-
Hintergrund der Erfindung
-
Die Erfindung betrifft eine Lüftungsvorrichtung zur Belüftung und/oder Entlüftung eines Batteriegehäuses mit einer Gasdurchtrittsöffnung, wobei die Lüftungsvorrichtung an dem Batteriegehäuse anordenbar ist und in einem an dem Batteriegehäuse angeordneten Zustand die Gasdurchtrittsöffnung bedeckt. Weiter betrifft die Erfindung eine Vorrichtung mit einer Lüftungsvorrichtung und einem Batteriegehäuse. Weiter betrifft die Erfindung eine Verwendung einer Lüftungseinheit für eine Lüftungsvorrichtung sowie die Verwendung einer Lüftungsvorrichtung zur Belüftung und/oder Entlüftung eines Batteriegehäuses.
-
Herkömmliche Lüftungsvorrichtungen sind dazu ausgebildet, das Eindringen von Flüssigkeiten in das Batteriegehäuse zu verhindern. Hierzu können die Lüftungsvorrichtungen oftmals eine Membran aufweisen. Ein Eindringen von in der Luft mitgeführter Feuchtigkeit kann jedoch durch die Membran nicht verhindert werden. Durch die stark wechselnden Temperaturen innerhalb des Batteriegehäuses kommt es daher zu einer verstärkten Kondenswasserbildung auf den elektrischen Komponenten innerhalb des Batteriegehäuses. Hierdurch steigt das Risiko bezüglich Korrosion sowie von Kurzschlüssen bei der im Batteriegehäuse enthaltenen Elektronik. Im schlimmsten Fall kann dies zum Versagen der gesamten Batterie führen.
-
Aus
EP 3 636 333 A1 ist ein Lufttrockner zur Positionierung innerhalb eines Batteriegehäuses bekannt. Der Lufttrockner ist zur Aufnahme eines Trockenmittels ausgebildet. Die Verwendung derartiger Lufttrockner oder beispielsweise auch Lufttrocknerkartuschen bedingen jedoch die zusätzliche Integration von Komponenten im Batteriegehäuse und führt dementsprechend zu einer höheren Raumforderung des Batteriegehäuses sowie hohen Kosten und Aufwand bei der Herstellung.
-
Aus
DE 10 2012 202 103 A1 ist ein Druckausgleichselement mit zwei gegenläufig angeordneten Ventilen zur Belüftung und Entlüftung eines Batteriegehäuses bekannt. Das Druckausgleichselement weist einen innerhalb des Batteriegehäuses befindlichen Behälter mit einem Trockenmittel auf, durch welches sowohl die in das Batteriegehäuse einströmende Luft als auch die aus dem Batteriegehäuse ausströmende Luft getrocknet wird. Dies führt jedoch zu einer schnellen Sättigung des Trockenmittels und damit zum Verlust der Absorptionskraft des Trockenmittels, wodurch das Trockenmittel in kürzeren Intervallen ausgetauscht werden muss.
-
Zudem weist das Druckausgleichselement den Nachteil auf, dass im Wartungs- und/oder Reparaturfall, beispielsweise beim Austausch des Druckausgleichselements oder des gesättigten Trockenmittels, die Gasdurchtrittsöffnung freigelegt wird. Hierdurch kann ein Eingreifen aus der Umgebung in das Batteriegehäuse erfolgen, wodurch die Gefahr des Kontakts mit den elektronischen Komponenten innerhalb des Batteriegehäuses besteht. Derartige Lüftungsvorrichtungen können die derzeitigen Sicherheitsstandards nicht adäquat erfüllen. Außerdem ist der Austausch des Druckausgleichselements mitsamt der Abdeckung der Gasdurchtrittsöffnung sehr zeitintensiv, was zu höheren Kosten bei den Wartungsintervallen führt.
-
Aufgabe der Erfindung
-
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Lüftungsvorrichtung bereitzustellen, welche den aktuellen Sicherheitsstandards genügt und hinsichtlich der Montage und Wartung einfach zu handhaben ist.
-
Beschreibung der Erfindung
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Lüftungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, eine Vorrichtung mit einer Lüftungsvorrichtung und einem Batteriegehäuse gemäß Anspruch 14, einer Verwendung einer Lüftungseinheit gemäß Anspruch 15 und einer Verwendung einer Lüftungsvorrichtung gemäß Anspruch 16.
-
Mit anderen Worten wird die Aufgabe gelöst durch eine Lüftungsvorrichtung zur Belüftung und/oder Entlüftung eines Batteriegehäuses mit einem durchströmbaren Adapterteil und einer Lüftungseinheit. Hier und im Folgenden wird unter einer erfindungsgemäßen Belüftung ein Zuführen eines Fluids, vorzugsweise Luft, aus einer Umgebung des Batteriegehäuses in das Batteriegehäuse und unter einer Entlüftung ein Entweichen eines Fluids aus dem Batteriegehäuse in die Umgebung verstanden.
-
Das Adapterteil ist erfindungsgemäß zur Anordnung an einer Gasdurchtrittsöffnung des Batteriegehäuses ausgebildet. Vorzugsweise ist das Adapterteil zur dauerhaften Befestigung an der Gasdurchtrittsöffnung ausgebildet. Hierdurch kann ein permanenter Eingriffsschutz sichergestellt werden.
-
Im montierten Zustand des Adapterteils an dem Batteriegehäuse bedeckt das Adapterteil die Gasdurchtrittsöffnung eingriffshindernd. Unter dem Begriff „eingriffshindernd“ wird im erfindungsgemäßen Sinn das Erschweren bzw. gänzliche Unterbinden des Einführens von Gegenständen und/oder menschlichen Körperteilen bzw. Extremitäten in das Batteriegehäuse durch die Gasdurchtrittsöffnung verstanden. Ein Fluidaustausch über die Gasdurchtrittsöffnung bzw. eine Belüftung und/oder Entlüftung des Batteriegehäuses ist dabei erfindungsgemäß möglich. Hierdurch kann vorteilhaft ein Luftaustausch über die Gasdurchtrittsöffnung des Batteriegehäuses und das Adapterteil ermöglicht und gleichzeitig der unbefugte oder unbeabsichtigte Zugriff in den Innenraum des Batteriegehäuses verhindert werden.
-
Das Adapterteil kann eine Öffnung bzw. Adapterteilausnehmung oder eine Mehrzahl an Öffnungen bzw. Adapterteilausnehmungen aufweisen. Vorzugsweise beträgt die Öffnungsweite einer Öffnung maximal zehn Millimeter, insbesondere maximal fünf Millimeter, besonders bevorzugt maximal zwei Millimeter oder sogar maximal einen Millimeter. Hierdurch kann die Öffnungsweite wesentlich zum Eingriffsschutz beitragen.
-
Vorzugsweise ist das Adapterteil zur unlösbaren Befestigung an dem Batteriegehäuse ausgebildet. Hierdurch kann auch bei Entfernen der Lüftungseinheit ein Eingreifen in den Innenraum des Batteriegehäuses verhindert werden. Unter einer unlösbaren Befestigung wird im erfindungsgemäßen Sinn eine Befestigung verstanden, die nicht ohne wesentliche plastische Deformierung und/oder Beschädigung zumindest einer der befestigten Komponenten, insbesondere dabei nicht ohne Einsatz von Werkzeug lösbar ist. Unter einer lösbaren Befestigung wird eine Befestigung verstanden, die, insbesondere werkzeugfrei, zweimal oder mehrmals gelöst und unter Verwendung der selben Komponenten wieder befestigt werden kann.
-
Besonders bevorzugt ist das Adapterteil zur zugriffsrichtungsgebundenen unlösbaren Befestigung an dem Batteriegehäuse ausgebildet. Mit anderen Worten ist das Adapterteil in Abhängigkeit einer Zugriffsrichtung auf das Adapterteil zur unlösbaren bzw. lösbaren Befestigung an dem Batteriegehäuse ausgebildet. Insbesondere ist vorgesehen, dass das Adapterteil bei Zugriff aus der Umgebung unlösbar an dem Batteriegehäuse angeordnet ist, während das Adapterteil bei Zugriff aus dem Innenraum des Batteriegehäuses lösbar ist. Hierdurch kann dem unbefugten oder unbeabsichtigten Eingreifen in den Innenraum des Batteriegehäuses vorgebeugt und zugleich ein Demontieren des Adapterteils im Wartungs- bzw. Reparaturfall sichergestellt werden.
-
Die Lüftungsvorrichtung weist eine interne Verbindungsvorrichtung zum Befestigen der Lüftungseinheit an dem Adapterteil auf. Die Lüftungseinheit ist dabei lösbar mittels der internen Verbindungsvorrichtung an dem Adapterteil befestigbar. Die interne Verbindungsvorrichtung wird vorzugsweise durch die Lüftungseinheit und das Adapterteil ausgebildet.
-
Erfindungsgemäß bildet die Lüftungseinheit zumindest einen durchströmbaren Luftführungspfad aus. Der Luftführungspfad ist zur Führung des Fluids, vorzugsweise von Luft, aus dem Batteriegehäuse in die Umgebung und/oder zur Führung des Fluids, vorzugsweise von Luft, aus der Umgebung in das Batteriegehäuse ausgebildet. Der Luftführungspfad erstreckt sich in einem an dem Batteriegehäuse montierten Zustand der Lüftungsvorrichtung zumindest durch einen Teil der Lüftungsvorrichtung von einer an das Batteriegehäuse grenzenden Luftführungsöffnung bis zu einer an die Umgebung grenzenden Luftführungsöffnung. Der Luftführungspfad ist in einem montierten Zustand an dem Batteriegehäuse zwischen zumindest einer der Gasdurchtrittsöffnung zugewandten Luftführungsöffnung und zumindest einer in die Umgebung des Batteriegehäuses mündenden Luftführungsöffnung ausgebildet. Der zumindest eine Luftführungspfad ist mit der Gasdurchtrittsöffnung des Batteriegehäuses fluidisch verbunden. Mit anderen Worten weist die Lüftungsvorrichtung umgebungsseitige Eintritts- (Belüftung) und Austrittsöffnungen (Entlüftung) sowie batteriegehäuseseitige Eintritts- (Entlüftung) und Austrittsöffnungen (Belüftung) auf.
-
Vorzugsweise weist der Grundkörper im angeordneten Zustand an dem Batteriegehäuse an einer der Gasdurchtrittsöffnung zugewandten Seite zumindest drei, insbesondere zumindest zwanzig, Luftführungsöffnungen auf. Hierdurch kann ein besonders gleichverteiltes Ein- und Ausströmen in bzw. aus dem Luftführungspfad erfolgen.
-
Vorzugsweise weist die Lüftungsvorrichtung zwei oder mehr Luftführungspfade auf. Die Luftführungspfade sind zueinander fluidisch getrennt bzw. bilden separate Volumina aus.
-
Mit anderen Worten ist ein „Übersprechen“ von Fluid des einen Luftführungspfades in einen weiteren Luftführungspfad nicht möglich. Dies ermöglicht die redundante Luftführung durch einen alternativen Luftführungspfad im Falle einer Blockierung eines Luftführungspfades.
-
Vorzugsweise kann ein Luftführungspfad Verzweigungen aufweisen und einen oder mehrere Strömungspfade ausbilden. Hierdurch kann die Luftführung innerhalb des Luftführungspfades besonders effektiv erfolgen.
-
Erfindungsgemäß ist ein Trockenmittel in dem zumindest einen durchströmbaren Luftführungspfad angeordnet. Vorzugsweise wird als Trockenmittel ein Silicagel oder Weißgel, ein Molekularsieb oder Tonerde verwendet. Das Trockenmittel kann als ein einstückiger Einsatz, insbesondere als durchströmbarer Trockenmittelbeutel mit darin enthaltenem Trockenmittelgranulat oder Trockenmittelgel, ausgebildet sein. Hierdurch kann ein Austausch des Trockenmittels besonders einfach und schnell erfolgen.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform der Lüftungsvorrichtung weist die Lüftungseinheit einen Grundkörper auf. Vorzugsweise bildet der Grundkörper eine Trockenmittelkammer in dem Luftführungspfad aus, in der das Trockenmittel angeordnet ist.
-
Weiter bevorzugt ist eine Ausführungsform der Lüftungsvorrichtung, bei der die Lüftungseinheit eine semipermeable Membran aufweist. Die semipermeable Membran ist in oder an dem zumindest einen Luftführungspfad angeordnet. Vorzugsweise ist die semipermeable Membran an dem Grundkörper angeordnet. Hierdurch kann das Eindringen von Flüssigkeiten und/oder Kleinstfeststoffen in das Batteriegehäuse und/oder die Lüftungsvorrichtung wirkungsvoll verhindert werden.
-
Die semipermeable Membran ist gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung in dem Luftführungspfad zwischen der Trockenmittelkammer und der Umgebung angeordnet. Hierdurch kann ein Eindringen von Flüssigkeiten und/oder Kleinstfeststoffen in die Trockenmittelkammer weiter wirkungsvoll verhindert werden.
-
In besonderer Ausgestaltung ist die semipermeable Membran an die Querschnittsgeometrie des Luftführungspfades angepasst ausgebildet. Vorzugsweise ist die semipermeable Membran an eine Luftführungsöffnung des Luftführungspfades angepasst. Weist der Luftführungspfad bzw. eine Luftführungsöffnung beispielsweise eine runde Querschnittsgeometrie auf, kann die semipermeable Membran kreisförmig, bzw. kreisringförmig ausgebildet sein. Hierdurch kann der Materialeinsatz bei der Herstellung der semipermeablen Membran verringert werden. Besonders bevorzugt ist die semipermeable Membran an die Querschnittsgeometrie mehrerer, insbesondere aller, Luftführungspfade angepasst. Hierdurch kann ein Eindringen von Flüssigkeiten und/oder Kleinstfeststoffen durch mehrere, insbesondere alle, Luftführungspfade besonders effektiv mittels einer semipermeablen Membran verhindert werden.
-
Weiterhin bevorzugt ist eine Weiterentwicklung der Lüftungsvorrichtung, bei der die Lüftungseinheit einen Verschlusskörper aufweist. Der Verschlusskörper ist vorzugsweise fluiddicht an dem Grundkörper angeordnet. Weiter vorzugsweise verschließt der Verschlusskörper die Trockenmittelkammer, besonders bevorzugt lösbar. Hierdurch kann auf einfache Art ein Trockenmittel in der Trockenmittelkammer angeordnet und durch Verschließen am Herausfallen gehindert werden. Zugleich ist der Zugang zur Trockenmittelkammer im Wartungsfall eröffnet, um bspw. das Trockenmittel auszutauschen.
-
In einer alternativer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die semipermeable Membran an dem Verschlusskörper angeordnet bzw. befestigt ist. Hierdurch kann die semipermeable Membran auf besonders einfache Weise durch Austausch des Verschlusskörpers getauscht werden. Vorzugsweise ist die semipermeable Membran in diesem Fall an einer der Trockenmittelkammer abgewandten Seite des Verschlusskörpers angeordnet. Hierdurch kann eine Beschädigung der semipermeablen Membran durch das Trockenmittel verhindert werden und der Austausch der semipermeablen Membran ohne lösen des Verschlusskörpers erfolgen.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform der Lüftungsvorrichtung weist die Lüftungseinheit zumindest ein druckgesteuertes Ventil in einem, insbesondere jedem, Luftführungspfad, auf. Vorzugsweise öffnet und/oder schließt das zumindest eine druckgesteuerte Ventil in Abhängigkeit einer Druckdifferenz vor und nach dem Ventil. Mit anderen Worten erfolgt die Ventilsteuerung mittels der Druckdifferenz zwischen dem am Ventil stromaufwärts und dem am Ventil stromabwärts anliegenden Druck.
-
Die Ventile können unidirektional und/oder bidirektional durchströmbar ausgebildet sein. Hierdurch kann die Strömungsrichtung innerhalb eines Luftführungspfades festgelegt werden.
-
Bevorzugt ist weiterhin eine Ausführungsform der Lüftungsvorrichtung, bei der die Lüftungseinheit zumindest zwei Luftführungspfade aufweist. Die Luftführungspfade können unterschiedliche Querschnitte und Verläufe aufweisen. Mit anderen Worten können die Luftführungspfade unterschiedliche Volumina aufweisen. Hierdurch kann die Durchströmung der Luftführungspfade anwendungsbezogen angepasst werden.
-
Vorzugsweise ist zumindest ein Luftführungspfad als eine unidirektional durchströmbare Belüftungsführung oder als eine unidirektional durchströmbare Entlüftungsführung ausgebildet. Hierdurch kann dem Luftführungspfad eine bestimmten Verwendung aufgeprägt werden, wobei der Luftführungspfad folglich entweder nur als Belüftungsführung oder nur als Entlüftungsführung verwendet wird. Vorteilhafter Weise kann somit eine ungleiche Anzahl an Luftführungspfaden zur Belüftung oder Entlüftung vorgesehen sein.
-
Weiter vorzugsweise ist zumindest ein Luftführungspfad als eine unidirektional durchströmbare Belüftungsführung und ein weiterer Luftführungspfad als eine unidirektional durchströmbare Entlüftungsführung ausgebildet. Dies ermöglicht die genaue Zuordnung der Belüftungsfunktion und der Entlüftungsfunktion auf bestimmte Luftführungspfade.
-
Die Durchströmungsrichtung kann innerhalb eines Luftführungspfades bidirektional ausgebildet sein. Mit anderen Worten kann die Durchströmungsrichtung sowohl aus dem Batteriegehäuse in die Umgebung als auch aus der Umgebung in das Batteriegehäuse gerichtet sein. Dagegen ist die Durchströmungsrichtung in einer unidirektional durchströmbaren Belüftungs- oder Entlüftungsführung lediglich in eine Richtung möglich. Die Durchströmungsrichtung ist dabei bei einer Entlüftungsführung aus dem Batteriegehäuse in die Umgebung gerichtet. Die Durchströmungsrichtung ist bei einer Belüftungsführung aus der Umgebung in das Batteriegehäuse gerichtet.
-
In einer bevorzugten Weiterentwicklung der Lüftungsvorrichtung ist vorgesehen, dass die zumindest eine Belüftungsführung die zumindest eine Entlüftungsführung in einer zu einer Durchströmungsrichtung der Lüftungsvorrichtung radialen Richtung umgibt. Dies ermöglicht die Ausbildung einer größeren durchströmbaren Querschnittsfläche in der Belüftungsrichtung der Lüftungseinheit.
-
Alternativ kann vorgesehen sein, dass die zumindest eine Entlüftungsführung die zumindest eine Belüftungsführung in einer zur Durchströmungsrichtung der Lüftungsvorrichtung radialen Richtung umgibt. Hierdurch kann die Entlüftungsführung eine größere durchströmbare Querschnittsfläche ausbilden. Eine Durchströmungsrichtung der Lüftungsvorrichtung ist als eine globale Strömungsrichtung der Lüftungsvorrichtung zu verstehen. Die Luftführungspfade können lokale Strömungsrichtungen entlang eines oder mehrerer Strömungspfade aufweisen, die von der globalen Durchströmungsrichtung abweichen.
-
Vorzugsweise ist die Entlüftungsführung im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet. Weiter bevorzugt ist die Belüftungsführung im Wesentlichen kreisringförmig ausgebildet. Weiter bevorzugt sind die Entlüftungsführung und die Belüftungsführung konzentrisch angeordnet. Bevorzugt ist die Entlüftungsführung und/oder die Belüftungsführung achssymmetrisch zur einer Mittenebene, besonders bevorzugt rotationssymmetrisch zu einer Mittenachse, der Lüftungsvorrichtung ausgebildet. Hierdurch können die Entlüftungsführung und die Belüftungsführung besonders platzsparend in der Lüftungseinheit ausgebildet werden.
-
In einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Lüftungsvorrichtung sind das Trockenmittel und die semipermeable Membran in der zumindest einen Belüftungsführung angeordnet. Vorzugsweise ist das Trockenmittel der semipermeablen Membran in der Durchströmungsrichtung nachgeschaltet. Hierdurch kann das Batteriegehäuse wirkungsvoll vor eindringender Flüssigkeit und Kleinstfeststoffen geschützt werden und zugleich über das Fluid mitgeführte Feuchtigkeit am Trockenmittel abgeschieden werden. Hierdurch kann die im Batteriegehäuse enthaltende Elektronik besonders gut geschützt werden.
-
Die Lüftungseinheit kann eine Schutzhaube aufweisen. Die Schutzhaube kann vorteilhafterweise einen unerwünschten oder unbeabsichtigten Zugriff in die Lüftungseinheit verhindern. Die Schutzhaube kann, insbesondere lösbar, an dem Grundkörper oder dem Verschlusskörper befestigt sein. Vorzugsweise ist die semipermeable Membran zwischen dem Grundkörper und der Schutzhaube angeordnet. Hierdurch kann die semipermeable Membran besonders gut vor einer Beschädigung geschützt werden.
-
Weiter bevorzugt ist eine Weiterbildung der Lüftungsvorrichtung bei der der Grundkörper oder der Verschlusskörper und die Schutzhaube im am Batteriegehäuse angeordneten Zustand der Lüftungsvorrichtung die zumindest eine in die Umgebung mündende Luftführungsöffnung ausbilden. Mit anderen Worten ist die zumindest eine in die Umgebung mündende Luftführungsöffnung zwischen Grundkörper bzw. Verschlusskörper und der Schutzhaube ausgebildet. Vorzugsweise bildet die in die Umgebung mündende Lüftungsöffnung einen Spalt aus. Besonders bevorzugt ist der Spalt umlaufend ausgebildet. Hierdurch kann eine besonders große durchströmbare Querschnittsfläche bei möglichst geringer und eingriffshindernder Spaltbreite ausgebildet werden.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform der Lüftungsvorrichtung ist die interne Verbindungsvorrichtung als Drehverbindung, bevorzugt als Schraubverbindung, besonders bevorzugt als Bajonettverbindung, ausgebildet. Hierdurch kann ein besonders einfaches und schnelles Befestigen der Lüftungseinheit an dem Adapterteil erfolgen.
-
Weiter bevorzugt ist eine Ausführungsform der Lüftungsvorrichtung, bei der das Adapterteil zur Anordnung an dem Batteriegehäuse im montierten Zustand des Adapterteils eine externe Verbindungsvorrichtung aufweist. Unter einer externen Verbindungsvorrichtung ist dabei eine Verbindung zwischen Lüftungsvorrichtung und Batteriegehäuse, bzw. zwischen dem Adapterteil und dem Batteriegehäuse, zu verstehen. Vorzugsweise bildet die externe Verbindungsvorrichtung eine die Gasdurchtrittsöffnung hintergreifende Rast- und/oder Schnappverbindung, insbesondere mit zumindest einer axial wirksamen Schnappzunge, aus. Hierdurch kann das Adapterteil besonders einfach von außen bzw. aus Richtung der Umgebung an dem Batteriegehäuse angeordnet bzw. befestigt werden. Eine Demontage des Adapterteils dagegen ist lediglich aus dem Innenraum des Batteriegehäuses möglich. Ein unbeabsichtigter oder unbefugter Zugriff wird somit besonders wirkungsvoll verhindert.
-
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird weiter gelöst durch eine Vorrichtung mit einer Lüftungsvorrichtung und einem Batteriegehäuse mit einer Gasdurchtrittsöffnung. Das durchströmbare Adapterteil der Lüftungsvorrichtung ist, insbesondere unlösbar, an der Gasdurchtrittsöffnung befestigt und bedeckt die Gasdurchtrittsöffnung eingriffshemmend. Ein Eingreifen in den Innenraum des Batteriegehäuses bzw. ein Zugriff auf die elektrischen Komponenten im Batteriegehäuse über die Lüftungsvorrichtung ist dabei nicht möglich. Die Lüftungseinheit ist an dem Adapterteil lösbar befestigt. Hierdurch kann die Lüftungseinheit zu Wartungs- und/oder Reparaturzwecken von dem Adapterteil gelöst werden. Ein Eingreifen in den Innenraum des Batteriegehäuses wird dabei vorteilhafter Weise durch das am Batteriegehäuse verbleibende Adapterteil unterbunden. Um eine Entlüftung und/oder Belüftung des Batteriegehäuses zu ermöglichen, mündet der zumindest eine Luftführungspfad der Lüftungseinheit einenends in die Umgebung und anderenends in die Gasdurchtrittsöffnung des Batteriegehäuses.
-
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird zudem gelöst durch die Verwendung der Lüftungseinheit in einer Lüftungsvorrichtung. Die Lüftungseinheit ist zur lösbaren Verbindung mit dem Adapterteil ausgebildet. Hierfür kann die Lüftungseinheit eine interne Verbindungsvorrichtung teilweise, insbesondere vollständig, aufweisen oder ausbilden.
-
Die Lüftungseinheit bildet zumindest einen durchströmbaren Luftführungspfad aus. Der Luftführungspfad erstreckt bzw. durchdringt die gesamte Lüftungseinheit und mündet in zumindest zwei Lüftungsöffnungen. Die Lüftungsöffnungen sind dabei vorzugsweise an benachbarten oder gegenüberliegenden Wandungen der Lüftungseinheit ausgebildet.
-
Besonders bevorzugt ist der Luftführungspfad in einem montierten Zustand an dem Batteriegehäuse zwischen zumindest einer der Gasdurchtrittsöffnung zugewandten Luftführungsöffnung und zumindest einer in die Umgebung des Batteriegehäuses mündenden Luftführungsöffnung ausgebildet und mit der Gasdurchtrittsöffnung des Batteriegehäuses fluidisch verbunden.
-
Die Lüftungseinheit weist das Trockenmittel auf, wobei das Trockenmittel vorzugsweise in dem zumindest einen durchströmbaren Luftführungspfad angeordnet ist.
-
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Verwendung der Lüftungsvorrichtung zur Belüftung und/oder Entlüftung eines Batteriegehäuses.
-
Vorzugsweise weist das Batteriegehäuse elektrische Komponenten auf. Elektrische Komponenten können dabei beispielsweise, jedoch nicht abschließend, Akkumulatoren, Batteriezellen oder Leistungselektronik sein.
-
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter ausgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen zweckmäßigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.
-
Figurenliste
-
- 1 zeigt eine Ausführungsform einer Vorrichtung mit einer Lüftungsvorrichtung und einem ausschnittsweise dargestellten Batteriegehäuse in einer perspektivischen Ansicht.
- 2 zeigt die Vorrichtung aus 1 in einer Seitenansicht.
- 3 zeigt die Vorrichtung aus den vorherigen Figuren in einer geschnittenen Seitenansicht.
- 4 zeigt die Vorrichtung aus den vorherigen Figuren mit einem am Batteriegehäuse angeordneten Adapterteil und einer vom Adapterteil gelöst angeordneten Lüftungseinheit.
- 5 zeigt die Luftführungsvorrichtung aus den vorherigen Figuren in einer perspektivischen Ansicht auf die dem Batteriegehäuse im montierten Zustand der Lüftungsvorrichtung zugewandten Seite der Lüftungsvorrichtung.
- 6 zeigt eine Ausführungsform des Adapterteils aus den 1 bis 5.
-
1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht eine Vorrichtung 1 mit einem Batteriegehäuse 10, aufweisend eine Wandung 12. Das Batteriegehäuse 10 bzw. die Wandung 12 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit ausschnittsweise dargestellt. An dem Batteriegehäuse 10 bzw. der Wandung 12 ist eine Lüftungsvorrichtung 14, vorzugsweise fluiddicht, angeordnet.
-
Gemäß der gezeigten Ausführungsform weist die Lüftungsvorrichtung 14 eine Lüftungseinheit 16 mit den Komponenten Grundkörper 18, Verschlusskörper 20 und Schutzhaube 22 auf. Der Grundkörper 18 weist in der gezeigten Ausführungsform eine überwiegend quaderförmige Ausbildung auf. Der Verschlusskörper 20 ist fluiddicht an dem Grundkörper 18 angeordnet. Die Schutzhaube 22 ist an dem Verschlusskörper 20 angeordnet bzw. befestigt. Zur Befestigung der Schutzhaube 22 an dem Verschlusskörper 20 sind ausführungsgemäß mehrere Schrauben 23 vorgesehen. Die Schrauben 23 sind vorzugsweise gleichzeitig zur Befestigung des Verschlusskörpers 20 an dem Grundkörper 18 ausgebildet. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist lediglich eine Schraube 23 mit einem Bezugszeichen versehen. Als Alternative zu den Schrauben 23 ist eine Verbindung über eine Heißverstemmung möglich, die die Schutzhabe 22 unlösbar an dem Verschlusskörper 20 befestigt.
-
2 zeigt die Vorrichtung 1 aus 1 in einer Seitenansicht. In dieser Darstellung ist neben der Lüftungseinheit 16, aufweisend den Grundkörper 18, den Verschlusskörper 20 und die Schutzhaube 22, ein Adapterteil 24 der Lüftungsvorrichtung 14 zu sehen. Das Adapterteil 24 hintergreift die Wandung 12 des Batteriegehäuses 10 zu Befestigungszwecken.
-
Die Lüftungsvorrichtung 14 ist gemäß der gezeigten Ausführungsform an einer dem Innenraum 26 des Batteriegehäuses 10 abgewandten, respektive einer der Umgebung 28 des Batteriegehäuses 10 zugewandten Seite des Batteriegehäuses 10 angeordnet. Mit anderen Worten ist die Lüftungsvorrichtung 14 an einer Außenseite des Batteriegehäuses 10 angeordnet.
-
3 zeigt eine Schnittansicht der in 2 dargestellten Vorrichtung 1 und dient der Erläuterung der Funktionsweise der Lüftungsvorrichtung 14.
-
Die Wandung 12 des Batteriegehäuses 10 weist eine Gasdurchtrittsöffnung 30 auf, mittels der ein Gas- bzw. Fluidaustausch zwischen dem Innenraum 26 und der Umgebung 28 des Batteriegehäuses 10 erfolgen kann.
-
Die Lüftungseinheit 16 bildet ausführungsgemäß zwei Luftführungspfade 32 aus. Die Luftführungspfade 32 erstrecken sich durch die gesamte Lüftungseinheit 16 von jeweils zumindest einer dem Batteriegehäuse 10 zugewandten Lüftungsöffnung 34 durch den Grundkörper 18, den Verschlusskörper 20 und die Schutzhaube 22 zu einer in die Umgebung 28 des Batteriegehäuses mündenden Lüftungsöffnung 36.
-
Einer der Lüftungspfade 32 ist gemäß der gezeigten Ausführungsform als eine unidirektional durchströmbare Entlüftungsführung 38 und der andere Lüftungspfad 32 als eine unidirektional durchströmbare Belüftungsführung 40 ausgebildet. Die unidirektional durchströmbare Entlüftungsführung 38 ermöglicht lediglich ein Durchströmen der Lüftungseinheit 16 gemäß einer Entlüftungsrichtung 42 aus dem Innenraum 26 des Batteriegehäuses 10 in die Umgebung 28. Die unidirektional durchströmbare Belüftungsführung 40 ermöglicht demgegenüber lediglich ein Durchströmen der Lüftungseinheit 16 gemäß einer Belüftungsrichtung 44 aus der Umgebung 28 in den Innenraum des Batteriegehäuses 10.
-
Die richtungsabhängige Durchströmbarkeit der Lüftungspfade 32 wird hier mittels zweier Ventile 46, 48 sichergestellt, die bezogen auf die jeweiligen Durchströmungsrichtungen 42, 44 gegenläufig zueinander innerhalb der Lüftungseinheit angeordnet sind. Beide Ventile 46, 48 Öffnen und Schließen hier in Abhängigkeit der Druckdifferenz in der jeweiligen Durchströmungsrichtung 42, 44 vor und hinter dem jeweiligen Ventil 46, 48. Beispielsweise öffnet das Ventil 46 im Falle eines im Vergleich zum Druck in der Umgebung 28 erhöhten Druck im Innenraum 26 des Batteriegehäuses, wohingegen das Ventil 48 unter denselben Bedingungen verschlossen ist. Im Fall umgekehrter Druckbedingungen wird in analoger Weise das Ventil 46 geschlossen, während Ventil 48 öffnet. Vorzugsweise weisen die Ventile 46, 48 einen Schwellwert bei der Druckdifferenz auf, ab dem die Ventile 46, 48 öffnen und/oder schließen.
-
Das Ventil 46 ist im vorliegenden Fall an dem Grundkörper 18 angeordnet. Das Ventil 48 ist im vorliegenden Fall dagegen an dem Verschlusskörper 20 angeordnet. Hierdurch wird der einfache Zugriff auf beide Ventile 46, 48 durch Lösen des Verschlusskörpers 20 vom Grundkörper 18 ermöglicht.
-
Im Fall eines positiven Druckgefälles zwischen Innenraum 26 und Umgebung 28 des Batteriegehäuses 10, öffnet das Ventil 46 die unidirektional durchströmbare Entlüftungsführung 38. Hierdurch kann Fluid, insbesondere Gas, besonders bevorzugt Luft, entlang eines hier beispielhaft dargestellten Strömungspfades 50 aus dem Innenraum 26, durch das Adapterteil 24, die Luftführungsöffnung 34, das Ventil 46 durch die Lüftungseinheit 16 strömen und letztlich über die Lüftungsöffnung 36 in die Umgebung 28 ausströmen. Vorzugsweise ist der Strömungspfad 50 möglichst kurz ausgebildet, so dass im Falle einer Zwangsentlüftung ein schneller Druckabbau im Innenraum 26 des Batteriegehäuses erfolgen kann.
-
Im Fall eines negativen Druckgefälles zwischen Innenraum 26 und Umgebung 28 des Batteriegehäuses 10 öffnet das Ventil 48 die unidirektional durchströmbare Belüftungsführung 40. Hierdurch kann Fluid, insbesondere Gas, besonders bevorzugt Luft, entlang eines hier beispielhaft dargestellten Strömungspfades 52a aus der Umgebung 28, durch die Lüftungsöffnung 36, die Schutzhaube 22, den Verschlusskörper 20, das Ventil 48 und die restliche Lüftungseinheit 16 strömen, bevor das Fluid über eine Lüftungsöffnung 34 in den Innenraum 26 des Batteriegehäuses 10 gelangt. Zur verständlicheren Erläuterung ist ein weiterer beispielhafter Strömungspfad 52b durch die Belüftungsführung 40 dargestellt.
-
Die Lüftungseinheit 16 weist in der unidirektional durchströmbaren Belüftungsführung 40 ein in einer Trockenmittelkammer 54 angeordnetes Trockenmittel 56 auf. Die Trockenmittelkammer 54 wird durch den Grundkörper 18 ausgebildet und durch den Verschlusskörper 20 verschlossen, sodass ein Herausfallen des Trockenmittels 56 verhindert wird. Zu Wartungszwecken kann der Verschlusskörper 20, vorzugsweise mitsamt der Schutzhaube 22, von dem Grundkörper 18 gelöst werden. Hierdurch kann das Trockenmittel 56 besonders einfach und schnell unter Wiederverwendung der übrigen Lüftungseinheit 16 getauscht werden.
-
Gemäß der gezeigten Ausführungsform weist die Lüftungseinheit 16 eine semipermeable Membran 58 auf, die hier zwischen dem Verschlusskörper 20 und der Schutzhaube 22 innerhalb der unidirektional durchströmbaren Belüftungsführung 40 angeordnet ist. In dem vorliegenden Fall ist die semipermeable Membran 58 mithin an einer der Trockenmittelkammer 54 abgewandten Seite des Verschlusskörpers 20 angeordnet.
-
Gemäß der gezeigten Ausführungsform ist die semipermeable Membran 58 darüber hinaus ausschließlich in der unidirektional durchströmbaren Belüftungsführung 40 angeordnet, während die unidirektional durchströmbare Entlüftungsführung 38 keine semipermeable Membran 58 aufweist. Hierdurch kann eine Zwangsentlüftung des Innenraums 26 noch ungehinderter erfolgen. Die semipermeable Membran 58 ist im vorliegenden Fall an einer Mittenachse 60 der Lüftungsvorrichtung 14 zugewandten Seite kreisringförmig und an einer der Mittenachse 60 abgewandten Seite überwiegend rechteckig ausgebildet. Mit anderen Worten ist die semipermeable Membran 58 an die durchströmbare lokale Querschnittsfläche der Belüftungsführung 40 angepasst.
-
Die Lüftungsvorrichtung 14 weist eine an der Lüftungseinheit 16, beziehungsweise an dem Grundkörper 18, angeordnete umlaufende Dichtung 62 auf. Die umlaufende Dichtung 62 liegt bei Anordnung der Lüftungsvorrichtung 14, beziehungsweise der Lüftungseinheit 16 an dem Batteriegehäuse 10 fluiddicht an der Wandung 12 des Batteriegehäuses 10 an. Hierdurch wird der Fluidaustausch über die Lüftungspfade 32 erzwungen und gleichzeitig ein Eindringen von Fluid in das Batteriegehäuse 10 an der Kontaktstelle zwischen Lüftungseinheit 16 und Wandung 12 verhindert. Zur besseren Abdichtung weist der Grundkörper 18 im vorliegenden Fall eine umlaufende Ausnehmung 64 auf, in der die umlaufende Dichtung 62 angeordnet ist. Hierdurch kann die Dichtwirkung weiter verbessert werden.
-
Das Adapterteil 24 weist eine externe Verbindungsvorrichtung 66 und eine interne Verbindungsvorrichtung 68 auf.
-
Die externe Verbindungsvorrichtung 66 ist hier durch das Adapterteil 24 in Form mehrerer über den Umfang der Gasdurchtrittsöffnung 30 gleichmäßig verteilter Schnappzungen 70 ausgebildet. Die externe Verbindungsvorrichtung 66 bzw. die Schnappzungen 70 durchgreifen bzw. hintergreifen dabei in der gezeigten Ausführungsform die Gasdurchtrittsöffnung 30 des Batteriegehäuses 10 und liegen an einer dem Innenraum 26 des Batteriegehäuses 10 zugewandten Seite der Wandung 12 an der Wandung 12 an. Hierdurch kann die externe Verbindungsvorrichtung 66 lediglich aus einer Richtung des Innenraums 26 gelöst werden. Hierdurch wird ein unerwünschtes oder unbefugtes Entfernen des Adapterteils 24 durch Unbefugte erschwert. Um ein Durchgleiten des Adapterteils 24 durch die Gasdurchtrittsöffnung 30 zu verhindern, weist das Adapterteil 24 zumindest eine Anschlagfläche 72 zur äußeren Anlage an die Wandung 12 des Batteriegehäuses 10 auf.
-
Die interne Verbindungsvorrichtung 68 ist gemäß der gezeigten Ausführungsform als eine Eindreh- bzw. Bajonettverbindung ausgebildet. Die interne Verbindungsvorrichtung 68 weist dabei mehrere an dem Grundkörper 18 ausgebildete Eindrehausnehmungen 74 und mehrere an dem Adapterteil 24 ausgebildete Eindrehvorsprünge 76 auf. Die Eindrehverbindung entsteht durch Eindrehen der Eindrehvorsprünge 76 in die Eindrehausnehmungen 74 womit eine Bewegung der Lüftungseinheit 16 entlang der Mittenachse 60 in Richtung der Wandung 12 des Batteriegehäuses 10 erzwungen wird. Hierdurch wird die Lüftungseinheit 16 mit der umlaufenden Dichtung 62 gegen die Wandung 12 gepresst. Zudem wird die externe Verbindungsvorrichtung 66 mit der Wandung 12 verspannt, sodass eine dauerhafte Befestigung des Lüftungsvorrichtung 14 an dem Batteriegehäuse 10 besonders zuverlässig erreicht werden kann.
-
4 zeigt die Vorrichtung 1 aus den vorherigen Figuren, wobei die Lüftungseinheit 16 der Lüftungsvorrichtung 14 in einem von dem Adapterteil 24 der Lüftungsvorrichtung 14 losgelösten Zustand dargestellt ist. Das Adapterteil 24 ist mittels der externen Verbindungsvorrichtung 66 (siehe 3) an der Wandung 12 des Batteriegehäuses 10 befestigt.
-
Die Anschlagfläche 72 des Adapterteils 24 weist mehrere über den Umfang der Gasdurchtrittsöffnung 30 verteilte - hier acht - Anschläge 78 auf. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist lediglich einer der Anschläge 78 mit einem Bezugszeichen versehen.
-
Zudem bildet das Adapterteil 24 - hier vier - Eindrehvorsprünge 76 auf, die zum Eindrehen in Eindrehausnehmungen 74 (siehe 3) ausgebildet sind.
-
Mehrere Adapterteilausnehmungen 80 gewährleisten ausführungsgemäß eine Durchströmbarkeit des Adapterteils 24 durch ein Fluid, insbesondere durch Luft. Die Adapterteilausnehmungen 80 sind dabei in ihren Abmessungen, insbesondere ihrer maximalen Öffnungsweite, gering ausgebildet, um ein Eindringen von Gegenständen und/oder menschlichen Körperteilen bzw. Extremitäten zu verhindern. Gemäß der Darstellung ist ersichtlich, dass auch nach dem Lösen der Lüftungseinheit 16 von dem Adapterteil 24, beispielsweise im Wartungsfall, ein Eingriff in das Batteriegehäuse 10 und damit ein Kontakt zu den im Batteriegehäuse 10 befindlichen elektrischen Komponenten wirkungsvoll verhindert werden kann.
-
5 zeigt die Lüftungsvorrichtung 14 aus den vorherigen Figuren in einer perspektivischen Ansicht auf eine im montierten Zustand der Lüftungsvorrichtung 14 an dem Batteriegehäuse 10 (siehe 1-4) zugewandten Seite.
-
Das Adapterteil 24 ist an der Lüftungseinheit 16 angeordnet. Mit anderen Worten ist die interne Verbindungsvorrichtung 68 (siehe 3 und 4) zumindest teilweise geschlossen. Die Lüftungsvorrichtung 14 kann gemäß der gezeigten Darstellung vorzugsweise soweit in die Gasdurchtrittsöffnung 30 (siehe 3) eingeführt werden, bis die externe Verbindungsvorrichtung 66 in Form der Schnappzungen 70 ausgelöst, bzw. das Adapterteil 24 in der Gasdurchtrittsöffnung 30 eingerastet wird. Anschließend kann die interne Verbindungsvorrichtung 68 vorzugsweise vollständig geschlossen werden, um ein zusätzliches Anpressen der Lüftungseinheit 16 an die Wandung 12 (siehe 3) des Batteriegehäuses 10 zu bewirken.
-
6 zeigt das Adapterteil 24 in einer perspektivischen Darstellung zur besseren Erläuterung. Das Adapterteil 24 ist ausführungsgemäß einstückig ausgebildet, bzw. mittels verschiedener Fertigungsschritte aus einem einzigen Rohteil gefertigt. Vorzugsweise ist das Adapterteil 24 aus Metall, insbesondere aus einem Blech, gefertigt. Die Schnappzungen 70, die Anschläge 78 sowie die Eindrehvorsprünge 76 sind vorzugsweise mittels plastischer Umformverfahren hergestellt. Hierdurch kann eine besonders einfache wie schnelle Fertigung des Adapterteils 24 erfolgen.
-
Unter Vornahme einer Zusammenschau aller Figuren der Zeichnung betrifft die Erfindung eine Lüftungsvorrichtung 14 zur Anordnung an einem Batteriegehäuse 10, wobei eine Gasdurchtrittsöffnung 30 des Batteriegehäuses 10 fluidisch mit zwei Luftführungspfaden 32 der Lüftungsvorrichtung 14 verbunden ist; und wobei einer der Luftführungspfade 32 zur Belüftung und der andere Luftführungspfad 32 zur Entlüftung des Batteriegehäuses 10 ausgebildet ist; und wobei während der Belüftung des Batteriegehäuses 10 einströmendes Fluid, insbesondere Luft, zum Zweck der Entfeuchtung durch ein Trockenmittel 56 geleitet wird. Die erfindungsgemäße Lüftungsvorrichtung 14 weist darüber hinaus einen Adapter 24 auf, der lösbar mit der übrigen Lüftungsvorrichtung 14 verbunden ist und beim Lösen der übrigen Lüftungsvorrichtung 14 - beispielsweise im Wartungs- und/oder Reparaturfall - aus Sicherheitsgründen an dem Batteriegehäuse 10 verbleibt. Weiter betrifft die Erfindung eine Vorrichtung 1 mit einem Batteriegehäuse 10 und einer Lüftungsvorrichtung 14. Weiter betrifft die Erfindung die Verwendung einer Lüftungseinheit 16 für eine Lüftungsvorrichtung 14 sowie eine Verwendung einer Lüftungsvorrichtung 14 zur Lüftung eines Batteriegehäuses 10.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Vorrichtung
- 10
- Batteriegehäuse
- 12
- Wandung des Batteriegehäuses 10
- 14
- Lüftungsvorrichtung
- 16
- Lüftungseinheit der Lüftungsvorrichtung 14
- 18
- Grundkörper der Lüftungseinheit 16
- 20
- Verschlusskörper der Lüftungseinheit 16
- 22
- Schutzhaube der Lüftungseinheit 16
- 23
- Schrauben der Lüftungseinheit 16
- 24
- Adapterteil der Lüftungsvorrichtung 14
- 26
- Innenraum des Batteriegehäuses 10
- 28
- Umgebung des Batteriegehäuses 10
- 30
- Gasdurchtrittsöffnung des Batteriegehäuses 10
- 32
- Luftführungspfad
- 34
- Lüftungsöffnung, die dem Batteriegehäuse 10 zugewandt ist
- 36
- Lüftungsöffnung, die in die Umgebung 28 mündet
- 38
- unidirektional durchströmbare Entlüftungsführung
- 40
- unidirektional durchströmbare Belüftungsführung
- 42
- Entlüftungsrichtung
- 44
- Belüftungsrichtung
- 46
- Ventil in der Entlüftungsführung 38
- 48
- Ventil in der Belüftungsführung 40
- 50
- Strömungspfad durch die Entlüftungsführung 38
- 52a, b
- Strömungspfad durch die Belüftungsführung 40
- 54
- Trockenmittelkammer
- 56
- Trockenmittel
- 58
- semipermeable Membran
- 60
- Mittenachse der Lüftungsvorrichtung 14
- 62
- umlaufende Dichtung
- 64
- umlaufende Ausnehmung des Grundkörpers 18
- 66
- externe Verbindungsvorrichtung
- 68
- interne Verbindungsvorrichtung
- 70
- Schnappzungen der externen Verbindungsvorrichtung 66
- 72
- Anschlagfläche des Adapterteils 24
- 74
- Eindrehausnehmungen der internen Verbindungsvorrichtung 68
- 76
- Eindrehvorsprünge der internen Verbindungsvorrichtung 68
- 78
- Anschläge der Anschlagfläche 72
- 80
- Adapterteilausnehmungen
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- EP 3636333 A1 [0003]
- DE 102012202103 A1 [0004]
