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Die Erfindung betrifft eine Batterieanordnung für ein Kraftfahrzeug zum Signalisieren eines Rauchaustritts aus einer Batterie, wobei die Batterieanordnung die Batterie aufweist, die wiederum mindestens eine Batteriezelle umfasst, die eine freigebbare Entgasungsöffnung aufweist, aus welcher im Falle eines thermischen Durchgehens der mindestens einen Batteriezelle ein Gas-Partikel-Gemisch aus der mindestens einen Batteriezelle ausleitbar ist. Darüber hinaus weist die Batterieanordnung einen an die freigebbare Entgasungsöffnung angeschlossenen Gasabführkanal auf, über welchen ein aus der mindestens einen Batteriezelle austretendes Gas-Partikel-Gemisch in eine Umgebung der Batterieanordnung abführbar ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zum Signalisieren eines Rauchaustritts aus einer Batterie eines Kraftfahrzeugs.
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Fahrzeugbrände von elektrofahrzeugen stellen Rettungskräfte vor zusätzliche Herausforderungen, da eine brennende Hochvoltbatterie nicht so einfach gelöscht werden kann. Es ist außerdem nur schwer erkennbar, ob die Batterie tatsächlich brennt oder nur andere Komponenten des Fahrzeugs brennen und Ursache für den Rauchaustritt sind. Dadurch kann eine gezielte Brandbekämpfung erschwert werden, weil nicht klar ist, mit welchen Maßnahmen der Brand am besten bekämpft werden kann. Es wäre also vorteilhaft, erkennen zu können, ob ein Rauchaustritt aus einem Kraftfahrzeug durch eine brennende Batterie hervorgerufen wird oder durch andere brennende Komponenten des Kraftfahrzeugs.
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Die
WO 2021/111408 A1 beschreibt ein Feuerunterdrückungssystem für ein Kraftfahrzeug mit einem Gehäuse, mehreren darin angeordneten Batteriezellen, einem Gasdetektor und einer Steuereinrichtung. Der Gasdetektor ist dabei im Gehäuse angeordnet und dazu ausgelegt, die Gegenwart eines Gases, das aus einer Zelle stammt, zu detektieren. Die Steuereinrichtung ist dazu ausgelegt, ein Signal vom Gasdetektor zu empfangen, das die Detektion eines aus der Zelle stammenden Gases anzeigt, und einen Feuerunterdrückungsapparat zu aktivieren.
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Des Weiteren beschreibt die
DE 10 2016 015 006 A1 ein fahrzeugseitiges System zum Löschen eines beim induktiven Aufladen einer Traktionsbatterie eines Fahrzeugs entstandenen oder im Entstehen befindlichen Brandes, wobei das System eine Sensoreinrichtung zur Detektion von in dem Bereich zwischen einer infrastrukurseitigen Primärspule und fahrzeugseitigen Sekundärspule sich entwickelnden oder vorhandenen Rauchs aufweist, wobei bei Detektion von Rauch und/oder Wärme oberhalb eines vorgebbaren Schwellwerts Wasser aus einem fahrzeuginternen Wasservorrat in den Bereich unterhalb der Sekundärspule gesprüht wird.
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Die oben beschriebenen Probleme bleiben dennoch weiterhin bestehen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Batterieanordnung, im Kraftfahrzeug und ein Verfahren bereitzustellen, die hilfreich für ein möglichst effizientes Löschen eines Batteriebrands oder eines aufkommenden Batteriebrands durch die Feuerwehr sind.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Batterieanordnung, ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung, sowie der Figur.
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Eine erfindungsgemäße Batterieanordnung für ein Kraftfahrzeug zum Signalisieren eines Rauchaustritts aus einer Batterie weist dabei die Batterie mit mindestens einer Batteriezelle auf, die eine vorgebbare Entgasungsöffnung aufweist, aus welcher im Falle eines thermischen Durchgehens der mindestens einen Batteriezelle ein Gas-Partikel-Gemisch aus der mindestens einen Batteriezelle ausleitbar ist. Weiterhin umfasst die Batterieanordnung einen an die freigebbare Entgasungsöffnung angeschlossenen Gasabführkanal, über welchen ein aus der mindestens einen Batteriezelle austretendes Gas-Partikel-Gemisch in eine Umgebung der Batterieanordnung abführbar ist. Dabei weist die Batterieanordnung eine Farbsubstanz auf, welche im Gasabführkanal angeordnet ist und die dazu ausgelegt ist, das über den Gasabführkanal als Rauch abgeführte Gas-Partikel-Gemisch einzufärben.
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Durch das Einfärben des Gas-Partikel-Gemischs kann auf einfache Weise signalisiert werden, dass es sich bei dem austretenden Rauch um Rauch aus der Batterie handelt und nicht aus irgendeiner anderen Komponente des Kraftfahrzeug. Dabei kann der Rauch beziehungsweise das als Rauch abgeführte Gas-Parikel-Gemisch zum Beispiel rot, gelb, grün, blau oder in irgendeiner anderen Farbe eingefärbt werden, die sich vorzugsweise von typischen Rauchfarben wie zum Beispiel grau oder weiß oder schwarz unterscheidet. Dadurch ist von außen sofort ersichtlicht, ob im Falle eines aus dem Kraftfahrzeug austretenden Rauchs die Batterie des Kraftfahrzeugs brennt oder nicht beziehungsweise der Rauch aus der Batterie stammt oder nicht. Rettungskräfte können zum Löschen des Fahrzeugbrands dann ein entsprechend angepasstes Löschmittel wählen, je nach dem ob es sich um einen Batteriebrand handelt oder nicht. Somit können vorteilhafterweise Rettungskräfte gezielte Maßnahmen zur Brandbekämpfung einleiten und so sich selbst schützen und den Schaden auch möglichst gering halten. Genutzt wird hierbei zudem die Erkenntnis, dass ein Brand in der Hochvoltbatterie eines Elektrofahrzeugs immer auch dazu führt, das Gase entstehen, die aus den Zellen der Batterie entweichen. Durch Einfärben dieser Gase ist es vorteilhafterweise möglich, direkt sichtbar zu machen, dass diese Gase aus der Batterie stammen und damit aus den Zellen kommen.
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Bei der Batterie handelt es sich also vorzugsweise um eine Hochvoltbatterie für ein Kraftfahrzeug. Diese kann darüberhinaus nicht nur eine Batteriezelle umfassen, sondern insbesondere auch vielzählige Batteriezellen. Diese können zum Beispiel in einem Batteriegehäuse der Batterie angeordnet sein. Die Beschreibungen, die sich vorliegend auf die mindestens eine Batteriezelle beziehen, können in gleicher Weise für alle übrigen Batteriezellen, die von der Batterie umfasst sind, ebenso gelten. Es kann also jede der Batteriezellen mit einer entsprechenden freigebbaren Entgasungsöffnung versehen sein. Die freigebbare Entgasungsöffnung kann beispielsweise in Form eines Überdruckventils oder einer Bastmembran im Zellgehäuse der betreffenden Batteriezelle ausgebildet sein, die bei einem thermischen Durchgehen einer Batteriezelle aufgrund des in der Batteriezelle entstehenden hohen Drucks aufgrund der Gasentwicklung innerhalb der Batteriezelle zerreist und dadurch freigegeben wird. Dadurch kann das Gas, das auch als Ventinggas bezeichnet werden kann, kontrolliert aus der Batteriezelle abgeleitet werden. Dadurch werden auch Partikel aus der Batteriezelle mitgerissen, sodass dieses Ventinggas, welches aus einer thermisch durchgehend Batteriezelle austritt, genau genommen ein Gas-Partikel-Gemisch ist. Durch den an die Entgasungsöffnung angeschlossenen Gasabführkanal kann dieses aus einer thermisch durchgehenden Batteriezelle austretende Ventinggas gezielt abgeführt werden. Dadurch kann vorteilhafterweise verhindert werden, dass dieses Gas-Partikel-Gemisch in den Innenraum des Fahrzeugs gelangt. Insbesondere kann dadurch auch verhindert werden, dass das Austreten der Gas-Partikel-Gemisch in einen restlichen Innenraum eines Batteriegehäuses der Batterie gelangen kann und insbesondere in Kontakt mit den Zellpolen treten kann.
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Dabei können die Entgasungsöffnungen mehrerer Batteriezellen einen gemeinsamen Gasabführkanal angeschlossen sein. Es können auch mehrere Gasabführkanäle für jeweils mehrere Entgasungsöffnungen von Batteriezellen vorgesehen sein, zum Beispiel einer pro Batteriemodul. Diese Gasöffnungskanäle können in ihrem Verlauf in Richtung Umgebung auch zu einem gemeinsamen Gasabführkanalabschnitt zusammengeführt sein. Im Falle dass der Gasabführkanal mehrere zumindest teilweise voneinander separierte Abschnitte aufweist ist es bevorzugt, dass eine solche Färbesubstanz in einem jeweiligen dieser Abschnitte angeordnet ist, sodass aus einer von den mehreren Batteriezellen austretendes Gas beziehungsweise ein Gas-Partikel-Gemisch immer durch die Färbesubstanz eingefärbt wird, unabhängig davon, an welchen dieser Gasabführkanalabschnitte die betreffende Batteriezelle angeschlossen ist.
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Darüber hinaus weist das aus einer Batteriezelle im Falle eines thermischen Durchgehens dieser austretende Gas-Partikel-Gemisch typischerweise eine extrem hohe Temperatur, zum Beispiel von mehreren hundert Grad, auf. Dies ermöglicht es beispielsweise als Färbesubstanz gezielt Farbstoffe zu nutzen, die dann mit verdampfen und so ebenfalls als Gas, insbesondere eingefärbtes Gas sichtbar sind und sich mit dem als Rauch abgeführten Gas-Partikel-Gemisch vermischen und dieses dadurch einfärben.
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Das als Rauch abgeführte Gas-Partikel-Gemisch tritt dann entsprechend als eingefärber beziehungsweise farbiger Rauch aus dem Gasabführkanal in die Umgebung aus. Dadurch, das heißt durch die Einfärbung des austretenden Rauchs, wird entsprechend signalisiert, dass der Rauchaustritt aus der Batterie stammt. Entsprechend kann hierdurch der Rauchaustritt aus der Batterie signalisiert werden.
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Für eine weitere und vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Färbesubstanz ein Farbmittel, insbesondere ein Farbpulver, oder ist als solches bereitgestellt. Grundsätzlich ist es vorteilhaft, dass die Färbesubstanz in Form eines Feststoffs bereitgestellt ist. Dadurch kann sie besonders einfach im Gasabführkanal plaziert werden. Farbmittel gliedern sich grundsätzlich zum Beispiel in lösbare Farbstoffe und nicht lösbare Farbpigmente. Beides kann vorliegend als Farbmittel zur Einfärbung des austretenden Rauchs verwendet werden. Das Farbpulver, das heißt das pulverförmige Farbmittel, wird, wenn der Gasabführkanal vom austretenden Gas-Partikel-Gemisch durchströmt wird entsprechend von diesem mitgerissen und färbt dieses entsprechend ein. Der letztendlich in die Umgebung austretende Rauch ist damit farbig.
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Eine weitere Möglichkeit, sowie diese gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen ist, besteht darin, dass die Färbesubstanz einen Säureindikator, insbesondere zur Indikation von Flusssäure, umfasst oder als solcher bereitgestellt ist, der bei Kontakt mit dem Gas-Partikel-Gemisch seine Farbe in vorbestimmter Weise ändert bzw. eine vorbestimmte Farbe annimmt und dadurch das Gas-Partikel-Gemisch einfärbt. Kommt es zu einem Gasaustritt aus einer Batteriezelle, zum Beispiel einer Li-Inionen Zelle, so ist von diesem austretenden Ventinggas beziehungweise dem austretenden Gas-Partikel-Gemisch typischerweise auch immer Säure, insbesondere Flusssäure, umfasst. Dies ermöglicht es nun vorteilhafterweise, zum Einfärben dieses Gas-Partikel-Gemischs auch einen Säureindikator zu verwenden, insbesondere zur Indikation einer solchen Flusssäure, da sich ein solcher Säureindikator bei Kontakt mit dem austretenden Gas-Partikel-Gemisch einfärbt beziehungweise seine Farbe ändert, vom Gas-Partikel-Gemisch ebenfalls mitgerissen wird und dadurch das Gas-Partikel-Gemisch einfärbt. Auch dies stellt eine vorteihafte Möglichkeit dar, um zu signalisieren, dass austretender Rauch aus einer Batterie stammt. Zudem kann hierdurch austretende Flusssäure explizit nachgewiesen und signalisiert werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Färbesubstanz lose im Gasabführkanal angeordnet. Grundsätzlich ist es also möglich, dass die Färbesubstanz, zum Beispiel der Säureindikator, der insbesondere ebenfalls in Form eines Feststoffs, zum Beispiel als Pulver, vorliegen kann, oder das Farbpulver beliebig verteilt im Gasabführkanal anzuordnen beziehungsweise in eventuell auf einander separierten unterschiedlichen Gasabführkanalabschnitten. Dadurch gestaltet sich die Ausbildung der Batterieanordnung und vorallem die Einbringung der Färbesubstanz in den Gasabführkanal besonders einfach und kostengünstig, ohne das hierfür irgendwelche Zusatzelemente erforderlich sind.
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Denkbar ist es jedoch auch, dass die Färbesubstanz in einem Behälter angeordnet ist, welche im Fall, dass der Gasabführkanal von einem Gas-Partikel-Gemisch durchströmt wird, öffnet, insbesondere schmilzt, und dadurch die Färbesubstanz freigibt. Dabei kann der Behälter als Kunststoffgehäuse oder Kunststoffbeutel oder ähnliches ausgebildet sein. Der Behälter kann zudem relativ dünnwandig ausgebildet sein. Dadurch ist sichergestellt, dass dieser besonders frühzeitig und zuverlässig öffnet, wenn der Gasabführkanal von einem heißen Gas-Partikel-Gemisch, welches aus einer Batteriezelle ausgetreten ist, durchströmt wird. Die Verwendung eines eines Behälters hat den Vorteil, dass die Färbesubstanz damit gezielt innerhalb des Gasabführkanals in Position gehalten werden kann. Die Verwendung eines Behälters ermöglicht zudem auch auf einfachere Weise die Verwendung einer Flüssigkeit als Färbesubstanz beziehungsweise einer flüssigen Färbesubstanz.
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Der Behälter ist dann entsprechend ebenfalls innerhalb des Gasabführkanals angeordnet. Weist der Gasabführkanal wiederum mehrere voneinander separierte Gasabführzweige oder Abschnitte auf, so kann in einem jeweiligen Gasabführzweig oder Abschnitt ein solcher Behälter mit einer Färbesubstanz angeordnet sein.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Färbesubstanz auf einen von einem Gas durchströmbaren Träger, insbesondere einem Filter, angeordnet, der im Gasabführkanal angeordnet ist, sodass dieser von einem aus der mindestens einen Batteriezelle austretenden Gas-Partikel-Gemisch zumindest zum Teil durchströmt wird, wobei die Färbesubstanz derart auf dem Träger angeordnet ist, dass sie das Gas-Partikel-Gemisch beim durchströmen des Trägers einfärbt. Das Gas-Partikel-Gemisch, welches den Träger beziehungsweise Filter durchströmt reißt sozusagen die Farbpartikel der Färbesubstanz, die auf dem Filter angeordnet ist einfach mit. Dies ermöglicht vorteilhafterweise ein zuverlässiges Einfärben des durchströmenden Gas-Partikel-Gemischs, vorallem auch im Falle, dass dieses eine relativ niedrige Temperatur aufweist. Das Gas-Partikel-Gemisch kühlt im Laufe seiner Führung entlang des Gasabführkanals, gegebenenfalls auch durch gezielte Maßnahmen, ab, so dass das in die Umgebung abgeleitete Gas-Partikel-Gemisch beim Austritt aus dem Gasabführkanal eine deutlich geringere Temperatur aufweisen kann als beim Eintritt in den Gasabführkanal umittelbar nach Austritt aus der betreffenden Batteriezelle. Somit kann die Färbesubstanz problemlos auch nahe des Austrittspunkts zur Umgebung positioniert werden, ohne dass durch die verminderte Temperatur des Gas-Partikel-Gemischs die Wirksamkeit der Färbesubstanz bezüglich des Einfärbens dieses Gas-Partikel-Gemischs beeinträchtigt ist. Zusätzlich ermöglicht ein solcher Filter, Partikel aus dem Gas-Partikel-Gemisch während des Durchströmens herauszufiltern. Dies reduziert die Gefahr einer Selbstentzündung des in die Umgebung ausgeleiteten Rauchs.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Gasabführkanal eine im Entgasungsfall freigebbare Verschlusseinrichtung auf, die zumindest einen an die Batteriezelle angeschlossenen Abschnitt des Gasabführkanals gegenüber der Umgebung verschließt, wenn kein Gas-Partikel-Gemisch aus der mindestens einen Batteriezelle austritt, wobei die Färbesubstanz im Abschnitt angeordnet ist. Mit anderen Worten schützt die Verschlusseinrichtung in normalen Betriebssituationen, in welchen also kein thermisches Durchgehen einer Batteriezelle vorliegt, den Gasabführkanal oder zumindest einen direkt an die Batterie oder die betreffende Batteriezelle angeschlossenen Abschnitt dieses Kanals vor Umgebungseinflüssen und dem Eindringen von Schmutz, Partikeln, Spritzwasser oder ähnlichen. Die Verschlusseinrichtung kann zum Beispiel ebenfalls als Berstmembran oder ähnliches ausgebildet sein. Diese öffnet dann vorteilhafterweise im Falle eines Gasaustritts durch das Ausströmen des Gases automatisch und selbsttätig. Hierbei ist es also vorteilhaft, wenn die Färbesubstanz bezüglich der Verschlusseinrichtung batterieseitig im Gasabführkanal angeordnet ist. Damit ist auch die Färbesubstanz vor Umwelteinflüssen geschützt. Die Wirksamkeit geht dadurch vorteilhafterweise im Laufe der Zeit nicht verloren.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Batterie als eine Hochvoltbatterie ausgebildet. Gerade Hochvoltbatterien weisen typischerweise aufgrund der vielzähligen von diesen umfassten Batteriezellen einen sehr hohen Energieinhalt auf, gerade bei hohem Ladezustand der Hochvoltbatterie, sodass ein Batteriebrand gerade bei Hochvoltbatterien höheres Gefahrenpotential bergen kann. Entsprechend ist es sehr vorteilhaft, einen Rauchaustritt aus der Batterie gerade im Falle einer als Hochvoltbatterie ausgebildeten Batterie auf einfache Weise an der Farbe des austretenden Rauchs erkennen zu können. Damit können die Rettungskräfte sofort Maßnahmen einleiten, die auf die Löschung von Hochvoltbatteriebränden optimiert sind.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Batterieanordnung oder einer ihrer Ausgestaltungen.
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Dabei ist das Kraftfahrzeug bevorzugt so ausgestaltet, dass das über dem Gasabführkanal abgeleitete Gas-Partikel-Gemisch in eine Umgebung des Kraftfahrzeugs ausleitbar ist. Das aus einer Batteriezelle abgeführte Gas kann somit also nicht nur aus der Batterie heraus oder der Batterieanordnung heraus abgeführt werden, sondern aus dem gesamten Fahrzeug heraus und tritt als eingefärbter Rauch zu Tage.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Signalisieren eines Rauchaustritts aus einer Batterie eines Kraftfahrzeugs, wobei die Batterie mindestens eine Batteriezelle aufweist, die eine freigebbare Entgasungsöffnung aufweist, aus welcher im Falle eines thermisches Durchgehens der Batteriezelle ein Gas-Partikel-Gemisch aus der Batteriezelle ausgeleitet wird, und einen Gasabführkanal, an den die freigebbare Entgasungsöffnung angeschlossen ist und über welchen das aus der mindestens einen Batteriezelle austretende Gas-Partikel-Gemisch in eine Umgebung der Batterieanordnung, und insbesondere in eine Umgebung des Kraftfahrzeugs, abgeführt wird. Dabei wird das über den Gasabführkanal als Rauch abgeführte Gas-Partikel-Gemisch während des Durchlaufens des Gasabführkanals durch eine im Gasabführkanal befindliche Färbesubstanz einfärbt.
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Die für die erfindungsgemäße Batterieanordnung und ihre Ausgestaltungen beschriebenen Vorteile gelten in gleicher Weise für das erfindungsgemäße Verfahren.
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Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Batterieanordnung beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens hier nicht noch einmal beschrieben.
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Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus oder Motorrad ausgestaltet.
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Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen. Die Erfindung umfasst also auch Realisierungen, die jeweils eine Kombination der Merkmale mehrerer der beschriebenen Ausführungsformen aufweisen, sofern die Ausführungsformen nicht als sich gegenseitig ausschließend beschrieben wurden.
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Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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Dabei zeigt die einzige Fig. eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs 10 mit einer Batterieanordnung 12 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Batterieanordnung 12 weist dabei eine als Hochvoltbatterie 14 ausgebildete Batterie auf, die wiederum ein Batteriegehäuse 16 mit mehreren darin angeordneten Batteriezellen 18 umfasst. Eine jeweilige Batteriezelle 18 weist dabei eine im Falle eines thermischen Durchgehens der betreffend Batteriezelle freigebbare Zellentgasungsöffnung 20, zum Beispiel in Form einer Berstmembran im Zellgehäuse einer jeweiligen Batteriezelle 18 auf. Die jeweiligen freigebbaren Entgasungsöffnungen 20 sind darüberhinaus an einen Gasabführkanal 22 der Batterieanordnung 12 angeschlossen. Dieser ist dazu ausgelegt, ein aus einer thermisch durchgehend Batteriezelle 18a austretendes Gas, insbesondere Gas-Partikel-Gemisch 24, welches vorliegend in Form von Pfeilen 24 dargestellt ist, aus der Batterieanordnung 12 und insbesondere aus dem Kraftfahrzeug 10 in eine Umgebung 26 auszuleiten. Der Gasabführkanal 22 kann entsprechend aus dem Batteriegehäuse 16 herausführen, insbesondere bis zu einem Mündungsbereich 28, in welchem der Entgasungskanal 22 in die Umgebung 26 mündet.
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Um den Entgasungskanal 22 im normalen Betrieb vor einem Eindringen von Verunreinigungen oder Schmutz oder Flüssigkeiten zu schützen kann zudem eine Verschlusseinrichtung 30, 30` vorgesehen sein. Diese kann beispielsweise den Durchtritt des Entgasungskanals 22 durch das Batteriegehäuse 16 verschließen, wie hier exemplarisch für eine erste Verschlusseinrichtung 30 illustriert, und/oder den Mündungsbereich 28, wie hier für eine zweite Verschlusseinrichtung 30' illustriert. Eine solche Verschlusseinrichtung 30, 30` kann zum Beispiel in Form einer Berstmembran ausgebildet sein, die im Falle eines Gasaustritts aus einer betreffenden Batteriezelle 18a durch den entstehenden Druck zerreist beziehungsweise den entsprechenden Durchgang freigibt. Eine Ausgestaltung als passive Verschlusseinrichtung, die also unabhängig von einer Ansteuerung freigegeben werden kann, ist sehr vorteilhaft, da auch im Falle eines Unfalls jederzeit ihre Funktionsfähigkeit und die Möglichkeit zur Freigabe des Entgasungskanals 22 in die Umgebung 26 gewährleistet ist.
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Kommt es bei einem herkömmlichen Fahrzeug zu einem Batteriebrand und einem damit einhergehenden Gas-Partikel-Gemisch-Austritt aus dem Fahrzeug, so ist am austretenden Rauch nicht zu erkennen, ob dieser durch eine brennende Batterie verursacht ist oder eine andere brennende Kraftfahrzeugkomponente. Dies erschwert die Löschung des Brands, da keine auf Batteriebrände abgestimmte Löschmaßnahmen eingesetzt werden können, wenn nicht sicher ist, dass es sich auch um einen Batteriebrand handelt. Außerdem birgt ein Batteriebrand typischerweise andere Gefahrenpotenziale als andere brennende Fahrzeugkomponenten. Damit ist normalerweise auch das von einem Brand ausgehende Gefahrenpotenzial im Falle eines brennenden Elektrofahrzeugs für die Rettungskräfte nicht einzuschätzen.
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Dies kann nun vorteilhafterweise dadurch vermieden werden, indem innerhalb des Entgasungskanals 22 eine Färbesubstanz 32, zum Beispiel in Form eines Farbpulvers 34, angeordnet ist. Grundsätzlich kann dieses an jeder beliebigen Stelle des Entgasungskanals 22 angeordnet werden, zum Beispiel noch innerhalb des Batteriegehäuses 16, oder auch außerhalb. Außerdem kann eine solche Färbesubstanz 32 auch gleichzeitig an mehreren Stellen des Entgasungskanals 22 positioniert sein oder auch in unterschiedlichen Abschnitten des Entgasungskanals 22, was vor allem vorteilhaft ist, wenn der Entgasungskanal 22 mehrere voneinander räumliche separierte Entgasungskanalabschnitte beziehungsweise Zweige aufweist, die zum gemeinsamen Mündungsbereich 28 geführt zusammengeführt werden. Dann kann in einem jeweiligen solchen Zweig eine Färbesubstanz 32, zum Beispiel in Form eines solchen Farbpulvers 34 angeordnet sein.
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Die Färbesubstanz 32 kann auch auf einem im Entgasungskanal 22 angeordneten Filter 36 positioniert sein, welcher im Entgasungsfall von dem ausströmenden Gas-Partikel-Gemisch 24 durchströmt wird. Auch kann als Färbesubstanz 32 zum Beispiel ein Säureindikator 38 verwendet werden, der seine Farbe beim Kontakt mit Flusssäure ändert bzw. eine bestimmte Farbe annimmt. Durch all diese Maßnahmen ist es vorteilhafterweise möglich, das auströmende Gas-Partikel-Gemisch 24 einzufärben, welches dann entsprechend als eingefärbter beziehungsweise farbiger Rauch 24` das Kraftfahrzeug 10 verlässt. Das Gas-Partikel-Gemisch 24 wird dabei bevorzugt in einer von grau, schwarze oder weiß verschiedenen Farbe eingefärbt, insbesondere einer Signalfarbe, zum Beispiel rot, grün, gelb, orange, und so weiter. Dadurch kann signalisiert werden, dass der austretende Rauch 24' von einem Batteriebrand der Batterie 14 herrührt, und nicht von einer anderen brennenden Kraftfahrzeugkomponente.
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Durch den Einsatz spezieller Farbstoffe 32 an den Ausgangsöffnungen der Hochvoltbatterie 14, insbesondere innerhalb des Entgasungskanals 22, kann das Gas 24, das heiß aus der Hochvoltbatterie 14 entweicht, vorteilhafterweise einfärbt werden. Auf diese Weise ist signalisierbar, dass auch die Hochvoltbatterie 14 brennt, wenn Gase einer bestimmten Farbe bzw. eingefärbter Rauch 24` sichtbar sind.
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Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung ein Einfärben der austretenden Gase bei einem Batteriebrand bei einem Elektrofahrzeug bereitgestellt werden kann, wodurch signalisiert werden kann, dass der Rauchaustritt zumindest zum Teil aus der Batterie stammt. Die Hochvoltbatterie verfügt über spezielle Entgasungsöffnungen, durch die das Gas kontrolliert abgeleitet werden kann, damit es zum Beispiel nicht direkt in den Innenraum des Fahrzeugs gelangt. In diesen Entgasungsöffnungen oder in anderen Positionen innerhalb des Entgasungskanals können entsprechend Farbpigmente vorgesehen sein, die dann vom Gas mitgerissen werden. Hier kann man auch die hohe Temperatur des Gases nutzen und Farbstoffe verwenden, die dann mitverdampfen und so ebenfalls als Gas sichtbar sind. Eine weitere Möglichkeit ist der Einsatz von Säureindikatoren 38, die bei Kontakt mit Säure eine spezifische Farbe annehmen. Dies hat den Vorteil, dass so erkannt werden kann, dass die Gase Säure, in diesem Fall Flusssäure, enthalten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2021111408 A1 [0003]
- DE 102016015006 A1 [0004]
