DE102022109076A1 - Ventilmontage an ein Gehäuse eines elektrischen Energiespeichers - Google Patents

Ventilmontage an ein Gehäuse eines elektrischen Energiespeichers Download PDF

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Robert WIEMANN
Martin Umbreit
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MAN Truck and Bus SE
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/308Detachable arrangements, e.g. detachable vent plugs or plug systems

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung (20) zum Montieren an ein Gehäuse (18) eines elektrischen Energiespeichers (12) eines Kraftfahrzeugs (10). Die Vorrichtung (20) weist einen Trägerkörper (24) zum Befestigen an einer Außenseite des Gehäuses (18) des elektrischen Energiespeichers (12) in einem Montagezustand und ein Ventil (26), vorzugsweise Entgasungs- und/oder Druckausgleichventil, auf, das in dem Montagezustand des Trägerkörpers (24) als Ganzes an dem Trägerkörper (24) befestigbar und in dem Montagezustand des Trägerkörpers (24) als Ganzes von dem Trägerkörper (24) lösbar ist. Vorteilhaft ist die Vorrichtung (20) besonders bauraumgünstig und wartungsfreundlich.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Montieren an ein Gehäuse eines elektrischen Energiespeichers und eine Verwendung der Vorrichtung. Die Erfindung betrifft ferner einen elektrischen Energiespeicher und ein Kraftfahrzeug.
  • Entgasungsventile für die Entgasung von Gehäusen elektrischer Energiespeicher für Kraftfahrzeuge im Überdruckfall sind an sich bekannt. Ebenso sind Druckausgleichventile zum Ausgleichen eines Drucks im Gehäuse mit einer Umgebung des Gehäuse bekannt. Es sind unterschiedliche Varianten für diese Ventile mit jeweiligen Vor- und Nachteilen bekannt.
  • Die DE 10 2014 111 041 A1 betrifft ein Entgasungsventil zur Entgasung eines Gehäuses einer Batterie eines Kraftfahrzeugs. Das Entgasungsventil umfasst eine Membran, die wasserdicht, aber atmungsaktiv ist. Ein Spannrahmen drückt die Membran gegen ein Auflageelement mit einer vorbestimmten Anpresskraft. Die Anpresskraft ist geringer als eine Auslösekraft, bei der sich die Membran von dem Auflageelement löst und einen Fluidkanal zwischen einem Innenraum des Gehäuses und einer Umgebung des Gehäuses freigibt.
  • DE 10 2017 214 754 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Ausgleich eines Innendrucks eines Batteriegehäuses für ein Kraftfahrzeug, mit einem Umgebungsdruck des Batteriegehäuses. Die Vorrichtung weist ein Druckausgleichselement auf, wobei das Druckausgleichselement wenigstens einen Elementkörper und eine an dem Elementkörper angeordnete Membran umfasst. Die Vorrichtung umfasst ferner ein Verbindungselement zum luftdichten Verbinden des Druckausgleichselements mit dem Gehäuse. Der Elementkörper weist eine Elastizität auf, aufgrund derer bei Vorliegen eines Innendrucks, welcher geringer ist als ein Grenzdruck, der Elementkörper luftdicht auf dem Verbindungselement aufliegt und bei Vorliegen eines Innendrucks, welcher größer ist als der Grenzdruck, der Elementkörper zum Austausch von Gas eine Öffnung zwischen dem Elementkörper und dem Verbindungselement freigibt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine verbesserte Vorrichtung mit einem Ventil zur Montage an ein Gehäuse eines elektrischen Energiespeichers zu schaffen.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung angegeben.
  • Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft eine Vorrichtung zum Montieren an ein Gehäuse eines elektrischen Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs, vorzugsweise Nutzfahrzeugs (z. B. Lastkraftwagen oder Omnibus). Die Vorrichtung weist einen (z. B. gegossenen) Trägerkörper zum Befestigen an einer Außenseite des Gehäuses des elektrischen Energiespeichers in einem Montagezustand auf. Die Vorrichtung weist ein Ventil, vorzugsweise (z. B. Überdruck-) Entgasungsventil und/oder (z. B. Permanent-) Druckausgleichventil, auf. Das Ventil ist (z. B. in dem Montagezustand) des Trägerkörpers (z. B. nur) als Ganzes an dem Trägerkörper befestigbar und (z. B. in dem Montagezustand) des Trägerkörpers (z. B. nur) als Ganzes von dem Trägerkörper lösbar.
  • Vorteilhaft ermöglicht die Vorrichtung, dass das eigentliche Ventil als Ganzes von dem Trägerkörper abnehmbar ist, wenn es bspw. beschädigt ist, ausgetauscht werden soll oder gewartet werden soll. Insbesondere bei einem Defekt des Ventils kann dieses somit sofort und ohne großen Aufwand einfach und schnell ausgetauscht werden. Dank des Trägerkörpers ist es nicht notwendig, etwa das Gehäuse des elektrischen Energiespeichers zu öffnen oder den Trägerkörper abzumontieren, wozu in jedem Fall ein aufwendiger Werkstattaufenthalt erforderlich wäre. Das Ventil kann direkt und komplett von dem Trägerkörper gelöst und demontiert werden, ohne dass hierfür weitere Arbeiten am Gehäuse oder dem Trägerkörper notwendig wären. Diese Arbeiten sind nur in dem großen Umfang nötig, wenn der Trägerkörper bei der Erstmontage bspw. von innerhalb des Gehäuses befestigt wird. Diese Befestigung des Trägerkörpers von innen kann weitere Vorteile bringen, die von dem geteilten Aufbau (Trägerkörper + Ventil) ebenfalls genutzt werden können. Die Demontage des Ventils als Ganzes kann zudem den Vorteil bieten, dass Einzelteile des Ventils bei der Demontage nicht beschädigt werden, zurückbleiben oder verloren gehen können.. Die Anordnung des Trägerkörpers außen am Gehäuse kann zudem besonders bauraumgünstig sein.
  • In einem Ausführungsbeispiel stellt das Ventil allein eine (z. B. Überdruck-) Entgasungsfunktionalität und/oder eine (z. B. Permanent-) Druckausgleichfunktionalität bereit. Alternativ oder zusätzlich stellt das Ventil eine (z. B. Überdruck-) Entgasungsfunktionalität und/oder eine (z. B. Permanent-) Druckausgleichfunktionalität ohne Zusammenwirken mit dem Trägerkörper bereit. Alternativ oder zusätzlich ist das Ventil dazu ausgebildet, zum Entgasen des Gehäuses reversibel oder irreversibel einen Fluiddurchgang durch sich hindurch zu schaffen, wenn ein auf das Ventil wirkender Druck einen Grenzwert überschreitet. Alternativ oder zusätzlich weist das Ventil eine atmungsaktive Membran für einen Druckausgleich auf. Vorteilhaft kann damit erreicht werden, dass kein aufwendiger Wechsel des Trägerkörpers mit ggf. notwendiger Öffnung des Gehäuses erforderlich ist, wenn alle zur Funktion der Entgasung und/oder des Druckausgleichs notwendigen Bauteile auszutauschen sind, da diese alle im Ventil integriert sind.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das Ventil ein Zusammenbau mehrerer miteinander zum Bereitstellen einer (z. B. Überdruck-) Entgasungsfunktionalität und/oder einer (z. B. Permanent-) Druckausgleichfunktionalität zusammenwirkender Bauteile. Alternativ oder zusätzlich kann das Ventil eine (z. B. atmungsaktive) Membran, eine Membranauflage, ein Gitter, einen Rahmen zum lösbaren Befestigen an dem Trägerkörper, einen Membranhalter und/oder einen Stoßkörper zum Durchstoßen einer Membran aufweisen.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das Ventil in dem Montagezustand des Trägerkörpers nur mittels eines Werkzeugs an dem Trägerkörper befestigbar (weil bspw. von Hand nicht greifbar) und/oder in dem Montagezustand des Trägerkörpers nur mittels eines Werkzeugs von dem Trägerkörper lösbar. Vorteilhaft kann damit ein unbeabsichtigtes oder unerlaubtes Lösen des Ventils zumindest erschwert werden.
  • In einer Ausführungsform weist das Ventil einen Befestigungsabschnitt zum lösbaren Befestigen an dem Trägerkörper auf, wobei der Befestigungsabschnitt des Ventils vorzugsweise an einem Außenumfang des Ventils angeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich weist der Trägerkörper eine Innenumfangswand zum lösbaren Befestigen des Ventils auf, wobei die Innenumfangswand vorzugsweise eine zentrale Durchgangsöffnung des Trägerkörpers begrenzt.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist der Trägerkörper als eine, vorzugsweise gegossene, Trägerplatte und/oder mit einer zentralen Durchgangsöffnung ausgeführt. Vorteilhaft kann der Trägerkörper damit auf einfache Weise und mit geringen Toleranzen hergestellt werden.
  • Vorzugsweise kann die Trägerplatte jegliche Form aufweisen, z. B. rund, rechteckförmig, mehreckförmig, rahmenförmig usw.
  • In einer Ausführungsvariante weist der Trägerkörper mehrere Befestigungselementaufnahmen zum Aufnehmen von Befestigungselementen auf, wobei die mehreren Befestigungselementaufnahmen an einer Rückseite des Trägerkörpers angeordnet sind. Vorteilhaft kann somit einerseits eine Befestigung an einer Außenseite des Gehäuses ermöglicht werden. Andererseits ermöglichen die Befestigungselementaufnahmen im Trägerkörper, dass auf Befestigungselementaufnahmen im Gehäuse verzichtet werden kann, die entsprechende Butzen mit großen Materialanhäufungen erfordern würden. Solche Butzen können nämlich insbesondere bei großen Gusskörpern, wie dem Gehäuse, dazu neigen, porös zu werden, wodurch sich ein Einfallstor für Feuchtigkeit von außen ergeben kann.
  • In einer weiteren Ausführungsvariante sind die mehreren Befestigungselementaufnahmen als Gewindelöcher, vorzugsweise Gewindesacklöcher, ausgeführt. Die Verwendung von Schrauben zur Befestigung des Trägerkörpers kann besonders vorteilhaft gegenüber anderen Befestigungstechniken, wie bspw. Einclipsen oder Bajonettverschluss, sein. Einclipsen und Bajonettverschluss verlangen nämlich bspw. eine sehr genaue Herstellung der Wandstärken mit sehr geringen Toleranzen, da sonst Undichtigkeiten entstehen oder gar nicht erst montiert werden kann. Dies kann schwierig bis gar nicht prozesssicher zu fertigen sein. Eine Verschraubung des Trägerkörpers überwindet hingegen die genannten Nachteile.
  • In einer weiteren Ausführungsvariante weist der Trägerkörper mehrere Butzen auf, die an einer Vorderseite des Trägerkörpers angeordnet sind und in denen jeweils eine der mehreren Befestigungselementaufnahmen angeordnet ist. Wie bereits erwähnt, kann somit auf entsprechende Butzen im Bereich des Gehäuses, die porös werden könnten usw., verzichtet werden.
  • In einem Ausführungsbeispiel sind die mehreren Befestigungselementaufnahmen in äußeren Eckbereichen des Trägerkörpers angeordnet.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel weist der Trägerkörper einen abschnittsweise oder vollständig umlaufenden Kragen auf, der an einer Vorderseite des Trägerkörpers angeordnet ist und das Ventil umgibt.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel umgibt der Kragen das Ventil mit einem umlaufenden Spalt, der derart dimensioniert ist, dass ein händisches Ergreifen des Ventils zumindest erschwert ist. Alternativ oder zusätzlich ist der Kragen als ein Griffschutz für das Ventil ausgeführt. Vorteilhaft lässt sich das Ventil somit nicht händisch demontieren, sodass eine fachgerechte Demontage durch hier erforderliches Fachpersonal sichergestellt werden kann.
  • In einer Ausführungsform weist die Vorrichtung ferner eine Dichtung, vorzugsweise ein (z. B. rohrförmiger) Dichtring, auf. Optional kann die Dichtung in einer umlaufenden (z. B. Tief-) Nut an einer Rückseite des Trägerkörpers angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die umlaufende Nut innerhalb des Kragens angeordnet sein. Vorteilhaft kann damit eine besonders bauraumsparende Anordnung der Nut und der Dichtung ermöglicht werden. Zudem kann der Kragen eine besonders große Nut mit einer entsprechend großen Dichtung für eine Verbesserung des Dichteffekts ermöglichen.
  • Vorzugsweise kann sich die Nut auch durch die Butzen der Trägerplatte erstrecken.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft eine Verwendung einer Vorrichtung wie hierin offenbart. Die Verwendung weist ein (z. B. werkzeugunterstütztes) Lösen des Ventils als Ganzes von dem Trägerkörper im Montagezustand des Trägerkörpers auf, vorzugsweise zum Reparieren, Warten oder Austauschen des Ventils. Vorteilhaft lassen sich damit die bereits unter Bezugnahme auf die Vorrichtung beschriebenen Vorteile erzielen.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft einen elektrischen Energiespeicher für ein Kraftfahrzeug. Der Energiespeicher weist ein (z. B. gegossenes) Gehäuse, ein Batteriemodul, das in dem Gehäuse angeordnet ist, und eine Vorrichtung wie hierin offenbart auf. Der Trägerkörper ist an einer Außenseite des Gehäuses angeordnet, vorzugsweise anliegend an der Außenseite (z. B. mit einer Rückseite des Trägerkörpers). Das Ventil ist von außerhalb des Gehäuses lösbar an dem Trägerkörper befestigt. Vorteilhaft lassen sich damit ebenfalls die bereits unter Bezugnahme auf die Vorrichtung beschriebenen Vorteile erzielen.
  • In einem Ausführungsbeispiel weist der Energiespeicher ferner mehrere Befestigungselemente, vorzugsweise Schrauben, auf, die sich (z. B. mit ihren Schraubenköpfen) an einer Innenseite des Gehäuses (z. B. direkt oder über Unterlegscheiben) abstützen und in oder an einer Rückseite des Trägerkörpers befestigt, vorzugsweise eingeschraubt, sind (z. B. in den mehreren Befestigungselementaufnahmen). Vorteilhaft lassen sich damit die bereits erläuterten Vorteile der Verschraubung gegenüber anderen Befestigungstechniken erzielen.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein Kraftfahrzeug, vorzugsweise Nutzfahrzeug (z. B. Lastkraftwagen oder Omnibus), aufweisend eine Vorrichtung wie hierin offenbart oder einen elektrischen Energiespeicher wie hierin offenbart. Vorteilhaft lassen sich damit ebenfalls die bereits unter Bezugnahme auf die Vorrichtung beschriebenen Vorteile erzielen.
  • Die zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen und Merkmale der Erfindung sind beliebig miteinander kombinierbar. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
    • 1 eine schematische Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
    • 2 eine schematische Vorderansicht einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
    • 3 eine erste schematische Schnittansicht durch die beispielhafte Vorrichtung von 2; und
    • 4 eine zweite schematische Schnittansicht durch die beispielhafte Vorrichtung von 2.
  • Die in den Figuren gezeigten Ausführungsformen stimmen zumindest teilweise überein, so dass ähnliche oder identische Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und zu deren Erläuterung auch auf die Beschreibung der anderen Ausführungsformen bzw. Figuren verwiesen wird, um Wiederholungen zu vermeiden.
  • Die 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 10. Das Kraftfahrzeug 10 ist vorzugsweise als ein Nutzfahrzeug, z. B. ein Lastkraftwagen oder ein Omnibus, ausgeführt. Beispielsweise kann der Lastkraftwagen einen (z. B. Lade-) Aufbau aufweisen oder als ein Sattelzugfahrzeug, wie in 1 dargestellt ist, ausgeführt sein.
  • Das Kraftfahrzeug 10 weist mindestens einen elektrischen Energiespeicher 12 auf. Bevorzugt ist das Kraftfahrzeug 10 elektrisch angetrieben. Der Energiespeicher 12 kann als eine Traktionsbatterie zum Bereitstellen von elektrischer Energie zum Antreiben des Kraftfahrzeugs 10 ausgebildet sein. Beispielsweise kann das Kraftfahrzeug 10 mittels eines zentralen Elektroantriebs, mittels mehrerer Elektroradnabenantriebe oder mehrerer radnaher Elektroantriebe angetrieben sein. Der Energiespeicher 12 kann beispielsweise extern über ein an einer Ladesteckdose des Kraftfahrzeugs 10 angeschlossenes elektrisches Ladekabel und/oder mittels Rekuperation geladen werden.
  • Bevorzugt kann der Energiespeicher 12 an einem Fahrzeugrahmen 14 des Kraftfahrzeugs 10 angebracht sein. Der Fahrzeugrahmen 14 kann beispielsweise als Gitterrahmen oder bevorzugt als Leiterrahmen ausgeführt sein. Der Energiespeicher 12 kann vorzugsweise außen an einem Hauptlängsträger des Leiterrahmens oder zwischen den beiden Hauptlängsträgern des Leiterrahmens angeordnet sein.
  • Der Energiespeicher 12 weist mindestens ein Batteriemodul 16 auf. Vorzugsweise weist der Energiespeicher 12 jedoch mehrere Batteriemodule 16 auf. Eine Anzahl an Batteriemodulen 16 kann frei wählbar an die jeweiligen Anforderungen angepasst sein. Die Batteriemodule 16 können über Leitungen (nicht dargestellt) elektrisch miteinander verbunden sein. Beispielsweise können die Batteriemodule 16 parallel geschaltet sein. Das mindestens eine Batteriemodul 16 weist bevorzugt mehrere gestapelte Batteriezellen auf.
  • Der Energiespeicher 12 weist ein Gehäuse 18 auf. Das mindestens eine Batteriemodul 16 ist in dem Gehäuse 18 angeordnet. Bevorzugt ist das Gehäuse 18 als ein Gussgehäuse, vorzugsweise ein Druckgussgehäuse, besonders bevorzugt ein Aluminiumlegierung-Druckgussgehäuse, ausgeführt.
  • Die 2 bis 4 zeigen einen Abschnitt des elektrischen Energiespeichers 12.
  • Der elektrische Energiespeicher 12 weist eine Vorrichtung 20 zum Montieren an das Gehäuse 18 auf. Die Vorrichtung 20 kann außerhalb des Gehäuses 18 angeordnet sein. Im Einzelnen kann das Gehäuse 18 eine Durchgangsöffnung 22 aufweisen. Die Durchgangsöffnung 22 kann ein Inneres des Gehäuses 18 mit einer Umgebung des Gehäuses 18 verbinden. Die Vorrichtung 20 kann die Durchgangsöffnung 22 abdecken.
  • Die Vorrichtung 20 weist einen Trägerkörper 24 und ein Ventil 26 auf. Besonders bevorzugt ist das Ventil 26 ein Entgasungs- und/oder Druckausgleichventil. Das Ventil 26 ist in den 2 bis 4 rein schematisch dargestellt. Insbesondere kann das Ventil 26 in einer Praxisanwendung eine andere Form und/oder eine andere Dimensionierung als in den 2 bis 4 aufweisen.
  • Der Trägerkörper 24 ist bevorzugt als eine Trägerplatte mit einer zentralen Durchgangsöffnung 28 ausgeführt. Vorzugsweise kann die Trägerplatte rechteckförmig bzw. rechteckrahmenförmig sein, wie in den 2 bis 4 dargestellt ist. Der Trägerkörper 24 kann beispielsweise ein Gusskörper aus einer Metalllegierung sein, z. B. ein Aluminiumlegierung-Druckgussköper.
  • Der Trägerkörper 24 ist in seinem Montagezustand an dem Gehäuse 18 befestigt. Der Trägerkörper 24 kann in seinem Montagezustand außerhalb des Gehäuses 18 angeordnet sein. Im Einzelnen kann eine Rückseite des Trägerkörpers 24 an einer Außenseite des Gehäuses 18 anliegen, vorzugsweise um die Durchgangsöffnung 22 herum.
  • Der Trägerkörper 24 kann in seinem Montagezustand von innerhalb des Gehäuses 18 lösbar am Gehäuse 18 befestigt sein. Im Einzelnen kann der Trägerkörper 24 mehrere Befestigungselementaufnahmen 30 aufweisen. Die Befestigungselementaufnahmen 30 können an einer Rückseite des Trägerkörpers 24 angeordnet sein. Die Befestigungselementaufnahmen 30 können von einer Rückseite des Trägerkörpers 24 zugänglich sein. Bevorzugt sind die Befestigungselementaufnahmen 30 als Sacklöcher ausgebildet. Die Befestigungselementaufnahmen 30 können ein Innengewinde aufweisen bzw. als Gewindelöcher, bevorzugt Gewindesacklöcher, ausgeführt sein.
  • Der Trägerkörper 24 kann mehrere (z. B. Schraub- oder Guss-) Butzen 32 aufweisen. Die Butzen 32 können an einer Vorderseite des Trägerkörpers 24 angeordnet sein. In jeder Butze 32 kann jeweils eine der Befestigungselementaufnahmen 30 angeordnet sein. Die Butzen 32 und die Befestigungselementaufnahmen 30 können in äußeren Eckbereichen des Trägerkörpers 24 angeordnet sein. Bevorzugt kann in jedem Eckbereich eine Butze 32 und eine Befestigungselementaufnahme 30 angeordnet sein. Beispielsweise können in vier Eckbereichen des rechteckförmigen Trägerkörpers 24 vier Butzen 32 mit vier Befestigungselementaufnahmen 30 angeordnet sein, wie in den 2 bis 4 dargestellt ist.
  • Der Trägerkörper 24 kann mittels mehrerer Befestigungselemente 34 lösbar an dem Gehäuse 18 befestigt sein. Die Befestigungselemente 34 können bevorzugt als Schrauben ausgeführt sein. Die Befestigungselemente 34 können sich an einer Innenseite des Gehäuses 18 abstützen. Beispielsweise können sich Schraubenköpfe der Befestigungselemente 34 an der Innenseite des Gehäuses 18 abstützen. Die Befestigungselemente 34 können sich durch Durchgangslöcher 36 des Gehäuses 18 erstrecken. Die Durchgangslöcher 36 können eine Innenseite des Gehäuses 18 mit einer Außenseite des Gehäuses 18 verbinden. Die Durchgangslöcher 36 können verteilt um die Durchgangsöffnung 22 herum angeordnet sein. Die Befestigungselemente 34 können in oder an einer Rückseite des Trägerkörpers 24 befestigt sein. Bevorzugt sind die Befestigungselemente 34 in den Befestigungselementaufnahmen 30 lösbar befestigt, besonders bevorzugt eingeschraubt.
  • Der Trägerkörper 24 kann einen abschnittsweise oder vollständig umlaufenden Kragen 38 aufweisen. Der Kragen 38 kann an einer Vorderseite des Trägerkörpers 24 angeordnet sein. Der Kragen 38 kann sich Materialabschnitte mit den Butzen 32 teilen. Der Kragen 38 kann bspw. rechteckrahmenförmig sein.
  • Der Kragen 38 kann das Ventil 26 umgeben. Im Einzelnen kann der Kragen 38 das Ventil 26 mit einem umlaufenden Spalt umgeben, der derart dimensioniert ist, dass ein händisches Ergreifen des Ventils 26 zumindest erschwert ist. Der Kragen 38 kann somit als ein Griffschutz für das Ventil 26 ausgeführt sein.
  • Der Trägerkörper 24 kann eine umlaufende Nut 40 aufweisen. Die Nut 40 kann an einer Rückseite des Trägerkörpers 24 innerhalb des Kragens 38 angeordnet sein. Die Nut 40 kann bspw. als eine Tiefnut ausgeführt sein. Beispielsweise kann eine Nutbreite der Nut 40 kleiner sein als eine Nuttiefe der Nut 40. Zum Beispiel kann die Nuttiefe mindestens 1 ,5-mal oder mindestens zweimal größer sein als die Nutbreite der Nut 40.
  • In der Nut 40 kann eine Dichtung 42, vorzugsweise ein Dichtring, angeordnet sein. Der Dichtring kann vorzugsweise rohrförmig sein, d. h., bspw. einen länglichen bzw. nicht-kreisrunden Querschnitt aufweisen. Die Dichtung 42 kann zwischen der Außenseite des Gehäuses 18 und der Rückseite des Trägerkörpers 24 abdichten.
  • Der Trägerkörper 24 kann das Ventil 26 lösbar tragen. Das Ventil 26 ist in dem Montagezustand des Trägerkörpers 24 als Ganzes an dem Trägerkörper 24 befestigbar. Ebenso ist das Ventil 26 in dem Montagezustand des Trägerkörpers 24 als Ganzes von dem Trägerkörper 24 zerstörungsfrei lösbar. Damit kann das Ventil 26 ohne Lösen des Trägerkörpers 24 vom Gehäuse 18 austauschbar sein. Damit kann das Ventil 26 wechselbar sein, wenn der Trägerkörper 24 am Gehäuse 18 befestigt ist.
  • Im Einzelnen kann der Trägerkörper 24 beispielsweise eine Innenumfangswand 44 zum lösbaren Befestigen des Ventils 26 aufweisen. Die Innenumfangswand 44 kann eine zentrale Durchgangsöffnung 28 des Trägerkörpers 24 begrenzen. Beispielsweise kann das Ventil 26 einen Befestigungsabschnitt 46 zum lösbaren Befestigen an dem Trägerkörper 24, bevorzugt der Innenumfangswand 44, aufweisen. Der Befestigungsabschnitt 46 des Ventils 26 kann an einem Außenumfang des Ventils 26 angeordnet sein.
  • Bevorzugt kann das Ventil 26 in dem Montagezustand des Trägerkörpers 24 nur mittels eines Werkzeugs (nicht in den Figuren dargestellt) an dem Trägerkörper 24 befestigt werden. In dem Montagezustand des Trägerkörpers 24 kann das Ventil 26 bevorzugt nur mittels eines Werkzeugs von dem Trägerkörper 24 gelöst werden. Bevorzugt kann das Werkzeug durch den Spalt zwischen dem Ventil 26 und dem Kragen 38 zum Befestigen oder Lösen des Ventils 26 hindurchgeführt werden. Bevorzugt kann der Befestigungsabschnitt 46 mittels des Werkzeugs an der Innenumfangswand 44 befestigt bzw. von dieser gelöst werden.
  • Das Ventil 26 kann eine Entgasungsfunktionalität zum Entgasen des Gehäuses 18 bereitstellen. Besonders bevorzugt wird die Entgasungsfunktionalität allein durch das Ventil 26 ohne ein Zusammenwirken von Ventil 26 und Trägerkörper 24 bereitgestellt. Die Entgasungsfunktionalität kann bevorzugt darin bestehen, dass in einem Überdruckfall im Inneren des Gehäuses 18, der bspw. durch ein thermisches Überhitzen des Batteriemoduls 16 verursacht sein kann, der Überdruck in eine Umgebung des Gehäuses 18 abgelassen werden kann.
  • Zusätzlich oder alternativ kann das Ventil 26 dazu ausgebildet sein, im Normalbetrieb auftretende Druckschwankungen zwischen innerhalb und außerhalb des Gehäuses 18, die beispielsweise durch Umgebungstemperaturschwankungen und Umgebungsdruckschwankungen bewirkt sein können, auszugleichen. Es ist auch möglich, dass das Ventil 26 wasserdicht, aber atmungsaktiv ist, sodass bspw. auftretende Luftfeuchtigkeit im Gehäuse 18 abgebaut werden kann.
  • Das Ventil 26 ist bevorzugt ein Zusammenbau mehrerer, miteinander zum Bereitstellen der Entgasungsfunktionalität und/oder der Druckausgleichfunktionalität zusammenwirkender Bauteile (nicht im Detail in den Figuren dargestellt). Je nach Anforderung kann das Ventil 26 dabei unterschiedliche Bauteile aufweisen. Beispielsweise kann das Ventil 26 eine (z. B. atmungsaktive) Membran, eine Membranauflage (z. B. ein Gitter), einen Rahmen (z. B. mit dem Befestigungsabschnitt 46) zum lösbaren Befestigen an dem Trägerkörper 24, einen Membranhalter (z. B. zum Klemmen der Membran) und/oder einen Stoßkörper zum Durchstoßen einer Membran (z. B. wenn diese sich überdruckbeaufschlagt wölbt) aufweisen. Alternativ zum Stoßkörper können bspw. auch andere Techniken zum Öffnen des Ventils 26 im Entgasungsfall verwendet werden.
  • Prinzipiell kann das Ventil 26 zum Entgasen des Gehäuses 18 im Überdruckfall, d. h., wenn ein auf das Ventil 26 wirkender Druck einen Grenzwert überschreitet, einen Fluiddurchgang durch sich selbst hindurch schaffen. Der Fluiddurchgang besteht damit insbesondere nicht zwischen dem Ventil 26 und dem Trägerkörper 24, sondern innerhalb des Ventils 26 selbst. Dieser Fluiddurchgang kann reversibel oder irreversibel sein. Im reversiblen Fall kann bspw. im Überdruckfall eine elastische Verformung oder ein Überwinden einer Klemmkraft erfolgen, um den Fluiddurchgang zu öffnen. Im irreversiblen Fall kann bspw. eine sich wölbende Membran von einem Stoßkörper durchstoßen werden, um den Fluiddurchgang zu schaffen.
  • Auch wenn die hierin beschriebenen Techniken unter Bezugnahme auf ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel, in dem das Ventil 26 ein Entgasungs- und/oder Druckausgleichventil ist, beschrieben wurden, versteht sich, dass diese Techniken im Prinzip auf sämtliche Arten von Ventilen, die an ein Gehäuse eines elektrischen Energiespeichers zu montieren sind, angewendet werden können.
  • Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen. Insbesondere beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den in Bezug genommenen Ansprüchen. Insbesondere sind die einzelnen Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 jeweils unabhängig voneinander offenbart. Zusätzlich sind auch die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von sämtlichen Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 und beispielsweise unabhängig von den Merkmalen bezüglich des Vorhandenseins und/oder der Konfiguration des Trägerkörpers und/oder des Ventils des unabhängigen Anspruchs 1 offenbart.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Kraftfahrzeug
    12
    Energiespeicher
    14
    Fahrzeugrahmen
    16
    Batteriemodul
    18
    Gehäuse
    20
    Vorrichtung
    22
    Durchgangsöffnung
    24
    Trägerkörper
    26
    Ventil
    28
    Durchgangsöffnung
    30
    Befestigungselementaufnahme
    32
    Butze
    34
    Befestigungselement
    36
    Durchgangsloch
    38
    Kragen
    40
    Nut
    42
    Dichtung
    44
    Innenumfangswand
    46
    Befestigungsabschnitt
  • 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
    • DE 102014111041 A1 [0003]
    • DE 102017214754 A1 [0004]

Claims (15)

  1. Vorrichtung (20) zum Montieren an ein Gehäuses (18) eines elektrischen Energiespeichers (12) eines Kraftfahrzeugs (10), vorzugsweise Nutzfahrzeugs, aufweisend: einen Trägerkörper (24) zum Befestigen an einer Außenseite des Gehäuses (18) des elektrischen Energiespeichers (12) in einem Montagezustand; und ein Ventil (26), vorzugsweise ein Entgasungs- und/oder Druckausgleichventil (26),wobei das Ventil (26) in dem Montagezustand des Trägerkörpers (24) als Ganzes an dem Trägerkörper (24) befestigbar und in dem Montagezustand des Trägerkörpers (24) als Ganzes von dem Trägerkörper (24) lösbar ist.
  2. Vorrichtung (20) nach Anspruch 1, wobei mindestens eines der nachfolgenden Merkmale erfüllt ist: das Ventil (26) stellt allein eine Entgasungsfunktionalität und/oder eine Druckausgleichfunktionalität bereit; das Ventil (26) stellt eine Entgasungsfunktionalität und/oder eine Druckausgleichfunktionalität ohne Zusammenwirken mit dem Trägerkörper (24) bereit; das Ventil (26) ist dazu ausgebildet, zum Entgasen des Gehäuses (18) reversibel oder irreversibel einen Fluiddurchgang durch sich hindurch zu schaffen, wenn ein auf das Ventil (26) wirkender Druck einen Grenzwert überschreitet; und das Ventil (26) weist eine atmungsaktive Membran für einen Druckausgleich auf.
  3. Vorrichtung (20) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei: das Ventil (26) ein Zusammenbau mehrerer, miteinander zum Bereitstellen einer Entgasungsfunktionalität und/oder einer Druckausgleichfunktionalität zusammenwirkender Bauteile ist; und/oder das Ventil (26) eine Membran, eine Membranauflage, ein Gitter, einen Rahmen zum lösbaren Befestigen an dem Trägerkörper (24), einen Membranhalter und/oder einen Stoßkörper zum Durchstoßen einer Membran aufweist.
  4. Vorrichtung (20) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei: das Ventil (26) in dem Montagezustand des Trägerkörpers (24) nur mittels eines Werkzeugs an dem Trägerkörper (24) befestigbar und/oder in dem Montagezustand des Trägerkörpers (24) nur mittels eines Werkzeugs von dem Trägerkörper (24) lösbar ist.
  5. Vorrichtung (20) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei: das Ventil (26) einen Befestigungsabschnitt (46) zum lösbaren Befestigen an dem Trägerkörper (24) aufweist, wobei der Befestigungsabschnitt (46) des Ventils (26) an einem Außenumfang des Ventils (26) angeordnet ist; und/oder der Trägerkörper (24) eine Innenumfangswand (44) zum lösbaren Befestigen des Ventils (26) aufweist, wobei die Innenumfangswand (44) eine zentrale Durchgangsöffnung (28) des Trägerkörpers (24) begrenzt.
  6. Vorrichtung (20) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei: der Trägerkörper (24) als eine, vorzugsweise gegossene, Trägerplatte mit einer zentralen Durchgangsöffnung (28) ausgeführt ist.
  7. Vorrichtung (20) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei: der Trägerkörper (24) mehrere Befestigungselementaufnahmen (30) zum Aufnehmen von Befestigungselementen (34) aufweist, wobei die mehreren Befestigungselementaufnahmen (30) an einer Rückseite des Trägerkörpers (24) angeordnet sind.
  8. Vorrichtung (20) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei mindestens eines der nachfolgenden Merkmale erfüllt ist: die mehreren Befestigungselementaufnahmen (30) sind als Gewindelöcher, vorzugsweise Gewindesacklöcher, ausgeführt; der Trägerkörper (24) weist mehrere Butzen (32) auf, die an einer Vorderseite des Trägerkörpers (24) angeordnet sind und in denen jeweils eine der mehreren Befestigungselementaufnahmen (30) angeordnet ist; und die mehreren Befestigungselementaufnahmen (30) sind in äußeren Eckbereichen des Trägerkörpers (24) angeordnet.
  9. Vorrichtung (20) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei: der Trägerkörper (24) einen abschnittsweise oder vollständig umlaufenden Kragen (38) aufweist, der an einer Vorderseite des Trägerkörpers (24) angeordnet ist und das Ventil (26) umgibt.
  10. Vorrichtung (20) nach Anspruch 9, wobei: der Kragen (38) das Ventil (26) mit einem umlaufenden Spalt umgibt, der derart dimensioniert ist, dass ein händisches Ergreifen des Ventils (26) zumindest erschwert ist; und/oder der Kragen (38) als ein Griffschutz für das Ventil (26) ausgeführt ist.
  11. Vorrichtung (20) nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, ferner aufweisend: eine Dichtung (42), vorzugsweise ein Dichtring, wobei: die Dichtung (42) in einer umlaufenden Nut (40) an einer Rückseite des Trägerkörpers (24) angeordnet ist; und die umlaufende Nut (40) innerhalb des Kragens (38) angeordnet ist.
  12. Verwendung einer Vorrichtung (20) nach einem der vorherigen Ansprüche, aufweisend: Lösen des Ventils (26) als Ganzes von dem Trägerkörper (24) im Montagezustand des Trägerkörpers (24), vorzugsweise zum Reparieren, Warten oder Austauschen des Ventils (26).
  13. Elektrischer Energiespeicher (12) für ein Kraftfahrzeug, aufweisend: ein Gehäuse (18); ein Batteriemodul (16), das in dem Gehäuse (18) angeordnet ist; und eine Vorrichtung (20) nach einem Ansprüche 1 bis 11, wobei: der Trägerkörper (24) an einer Außenseite des Gehäuses (18) angeordnet ist, vorzugsweise anliegend an der Außenseite; und das Ventil (26) von außerhalb des Gehäuses (18) lösbar an dem Trägerkörper (24) befestigt ist.
  14. Elektrischer Energiespeicher (12) nach Anspruch 13, ferner aufweisend: mehrere Befestigungselemente (34), vorzugsweise Schrauben, die sich an einer Innenseite des Gehäuses (18) abstützen und in oder an einer Rückseite des Trägerkörpers (24) befestigt, vorzugsweise eingeschraubt, sind.
  15. Kraftfahrzeug (10), vorzugsweise Nutzfahrzeug, aufweisend: eine Vorrichtung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 11; oder einen elektrischen Energiespeicher (12) nach Anspruch 13 oder Anspruch 14.
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