DE102022109067A1

DE102022109067A1 - Druckausgleichsvorrichtung für ein Batteriegehäuse und Batteriegehäuse

Info

Publication number: DE102022109067A1
Application number: DE102022109067.1A
Authority: DE
Inventors: Marco Battezzati; Matthias Heim; Stefan Haschberger; Jürgen Kosicki
Original assignee: Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 2022-04-13
Filing date: 2022-04-13
Publication date: 2023-10-19

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Druckausgleichsvorrichtung (10) für ein Batteriegehäuse (100), die eine Verschlusskappe (2) aufweist, die bei Überschreiten einer vorbestimmten Druckdifferenz zwischen einem Innenraum des Batteriegehäuses (100) und einer Umgebung des Batteriegehäuses (100) aus einer Ausgangslage in einem Normalbetriebszustand der Druckausgleichsvorrichtung (10) in Axialrichtung auslenkbar ist, um die Druckausgleichsvorrichtung (10) in einen Notentgasungszustand zu überführen. Die Verschlusskappe (2) und ein Grundkörper (1) sind durch eine Rampen-Befestigungsvorrichtung (9) verbunden, die zumindest einen sich in Axialrichtung erstreckenden Rampenkörper (5) mit zumindest einer Rampe (51,52) aufweist. Die Rampen-Befestigungsvorrichtung (9) hat ferner ein Andruckelement (6), das bei einer Auslenkung der Verschlusskappe (2) unter Einwirkung einer Anpresskraft auf der Rampe (51,52) abgleitbar ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Batteriegehäuse (100) mit einer Druckausgleichsvorrichtung (10).

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Druckausgleichsvorrichtung für ein Batteriegehäuse und das Batteriegehäuse selbst.
Stand der Technik
Batteriegehäuse werden häufig mit einer Druckausgleichsvorrichtung versehen, um einen Druckausgleich zwischen einem Innenraum des Gehäuses und der Umgebung zu ermöglichen. Wenn das Gehäuse hermetisch verschlossen wäre, könnten sich im Betrieb des Gehäuses bzw. einer in dem Gehäuse angeordneten Einrichtung, etwa einer elektrochemischen Energiespeichereinrichtung, Druckunterschiede zwischen dem Innenraum und der Umgebung aufbauen. Indem durch die Druckausgleichsvorrichtung einen Druckausgleich ermöglicht, wird vermieden, dass das Gehäuse im Betrieb mechanisch versagt, etwa indem das Gehäuse außen ausbeult oder schlussendlich sogar birst bzw. undicht wird.
Bei Batterien bzw. Akkumulatoren, insbesondere bei Hochvoltspeichern wie sie als Traktionsbatterien von Elektrofahrzeugen eingesetzt werden, kann es zu einem Versagen von Batteriezellen kommen, welches zu einem starken Druck- und Temperaturanstieg im Innenraum des Gehäuses führt. Um ein Platzen des Gehäuses zu vermeiden, muss das heiße und unter hohem Druck stehende Gas schnell aus dem Innenraum des Gehäuses an die Umgebung abgeführt werden.
Aus DE 10 2012 022 346 B4 ist eine Entgasungseinheit für ein Batteriegehäuse bekannt, die über einen Grundkörper verfügt, der eine Gasdurchtrittsöffnung aufweist, welche von einer semipermeablen Membran, die durchlässig für Gase jedoch undurchlässig für Flüssigkeiten und Feststoffe ist, abgedeckt ist, wobei die Membran ortsfest und fluiddicht mit dem Grundkörper verbunden ist. Der Grundkörper ist fluiddicht mit einer Druckausgleichsöffnung des Batteriegehäuses verbindbar. Einen Gasaustausch im Normalbetrieb stellt die Membran durch ihre semipermeablen Eigenschaften sicher, während zur Realisierung einer Notentgasungsfunktion an einem Abdeckkörper ein zu der Membran weisender Notentgasungsdorn angeordnet ist, welcher die Membran bei Überschreiten einer durch einen Gehäuseinnendruck induzierten Grenzdehnung perforiert und reißen lässt, so dass ein schlagartiger Druckausgleich vom Innenraum zur Umgebung möglich ist. An einer in einem Montagezustand zum Batteriegehäuse weisenden Innenseite ist mit dem Grundkörper ein Innenschutzgitter verbunden, welches einen Eingriff mit Fremdkörpern in das Batteriegehäuse ausschließen soll und das die Membran gegen Wasserdruck von außen abstützt.
Es ist bekannt, dass Abdeckkörper im Fall einer Notentgasung den zur Verfügung stehenden Entgasungsquerschnitt einschränken und somit für einen möglichst schnellen Druckabbau nachteilig sind.
Mit dieser Problematik befasst sich DE 10 2020 109 148 A1 , die eine Entgasungseinheit beschreibt, die einen Grundkörper mit einer Gasdurchtrittsöffnung aufweist, die von einer Membran abgedeckt ist. An einer Außenseite des Grundkörpers ist ein Abdeckkörper bzw. eine Schutzkappe angeordnet, die die Membran im Normalbetrieb vor schädlichen mechanischen Einwirkungen schützt. Die Schutzkappe ist im Notentgasungsfall von dem Grundkörper abtrennbar, sodass diese vollständig von dem Grundkörper gelöst werden kann. Die Verbindung zwischen Schutzkappe und Grundkörper ist mittels einer formschlüssigen Verbindung realisiert, insbesondere über korrespondierende Schnapphakenelemente. Die Schutzkappe besteht vorzugsweise aus Kunststoff.
Nachteilig hieran ist, dass sich bei einem gegenseitigen formschlüssigen Eingriff aufgrund von Fertigungstoleranzen und/oder inhomogenen Materialeigenschaften der Schaltpunkt der Abtrennung der Schutzkappe nicht genau festlegen lässt. Ferner sind zum Bewirken der Abtrennung der Schutzkappe vergleichsweise hohe Differenzdrücke bzw. Kräfte notwendig. Darüber hinaus besteht bei einer Verwendung von Kunststoffen in einem formschlüssigen Kontakt eine Alterungsproblematik, was dazu führt, dass der Schaltpunkt zur Abtrennung der Schutzkappe über eine geplante Lebensdauer nicht konstant gehalten werden kann, insbesondere unter Einwirkung von thermischen Belastungen, wie sie im Umfeld eines Batteriegehäuses auftreten.
Ausgehend hiervon besteht daher die Aufgabe, eine Druckausgleichsvorrichtung zu schaffen, die ein verbessertes Notentgasungsverhalten aufweist und insbesondere genauer, bei geringeren Differenzdrücken und über eine geplante Lebensdauer zuverlässig auslösbar ist. Ferner besteht die Aufgabe, ein Batteriegehäuse mit einer Druckausgleichsvorrichtung zu schaffen.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird durch eine Druckausgleichsvorrichtung mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen sowie durch ein Batteriegehäuse mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst.
Bevorzugte Ausführungsformen und Varianten sind in den jeweiligen Unteransprüchen und der Beschreibung angegeben.
Erfindungsgemäße Druckausgleichsvorrichtung
Erfindungsgemäß ist eine Druckausgleichsvorrichtung für ein Batteriegehäuse, insbesondere für ein Batteriegehäuse einer Traktionsbatterie, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, vorgesehen. Die Druckausgleichsvorrichtung hat einen fluiddicht mit einem Rand einer Druckausgleichsöffnung des Batteriegehäuses verbindbaren Grundkörper, der zumindest eine Gasdurchtrittsöffnung aufweist. Die Druckausgleichsvorrichtung weist ferner eine Verschlusskappe auf, die bei Überschreiten einer vorbestimmten Druckdifferenz zwischen einem Innenraum des Batteriegehäuses und einer Umgebung des Batteriegehäuses aus einer Ausgangslage in einem Normalbetriebszustand der Druckausgleichsvorrichtung in Axialrichtung auslenkbar ist, um die Druckausgleichsvorrichtung in einen Notentgasungszustand zu überführen.
Die Verschlusskappe und der Grundkörper sind erfindungsgemäß durch eine Rampen-Befestigungsvorrichtung verbunden, die zumindest einen sich in Axialrichtung erstreckenden Rampenkörper mit zumindest einer Rampe aufweist. Die Rampen-Befestigungsvorrichtung umfasst ferner zumindest ein Andruckelement, das mit einer Anpresskraft auf die Rampe des Rampenkörpers gepresst wird. Eines der Vorrichtungsbestandteile Rampenkörper oder Andruckelement liegt am Grundkörper vor und das andere an der Verschlusskappe. Das heißt, erfindungsgemäß liegt entweder der Rampenkörper an der Verschlusskappe vor und das Andruckelement an dem Grundkörper oder umgekehrt.
In vorteilhaften Ausführungen kann der Rampenkörper am Grundkörper und das Andruckelement an der Verschlusskappe vorliegen.
Das Andruckelement ist bei einer Auslenkung der Verschlusskappe unter Einwirkung der Anpresskraft auf der Rampe abgleitbar.
Da das Andruckelement auf die Rampe des Rampenkörpers gepresst wird, ergibt sich im gegenseitigen Kontakt eine Reibkraft, die vom lokalen Rampenwinkel abhängt. Je steiler der lokale Rampenwinkel, desto größer ist eine axiale Kraftkomponente, die einer Bewegung der Verschlusskappe entgegenwirkt.
Im Gegensatz zum Stand der Technik erfolgt die Verbindung der Verschlusskappe mit dem Grundkörper nicht formschlüssig, sondern vielmehr kraftschlüssig.
Dies hat mehrere Vorteile: Zum einen kann eine Kontur der Rampe so dimensioniert werden, dass die Verschlusskappe bereits bei sehr geringen Differenzdrücken axial verlagerbar ist, was das Öffnungsverhalten der erfindungsgemäßen Druckausgleichsvorrichtung im Notentgasungsfall positiv beeinflusst. Da die Verschlusskappe bereits bei einem geringeren Differenzdruck verlagert werden kann, kann der gesamte Druckausgleichsvorgang deutlich schneller erfolgen. Zweitens besteht der Vorteil, dass der „Schaltpunkt“, d.h. der vorbestimmte Differenzdruck, bei dem die Verschlusskappe axial verlagert wird, unter Verwendung der erfindungsgemäßen Rampen-Befestigungsvorrichtung deutlich genauer festlegbar ist als bei bekannten Druckausgleichsvorrichtungen, die auf eine formschlüssige Befestigung zwischen Grundkörper und Verschlusskappe setzen. Form- und Abmessungstoleranzen sowie Abweichungen in den Materialeigenschaften spielen hierbei kaum eine Rolle - vielmehr hängt der zu erwartende Schaltpunkt bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung nahezu ausschließlich von dem lokalen Rampenwinkel, der auf das Andruckelement einwirkenden Anpresskraft sowie den zwischen der Rampe und dem Andruckelement vorherrschenden Reibkoeffizienten ab.
Mit „Axialrichtung“ ist hierin eine Richtung bezeichnet, die der Richtung eines in einem Montagezustand aus dem Innenraum des Batteriegehäuses in die Umgebung führenden Strömungswegs entspricht. Die Bezeichnung „Radialrichtung“ bezieht sich auf die derart definierte Axialrichtung.
In Ausführungen erstreckt sich der Rampenkörper in Axialrichtung, wobei die zumindest eine Rampe des Rampenkörpers über deren Axialerstreckung gesehen eine veränderliche Erstreckung in Radialrichtung hat.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann eine Rampe des Rampenkörpers in einer Richtung eines in einem Montagezustand aus dem Innenraum des Batteriegehäuses in die Umgebung führenden Strömungswegs ansteigen. Hierdurch kann einerseits im Normalbetriebszustand der Druckausgleichsvorrichtung eine zwischen Verschlusskappe und Grundkörper wirkende Anpresskraft erzeugt werden und andererseits während der Überführung in den Notentgasungszustand eine der Verlagerung der Verschlusskappe in Richtung des Strömungswegs entgegenwirkende Schließkraft.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Rampenkörper innerhalb eines Querschnitts der Gasdurchtrittsöffnung vorliegen. Insbesondere kann der Rampenkörper über zumindest einen sich von dem Rand der Gasdurchtrittsöffnung erstreckenden Befestigungssteg mit dem Grundkörper verbunden sein. Der zumindest eine Befestigungssteg kann sich bezüglich der Gasdurchtrittsöffnung insbesondere radial erstrecken. In Ausführungen kann auch mehr als ein Befestigungssteg vorgesehen sein, etwa zwei, drei oder noch mehr. In Ausführungen kann ein durchgängiger Befestigungssteg vorgesehen sein, der die Gasdurchtrittsöffnung überspannt und der, insbesondere mittig, den Rampenkörper trägt oder aufweist. Der zumindest eine Befestigungssteg kann insbesondere einen strömungsoptimierten Querschnitt aufweisen, insbesondere in Form eines symmetrischen Strömungsprofils.
Der Rampenkörper sowie der zumindest eine Befestigungssteg können einteilig mit dem Grundkörper ausgebildet sein, insbesondere aus einem Kunststoffmaterial einteilig gespritzt. Dies hat den Vorteil, dass eine sehr kostengünstige Fertigung möglich ist, da keine Montageschritte nötig sind. Ferner ist auch ein Spritzgusswerkzeug zur Herstellung des Grundkörpers mit integriertem Rampenkörper sowie dem zumindest einen Befestigungssteg vergleichsweise kostengünstig, da der Rampenkörper nur unwesentliche Hinterschnitte aufweist, die mit einem einfachen Auf-Zu-Werkzeug realisiert werden können. Im Stand der Technik, der zur Befestigung der Verschlusskappe auf eine formschlüssige Verschnappung von Kunststoffbauteilen setzt, ist ein solches Spritzgusswerkzeug deutlich aufwändiger, da mehrere Hinterschnitte realisiert werden müssen.
In Ausführungen ist der Rampenkörper im Wesentlichen koaxial zu der Gasdurchtrittsöffnung des Grundkörpers angeordnet.
In Ausführungen kann der Rampenkörper zwei Rampen aufweisen, die an einander abgewandten Seiten des Rampenkörpers vorliegen. Insbesondere können die zwei Rampen an in Radialrichtung einander abgewandten Seiten des Rampenkörpers vorliegen. Insbesondere wird auf beide Rampen ein Andruckelement mit einer Anpresskraft gepresst, das bei einer Auslenkung der Verschlusskappe unter Einwirkung der Anpresskraft auf den Rampen abgleitbar ist. Hierdurch besteht der Vorteil, dass sowohl während des Normalbetriebszustands als auch im Übergang zum Notentgasungszustand vergleichsweise hohe Anpress- bzw. Schließkräfte erzeugbar sind. Ferner ist hiermit eine besonders gute Bauraumausnutzung verbunden, die funktionale Reststrukturen vermeidet.
In Ausführungen kann zumindest eine Rampe des Rampenkörpers einen ersten Rampenabschnitt aufweisen, der einen vorbestimmten Steigungswinkel zwischen 30 und 85°, insbesondere zwischen 45 und 75°, aufweist.
Der Steigungswinkel ist definiert als lokaler Winkel der Rampe gegenüber der axialen Richtung.
Gemäß einer noch weiteren Ausführungsform kann zumindest eine der Rampen des Rampenkörpers einen weiteren Rampenabschnitt aufweisen, der sich in Richtung des im Montagezustand aus dem Innenraum des Batteriegehäuses in die Umgebung führenden Strömungswegs an den ersten anschließt. Der weitere Rampenabschnitt kann in der Richtung des im Montagezustand aus dem Innenraum des Batteriegehäuses in die Umgebung führenden Strömungswegs abfallen.
Sobald die Verschlusskappe in Öffnungsrichtung axial soweit verlagert wurde, dass sich das Andruckelement jenseits eines Übergangs zwischen dem ersten Rampenabschnitt zu dem weiteren Rampenabschnitt befindet, wird bevorzugt keine Schließkraft mehr auf die Verschlusskappe ausgeübt, vielmehr wird im gegenseitigen Kontakt zwischen dem Andruckelement und dem weiteren Rampenabschnitt eine Öffnungskraft erzeugt, die die weitere Bewegung der Verschlusskappe in Richtung des im Montagezustand aus dem Innenraum des Batteriegehäuses in die Umgebung führenden Strömungswegs unterstützt. Vorteilhaft wird hierdurch ermöglicht, dass die Verschlusskappe ab einer vorbestimmten Grenz-Auslenkung zügig in einen Zustand ihrer End-Auslenkung überführt werden kann, was den Notentgasungsvorgang weiter beschleunigt.
So lange die Verschlusskappe in Öffnungsrichtung axial nur soweit verlagert wurde, dass sich das Andruckelement diesseits eines Übergangs zwischen dem ersten Rampenabschnitt zu dem weiteren Rampenabschnitt befindet, ist die Öffnungsbewegung der Verschlusskappe reversibel, d.h. nach Wegfall der Differenzdruckeinwirkung kehrt die Verschlusskappe zurück in ihre Ausgangslage. Überschreitet eine Größenordnung der Differenzdruckeinwirkung allerdings einen vorbestimmten Grenzwert, sodass die Verschlusskappe in Öffnungsrichtung so weit ausgelenkt wird, dass sich das Andruckelement jenseits des Übergangs zwischen dem ersten Rampenabschnitt zu dem weiteren Rampenabschnitt befindet, ist die Öffnungsbewegung nicht reversibel.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Andruckelement zumindest ein Federelement umfassen, insbesondere zumindest ein Blattfederelement. Das Federelement kann insbesondere einen metallischen Federwerkstoff aufweisen oder daraus bestehen.
Der Einsatz eines metallischen Werkstoffs für das Federelement des Andruckelements hat den Vorteil, dass die vorgesehene Anpresskraft des Federelements über eine geplante Lebensdauer der Druckausgleichsvorrichtung quasi unverändert aufrecht erhalten werden kann. Metallische Werkstoffe altern nicht oder kaum und sind unempfindlich gegenüber thermischen Belastungen und bestimmten Strahlungsbelastungen. Dies ist ein deutlicher technischer Vorteil gegenüber dem Stand der Technik, der auf eine formschlüssige Verbindung mittels Kunststoffschnapphaken setzt, die - insbesondere im Umfeld eines Batteriegehäuses - deutlichen Alterungserscheinungen unterliegen. Nach alledem ist es unter Verwendung eines metallischen Federelements des Andruckelements möglich, über die komplette geplante Lebensdauer der Druckausgleichsvorrichtung, welche 10 bis 15 Jahre betragen kann, ein konstantes Notentgasungsverhalten sicherzustellen.
In Ausführungen kann das Federelement eine Federklammer mit zumindest zwei Schenkeln sein, wobei an zumindest einem der Schenkel eine Andruckfläche ausgebildet ist, die mit der zumindest einen Rampe des Rampenkörpers in Kontakt steht oder bringbar ist. Die Schenkel der Federklammer können sich insbesondere mit einer Axialkomponente erstrecken, insbesondere im Normalbetriebszustand mit einer Axialkomponente. Die Federklammer kann ferner eine die beiden Schenkel verbindende Basis aufweisen, sodass die Federklammer einen U-förmigen Querschnitt hat.
In Ausführungen kann die Federklammer insbesondere über die Basis mit dem Verschlusskörper verbunden sein, insbesondere mit einer Innenfläche des Verschlusskörpers. Die Verbindung der Federklammer mit dem Verschlusskörper kann insbesondere unlösbar sein. Insbesondere kann die Federklammer mit dem Verschlusskörper über eine Niet-, Heizstempel- oder Schweißverbindung realisiert sein.
In dem Bereich des zumindest einen Schenkels der Federklammer, in dem die Andruckfläche ausgebildet ist, kann das Federelement eine von dem Rampenkörper weg weisende Kröpfung aufweisen, wobei ein gebogener Abschnitt der Kröpfung die Andruckfläche ausbildet. Dies hat den Vorteil, dass die Andruckfläche eine verrundete Kontur aufweist, was das Abgleiten auf einer Rampe des Rampenkörpers erleichtert und Beschädigungen an der Rampe vorbeugt.
In Ausführungen kann der Abschnitt des Schenkels der Federklammer, in dem die Kröpfung ausgebildet ist, mit der Axialrichtung einen Winkel zwischen 0 bis 80°, insbesondere zwischen 10 und 40°, einschließen. Der entsprechende Abschnitt des Schenkels der Federklammer, in dem die Kröpfung ausgebildet ist, kann insbesondere gegenüber der Basis nach radial innen umgebogen sein. Hiermit ist der Vorteil verbunden, dass die Andruckfläche auch im Normalbetriebszustand sehr einfach und platzsparend an die zumindest eine Rampe des Rampenkörpers heran geführt werden kann, sodass eine entsprechende Vorspannung der Federklammer gegeben ist.
Gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels kann vorgesehen sein, dass der Grundkörper und/oder die Verschlusskappe im Wesentlichen aus Kunststoff besteht, insbesondere aus einem thermoplastischem Kunststoff. Insbesondere bestehen sowohl der Grundkörper als auch die Verschlusskappe aus einem Kunststoff, insbesondere aus einem thermoplastischen Kunststoff, insbesondere aus demselben Kunststoff.
In Ausführungen kann der Grundkörper an seiner Innenseite, d.h. der Seite, die in dem Montagezustand zum Batteriegehäuse weist, eine umlaufende Gehäusedichtung aufweisen, die die Gasdurchtrittsöffnung vollständig umläuft. Die Gehäusedichtung kann eine umlaufende Dichtnut umfassen, in die ein umlaufendes Dichtelement eingelegt ist. Die Dichtnut kann insbesondere axial ausgerichtet sein und/oder das Dichtelement ein axial wirksames Dichtelement sein. In anderen Ausführungen kann die Gehäusedichtung aber auch eine an den Grundkörper angespritzte Dichtung, insbesondere aus einem Elastomer oder TPE, umfassen oder zumindest eine aus dem Material des Grundkörpers gebildete Dichtlippe.
In dem Normalbetriebszustand ist die Verschlusskappe in ihrer Ausgangslage von dem Grundkörper zumindest bereichsweise beabstandet, um in dem Normalbetriebszustand eine Be-/Entlüftung durch die Gasdurchtrittsöffnung des Grundkörpers zu ermöglichen.
In Ausführungen kann vorgesehen sein, dass die Verschlusskappe gegenüber dem Grundkörper vorgespannt ist, insbesondere entgegen der Richtung des im Montagezustand aus dem Innenraum des Batteriegehäuses in die Umgebung führenden Strömungswegs.
Die Gasdurchtrittsöffnung ist von einer Membran abgedeckt, insbesondere einer Membran, die den Durchtritt von gasförmigen Medien erlaubt, jedoch den Durchtritt von flüssigen und/oder festen Medien unterbindet.
Alternativ kann in Ausführungen die Membran eine Membran sein, die die Gasdurchtrittsöffnung hermetisch verschließt, d.h. die Membran kann auch eine fluidundurchlässige Membran sein.
In Ausführungen kann die Membran eine Mindestbreite und/oder eine Mindestlänge oder einen Mindest-Außendurchmesser von gleich oder größer 20 mm haben. Eine Dicke der Membran kann um mindestens das 20-fache, vorzugsweise um mindestens das 40-fache, insbesondere um mindestens das 100-fache, kleiner sein als die Mindestbreite und/oder die Mindestlänge oder der Mindest-Außendurchmesser. Die Membrandicke kann 1 Mikrometer bis 5 Millimeter betragen, wobei eine Membrandicke von 0,1 bis 2 mm, insbesondere 0,15 bis 0,5 mm, bevorzugt wird. Die Membran kann dazu geeignet sein, einer Dichtheitsanforderung von wenigstens 100 bis 3000 mm Wassersäule (WS) zu genügen. Die Membran kann aus Kunststoff, insbesondere aus einem thermoplastischen Kunststoff, beispielsweise aus Polytetrafluorethylen (PTFE), gebildet sein.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Membran an einer bezüglich einer bestimmungsgemäßen Montage an dem Batteriegehäuse inneren Seite des Grundkörpers vorliegen. Dies hat den Vorteil, das die Membran bei einer Innendruckbelastung sicherer am Grundkörper gehalten werden kann, da die Innendruckbelastung die Membran zusätzlich auf den Grundkörper presst. Insbesondere kann die Membran mit einem die Gasdurchtrittsöffnung an einer inneren Seite des Grundkörpers umlaufenden Rand der Gasdurchtrittsöffnung verbunden sein. Insbesondere kann die Membran mit dem Grundkörper umlaufend verklebt oder verschweißt sein.
Gemäß einer noch weiteren Ausführungsform kann die Membran innenseitig von zumindest einem Stützgitter zumindest teilweise übergriffen werden, wobei das Stützgitter insbesondere den Querschnitt der Gasdurchtrittsöffnung vollständig überspannt. Das Stützgitter ist dazu vorgesehen, die Membran bei einer von außen einwirkenden Druckbelastung zu stützen und eine unzulässige Verformung oder gar Zerstörung zu verhindern. Praktisch kann eine äußere Druckbelastung beispielsweise durch eine relative Luftdruckerhöhung oder die Einwirkung einer Wassersäule auftreten. Das Stützgitter kann insbesondere aus einem metallischen Werkstoff bestehen und, insbesondere unlösbar, mit dem Grundkörper verbunden sein. Das Stützgitter kann eine Vielzahl an Gitteröffnungen aufweisen, zwischen denen eine Vielzahl von Gitterstegen verläuft. Eine Abmessung der Gitteröffnungen kann in Richtung ihrer geringsten Öffnungsweite 0,8 bis 12,0 mm, insbesondere 1,0 bis 3,0 mm, betragen. Neben einer Stützfunktion bei äußerer Druckbelastung erfüllt das Stützgitter auch eine gewisse Partikelabscheidefunktion im Notentgasungsfall, da hierdurch bei einem Defekt zumindest einer im Batteriegehäuse angeordneten Batteriezelle entstehende Partikel zurückgehalten werden können.
Schließlich kann die Druckausgleichsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform einen Notentgasungsdorn aufweisen, der sich an einer Außenseite der Membran entgegen der Richtung des im Montagezustand aus dem Innenraum des Batteriegehäuses in die Umgebung führenden Strömungswegs zur Membran erstreckt. Insbesondere kann der Notentgasungsdorn am Grundkörper vorliegen, insbesondere an einem an dem Grundkörper angeordneten Rampenkörper ausgebildet sein.
Eine Spitze des Notentgasungsdorns kann im Normalbetriebszustand in einem vorbestimmten Abstand von einer äußeren Membranoberfläche vorliegen. Der Notentgasungsdorn ist im Ruhezustand (keine Differenzdruckbelastung) in einem vorbestimmten Abstand zur Membranoberfläche angeordnet. Unter Druckbelastung (relativer Innenüberdruck) wird sich die Membrane in Richtung Außenraum ausbeulen und bei Erreichen eines Grenzdrucks auf Anlage an der Spitze des Notentgasungsdorns kommen. Aufgrund seiner Spitze erzeugt der Notentgasungsdorn dann eine gezielte Schwächung der Membran, so dass diese reißt. Dies dient der Sicherstellung einer möglichst flink reagierenden Notentgasungsfunktion, was wichtig ist, um bei einem plötzlichen Innendruckanstieg in dem Batteriegehäuse sicherstellen zu können, dass die Gehäusestruktur intakt bleibt. Durch eine Variation des Abstandes der Spitze des Notentgasungsdorns von der Membranoberfläche ist der Notentgasungsdruck einstellbar.
Erfindungsgemäßes Batteriegehäuse
Ein erfindungsgemäßes Batteriegehäuse ist insbesondere ein Batteriegehäuse einer Traktionsbatterie, insbesondere eines Kraftfahrzeugs. Das Batteriegehäuse weist eine Druckausgleichsöffnung auf, wobei mit einem Rand der Druckausgleichsöffnung eine Druckausgleichsvorrichtung verbunden ist. Bei der Druckausgleichsvorrichtung handelt es sich um eine Druckausgleichsvorrichtung gemäß der Erfindung.
Alle Merkmale, Merkmalskombinationen sowie deren spezifische technische Vorteile, die im Rahmen der erfindungsgemäßen Druckausgleichsvorrichtung offenbart werden sind auf das erfindungsgemäße Batteriegehäuse übertragbar und vice versa.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es zeigen:

1 eine Draufsicht einer Druckausgleichsvorrichtung nach einer Ausführungsform der Erfindung;
2 einen Schnitt A-A gemäß 1, Druckausgleichsvorrichtung im Normalbetriebszustand;
3 einen Schnitt A-A gemäß 1, Druckausgleichsvorrichtung im Notentgasungszustand;
4 einen Schnitt B-B gemäß 1, Druckausgleichsvorrichtung im Normalbetriebszustand;
5 einen Schnitt B-B gemäß 1, Druckausgleichsvorrichtung im Notentgasungszustand;
6 eine isometrische Ansicht der Druckausgleichsvorrichtung nach der dritten Ausführungsform.

Ausführungsform(en) der Erfindung
In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen. Merkmale oder Merkmalskombinationen, welche in Zusammenhang mit einer bestimmten Ausführungsform offenbart sind, sind - wenn nicht explizit ausgeschlossen - auch auf die anderen Ausführungsformen übertragbar.
Alle Abbildungen zeigen die erfindungsgemäße Druckausgleichsvorrichtung 10 in einem eingebauten Zustand mit einem Abschnitt einer Wandung eines Batteriegehäuses 100.
In 1 ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Druckausgleichsvorrichtung 10 in einer Draufsicht gezeigt, während 2 den Schnitt A-A im Normalbetriebszustand zeigt. Die Druckausgleichsvorrichtung 10 weist einen Grundkörper 1 auf, der über Befestigungselemente 11, beispielsweise Schrauben, an einer Wandung eines Batteriegehäuses 100 befestigt ist. Der Grundkörper 1 weist eine Gasdurchtrittsöffnung 13 auf, die an einer Außenseite 17 von einer Verschlusskappe 2 abgedeckt ist. Im Batteriegehäuse 100 ist eine Druckausgleichsöffnung 101 vorgesehen, wobei die Druckausgleichsvorrichtung 10 in einem Randbereich der Druckausgleichsöffnung 101 mit der Wandung des Batteriegehäuses 100 verbunden ist. Ein bei einem Defekt einer in dem Batteriegehäuse 100 angeordneten Batteriezelle entstehender Überdruck kann durch die Druckausgleichsöffnung 101 des Batteriegehäuses 100 entweichen und wird der Gasdurchtrittsöffnung 13 des Grundkörpers 1 zugeführt.
Der Grundkörper 1 ist den Rand der Druckausgleichsöffnung 101 umlaufend fluiddicht gegenüber dem Batteriegehäuse 100 abgedichtet.
Hierzu hat der Grundkörper 1 an seiner Innenseite 16 eine die Gasdurchtrittsöffnung 13 umlaufende Gehäusedichtungsnut 12, in der eine Gehäusedichtung 12 angeordnet ist. Die Gasdurchtrittsöffnung 13 ist als fluiddurchlässiger Querschnitt in einem von dem Rand 131 der Gasdurchtrittsöffnung 13 umschlossenen Innenraum gebildet. Die Gehäusedichtung 3 hat einen bauchigen Querschnitt, sodass diese auch im unmontierten Zustand sicher in der Gehäusedichtungsnut 12 gehalten ist. Bei der Gehäusedichtung 3 handelt es sich um eine Axialdichtung, die ihre Dichtwirkung durch relative axiale Verpressung des Grundkörpers 1 gegenüber dem Batteriegehäuse 100 entfaltet.
Die Verschlusskappe 2 deckt im Normalbetriebszustand der Druckausgleichsvorrichtung 10 die Gasdurchtrittsöffnung 13 ab, wobei zwischen Grundkörper 1 und Verschlusskappe 2 jedoch ein Gasdurchtrittsquerschnitt gebildet ist, sodass im Normalbetriebszustand ein Druckausgleich zwischen dem Batteriegehäuse und der Umgebung sowie umgekehrt stattfinden kann. Der Gasdurchtrittsquerschnitt ist insbesondere zwischen einem nach außen 17 weisenden umlaufenden Rand der Gasdurchtrittsöffnung des Grundkörpers 1 und einer Innenseite der Verschlusskappe 2 gebildet. Die Funktion der Verschlusskappe 2 besteht in erster Linie darin, eine die Gasdurchstrittsöffnung 13 überspannende Membran 8 (siehe 6) im Normalbetriebszustand vor externen Beschädigungen zu schützen.
Die Verschlusskappe 2 ist über eine Rampen-Befestigungsvorrichtung 9 mit dem Grundkörper 1 verbunden.
Die Rampen-Befestigungsvorrichtung 9 umfasst einen ortsfest am Grundkörper 1 vorliegenden Rampenkörper 5 sowie ein ortsfest an der Verschlusskappe vorliegendes Andruckelement 6. Der Rampenkörper 5 umfasst zwei Rampen 51,52, die an einander abgewandten Seiten des Rampenkörpers 5 ausgebildet sind. Das Andruckelement 6 ist als Federklammer ausgebildet und übt im Bereich von zwei Andruckflächen 611 (siehe 3) eine Anpresskraft auf die jeweiligen Rampen 51,52 des Rampenkörpers 5 aus.
Da die Rampen 51,52 im Bereich einer Anlageposition der Andruckflächen 611 des Andruckelements 6 im Normalbetriebszustand in einer von innen 16 nach außen 17 weisenden Richtung ansteigen, wird im gegenseitigen Kontakt des Andruckelements 6 und des Rampenkörpers 5 eine in Axialrichtung L wirkende Schließkraft erzeugt, die die Verschlusskappe 2 im Normalbetriebszustand an den Grundkörper 1 presst.
Der Rampenkörper 5 erstreckt sich innerhalb eines Querschnitts der Gasdurchtrittsöffnung 13, insbesondere mittig im Querschnitts der Gasdurchtrittsöffnung 13.
Im Fall einer Fehlfunktion einer in dem Batteriegehäuse 100 angeordneten Batteriezelle entsteht ein Gehäuseinnendruck, der auf eine Innenseite der Verschlusskappe 2 einwirkt und eine in Axialrichtung L gerichtete Öffnungskraft auf die Verschlusskappe 2 ausübt. Übersteigt die Öffnungskraft einen vorbestimmten Grenzwert, der die Anpresskraft im Normalbetriebszustand übersteigt, wird die Verschlusskappe 2 in Axialrichtung L vom Grundkörper abgehoben, d.h. relativ zum Grundkörper 1 axial verlagert.
Hierbei wird die Federklammer 6 radial aufgeweitet und die Andruckflächen 611 gleiten auf den Rampen 51,52 des Rampenkörpers 5 ab. Die zur Überführung der Druckausgleichsvorrichtung 10 nötige Öffnungskraft lässt sich präzise durch eine Dimensionierung der im Kontakt zwischen Rampenkörper 5 und Andruckelement 6 herrschenden Reibungsverhältnisse sowie eine entsprechende Einstellung des Rampenwinkels bestimmen.
3 zeigt die Druckausgleichsvorrichtung in ihrem Notentgasungszustand, in dem die Verschlusskappe 2 axial verlagert wurde und von dem Grundkörper 1 getrennt ist. Aufgrund der vollständigen Abtrennung kann für einen Strömungsweg S bei der Notentgasung ein maximaler Durchlassquerschnitt zur Verfüfung gestellt werden, was vorteilhaft ist, um einen zügigen Druckabbau im Batteriegehäuse sicherzustellen.
In 3 sind die Struktur des Rampenkörpers 5 und des Andruckelements 6 gut zu erkennen. Die Rampen 51,52 des Rampenkörpers 5 umfassen einen ersten Rampenabschnitt 510,520, in dem die Andruckflächen 611 des Andruckelements 6 im Normalbetriebszustand anliegen. Die Rampenabschnitte 510,520 weisen einen ersten Steigungswinkel auf, der 30 bis 85°, insbesondere 45 bis 75° beträgt. Die Steigung im ersten Rampenabschnitt 510,520 beeinflusst die Anpresskraft im Normalbetriebszustand maßgeblich und bestimmt die zur Überführung der Druckausgleichsvorrichtung 10 in den Notentgasungszustand notwendige Öffnungskraft, sodass hierüber der Öffnungsdruck der Druckausgleichsvorrichtung 10 festgelegt wird. In Richtung des Strömungsweg S bei der Notentgasung an den ersten Rampenabschnitt 510,520 anschließend weisen die Rampen 51,52 jeweils einen weiteren Rampenabschnitt 513,523 auf, der in Richtung des Strömungsweg S bei der Notentgasung, d.h. von innen 16 nach außen 17, abfällt. Zwischen dem ersten Rampenabschnitt 510,520 und dem weiteren Rampenabschnitt 513,523 befindet sich ein Übergangsbereich.
Sobald die Verschlusskappe axial soweit verlagert wurde, dass sich die Andruckflächen 611 des Andruckelements 6 jenseits des Übergangsbereichs befinden, ist die Öffnungsbewegung der Verschlusskappe 2 irreversibel, sodass diese vom Grundkörper 1 abgetrennt wird.
Das Andruckelement 6 ist an einer Innenseite der Verschlusskappe 2 befestigt, etwa verschraubt, vernietet oder durch eine Heizstempelverbindung mit der Verschlusskappe 2 verbunden. Das Andruckelement 6 ist als Federklammer ausgebildet, welche zwei Schenkel 61 aufweist, die sich mit einer Axialkomponente zu dem Grundkörper 1 erstrecken. Die Schenkel 61 sind durch eine Basis 62 verbunden, über die das Andruckelement 6 mit der Verschlusskappe 2 verbunden ist. Das Andruckelement 6 besteht bevorzugt aus einem metallischen Werkstoff, etwa einem Federstahl. Die Schenkel 61 des Andruckelements 6 weisen jeweils eine Kröpfung 613 auf, die einen nach radial außen umgebogenen Abschnitt umfasst, der jeweils eine Andruckfläche 611 ausbildet, die in Kontakt mit den Rampen 51,52 des Rampenkörpers bringbar ist. Die Andruckflächen 611 weisen hierdurch eine verrundete Kontur auf und können daher auf den Rampen 51,52 abgleiten ohne Oberflächenbeschädigungen zu verursachen.
Der Abschnitt des Schenkels 61 der Federklammer, in dem die Kröpfung 613 ausgebildet ist, schließt mit der Axialrichtung L einen Winkel zwischen 0 bis 80°, insbesondere zwischen 10 und 40°, ein. Der entsprechende Abschnitt des Schenkels 61 der Federklammer, in dem die Kröpfung 613 ausgebildet ist, ist gegenüber der Basis 62 nach radial innen umgebogen. Hiermit ist der Vorteil verbunden, dass die Andruckfläche 611 im Normalbetriebszustand sehr einfach und platzsparend an die zumindest eine Rampe 51,52 des Rampenkörpers 5 heran geführt werden kann, sodass eine entsprechende Vorspannung der Federklammer gegeben ist.
In den 4 und 5 ist die Druckausgleichsvorrichtung 10 gemäß der dritten Ausführungsform im Schnitt B-B der 1 gezeigt. Hierbei ist insbesondere die Befestigung des Rampenkörpers 5 am Grundkörper gut zu erkennen. Der Rampenkörper 5 ist über einen Befestigungssteg 14, der die Gasdurchtrittsöffnung 13 überspannt mit dem Grundkörper verbunden. Der Befestigungssteg 14 erstreckt sich in Radialrichtung kann aber in Ausführungen auch tangential verlaufen. Der Befestigungssteg 14 ist zusammen mit dem Rampenkörper 15 und dem Grundkörper 1 einteilig, insbesondere einteilig aus einem thermoplastischen Kunststoff gespritzt.
6 zeigt schließlich eine isometrische Schnittansicht gemäß Schnitt A-A der 1 der dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Druckausgleichsvorrichtung 10. Hierin ist das Zusammenspiel der Vorrichtungsbestandteile gut zu erkennen. Insbesondere ist der strömungsoptimierte Querschnitt des Befestigungsstegs 14 zu sehen, der mit anströmseitigen (innen) und abströmseitigen (außen) Verrundungen versehen ist, um die Strömung S im Notentgasungsfall möglichst wenig zu beeinflussen.
Ferner weist die Druckausgleichsvorrichtung 10 eine Membran 8 auf, die die Gasdurchtrittsöffnung 13 überspannt. Die Membran 8 ist an einer Innenseite des Grundkörpers 1 angeordnet und in Bereich des Randes 131 der Gasdurchtrittsöffnung 13 mit dem Grundkörper 1 verbunden, etwa verklebt oder verschweißt. Die Membran 8 kann insbesondere eine semipermeable Membran sein, die den Durchtritt von gasförmigen Stoffen gestattet, den Druchtritt von flüssigen oder festen Stoffen jedoch verhindert. Die Membran 8 ermöglicht es, dass die Druckausgleichsvorrichtung 10 im Normalbetriebszustand einen Druckausgleich zwischen dem Batteriegehäuse und der Umgebung und umgekehrt erlaubt. Dies ist bei der praktischen Implementierung der Druckausgleichsvorrichtung 10 wichtig, um schädliche Einflüsse auf die Struktur eines Batteriegehäuses aufgrund von relativen Luftdruckänderungen und/oder Wassersäulen zu vermeiden. Die Membran 9 ist ferner von einem Stützgitter 81 hintergriffen, das die Membran 8 innenseitig überspannt. Das Stützgitter 81 ist fluiddurchlässig und weist eine Vielzahl an Gitteröffnungen auf, zwischen denen eine Vielzahl von Gitterstegen verläuft. Das Stützgitter 81 ist dazu vorgesehen, die Membran 8 bei einer von außen einwirkenden Druckbelastung zu stützen und eine unzulässige Verformung oder gar Zerstörung zu verhindern. Das Stützgitter 81 kann einteilig mit dem Grundkörper 1 ausgebildet sein oder als separates Bauteil. Insbesondere weist das Stützgitter 81 einen metallischen Werkstoff aus oder besteht daraus. Das Stützgitter 81 kann insbesondere unlösbar mit dem Grundkörper 1 verbunden sein, beispielsweise über eine Heizstempelverbindung.
Schließlich weist die Druckausgleichsvorrichtung 10 einen Notentgasungsdorn 7 auf. Dieser erstreckt sich zur Membran 8 hin und ist im Ruhezustand (keine Differenzdruckbelastung) in einem vorbestimmten Abstand zur äußeren Membranoberfläche angeordnet. Unter Druckbelastung (relativer Innenüberdruck) wird sich die Membrane 8 nach außen hin ausbeulen und bei Erreichen eines Grenzdrucks auf Anlage an der Spitze 71 des Notentgasungsdorns 7 kommen. Aufgrund seiner Spitze 71 erzeugt der Notentgasungsdorn 7 dann eine gezielte Schwächung der Membran 8, so dass diese reißt. Dies dient der Sicherstellung einer möglichst flink reagierenden Notentgasungsfunktion, was wichtig ist, um bei einem plötzlichen Innendruckanstieg in dem Batteriegehäuse sicherstellen zu können, dass die Gehäusestruktur intakt bleibt. Durch eine Variation des Abstandes der Spitze 71 des Notentgasungsdorns 7 von der Membranoberfläche 8 ist der Notentgasungsdruck einstellbar.
Nach dem Bersten der Membran 8 gelangt ein relativer Überdruck in einen nach außen hin von der Verschlusskappe 2 abgedeckten Innenraum des Grundkörpers 1, sodass der Überdruck auf die Verschlusskappe 2 einwirken kann und die Verschlusskappe 2 wie oben beschrieben vom Grundkörper 1 abgetrennt wird.
Der Notentgasungsdorn 7 ist einteilig mit dem Rampenkörper 5 ausgebildet. Insbesondere ist der Notentgasungsdorn 7 zusammen mit dem Rampenkörper 5, dem Befestigungssteg 14 und dem Grundkörper 1 einteilig, insbesondere einteilig aus einem thermoplastischen Kunststoff gespritzt.
Bezugszeichenliste

100: Batteriegehäusewand
101: Druckausgleichsöffnung des Batteriegehäuses
10: Druckausgleichsvorrichtung
1: Grundkörper
11: Befestigungselemente
12: Gehäusedichtungsnut
13: Gasdurchstrittsöffnung
131: Rand der Gasdurchstrittsöffnung
14: Befestigungssteg
16: Innenseite
17: Außenseite
2: Verschlusskappe
3: Gehäusedichtung
5: Rampenkörper
51, 52: Rampen des Rampenkörpers
510,520: Erster Rampenabschnitt
513,523: Weiterer Rampenabschnitt
6: Andruckelement, Federelement
61: Schenkel des Federelements
611: Andruckfläche
613: Kröpfung
62: Basis des Federelements
7: Notentgasungsdorn
71: Spitze des Notentgasungsdorns
8: Membran
81: Stützgitter
9: Rampen-Befestigungsvorrichtung
L: Axialrichtung
S: Strömungsweg bei Notentgasung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012022346 B4 [0004]
DE 102020109148 A1 [0006]

Claims

Druckausgleichsvorrichtung (10) für ein Batteriegehäuse (100), insbesondere für ein Batteriegehäuse einer Traktionsbatterie, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, - die einen fluiddicht mit einem Rand einer Druckausgleichsöffnung (101) des Batteriegehäuses (100) verbindbaren Grundkörper (1) aufweist, der zumindest eine Gasdurchtrittsöffnung (13) aufweist, - wobei die Druckausgleichsvorrichtung (10) eine Verschlusskappe (2) aufweist, die bei Überschreiten einer vorbestimmten Druckdifferenz zwischen einem Innenraum des Batteriegehäuses (100) und einer Umgebung des Batteriegehäuses (100) aus einer Ausgangslage in einem Normalbetriebszustand der Druckausgleichsvorrichtung (10) in Axialrichtung auslenkbar ist, um die Druckausgleichsvorrichtung (10) in einen Notentgasungszustand zu überführen, - wobei in dem Normalbetriebszustand die Verschlusskappe (2) in ihrer Ausgangslage von dem Grundkörper (1) zumindest bereichsweise beabstandet ist, um in dem Normalbetriebszustand eine Be-/Entlüftung durch die Gasdurchtrittsöffnung des Grundkörpers (1) zu ermöglichen, - wobei die Gasdurchtrittsöffnung (13) von einer Membran (8) abgedeckt ist, insbesondere einer Membran (8), die den Durchtritt von gasförmigen Medien erlaubt, jedoch den Durchtritt von flüssigen und/oder festen Medien unterbindet, dadurch gekennzeichnet, dass - die Verschlusskappe (2) und der Grundkörper (1) durch eine Rampen-Befestigungsvorrichtung (9) verbunden sind, die zumindest einen sich in Axialrichtung erstreckenden Rampenkörper (5) mit zumindest einer Rampe (51,52) aufweist, und - die Rampen-Befestigungsvorrichtung (9) zumindest ein Andruckelement (6) aufweist, das mit einer Anpresskraft auf die Rampe (51,52) des Rampenkörpers (5) gepresst wird, - wobei eines der Vorrichtungsbestandteile Rampenkörper (5) oder Andruckelement (6) am Grundkörper (1) und das andere an der Verschlusskappe (2) vorliegt, - wobei das Andruckelement (6) bei einer Auslenkung der Verschlusskappe (2) unter Einwirkung der Anpresskraft auf der Rampe (51,52) abgleitbar ist.
Druckausgleichsvorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die zumindest eine Rampe (51,52) des Rampenkörpers (5) in einer Richtung eines in einem Montagezustand aus dem Innenraum des Batteriegehäuses (100) in die Umgebung führenden Strömungswegs (S) ansteigt.
Druckausgleichsvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Rampenkörper (5) am Grundkörper (1) und das Andruckelement (6) an der Verschlusskappe (2) vorliegt.
Druckausgleichsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Rampenkörper (5) innerhalb eines Querschnitts der Gasdurchtrittsöffnung (13) vorliegt, wobei insbesondere der Rampenkörper (5) über zumindest einen sich von dem Rand (131) der Gasdurchtrittsöffnung (13) erstreckenden Befestigungssteg (14) mit dem Grundkörper (1) verbunden ist.
Druckausgleichsvorrichtung (10) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei der Rampenkörper (5) zwei Rampen (51,52) aufweist, die an einander abgewandten Seiten des Rampenkörpers (5) vorliegen, insbesondere an in Radialrichtung einander abgewandten Seiten, wobei insbesondere auf beide Rampen (51,52) ein Andruckelement (6) mit einer Anpresskraft gepresst wird, das bei einer Auslenkung der Verschlusskappe (2) unter Einwirkung der Anpresskraft auf den Rampen (51,52) abgleitbar ist.
Druckausgleichsvorrichtung (10) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei zumindest eine Rampe (51,52) des Rampenkörpers (5) einen ersten Rampenabschnitt (510,520) aufweist, der einen vorbestimmten Steigungswinkel zwischen 30 und 85°, insbesondere zwischen 45 und 75°, aufweist.
Druckausgleichsvorrichtung (10) nach Anspruch 6, wobei zumindest eine der Rampen (51,52) des Rampenkörpers (5) einen weiteren Rampenabschnitt (513,523) aufweist, der sich in Richtung des im Montagezustand aus dem Innenraum des Batteriegehäuses (100) in die Umgebung führenden Strömungswegs (S) an den ersten Rampenabschnitt (510,520) anschließt, wobei der weitere Rampenabschnitt (513,523) in der Richtung des im Montagezustand aus dem Innenraum des Batteriegehäuses (100) in die Umgebung führenden Strömungswegs (S) abfällt.
Druckausgleichsvorrichtung (10) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei das Andruckelement (6) zumindest ein Federelement (6) umfasst, insbesondere zumindest ein Blattfederelement, wobei insbesondere das Federelement (6) einen metallischen Federwerkstoff aufweist oder daraus besteht.
Druckausgleichsvorrichtung (10) nach Anspruch 8, wobei das Federelement (6) eine Federklammer (6) mit zumindest zwei Schenkeln (61) ist, wobei an zumindest einem der Schenkel (61) eine Andruckfläche (611) ausgebildet ist, die mit der zumindest einen Rampe (51,52) des Rampenkörpers (5) in Kontakt steht oder bringbar ist.
Druckausgleichsvorrichtung (10) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die Verschlusskappe (2) gegenüber dem Grundkörper (1) vorgespannt ist, insbesondere entgegen der Richtung des im Montagezustand aus dem Innenraum des Batteriegehäuses (100) in die Umgebung führenden Strömungswegs (S).
Druckausgleichsvorrichtung (10) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die Membran (8) an einer bezüglich einer bestimmungsgemäßen Montage an dem Batteriegehäuse (100) inneren Seite des Grundkörpers (1) vorliegt, wobei insbesondere die Membran (8) mit einem die Gasdurchtrittsöffnung (13) an einer inneren Seite des Grundkörpers (1) umlaufenden Rand (131) der Gasdurchtrittsöffnung (13) verbunden ist.
Druckausgleichsvorrichtung (10) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die Membran (8) innenseitig von einem Stützgitter (81) zumindest teilweise übergriffen wird, wobei das Stützgitter (81) insbesondere den Querschnitt der Gasdurchtrittsöffnung (13) vollständig überspannt.
Druckausgleichsvorrichtung (10) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die Druckausgleichsvorrichtung (10) einen Notentgasungsdorn (7) aufweist, der sich an einer Außenseite der Membran (8) entgegen der Richtung des im Montagezustand aus dem Innenraum des Batteriegehäuses (100) in die Umgebung führenden Strömungswegs (S) zur Membran (8) erstreckt, wobei insbesondere der Notentgasungsdorn (7) an einem an dem Grundkörper (1) angeordneten Rampenkörper (5) ausgebildet ist.
Batteriegehäuse (100), insbesondere Batteriegehäuse einer Traktionsbatterie, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, das eine Druckausgleichsöffnung (101) aufweist, wobei mit einem Rand der Druckausgleichsöffnung (101) eine Druckausgleichsvorrichtung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckausgleichsvorrichtung eine Druckausgleichsvorrichtung (10) nach einem der vorigen Ansprüche ist.