DE102022109450A1 - Battery, in particular vehicle battery - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batterie (10), insbesondere eine Fahrzeugbatterie, umfassend ein Gehäuse (12), welches einen Batterieraum (14) umschließt, zumindest eine das Gehäuse (12) durchdringende und in den Batterieraum (14) mündende Durchgangsöffnung (16), einen Verschlusskörper (18), welcher zwischen einer Verschlussstellung, in welcher der Verschlusskörper (18) die Durchgangsöffnung (16) verschließt, und einer Offenstellung, in welcher der Verschlusskörper (18) die Durchgangsöffnung (16) freigibt, bewegbar ist, und eine Detektionseinheit (22), mit welcher die Bewegung des Verschlusskörpers (18) bestimmbar ist. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Batterie, insbesondere Fahrzeugbatterie, umfassend ein Gehäuse (12), welches einen Batterieraum (14) umschließt, zumindest eine das Gehäuse (12) durchdringende und in den Batterieraum (14) mündende Durchgangsöffnung (16), einen Verschlusskörper (18), welcher zwischen einer Verschlussstellung, in welcher der Verschlusskörper (18) die Durchgangsöffnung (16) verschließt, und einer Offenstellung, in welcher der Verschlusskörper (18) die Durchgangsöffnung (16) freigibt, bewegbar ist, und eine Antriebseinheit (44), mit welcher der Verschlusskörper (18) zwischen der Verschlussstellung und der Offenstellung bewegbar ist.The present invention relates to a battery (10), in particular a vehicle battery, comprising a housing (12) which encloses a battery compartment (14), at least one through opening (16) penetrating the housing (12) and opening into the battery compartment (14), a closure body (18) which can be moved between a closed position in which the closure body (18) closes the passage opening (16) and an open position in which the closure body (18) releases the passage opening (16), and a detection unit ( 22) with which the movement of the closure body (18) can be determined. The present invention also relates to a battery, in particular a vehicle battery, comprising a housing (12) which encloses a battery compartment (14), at least one through opening (16) penetrating the housing (12) and opening into the battery compartment (14), a closure body ( 18) which can be moved between a closed position in which the closure body (18) closes the passage opening (16) and an open position in which the closure body (18) releases the passage opening (16), and a drive unit (44), with which the closure body (18) can be moved between the closed position and the open position.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batterie, insbesondere eine Fahrzeugbatterie.The present invention relates to a battery, in particular a vehicle battery.
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
Im Zuge der Bestrebungen, den Kohlendioxid-Ausstoß in die Atmosphäre zu verringern, werden zunehmend Verbrennungsmotoren, mit denen Fahrzeuge angetrieben werden, durch Elektromotoren ersetzt. Zum Speichern von elektrischer Energie weisen die mit Elektromotoren angetriebenen Fahrzeuge Batterien oder Akkumulatoren auf. Im Folgenden werden die Begriffe Batterien und Akkumulatoren gleichwertig verwendet. Im Falle eines Crashs können die Gehäuse der Batteriezellen so stark verformt werden, dass die Batterien nicht nur ihre Funktionsfähigkeit verlieren, sondern es kann infolge der zu starken Verformung zu einem Durchgehen der Batterie kommen, auch als „Thermal Runaway“ bezeichnet, wodurch die Batterie in Brand geraten kann. Unabhängig von den Verformungen können auch batterieinterne Fehler, beispielsweise ein zellinterner Kurzschluss, zu einem Durchgehen führen. Derartige Verformungen und batterieinterne Fehler lassen sich nicht oder nur mit einem unverhältnismäßig hohen Aufwand detektieren. Um Schäden am Fahrzeug und in der Umgebung des Fahrzeugs zu vermeiden oder zu begrenzen, muss die Batterie gelöscht werden. In diesem Zusammenhang wird auf gesetzliche Anforderungen verwiesen, die bereits in einigen Ländern gelten und zunehmend auch in weiteren Ländern eingeführt werden. Demnach muss das Fahrzeug bei Batteriezuständen, aus denen eine Gefahr für die Insassen des betreffenden Fahrzeugs entstehen könnte, eine entsprechende Warnung an die Insassen ausgeben. Dabei ist vorgesehen, dass diese Warnung spätestens 5 Minuten vor dem Zeitpunkt ausgegeben wird, ab dem eine Gefahr für die Insassen besteht.In the course of efforts to reduce carbon dioxide emissions into the atmosphere, internal combustion engines, which are used to drive vehicles, are increasingly being replaced by electric motors. Vehicles powered by electric motors have batteries or accumulators for storing electrical energy. In the following, the terms batteries and accumulators are used interchangeably. In the event of a crash, the housing of the battery cells can be deformed so severely that the batteries not only lose their functionality, but the excessive deformation can also cause the battery to run away, also known as "thermal runaway", causing the battery to fail fire. Irrespective of the deformations, battery-internal faults, such as a cell-internal short circuit, can also lead to runaway. Such deformations and battery-internal errors cannot be detected or can only be detected with a disproportionately high effort. In order to avoid or limit damage to the vehicle and the area around the vehicle, the battery must be extinguished. In this context, reference is made to legal requirements that already apply in some countries and are increasingly being introduced in other countries as well. According to this, the vehicle must issue a corresponding warning to the occupants in the event of battery states that could pose a risk to the occupants of the vehicle in question. Provision is made for this warning to be issued no later than 5 minutes before the point at which there is a danger to the occupants.
Die
Im Normalbetrieb kommt es zu Schwankungen des Drucks im Batterieraum. Die im Normalbetrieb auftretenden Druckschwankungen werden üblicherweise mit Membranen ausgeglichen, durch welche ein gewisses Volumen eines Gases oder eines Gasgemisches Gase aus dem Batterieraum in die Umgebung abgeführt werden kann. Im Falle eines Durchgehens der Batterie kann es zu rasch auftretenden Druckerhöhungen im Batterieraum kommen, welche mit Membranen nicht schnell genug abgebaut werden können. Infolgedessen kann es zu einem Bersten des Gehäuses der Batterie kommen, wodurch neben dem Brand eine zusätzliche Gefahr von der Batterie ausgeht. Um derartige Druckerhöhungen schnell genug abbauen zu können, kann die Batterie mit Überdruckventilen versehen werden.During normal operation, there are fluctuations in the pressure in the battery room. The pressure fluctuations that occur during normal operation are usually compensated for with membranes, through which a certain volume of a gas or a gas mixture of gases can be discharged from the battery compartment into the environment. In the event of a battery runaway, the pressure in the battery compartment can increase rapidly, which membranes cannot reduce quickly enough. As a result, the housing of the battery can burst, which means that the battery poses an additional hazard in addition to the fire. In order to be able to reduce pressure increases of this type quickly enough, the battery can be fitted with overpressure valves.
Sowohl die Membran als auch das Überdruckventil werden druckgesteuert geöffnet und geschlossen. Man hat jedoch keine Information darüber, ob die Membran noch intakt ist und/oder ob sich das Überdruckventil im geöffneten oder geschlossenen Zustand befindet. Infolge einer beschädigten Membran und/oder eines fälschlicherweise geöffneten Überdruckventils kann die Funktionsfähigkeit der Batterie beeinträchtigt werden. Eine Abhilfe kann mittels eines Drucksensors geschaffen werden, welcher den Druck im Batterieraum misst. Aufgrund des gemessenen Druckprofils kann eine Aussage bezüglich des Zustands der Membran und darüber getroffen werden, ob das Überdruckventil geöffnet oder geschlossen ist. Die oben genannte Warnung an die Insassen kann beispielsweise auf Basis einer kombinierten Messung des Drucks und der Zellspannungen erzeugt werden. Allerdings stellt der Drucksensor ein zusätzliches Bauteil dar. Zudem ist seine Anordnung im Batterieraum und seine Anbindung an eine Auswerteeinheit aufwendig.Both the membrane and the pressure relief valve are opened and closed under pressure control. However, there is no information as to whether the membrane is still intact and/or whether the pressure relief valve is in the open or closed state. Battery performance may be impaired as a result of a damaged diaphragm and/or an incorrectly opened pressure relief valve. A remedy can be created using a pressure sensor, which measures the pressure in the battery room. Based on the measured pressure profile, a statement can be made regarding the condition of the membrane and whether the pressure relief valve is open or closed. The above warning to the occupants can be generated, for example, based on a combined measurement of the pressure and the cell voltages. However, the pressure sensor represents an additional component. In addition, its arrangement in the battery room and its connection to an evaluation unit is complex.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNGDISCLOSURE OF THE INVENTION
Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es, eine Batterie, insbesondere eine Fahrzeugbatterie vorzuschlagen, mit welcher es mit einfachen und kostengünstigen Mitteln möglich ist, die oben genannte Situation zu verbessern. The object of one embodiment of the present invention is to propose a battery, in particular a vehicle battery, with which it is possible to improve the above-mentioned situation using simple and inexpensive means.
Diese Aufgabe wird mit den in den Ansprüchen 1 und 9 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved with the features specified in claims 1 and 9. Advantageous embodiments are the subject matter of the dependent claims.
Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft eine Batterie, insbesondere eine Fahrzeugbatterie, umfassend
- - ein Gehäuse, welches einen Batterieraum umschließt,
- - zumindest eine das Gehäuse durchdringende und in den Batterieraum mündende Durchgangsöffnung,
- - einen Verschlusskörper, welcher
- ○ zwischen einer Verschlussstellung, in welcher der Verschlusskörper die Durchgangsöffnung verschließt, und einer Offenstellung, in welcher der Verschlusskörper die Durchgangsöffnung freigibt, bewegbar ist, oder
- ○ die Durchgangsöffnung flüssigkeitsdicht und gasdurchlässig verschließt, und
- - eine Detektionseinheit, mit welcher eine Bewegung des Verschlusskörpers registriert werden kann.
- - a housing enclosing a battery compartment,
- - at least one through opening penetrating the housing and opening into the battery compartment,
- - a closure body, which
- ○ is movable between a closed position, in which the closure body closes the passage opening, and an open position, in which the closure body releases the passage opening, or
- ○ closes the through-opening in a liquid-tight and gas-permeable manner, and
- - A detection unit with which a movement of the closure body can be registered.
Vorschlagsgemäß kann eine des Verschlusskörpers bestimmt werden. Eine Bewegung des Verschlusskörpers deutet auf eine Druckerhöhung hin, welche über das im Normalbetrieb auftretende Maß hinaus geht. Diese Druckerhöhung kann registriert werden, ohne dass ein Drucksensor notwendig ist.According to the proposal, one of the closure body can be determined. A movement of the closure body indicates an increase in pressure, which goes beyond the level that occurs during normal operation. This pressure increase can be registered without a pressure sensor being necessary.
Nach Maßgabe einer weiteren Ausführungsform kann die Detektionseinheit zumindest einen berührungslos arbeitenden Sensor aufweisen, mit welchem die Bewegung des Verschlusskörpers elektrisch oder elektronisch registriert werden kann oder registrierbar ist. Die Verwendung eines berührungslos arbeitenden Sensors hat den Vorteil, dass keine mechanische Verbindung zum Verschlusskörper hergestellt werden muss. Berührungslos arbeitende Sensoren können auch außerhalb des Batterieraums angeordnet werden, weshalb die Montage der Batterie einfach gehalten werden kann. Berührungslos arbeitende Sensoren können beispielsweise induktiv arbeiten. Mit berührungslosen Sensoren kann die Änderung der Position des Verschlusskörpers quasikontinuierlich bestimmt und quantifiziert werden.According to a further embodiment, the detection unit can have at least one non-contact sensor with which the movement of the closure body can be registered or can be registered electrically or electronically. The use of a non-contact sensor has the advantage that no mechanical connection to the closure body has to be established. Non-contact sensors can also be placed outside the battery room, which is why the assembly of the battery can be kept simple. Non-contact sensors can work inductively, for example. With non-contact sensors, the change in the position of the closure body can be determined and quantified quasi-continuously.
In einer weitergebildeten Ausführungsform kann der berührungslos arbeitende Sensor eine Quelle zum Erzeugen von mechanischen und/oder elektromagnetischen Wellen umfassen. Unter mechanischen Wellen können beispielsweise Ultraschallwellen verstanden werden. Elektromagnetische Wellen können beispielsweise Licht für Lidarsensoren sein. Auch kann Licht nach Art von Lichtschranken verwendet werden, wodurch ebenfalls eine Aussage über die Bewegung des Verschlusskörpers gemacht werden kann. Derartige Sensoren werden mittlerweile häufig verwendet und sind daher gut erprobt.In a further developed embodiment, the non-contact sensor can include a source for generating mechanical and/or electromagnetic waves. Mechanical waves can be understood to mean, for example, ultrasonic waves. Electromagnetic waves can be light for lidar sensors, for example. Light can also be used in the manner of light barriers, which also allows a statement to be made about the movement of the closure body. Such sensors are now used frequently and are therefore well tested.
Bei einer weitergebildeten Ausführungsform kann die Detektionseinheit einen oder mehrere Dehnungsmessstreifen umfassen, welcher mit dem Verschlusskörper zusammenwirkt. Dehnungsmessstreifen sind einfach aufgebaut und entsprechend kostengünstig. Zudem zeichnen sich die Dehnungsmessstreifen durch eine hohe Zuverlässigkeit aus.In a further developed embodiment, the detection unit can include one or more strain gauges, which interact with the closure body. Strain gauges have a simple design and are correspondingly inexpensive. In addition, the strain gauges are characterized by high reliability.
Bei einer weiteren Ausführungsform kann die Detektionseinheit einen oder mehrere Kontaktschalter umfassen, welcher bzw. welche bei Berührung mit dem Verschlusskörper aktiviert wird bzw. werden. Eine Detektionseinheit mit einem Kontaktschalter lässt sich einfach fertigen und eignet sich beispielsweise zur Bestimmung, ob sich der Verschlusskörper in der Offenstellung oder der Verschlussstellung befindet. Eine kontinuierliche Bestimmung der Bewegung des Verschlusskörpers ist in dieser Ausführungsform nicht möglich, was aber auch nicht zwingend notwendig ist.In a further embodiment, the detection unit can include one or more contact switches, which is or are activated when touching the closure body. A detection unit with a contact switch can be manufactured easily and is suitable, for example, for determining whether the closure body is in the open position or the closed position. A continuous determination of the movement of the closure body is not possible in this embodiment, but this is also not absolutely necessary.
Eine weitergebildete Ausführungsform kann sich dadurch auszeichnen, dass der Verschlusskörper
- - als eine Membran ausgebildet ist oder
- - mittels eines Rückstellelements in die Verschlussstellung vorgespannt wird.
- - Is designed as a membrane or
- - Is biased by a return element in the closed position.
Nach Maßgabe einer weiteren Ausführungsform kann
- - der Verschlusskörper mittels eines Rückstellelements in die Verschlussstellung vorgespannt werden und
- - eine den Verschlusskörper durchdringende und in den Batterieraum mündende weitere Durchgangsöffnung sowie
- - einen weiteren Verschlusskörper umfassen, der
- - zwischen einer weiteren Verschlussstellung, in welcher der weitere Verschlusskörper die weitere Durchgangsöffnung verschließt, und einer weiteren Offenstellung, in welcher der weitere Verschlusskörper die weitere Durchgangsöffnung freigibt, bewegbar ist, wobei
- - die Bewegung des weiteren Verschlusskörpers mit der Detektionseinheit registriert werden kann.
- - the closure body can be biased into the closed position by means of a restoring element and
- - a further passage opening penetrating the closure body and opening into the battery compartment, and
- - Include another closure body, the
- - Is movable between a further closed position, in which the further closure body closes the further passage opening, and a further open position, in which the further closure body releases the further passage opening, wherein
- - The movement of the further closure body can be registered with the detection unit.
In dieser Ausführungsform umfasst die Batterie zwei Durchgangsöffnungen, die zum Druckausgleich herangezogen werden können. Hierbei ist es möglich, eine der Durchgangsöffnungen zum Ausgleich der im Normalbetrieb auftretenden Druckschwankungen und die andere zum raschen Druckabbau in Ausnahmesituationen zu verwenden. Zum Ausgleich der im Normalbetrieb auftretenden Druckschwankungen bietet sich die Verwendung einer Membran als Verschlusskörper an, während sich zum raschen Druckabbau ein vorgespannter, insbesondere starrer Verschlusskörper anbietet.In this embodiment, the battery includes two through-openings that can be used for pressure equalization. It is possible here to use one of the through-openings to compensate for the pressure fluctuations that occur during normal operation and the other for rapid pressure reduction in exceptional situations. To compensate for the pressure fluctuations that occur during normal operation, a membrane can be used as the closure body, while a prestressed, in particular rigid, closure body can be used for rapid pressure reduction.
Bei einer weiteren Ausführungsform kann es sich anbieten, dass die Batterie eine Antriebseinheit aufweist, mit welcher der Verschlusskörper zwischen der Verschlussstellung und der Offenstellung bewegbar ist und/oder der weitere Verschlusskörper zwischen der weiteren Verschlussstellung und der weiteren Offenstellung bewegbar ist. In den bisher beschriebenen Ausführungsformen werden der Verschlusskörper und je nach Ausführungsform auch der weitere Verschlusskörper druckgesteuert aktiviert. Es gibt aber auch Situationen, in denen es vorteilhaft wäre, den Verschlusskörper in die Offenstellung zu stellen und in dieser zu halten, auch wenn der Druck im Batterieraum den Verschlusskörper nicht in die Offenstellung bewegen würde. Ein Beispiel für eine derartige Situation wäre, wenn aufgrund einer infolge eines Unfalls des betreffenden Fahrzeugs beschädigten Kühlplatte der Batterieraum mit dem verwendeten Kühlfluid vollläuft. Die Kühlplatte dient der Kühlung der Batterie und durchläuft den Batterieraum. Infolge des Volllaufens kann die Batterie ihre Funktionsfähigkeit verlieren. Wird der Verschlusskörper in die Offenstellung bewegt und in dieser gehalten, kann die Batterie wieder entleert werden und in der Regel ihre Funktionsfähigkeit wiedererlangen.In a further embodiment, it may be advisable for the battery to have a drive unit with which the closure body can be moved between the closed position and the open position and/or the further closure body can be moved between the further closed position and the further open position. In the embodiments described so far, the closure body and, depending on the embodiment, also the further closure body are activated under pressure control. However, there are also situations in which it would be advantageous to place the closure body in the open position and hold it there, even if the pressure in the battery compartment would not move the closure body into the open position. An example of such a situation would be if, due to a cooling plate being damaged as a result of an accident in the vehicle in question, the battery compartment fills up with the cooling fluid used. The cooling plate is used to cool the battery and runs through the battery compartment. The battery can lose its functionality as a result of being fully charged. If the closure body is moved into the open position and held in this position, the battery can be drained again and generally regain its ability to function.
Eine Ausbildung der Erfindung betrifft eine Batterie, insbesondere eine Fahrzeugbatterie, umfassend
- - ein Gehäuse, welches einen Batterieraum umschließt,
- - zumindest eine das Gehäuse durchdringende und in den Batterieraum mündende Durchgangsöffnung,
- - einen Verschlusskörper, welcher zwischen einer Verschlussstellung, in welcher der Verschlusskörper die Durchgangsöffnung verschließt, und einer Offenstellung, in welcher der Verschlusskörper die Durchgangsöffnung freigibt, bewegbar ist, und
- - eine Antriebseinheit, mit welcher der Verschlusskörper zwischen der Verschlussstellung und der Offenstellung bewegbar ist.
- - a housing enclosing a battery compartment,
- - at least one through opening penetrating the housing and opening into the battery compartment,
- - a closure body, which is movable between a closed position, in which the closure body closes the passage opening, and an open position, in which the closure body releases the passage opening, and
- - A drive unit with which the closure body can be moved between the closed position and the open position.
Wie eingangs beschrieben, werden der Verschlusskörper und je nach Ausführungsform auch der weitere Verschlusskörper üblicherweise druckgesteuert aktiviert. Wie erwähnt, gibt es aber auch Situationen, in denen es vorteilhaft wäre, den Verschlusskörper in die Offenstellung zu stellen und in dieser zu halten, auch wenn der Druck im Batterieraum den Verschlusskörper nicht in die Offenstellung bewegen würde. Ein Beispiel für eine derartige Situation wäre, wenn aufgrund einer infolge eines Unfalls des betreffenden Fahrzeugs beschädigten Kühlplatte der Batterieraum mit dem verwendeten Kühlfluid vollläuft. Hierdurch kann die Batterie ihre Funktionsfähigkeit verlieren. Wird der Verschlusskörper in die Offenstellung bewegt und in dieser gehalten, kann die Batterie wieder entleert werden und in der Regel ihre Funktionsfähigkeit wiedererlangen.As described at the outset, the closure body and, depending on the embodiment, also the further closure body are usually activated under pressure control. As mentioned, however, there are also situations in which it would be advantageous to place the closure body in the open position and hold it there, even if the pressure in the battery compartment would not move the closure body into the open position. An example of such a situation would be if the battery compartment fills up with the cooling fluid used due to a cooling plate being damaged as a result of an accident involving the vehicle in question. This can cause the battery to lose its functionality. If the closure body is moved into the open position and held in this position, the battery can be drained again and generally regain its ability to function.
Bei einer weiteren Ausbildung kann vorgesehen sein, dass die Batterie eine Detektionseinheit umfasst, mit welcher eine Bewegung des Verschlusskörpers registriert werden kann. Eine Bewegung des Verschlusskörpers deutet auf eine Druckerhöhung hin, welche über das im Normalbetrieb auftretende Maß hinaus geht. Diese Druckerhöhung kann registriert werden, ohne dass ein Drucksensor notwendig ist.In a further embodiment it can be provided that the battery includes a detection unit with which a movement of the closure body can be registered. A movement of the closure body indicates an increase in pressure, which goes beyond the level that occurs during normal operation. This pressure increase can be registered without a pressure sensor being necessary.
AUSFÜHRUNGSBEISPIELE DER ERFINDUNGEXEMPLARY EMBODIMENTS OF THE INVENTION
Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
-
1A eine erste Ausführungsform einer vorschlagsgemäßen Batterie, bei welcher sich der Verschlusskörper in einer ersten Position befindet, -
1B die in1A gezeigte Ausführungsform der Batterie, wobei sich der Verschlusskörper in einer zweiten Position befindet, -
2A eine zweite Ausführungsform einer vorschlagsgemäßen Batterie, bei welcher sich der Verschlusskörper in einer Verschlussstellung befindet, -
2B die in2A gezeigte Ausführungsform der Batterie, wobei sich der Verschlusskörper in einer Offenstellung befindet, -
3A eine dritte Ausführungsform einer vorschlagsgemäßen Batterie, bei welcher sich der Verschlusskörper in einer Verschlussstellung und ein weiterer Verschlusskörper in einer ersten Position befindet, -
3B die in3A gezeigte Ausführungsform der Batterie, wobei sich der Verschlusskörper in einer Offenstellung und der weitere Verschlusskörper in einer zweiten Position befindet, -
4A eine vierte Ausführungsform einer vorschlagsgemäßen Batterie, bei welcher sich der Verschlusskörper in einer Verschlussstellung befindet, und -
4B die in4A gezeigte Ausführungsform der Batterie, wobei sich der Verschlusskörper in einer Offenstellung befindet.
-
1A a first embodiment of a proposed battery, in which the closure body is in a first position, -
1B in the1A shown embodiment of the battery, wherein the closure body is in a second position, -
2A a second embodiment of a proposed battery, in which the closure body is in a closed position, -
2 B in the2A shown embodiment of the battery, wherein the closure body is in an open position, -
3A a third embodiment of a proposed battery, in which the closure body is in a closed position and another closure body is in a first position, -
3B in the3A shown embodiment of the battery, wherein the closure body is in an open position and the further closure body is in a second position, -
4A a fourth embodiment of a proposed battery, in which the closure body is in a closed position, and -
4B in the4A shown embodiment of the battery, wherein the closure body is in an open position.
In
Die Batterie 101 umfasst ferner eine Durchgangsöffnung 16, welche das Gehäuse 12 durchdringt und in den Batterieraum 14 mündet. Diese Durchgangsöffnung 16 ist mit einem Verschlusskörper 18 verschlossen. Dieser Verschlusskörper 18 ist in der dargestellten ersten Ausführungsform als eine Membran 19 ausgeführt. Um die Membran 19 vor äußeren Einflüssen zu schützen, ist vom Batterieraum 14 aus gesehen hinter der Membran 19 ein Schutzgitter angeordnet.The battery 10 1 also includes a through
Darüber hinaus ist die Batterie 101 mit einer Detektionseinheit 22 ausgestattet, mit welcher eine Bewegung des Verschlusskörpers registriert werden kann. Die Detektionseinheit 22 weist einen Dehnungsmessstreifen 24 auf, der mit dem Verschlusskörper 18 zusammenwirkt und in diesem Fall an der Membran 19 befestigt ist. Die Detektionseinheit 22 umfasst ferner eine Auswerteeinheit 26, welche mit einer elektrischen Leitung 28 mit dem Dehnungsmessstreifen 24 verbunden ist. Auf diese Weise können Bewegungen der Membran 19 erfasst werden.In addition, the battery 10 1 is equipped with a detection unit 22 with which a movement of the closure body can be registered. The detection unit 22 has a strain gauge 24 which interacts with the
In der
Im Normalbetrieb der Batterie 101 kommt es regelmäßig zu Druckschwankungen innerhalb des Batterieraums 14. Insbesondere kommt es zu Druckerhöhungen, welche von der Membran 19 dadurch ausgeglichen werden können, dass ein bestimmtes Volumen eines Fluids, hier insbesondere Luft oder andere Gase, durch die Poren der Membran 19 nach außen gelangen kann, wenn die Druckdifferenz zwischen dem Druck im Batterieraum 14 und in der Umgebung der Batterie 101 einen bestimmten Wert überschreitet. Bei den im Normalbetrieb auftretenden Druckerhöhungen bewegt sich die Membran 19 üblicherweise nicht oder nur in einem vernachlässigenden Maß. Wenn jedoch ein unvorhergesehenes Ereignis eintritt, beispielsweise ein Durchgehen der Batterie 101, kommt es zu einer vergleichsweise starken und sich schnell einstellenden Druckerhöhung im Batterieraum 14, die von der Membran 19 nicht ausreichend rasch abgebaut werden kann. Infolgedessen bewegt sich die Membran 19 zum Schutzgitter hin, wie es in der
Diese Bewegung wird von der Detektionseinheit 22 erfasst und in ein entsprechendes elektrisches oder elektronisches Signal umgewandelt, welches mit der Auswerteeinheit 26 verarbeitet werden kann. Beispielsweise kann die Auswerteeinheit 26 ein entsprechendes Hinweissignal erzeugen und/oder ausgeben, insbesondere an den Fahrer eines hier nicht dargestellten Fahrzeugs, in welchem die vorliegende Batterie 101 verbaut ist. Wird eine derartige Bewegung der Membran 19 registriert, so ist diese in den meisten Fällen beschädigt. Der Fahrer kann dann zu einer Werkstatt fahren und die Batterie 101 auf ihre Funktionsfähigkeit hin überprüfen und gegebenenfalls austauschen lassen.This movement is detected by the detection unit 22 and converted into a corresponding electrical or electronic signal which can be processed with the
In der
Die Detektionseinheit 22 umfasst in der zweiten Ausführungsform der Batterie 102 einen berührungslos arbeitenden Sensor 34 sowie eine Quelle 36, welche mechanische und/oder elektromagnetische Wellen erzeugt und aussendet. Mechanische Wellen können beispielsweise Schallwellen sein, elektromagnetische Wellen können beispielsweise Lichtstrahlen sein. In beiden Fällen ändert sich der Anteil der reflektierten Wellen in Abhängigkeit der Position des Verschlusskörpers 18, wie aus einem Vergleich zwischen den
In den
In diesem Fall umfasst die Detektionseinheit 22 einen Kontaktschalter 42, der mit dem Verschlusskörper 18 in Kontakt tritt, wenn dieser die Offenstellung einnimmt, wie aus der
In den
Weiterhin umfasst die Batterie 104 einen Zustandssensor 48, mit welchem eine oder mehrere Zustandsgrößen im Batterieraum 14 erfasst werden können. Eine derartige Zustandsgröße kann beispielsweise der Druck, die Temperatur oder die Feuchtigkeit im Batterieraum 14 sein. Dabei muss der Zustandssensor 48 nicht zwangsläufig innerhalb des Batterieraums 14 angeordnet sein. Von hervorzuhebender Bedeutung ist die Feuchtigkeit im Batterieraum 14. Diese kann deutlich ansteigen, wenn infolge eines Unfalls des betreffenden Fahrzeugs eine hier nicht dargestellte und den Batterieraum 14 durchlaufende Kühlplatte beschädigt wird und die Batterie 104 infolgedessen mit dem verwendeten Kühlfluid vollläuft, wodurch die Funktionsfähigkeit der Batterie 104 beeinträchtigt werden kann. In diesem Fall kann der Verschlusskörper 18 aktiv in die Offenstellung bewegt werden, so dass das Kühlfluid aus dem Batterieraum 14 herauslaufen kann. Nachdem das Kühlfluid aus dem Batterieraum 14 herausgelaufen ist, kann die Batterie 104 ihre Funktionsfähigkeit wieder erlangen.Furthermore, the battery 10 4 includes a
Da die elektrische Spule 46 unterschiedlich stark bestromt werden kann, kann auch hierüber indirekt eine Aussage über die Position des Verschlusskörpers 18 getroffen werden, ohne dass eine separate Detektionseinheit 22 vorgesehen ist. Beispielsweise infolge von Verschleiß des Verschlusskörpers 18 und/oder einer Relaxation des Rückstellelements 30 kann aber die Situation auftreten, dass sich die Zuordnung zwischen der Stärke der Bestromung und der zugeordneten Position des Verschlusskörpers 18 ändert, ohne dass diese Änderung bemerkt wird. Wird eine Detektionseinheit 22 vorgesehen, kann diese Änderung registriert und die Zuordnung zwischen der Stärke der Bestromung und der zugeordneten Position entsprechend korrigiert werden. In den
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
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Patent Citations (1)
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