DE102022131835B3 - Dichtheitsprüfanordnung und Verfahren zur Durchführung der Dichtheitsprüfung - Google Patents

Dichtheitsprüfanordnung und Verfahren zur Durchführung der Dichtheitsprüfung Download PDF

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    • H01M10/48Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte

Abstract

Dichtheitsprüfanordnung mit einer Batterie (10), welche ein Batteriegehäuse (12) und mindestens eine in einem Batteriezellenaufnahmeraum (14) des Batteriegehäuse (12) angeordnete Batteriezelle (16, 18) aufweist, wobei das Batteriegehäuse (12) eine Gehäuse-Entgasungsöffnung (30, 32) aufweist und die Batteriezelle (16, 18) einen Batteriezellen-Entgasungsbereich (17, 19) aufweist, wobei die Gehäuse-Entgasungsöffnung (30, 32) und der Batteriezellen-Entgasungsbereich (17, 19) über einen Entgasungskanal (20, 22) fluidisch miteinander verbunden sind, welcher an einem batteriezellenaufnahmeraumseitigen Abdichtbereich (34, 36) über eine Dichtung (40, 28) von dem Batteriezellenaufnahmeraum (14) und an einem außenbereichseitigen Abdichtbereich (38, 42) durch ein Verschlusselement (24, 26) von einem Außenbereich fluiddicht getrennt ist, und einem Sensorelement (50, 52), durch welches eine Verformung des Verschlusselements (24, 26) erfassbar ist, derart, dass das Sensorelement (50, 52) bei einer indirekten Dichtheitsprüfung des batteriezellenaufnahmeraumseitigen Abdichtbereichs (34, 36) eine durch einen relativ zum Außenbereich hergestellten Unterdruck oder Überdruck im Batteriezellenaufnahmeraum (14) verursachte Verformung des Verschlusselements (24, 26) erfasst.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Dichtheitsprüfanordnung zur Dichtheitsprüfung mindestens eines Abdichtbereichs einer Batterie. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Durchführung der Dichtheitsprüfung mit der Dichtheitsprüfanordnung.
  • Derartige Dichtheitsprüfanordnungen für Batterien sind allgemein bekannt. Die Batterien weisen üblicherweise eine Mehrzahl von Batteriezellen auf, welche in einem Batteriegehäuse angeordnet sind. Bei einem Defekt oder einer Überlastung der Batterie bzw. einer der im Batteriegehäuse angeordneten Batteriezelle kann ein sogenanntes thermisches Durchgehen ausgelöst werden. Dabei entstehen im Inneren der entsprechenden Batteriezelle heiße Gase, welche durch den Batteriezellen-Entgasungsbereich aus der defekten Batteriezelle abgeführt werden. Um die anderen, intakten und ebenfalls im Batteriegehäuse angeordneten Batteriezellen nicht durch die heißen Gase anzustecken, werden die aus der Batteriezelle austretenden Gase möglichst direkt über die Gehäuse-Entgasungsöffnung aus dem Batteriegehäuse abgeführt. Der Batteriezellen-Entgasungsbereich und die Gehäuse-Entgasungsöffnung sind durch einen Entgasungskanal fluidisch miteinander verbunden. Der Entgasungskanal ist gegenüber einem Batteriezellenaufnahmeraum, d.h. in einem batteriezellenaufnahmeraumseitigen Abdichtbereich, durch eine zwischen der Batteriezelle und einer Innenseite des Batteriegehäuses angeordnete Dichtung abgedichtet. Außerdem ist der Entgasungskanal durch ein die Gehäuse-Entgasungsöffnung verschließendes Verschlusselement gegenüber dem Außenbereich abgedichtet, so dass der Entgasungskanal in einem außenbereichseitigen Abdichtbereich zum Außenbereich abgedichtet ist und dadurch das Eindringen von Schmutz, Staub und Feuchtigkeit in die Batterie bzw. in den Entgasungskanal verhindert wird. Bei einem thermischen Durchgehen einer der Batteriezellen tritt das heiße Gas über den Batteriezellen-Entgasungsbereich aus der Batteriezelle aus und strömt über den Entgasungskanal zu der im Normalzustand durch das Verschlusselement verschlossenen Gehäuse-Entgasungsöffnung. Durch die hohe Temperatur der aus der Batteriezelle austretenden Gase und/oder den im Entgasungskanal durch das austretende Gas entstehenden Innendruck wird das Verschlusselement zerstört und/oder die fluiddichte Abdichtung im außenbereichseitigen Abdichtbereich aufgehoben, so dass die heißen Gase in den Außenbereich abströmen können. Das Verschlusselement ist insbesondere ein Berstelement.
  • Bei der Montage der Batterie wird üblicherweise die vordefinierte Funktionsfähigkeit der Batterie überprüft. Hierbei wird unter anderem geprüft, ob die abzudichtenden Bereiche der Batterie auch wirklich dicht sind und keine unerwünschten Leckagen auftreten. Bei einer zuvor beschriebenen Batterie ist eine derartige Dichtheitsprüfung, insbesondere am batteriezellenaufnahmeraumseitigen Abdichtbereich nicht bzw. nur mit einem erheblichen Aufwand möglich.
  • Aus der EP 3 444 865 A1 ist eine Batterie bekannt, welche ein Batteriegehäuse und mindestens eine in einem Batteriezellenaufnahmeraum des Batteriegehäuses angeordnete Batteriezelle aufweist, wobei das Batteriegehäuse eine Gehäuse-Entgasungsöffnung aufweist und die Batteriezelle einen Batteriezellen-Entgasungsbereich aufweist, wobei die Gehäuse-Entgasungsöffnung und der Batteriezellen-Entgasungsbereich über eine Entgasungskanal fluidisch miteinander verbunden sind.
  • Die US 2018/ 0 062 133 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Erkennung von Batterieanomalien, wobei die Vorrichtung eine mit einer Entgasungsöffnung zumindest einer Batteriezelle fluidisch verbundene Kammer, ein Druckmesselement zur Erfassung des Innendrucks der Kammer und eine mit dem Druckmesselement verbundene Auswerteinheit aufweist. Durch die Auswerteinheit wird ein Druckanstieg in der Kammer aufgrund eines Gasaustritts aus der Batteriezelle detektiert und basierend darauf auf eine Batterieanomalie geschlossen.
  • Ferner offenbart die DE 103 01 430 A1 eine Dichtheitsprüfanordnung mit einem Sensorelement, durch welches eine Verformung einer Oberfläche einer flexiblen Batteriezelle optisch erfasst wird.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist, eine Dichtheitsprüfanordnung bereitzustellen, bei welcher die Dichtheitsprüfung auf eine einfache und zuverlässige Weise erfolgen kann.
  • Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Die Dichtheitsprüfanordnung umfasst eine Batterie, welche ein Batteriegehäuse und mindestens eine in einem Batteriezellenaufnahmeraum des Batteriegehäuses angeordnete Batteriezelle aufweist. Das Batteriegehäuse ist beispielsweise aus einem Strangpressprofil und zwei, die beiden offenen Enden des Strangpressprofils verschließenden Deckeln ausgeführt, wobei das Batteriegehäuse im endmontierten Zustand gegenüber einem Außenbereich hermetisch abgetrennt ist. Die in dem Batteriegehäuse angeordneten Batteriezellen können als prismatische Batteriezellen, runde Batteriezellen oder als Pouchzellen ausgeführt sein und in dem Batteriegehäuse einzeln oder in Form eines Batteriezellstapels angeordnet sein. Bei einem Defekt der Batteriezelle bilden sich im Inneren der Batteriezelle heiße Gase, welche aus der Batteriezelle abgeführt werden müssen. Dies erfolgt an einem Batteriezellen-Entgasungsbereich der Batteriezelle, wobei am Batteriezellen-Entgasungsbereich ein Entgasungsventil angeordnet ist oder der Batteriezellen-Entgasungsbereich derart ausgeführt ist, dass eine dafür vorgesehene Komponente oder das Batteriezellgehäuse an sich versagen. Das aus der Batteriezelle austretende Gas strömt in einen Entgasungskanal, über welchen der Batteriezellen-Entgasungsbereich mit einer Gehäuse-Entgasungsöffnung fluidisch verbunden ist. Die Gehäuse-Entgasungsöffnung ist am Batteriegehäuse ausgebildet, wobei über die Gehäuse-Entgasungsöffnung das heiße Gas aus dem Batteriegehäuse in den Außenbereich austreten kann.
  • Der Entgasungskanal ist an einem batteriezellenaufnahmeraumseitigen Abdichtbereich über eine Dichtung von einem Batteriezellenaufnahmeraum fluiddicht getrennt, wodurch ein Überströmen der heißen Gase zu anderen intakten Batteriezellen oder anderen in dem Batteriegehäuse angeordneten Komponenten verhindert werden kann. Außerdem ist der Entgasungskanal an einem außenbereichseitigen Abdichtbereich durch ein Verschlusselement von einem Außenbereich fluiddicht getrennt, wodurch ein Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit durch die Gehäuse-Entgasungsöffnung verhindert werden kann.
  • Bei der Montage der Batterie wird die Funktionsfähigkeit der Batterie geprüft. Dabei wird auch eine Dichtheitsprüfung an den Abdichtbereichen durchgeführt, wobei geprüft wird, ob die Dichtung und das Verschlusselement den Entgasungskanal gegenüber dem Batteriezellenaufnahmeraum und dem Außenbereich zuverlässig abdichten. Die Dichtheitsprüfung des batteriezellenaufnahmeraumseitigen Abdichtbereichs erfolgt durch die Erfassung der Verformung des Verschlusselements durch ein Sensorelement, d.h. nicht direkt an der Dichtung bzw. in einem an die Dichtung angrenzenden Bereich, sondern indirekt an dem Verschlusselement. Dabei wird in dem Batteriezellenaufnahmeraum, beispielsweise durch eine an den Batteriezellenaufnahmeraum anschließende Druckluftleitung, ein Überdruck oder ein Unterdruck erzeugt. Wenn die batteriezellenaufnahmeraumseitige Abdichtung nicht fluiddicht ist, verformt sich das Verschlusselement, wobei die Verformung durch das Sensorelement erfasst wird und basierend darauf auf die Undichtheit der batteriezellenaufnahmeraumseitigen Abdichtung geschlossen wird. Wenn das Verschlusselement trotz des Unter- bzw. Überdrucks im Batteriezellenaufnahmeraum unverformt bleibt, hat keine Leckage und kein Druckausgleich zwischen dem Entgasungskanal und dem Batteriezellenaufnahmeraum stattgefunden. In diesem Fall kann die Dichtheit am batteriezellenaufnahmeraumseitigen Abdichtbereich bestätigt werden. Vorliegend wird von einem fluiddichten außenbereichseitigen Abdichtbereich ausgegangen, wobei die Dichtheitsprüfung des außenbereichseitigen Abdichtbereichs insbesondere in einem zuvor durchgeführten Schritt bestätigt wurde.
  • Durch eine derartige Dichtheitsprüfanordnung kann die Dichtheitsprüfung an dem batteriezellenaufnahmeraumseitigen Abdichtbereich auf eine einfache, zuverlässige und kostengünstige Weise durchgeführt werden.
  • Vorzugsweise ist der Batteriezellen-Entgasungsbereich an einer der Gehäuse-Entgasungsöffnung zugewandten Seite der Batteriezelle angeordnet, wobei die Dichtung in einem Zwischenbereich zwischen der den Batteriezellen-Entgasungsbereich aufweisenden Seite der Batteriezelle und einer die Gehäuse-Entgasungsöffnung aufweisenden Gehäusewandung angeordnet ist. Dadurch kann das aus der Batteriezelle entweichende, heiße Gas auf kürzestem Weg aus der Batteriezelle in den Außenbereich geleitet werden. Außerdem kann dadurch der Entgasungskanal einfach und kostengünstig realisiert werden.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Dichtung ringförmig ausgeführt und umgibt den Batteriezellen-Entgasungsbereich und die Gehäuse-Entgasungsöffnung radial. Außerdem ist die Dichtung aus einem temperaturbeständigen Material hergestellt, so dass ein Versagen der Dichtung aufgrund der heißen Gase zuverlässig verhindert werden kann.
  • Vorzugsweise sind die Dichtung und das Verschlusselement einstückig hergestellt und bilden ein Dichtelement. Dabei weist das Dichtelement vorzugsweise einen plattenartigen, das Verschlusselement bildenden Bereich und einen ringförmigen, sich von dem plattenartigen Bereich erstreckenden Vorsprung auf, welcher die Dichtung bildet. Zur Abdichtung des außenbereichseitigen Abdichtbereichs liegt das Dichtelement mit einem relativ zum Vorsprung radial außen angeordneten, ringförmigen Bereich an einer Außenseite des Batteriegehäuses an. Zur Abdichtung des batteriezellenaufnahmeraumseitigen Abdichtbereichs ragt der Vorsprung durch die Gehäuse-Entgasungsöffnung und liegt stirnseitig an der Batteriezelle an. Dadurch kann der Herstellungsaufwand der Batterie und der Montageaufwand bei der Montage der Batterie reduziert werden. Alternativ sind das Verschlusselement und die Dichtung mehrteilig, d.h. getrennt voneinander, ausgeführt.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Batteriezellenaufnahmeraum im endmontierten Zustand, d.h. im Betrieb des Elektrofahrzeugs mit der verbauten Batterie, mit einem Kühlmittel gefüllt. Das Kühlmittel ist vorzugsweise ein dielektrisches Kühlmittel, so dass die Batteriezellen und andere Komponenten, beispielsweise die mehrere Batteriezellen miteinander verbindenden Stromschienen, vollständig und direkt von dem Kühlmittel umströmt werden. Durch die direkte Umströmung der Batteriezellen und der anderen Komponenten kann die Kühlung verbessert werden. Die Dichtung verhindert, dass Kühlmittel in den Entgasungskanal eintreten kann.
  • Vorzugsweise ist das Sensorelement ein optischer Sensor. Dadurch kann die Verformung berührungslos und einfach erfasst werden.
  • Die Aufgabe wird außerdem durch ein Verfahren zur Durchführung der Dichtheitsprüfung mit der Dichtheitsprüfanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 gelöst. Dabei wird zunächst ein Unterdruck oder ein Überdruck im Batteriezellenaufnahmeraum relativ zu dem Außenbereich erzeugt und durch das Sensorelement eine Verformung des Verschlusselements erfasst. Basierend auf der erfassten Verformung des Verschlusselements wird auf die Dichtheit des batteriezellenaufnahmeraumseitigen Abdichtbereichs geschlossen. Bei einem fluiddichten batteriezellenaufnahmeraumseitigen Abdichtbereich verformt sich das Verschlusselement nicht, so dass darauf geschlossen werden kann, dass der batteriezellenaufnahmeraumseitige Abdichtbereich fluiddicht ist. Bei einem undichten batteriezellenaufnahmeraumseitigen Abdichtbereich verformt sich das Verschlusselement aufgrund des durch die Leckage zwischen dem Batteriezellenaufnahmeraum und dem Entgasungskanal im Entgasungskanal einstellenden Über- oder Unterdrucks relativ zum Außenbereich, woraus auf eine Leckage zwischen dem Entgasungskanal und dem Batteriezellenaufnahmeraum geschlossen werden kann. Zu den Vorteilen des Verfahrens wird auf die vorhergehenden Absätze verwiesen.
  • Vorzugsweise erfolgt die Dichtheitsprüfung des außenbereichseitigen Abdichtbereichs, welche vor der Dichtheitsprüfung des batteriezellenaufnahmeraumseitigen Abdichtbereichs erfolgt, derart, dass die Dichtung und/oder die Batteriezelle demontiert werden und ein Unterdruck oder ein Überdruck im Batteriezellenaufnahmeraum relativ zu einem Außenbereich erzeugt wird und geprüft wird, ob eine Leckage über den außenbereichseitigen Bereich vorliegt.
  • Alternativ ist zur Dichtheitsprüfung des außenbereichseitigen Abdichtbereichs eine Dichtheitsprüfvorrichtung vorgesehen, wobei ein die Dichtung und das Verschlusselement aufweisendes Dichtelement an der Dichtheitsprüfvorrichtung derart montiert wird, dass die Dichtheitsprüfvorrichtung und das Dichtelement einen fluiddichten Zwischenraum begrenzen, in welchem ein Unterdruck oder ein Überdruck relativ zu einem Außenbereich erzeugt wird und geprüft wird, ob eine Leckage zwischen dem Zwischenraum und dem Außenbereich vorliegt. Die Dichtheitsprüfung des außenbereichseitigen Abdichtbereichs erfolgt vor der Dichtheitsprüfung des batteriezellenaufnahmeraumseitigen Abdichtbereichs, wobei das Dichtelement erst nach der Dichtprüfung des außenbereichseitigen Abdichtbereichs am Batteriegehäuse montiert wird und anschließend die Dichtheitsprüfung des batteriezellenaufnahmeraumseitigen Abdichtbereichs erfolgt.
  • Dadurch kann auf eine einfache und zuverlässige Weise die Dichtheitsprüfung des außenbereichseitigen Abdichtbereichs durchgeführt werden.
  • Vorzugsweise wird die Leckage über den außenbereichseitigen Abdichtbereich oder zwischen dem Zwischenraum und dem Außenbereich durch die Auswertung der Sensorsignale des Sensorelements festgestellt. Damit wird auch die Dichtheitsprüfung des außenbereichseitigen Abdichtbereichs mit Hilfe des zur Dichtheitsprüfung des batteriezellenaufnahmeraumseitigen Abdichtbereichs verwendeten Sensorelements durchgeführt. Alternativ kann mittels eines Drucksensors ein Druckverlauf im Batterieaufnahmeraum oder im Zwischenraum ausgewertet werden.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert.
    • 1 zeigt einen Querschnitt einer Batterie einer erfindungsgemäßen Dichtheitsprüfanordnung,
    • 2a zeigt einen Querschnitt der Batterie bei einer ersten Ausführung einer Dichtheitsprüfung eines außenbereichseitigen Abdichtbereichs,
    • 2b zeigt einen Querschnitt der Batterie bei einer Dichtheitsprüfung eines batteriezellenaufnahmeraumseitigen Abdichtbereichs, und
    • 3 zeigt einen Querschnitt der Batterie bei einer zweiten Ausführung einer Dichtheitsprüfung des außenbereichseitigen Abdichtbereichs.
  • Die 1 zeigt eine Batterie 10, welche beispielsweise in einem Elektrofahrzeug verwendet wird, um eine elektrische Antriebseinheit des Elektrofahrzeugs mit elektrischer Energie zu versorgen. Die Batterie 10 weist ein Batteriegehäuse 12 und mehrere in dem Batteriegehäuse 12, d.h. in einem Batterieaufnahmeraum 14, angeordnete Batteriezellen 16, 18 auf.
  • Bei einem Defekt einer der Batteriezellen 16, 18 bilden sich im Inneren der entsprechenden Batteriezelle 16, 18 heiße Gase, welche aus der Batteriezelle 16, 18 abgeführt werden müssen. Hierfür weisen die Batteriezellen 16, 18 jeweils einen Batteriezellen-Entgasungsbereich 17, 19 auf, an welchem ein Entgasungsventil angeordnet ist, so dass aus dem Batteriezellen-Entgasungsbereich 17, 19 heiße Gase austreten können, jedoch ein Gaseintritt in die Batteriezellen 16, 18 über den Batteriezellen-Entgasungsbereich 17, 19 nicht möglich ist. Die aus der defekten Batteriezelle 16, 18 austretenden, heißen Gase würden über jeweils einen Entgasungskanal 20, 22 zu jeweils einer am Batteriegehäuse 12 ausgebildeten Gehäuse-Entgasungsöffnung 30, 32 strömen und über diese aus dem Batteriegehäuse 12 in einen Außenbereich ausströmen.
  • Die Batteriezellen-Entgasungsbereiche 17, 19 sind jeweils an einer der die Gehäuse-Entgasungsöffnungen 30, 32 aufweisenden Gehäusewandung des Batteriegehäuses 12 zugewandten Seite der Batteriezellen 16, 18 angeordnet, so dass die heißen Gase ausgehend von den Batteriezellen-Entgasungsbereichen 17, 19 auf kürzestem Weg zu den Gehäuse-Entgasungsöffnungen 30, 32 und damit auf kürzestem Weg aus dem Batteriegehäuse 12 strömen können.
  • Der in der 1 auf der linken Seite gezeigte Entgasungskanal 20 ist an einem batteriezellenaufnahmeraumseitigen Abdichtbereich 34 über eine ringförmige Dichtung 40 gegenüber dem Batterieaufnahmeraum 14 fluidisch getrennt. Die Dichtung 40 ist in einem Spalt 35 zwischen einer Innenseite des Batteriegehäuses 12 und der Batteriezelle 16 angeordnet. Außerdem ist der Entgasungskanal 20 an einem außenbereichseitigen Abdichtbereich 38 über ein Verschlusselement 24 gegenüber dem Außenbereich fluidisch getrennt. Das Verschlusselement 24 liegt über eine ringförmige und die Gehäuse-Entgasungsöffnung 30 radial umgebende Anlagefläche an einer Außenseite des Batteriegehäuses 12 an, wodurch die Gehäuse-Entgasungsöffnung 30 fluiddicht verschlossen ist.
  • Auf der rechten Seite der 1 ist eine alternative Ausführung zur Abdichtung der Entgasungskanäle 20, 22 gezeigt. Die Dichtung 28 und das Verschlusselement 26 sind einstückig ausgeführt und bilden ein Dichtelement 29, wobei das Verschlusselement 26 ein plattenartiger Abschnitt ist und die Dichtung 28 ein sich radial von dem plattenartigen Abschnitt erstreckender Vorsprung ist. Das Verschlusselement 26 liegt über eine ringförmige und die Gehäuse-Entgasungsöffnung 32 radial umgebende Anlagefläche an einer Außenseite des Batteriegehäuses 12 an, wodurch in einem außenbereichseitigen Abdichtbereich 42 die Gehäuse-Entgasungsöffnung 32 fluiddicht verschlossen ist. Die durch den Vorsprung gebildete Dichtung 28 liegt in einem batteriezellenaufnahmeraumseitigen Abdichtbereich 36 mit einer ringförmigen Stirnseite an der Batteriezelle 18 an, wodurch der Entgasungskanal 22 gegenüber dem Batteriezellenaufnahmeraum 14 fluiddicht abgedichtet ist.
  • Im endmontierten Zustand ist der Batteriezellenaufnahmeraum 14 mit einem Kühlmittel, insbesondere einem dielektrischen Kühlmittel, geflutet. Dadurch können die sich im Betrieb der Batterie 10 erwärmenden Batteriezellen 16, 18 gekühlt werden. Bei der Dichtheitsprüfung ist der Batteriezellenaufnahmeraum 14 nicht mit dem Kühlmittel geflutet. Außerdem herrscht während der Dichtheitsprüfung im Batteriezellenaufnahmeraum 14 der gleiche Druck, d.h. der Umgebungsdruck, wie in der Außenumgebung.
  • Bei der Montage der Batterie 10 wird eine Dichtheitsprüfung an den Abdichtbereichen 34, 36, 38, 42 durchgeführt, wobei geprüft wird, ob die Dichtungen 28, 40 und die Verschlusselemente 24, 26 die Entgasungskanäle 20, 22 gegenüber dem Batteriezellenaufnahmeraum 14 und dem Außenbereich zuverlässig abdichten.
  • Die Dichtheitsprüfung der außenbereichseitigen Abdichtbereiche 38, 42, wie in 2a gezeigt, erfolgt derart, dass bei demontierten Batteriezellen 16, 18, d.h. keiner Abdichtung im batteriezellenaufnahmeraumseitigen Abdichtbereich 34, 36, im Batteriezellenaufnahmeraum 14 über eine Druckluftvorrichtung 70 ein Überdruck gegenüber dem Außenbereich erzeugt wird. Bei einer positiven Dichtheitsprüfung, d.h. keiner Leckage im außenbereichseitigen Abdichtbereich 38, 42, verformen sich die Verschlusselemente 24, 26, wobei die Verformungen durch jeweils ein Sensorelement 50, 52, vorzugsweise einen optischen Sensor, erfasst werden. Bei einer negativen Dichtheitsprüfung, d.h. bei einer Leckage im außenbereichseitigen Abdichtbereich 38, 42, verformen sich die Verschlusselemente 24, 26 nicht bzw. nicht wesentlich, wobei auch dies durch jeweils das Sensorelement 50, 52 erfasst wird. Die verformten Verschlusselemente 24, 26 sind in den Figuren gestrichelt dargestellt.
  • Alternativ kann die Dichtheitsprüfung der außenbereichseitigen Abdichtbereiche 38, 42 bei einem Dichtelement 29 mit einer Dichtheitsprüfvorrichtung 60 gemäß 3 durchgeführt werden. Dabei wird das Dichtelement 29 an der Dichtheitsprüfvorrichtung 60 derart montiert, dass die Dichtheitsprüfvorrichtung 60 und das Dichtelement 29 einen Zwischenraum begrenzen. Im Zwischenraum wird durch eine Druckluftvorrichtung 70 ein Überdruck erzeugt und die Verformung des Dichtelements 29 durch das Sensorelement 50 erfasst.
  • Die Dichtheitsprüfung der batteriezellenaufnahmeraumseitigen Abdichtbereiche 34, 36, wie in 2b gezeigt, erfolgt derart, dass in dem Batteriezellenaufnahmeraum 14 ebenfalls über eine Druckluftvorrichtung 70 ein Überdruck gegenüber dem Außenbereich erzeugt wird. Bei einer negativen Dichtheitsprüfung, d.h. einer Leckage an dem batteriezellenaufnahmeraumseitigen Abdichtbereichen 34, 36, verformen sich, vorausgesetzt die Dichtheitsprüfung der außenbereichseitigen Abdichtbereiche 38, 42 war positiv, die Verschlusselemente 24, 26, wobei die Verformungen durch die Sensorelemente 50, 52 erfasst werden. Bei einer positiven Dichtheitsprüfung, d.h. bei keiner Leckage in dem batteriezellenaufnahmeraumseitigen Abdichtbereichen 34, 36, verformen sich die Verschlusselemente 24, 26 nicht, wobei auch dies durch jeweils das Sensorelement 50, 52 erfasst wird. Damit wird die Dichtheitsprüfung der batteriezellenaufnahmeraumseitigen Abdichtbereiche 34, 36 indirekt über die Erfassung der Verformung der Verschlusselemente 24, 26 durchgeführt.
  • Damit wird eine Dichtheitsprüfanordnung bereitgestellt, bei welcher die Dichtheitsprüfung auf eine einfache und zuverlässige Weise durchgeführt werden kann.

Claims (11)

  1. Dichtheitsprüfanordnung mit einer Batterie (10), welche ein Batteriegehäuse (12) und mindestens eine in einem Batteriezellenaufnahmeraum (14) des Batteriegehäuses (12) angeordnete Batteriezelle (16, 18) aufweist, wobei das Batteriegehäuse (12) eine Gehäuse-Entgasungsöffnung (30, 32) aufweist und die Batteriezelle (16, 18) einen Batteriezellen-Entgasungsbereich (17, 19) aufweist, wobei die Gehäuse-Entgasungsöffnung (30, 32) und der Batteriezellen-Entgasungsbereich (17, 19) über einen Entgasungskanal (20, 22) fluidisch miteinander verbunden sind, welcher an einem batteriezellenaufnahmeraumseitigen Abdichtbereich (34, 36) über eine Dichtung (40, 28) von dem Batteriezellenaufnahmeraum (14) und an einem außenbereichseitigen Abdichtbereich (38, 42) durch ein Verschlusselement (24, 26) von einem Außenbereich fluiddicht getrennt ist, und einem Sensorelement (50, 52), durch welches eine Verformung des Verschlusselements (24, 26) erfassbar ist, derart, dass das Sensorelement (50, 52) bei einer indirekten Dichtheitsprüfung des batteriezellenaufnahmeraumseitigen Abdichtbereichs (34, 36) eine durch einen relativ zum Außenbereich hergestellten Unterdruck oder Überdruck im Batterieaufnahmeraum (14) verursachte Verformung des Verschlusselements (24, 26) erfasst.
  2. Dichtheitsprüfanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Batteriezellen-Entgasungsbereich (17, 19) an einer der Gehäuse-Entgasungsöffnung (30, 32) zugewandten Seite der Batteriezelle (16, 18) angeordnet ist, wobei die Dichtung (40, 28) in einem Zwischenbereich zwischen der den Batteriezellen-Entgasungsbereich (17, 19) aufweisenden Seite der Batteriezelle (16, 18) und einer die Gehäuse-Entgasungsöffnung (30, 32) aufweisenden Gehäusewandung angeordnet ist.
  3. Dichtheitsprüfanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (40, 28) ringförmig ausgeführt ist.
  4. Dichtheitsprüfanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (28) und das Verschlusselement (26) einstückig hergestellt sind und ein Dichtelement (29) bilden.
  5. Dichtheitsprüfanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (28) und das Verschlusselement (26) mehrteilig ausgeführt sind.
  6. Dichtheitsprüfanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Batteriezellenaufnahmeraum (14) im endmontierten Zustand der Batterie (10) mit einem Kühlmittel gefüllt ist.
  7. Dichtheitsprüfanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (50, 52) ein optischer Sensor ist.
  8. Verfahren zur Durchführung der Dichtheitsprüfung mit der Dichtheitsprüfanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei ein Unterdruck oder ein Überdruck im Batterieaufnahmeraum (14) relativ zu dem Außenbereich erzeugt wird, durch das Sensorelement (50, 52) eine Verformung des Verschlusselements (24, 26) erfasst wird und basierend auf der erfassten Verformung des Verschlusselements (24, 26) derart auf die Dichtheit des batteriezellenaufnahmeraumseitigen Abdichtbereichs (35, 36) geschlossen wird, dass bei einem fluiddichten batteriezellenaufnahmeraumseitigen Abdichtbereich (34, 36) das Verschlusselement (24, 26) unverformt bleibt und bei einem undichten batteriezellenaufnahmeraumseitigen Abdichtbereich (34, 36) sich das Verschlusselement (24, 26) aufgrund des durch die Leckage zwischen dem Batteriezellenaufnahmeraum (14) und dem Entgasungskanal (20, 22) im Entgasungskanal (20, 22) einstellenden Über- oder Unterdrucks relativ zum Außenbereich verformt.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Dichtheitsprüfung des außenbereichseitigen Abdichtbereichs (38, 42) die Dichtung (40) und/oder die Batteriezelle (16, 18) demontiert werden und ein Unterdruck oder ein Überdruck im Batteriezellenaufnahmeraum (14) relativ zu einem Außenbereich erzeugt wird und geprüft wird, ob eine Leckage über den außenbereichseitigen Abdichtbereich (38, 42) vorliegt.
  10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Dichtheitsprüfung des außenbereichseitigen Abdichtbereichs (38, 42) eine Dichtheitsprüfvorrichtung (60) vorgesehen ist, wobei ein die Dichtung (28) und das Verschlusselement (26) aufweisendes Dichtelement (29) an der Dichtheitsprüfvorrichtung (60) derart montiert wird, dass die Dichtheitsprüfvorrichtung (60) und das Dichtelement (29) einen Zwischenraum begrenzen, in welchem ein Unterdruck oder ein Überdruck relativ zu einem Außenbereich erzeugt wird und geprüft wird, ob eine Leckage zwischen dem Zwischenraum und dem Außenbereich vorliegt.
  11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Leckage über den außenbereichseitigen Abdichtbereich (38, 42) oder zwischen dem Zwischenraum und dem Außenbereich durch die Auswertung der Sensorsignale des Sensorelements (50, 52) festgestellt wird.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE10301430A1 (de) 2003-01-13 2004-07-22 Varta Microbattery Gmbh Verfahren zur Dichtigkeitsprüfung galvanischer Elemente
US20180062133A1 (en) 2016-08-31 2018-03-01 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery pack
EP3444865A1 (de) 2017-08-16 2019-02-20 Robert Bosch GmbH Batteriemodul und fahrzeug mit dem batteriemodul

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10301430A1 (de) 2003-01-13 2004-07-22 Varta Microbattery Gmbh Verfahren zur Dichtigkeitsprüfung galvanischer Elemente
US20180062133A1 (en) 2016-08-31 2018-03-01 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery pack
EP3444865A1 (de) 2017-08-16 2019-02-20 Robert Bosch GmbH Batteriemodul und fahrzeug mit dem batteriemodul

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