Batteriezellen frühzeitig erkannt und Gegenmaßnahmen ergriffen bzw. über Informationssysteme Warnungen und Sicherheitshinweise an Fahrzeuginsassen ausgegeben werden. In diesem Zusammenhang wird insbesondere auf Warnhinweise bei Detektion einer Propagation verwiesen.
  • In einer praktischen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung sind an einer als Pol-Seitenfläche bezeichneten Seitenfläche der Batteriezellen Pole angeordnet, wobei die mindestens eine Lichtleitfaser oder, falls mehrere Lichtleitfasern vorgesehen sind, alle Lichtleitfasern oder alle zu einer Sammel-Lichtleitfaser gebündelten Lichtleitfasern an einer Lichtleitfaser-Seite des Grundkörpers aus dem Grundkörper herausgeführt ist bzw. sind, welche nicht die Pol-Seitenfläche ist. In diesem Fall ergibt sich eine verbesserte Betriebssicherheit, weil der Anschluss der Lichtleitfaser an einer anderen Seite des Grundkörpers vorzunehmen ist als die Kontaktierung der Pole.
  • Die Dicke des Absorptionskissens ist vorzugsweise kleiner als die Dicke der benachbarten Batteriezellen, um den Bauraum des Gehäuses eines Batteriesystems möglichst effizient mit Batteriezellen nutzen zu können.
  • Weitere praktische Ausführungsformen der Erfindung sind nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung eines Absorptionskissens, das für die Anordnung zwischen zwei prismatischen Batteriezellen vorgesehen ist, in einer perspektivischen Darstellung,
    • 2 ein erfindungsgemäßes Absorptionskissen mit mehreren darin eingebetteten Lichtleitfasern in einer perspektivischen Darstellung,
    • 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Adsorptionskissen mit einer spiralförmig angeordneten Lichtleitfaser in einer Seitenansicht und
    • 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Adsorptionskissens mit einer mäanderförmig angeordneten Lichtleitfaser in einer Seitenansicht.
  • 1 zeigt eine Anordnung 10 mit zwei - hier baugleichen - prismatischen Batteriezellen 12. Die Batteriezellen 12 sind in dem Ausführungsbeispiel quaderförmig ausgebildet und weisen eine Länge LB, eine Höhe HB und eine Dicke DB auf.
  • Auf einer Seite der Batteriezellen 12, hier auf der Oberseite, sind jeweils ein Pluspol 14 und ein Minuspol 16 vorgesehen, die allgemein auch als Ableiter 18 bezeichnet werden. Optional kann auf der Oberseite (oder an einer anderen Seite) auch eine Membran 20 oder eine Sollbruchstelle 20 vorgesehen sein, die bei zu großem inneren Druck in der Batteriezelle 12 öffnet und einen Druckausgleich ermöglicht.
  • Um bei - insbesondere temperaturbedingter-Ausdehnung der Batteriezellen 12 die zwischen den Batteriezellen 12 wirkenden Kräfte gering zu halten und in bekannter Art und Weise eine Art „Puffer- und Ausgleichszone“ zu schaffen, ist für die Anordnung zwischen den Batteriezellen 12 ein Absorptionskissen 22 vorgesehen. Dieses ist in 1 nur schematisch als quaderförmiger Block mit einem Grundkörper 38 dargestellt. Es ist im endmontierten Zustand der Anordnung 10 - dem Pfeil 30 folgend - zwischen dem Absorptionskissen 22 angeordnet. Die Außenmaße Länge LA und Höhe HA des Absorptionskissens 22 sind an die Länge LB und die Höhe HB der Batteriezelle 12 angepasst, d.h. stimmen im vorliegenden Fall - zumindest im Wesentlichen - überein, weil nur ein Absorptionskissen 22 zwischen zwei benachbarten Batteriezellen 12 angeordnet werden soll und das Absorptionskissen 22 den Zwischenraum vollflächig ausfüllen soll.
  • 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Absorptionskissens 22 mit mehreren darin eingebetteten Lichtleitfasern 24 in einer perspektivischen Darstellung. Die Lichtleitfasern 24 sind in Längserstreckungsrichtung des Absorptionskissens 22 parallel zueinander verlaufend angeordnet. An einem der längsseitigen Enden werden die Lichtleitfasern 24 zu einer Sammel-Lichtleitfaser 26 gebündelt und als Außen-Lichtleitfaser 36 aus dem Absorptionskissen 22 herausgeführt. Diese Seite des Absorptionskissens 22 wird daher auch als Lichtleitfaser-Seite 28 bezeichnet. Über eine nur schematisch dargestellte Aktorik 32, insbesondere eine Laservorrichtung, lässt sich Licht in die Sammel-Lichtleitfaser 26 einkoppeln, und über eine - ebenfalls nur schematisch dargestellte - Auswerteeinheit 34 lässt sich ortsgenau die Temperatur an jedem Ort in den Lichtleitfasern 24 ermitteln.
  • In den 3 und 4 sind zwei weitere Ausführungsformen erfindungsgemäßer Absorptionskissen 22 gezeigt, wobei diese in einer Seitenansicht auf das Absorptionskissen 22 dargestellt sind. Nichtsdestotrotz handelt es sich bei diesen ebenfalls um einen dreidimensionalen Grundkörper 38, insbesondere einen quaderförmigen Grundkörper 38. Für identische oder zumindest funktionsgleiche Elemente wie in den 1 und 2 werden im Folgenden die gleichen Bezugszeichen wie in den 1 und 2 verwendet.
  • Bei der in 3 gezeigten Ausführungsform ist nur eine Lichtleitfaser 24 in dem Absorptionskissen 22 spiralförmig angeordnet. Die Lichtleitfaser 24 ist als Außen-Lichtleitfaser 36 nahe einer Ecke des Absorptionskissens 22 in dieses hineingeführt, erstreckt sich dann zunächst außenseitig nahezu vollständig innenseitig entlang des Außenumfangs und ist dann spiralförmig nach innen verlegt.
  • Bei der in 4 dargestellten Ausführungsform ist ebenfalls nur eine Lichtleitfaser 24 in dem Absorptionskissen 22 angeordnet, wobei in diesem Fall ein mäanderförmiger Verlauf realisiert ist. Die Lichtleitfaser 24 ist als Außen-Lichtleitfaser 36 nahe einer Ecke des Absorptionskissens 22 in dieses hineingeführt, erstreckt sich dann zunächst außenseitig nahezu vollständig innenseitig entlang einer Längsseite und ist dann mäanderförmig durch jeweils parallele Lichtleiterabschnitte so verlegt, dass sich der Lichtleiter 24 über insgesamt acht parallele Lichtleiterbahnen über einen Großteil der größten Fläche des Absorptionskissen 22 erstreckt.
  • Die in der vorliegenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. Die Erfindung kann im Rahmen der Ansprüche und unter Berücksichtigung der Kenntnisse des zuständigen Fachmanns variiert werden.
  • Insbesondere wird darauf verwiesen, dass die Erfindung - auch wenn sie ausschließlich mit prismatischen Batteriezellen gezeigt ist - auch mit - den häufig unförmigen bzw. nicht formstabilen Pouchzellen realisierbar ist. Ferner wird darauf verwiesen, dass die mindestens eine Lichtleitfaser 24 auch in Richtung der Dicke DA erstreckend oder in mehreren Dickenebenen verlegt sein kann, insbesondere um mehrere Lichtleiterfaser-Ebenen abzudecken, falls die Dicke der Lichtleitfaser 24 deutlich kleiner ist als die Dicke DA des Absorptionskissens 22.
  • Alternativ oder in Ergänzung dazu können mehrere Lichtleitfasern 24 in verschiedenen Dickenebenen verlegt sein, insbesondere in zwei parallelen Ebenen, um auf der Grundlage der ortsabhängigen (und ebenenabhängigen) Temperaturmessung feststellen zu können, welcher der beiden benachbarten Batteriezellen 22 die gemessene (insbesondere erhöhte) Temperatur zuzuordnen ist.
  • Schließlich wird noch darauf verwiesen, dass - anders als in den 2 bis 4 dargestellt - die Aktorik 32, insbesondere eine Laservorrichtung, und die Auswerteeinheit 34 an gegenüberliegenden Enden einer Lichtleitfaser 24 installiert sein können. Die Lichtleitfaser führt dann von der Aktorik durchgängig bis zur Auswerteeinheit 34.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Anordnung
    12
    Batteriezelle
    14
    Pluspol
    16
    Minuspol
    18
    Ableiter
    20
    Membran oder Sollbruchstelle
    22
    Absorptionskissen
    24
    Lichtleitfaser
    26
    Sammel-Lichtleitfaser
    28
    Lichtleitfaser-Seite
    30
    Pfeil
    32
    Aktorik
    34
    Auswerteeinheit
    36
    Außen-Lichtleitfaser
    38
    Grundkörper
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 3893291 A1 [0002]
    • US 2015/0303723 A1 [0003]

Claims (10)

  1. Absorptionskissen mit einem dreidimensionalen Grundkörper (38), der zur Anordnung zwischen Batteriezellen (12) eines Batteriesystems bestimmt ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Lichtleitfaser (24) derart mit dem Grundkörper (38) verbunden ist, dass diese Lichtleitfaser für die Einkopplung von Licht zur ortsaufgelösten Analyse der Temperatur und/oder des Drucks im Bereich des Grundkörpers (38) nutzbar ist.
  2. Absorptionskissen nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Lichtleitfaser (24) innerhalb des Grundkörpers (38) angeordnet ist.
  3. Absorptionskissen nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Lichtleitfaser (24) so angeordnet ist, dass sie sich über einen Großteil der größten Fläche des Grundkörpers (38) erstreckt oder dass mehrere Lichtleitfasern (24) so angeordnet sind, dass sie sich insgesamt über einen Großteil der Fläche des Grundkörpers (38) erstrecken.
  4. Absorptionskissen nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Lichtleitfaser (24) in dem Grundkörper (38) eingebettet und somit in einem Lichtleitfaser-Innenabschnitt vollständig von diesem umschlossen ist.
  5. Absorptionskissen nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (38) eine Dicke zwischen 1 und 10 mm aufweist.
  6. Absorptionskissen nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (38) eine prismatische Form aufweist.
  7. Absorptionskissen nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich in dem Bereich eines Streifens von 20 Prozent der Länge und/oder der Breite des Grundkörpers (38) jeweils mindestens eine Lichtleitfaser (24) erstreckt.
  8. Anordnung eines Absorptionskissens (22) nach einem der vorstehenden Ansprüche zwischen zwei Batteriezellen (12) einer Batterie, wobei eine Vorrichtung zur Einkopplung von Licht in die mindestens eine Lichtleitfaser (24) und eine Auswertevorrichtung zur Auswertung des Lichts derart mit einem aus dem Grundkörper (38) herausragenden Ende gekoppelt sind, dass die Temperatur und/oder der Druck in der Lichtleitfaser (24) ortsaufgelöst analysierbar ist.
  9. Anordnung nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass an einer als Pol-Seitenfläche bezeichneten Seitenfläche der Batteriezellen (12) Pole angeordnet sind und dass die mindestens eine Lichtleitfaser (24) oder, falls mehrere Lichtleitfasern (24) vorgesehen sind, alle Lichtleitfasern (24) oder alle zu einer Sammel-Lichtleitfaser (26) gebündelten Lichtleitfasern (24) an einer Lichtleitfaser-Seite (28) des Grundkörpers (38) aus dem Grundkörper (38) herausgeführt ist bzw. sind, welche nicht die Pol-Seitenfläche ist.
  10. Anordnung nach einem der beiden vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des Absorptionskissens (22) kleiner ist als die Dicke der benachbarten Batteriezellen (12).
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