EP4508703A1 - Vorrichtung und verfahren zum erkennen eines defekts einer batterieanordnung für ein fahrzeug und batterieanordnung für ein fahrzeug - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum erkennen eines defekts einer batterieanordnung für ein fahrzeug und batterieanordnung für ein fahrzeug

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EP4508703A1
EP4508703A1 EP23718217.5A EP23718217A EP4508703A1 EP 4508703 A1 EP4508703 A1 EP 4508703A1 EP 23718217 A EP23718217 A EP 23718217A EP 4508703 A1 EP4508703 A1 EP 4508703A1
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EP
European Patent Office
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gas
housing
battery housing
battery
gas sensor
Prior art date
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Pending
Application number
EP23718217.5A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Tobias Braun
Philippe Grass
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Vitesco Technologies GmbH
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
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    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a device and a method for detecting a defect in a battery arrangement for a vehicle, in particular the presence of battery cell outgassing and/or thermal runaway of at least one battery cell, as well as a battery arrangement for a vehicle.
  • Lithium-ion batteries are currently used in electromobility, both for hybrid vehicles and fully electric vehicles.
  • aluminum electrodes on the cathode side and copper electrodes on the anode side are used as current sensors, usually in foil form.
  • Lithium transition metal oxides, such as cobalt, manganese and nickel are used as the cathode material, and carbon/graphite is used as the anode material.
  • the electrolyte in between consists of organic solvent with dissolved electrolyte salts.
  • a separator e.g. made of polypropylene
  • that is permeable to lithium ions can be placed between the electrodes.
  • the gases generated and released in the process can contain hydrogen, carbon dioxide, carbon monoxide and hydrocarbons such as methane or ethane.
  • characteristic gas concentrations can be measured, which allows conclusions to be drawn about the condition of the battery.
  • the information that a specific gas is located inside the battery housing is, on the one hand, important in order to recognize whether there is an ignitable gas mixture inside the battery housing, and on the other hand, it is important to detect thermal runaway of at least one of the battery cells at an early stage. Furthermore, in the event of slow (cold) outgassing, additional information about the condition of the battery cells could be obtained. In conjunction with other sensors of the battery management system (voltage/current sensors), a more precise diagnosis of the condition of the battery or individual cells could be made.
  • Future monitoring systems therefore use one or more different gas sensors that are energized continuously or at significant intervals and can therefore detect the gas concentrations within the battery housing.
  • the gas sensor can therefore permanently or cyclically detect the composition of the gas or gas mixture present within the battery housing and output a gas signal, on the basis of which the condition of the battery can be evaluated.
  • Today's battery housings usually have a pressure compensation valve in order to at least partially compensate for the influence of different ambient pressures and/or temperatures on the pressure within the battery housing. Any gases and gas mixtures can flow out of the battery housing and into the battery housing via the pressure compensation valve.
  • a gas sensor arranged inside the battery housing would therefore generate a gas signal even if a gas component that can be detected by the gas sensor flows into the battery housing from outside. In such a case, when evaluating the gas signal from the gas sensor arranged within the battery housing, a defect in the battery arrangement would be incorrectly indicated, such as outgassing of one of the battery cells or the start of a thermal runaway.
  • the present invention is essentially based on the object of providing a device and a method with which a defect in a battery arrangement for a vehicle can be determined in a simple, inexpensive and reliable manner.
  • the present invention is essentially based on the idea of equipping a battery arrangement with a device that has two gas sensors.
  • Each of the two gas sensors is designed to detect the presence and/or the content of at least one gas component, with one of the two gas sensors detecting the presence and/or the content of the gas component within the battery housing of the battery arrangement and the other of the two gas sensors To detect the presence and/or content of the gas component outside the battery housing.
  • This allows the gas signal from the gas sensor arranged inside the battery housing to be checked for plausibility with the gas signal from the gas sensor arranged outside the battery housing. This can, for example, be a warning that a defect in the battery arrangement, such as a thermal runaway of one of the battery cells of the battery arrangement, is output with greater certainty.
  • the invention makes use of the fact that the battery housing of battery arrangements is usually provided with pressure compensation devices, by means of which pressure compensation and thus a fluid flow between the outside and the interior of the battery housing is made possible. Therefore, if the gas component flows into the battery case from outside the battery case, this can be detected using a signal from each of the two gas sensors, which means that no warning can be issued. In particular, a warning to the driver of the vehicle can be avoided, since despite the gas signal from the gas sensor arranged inside the battery housing, there is no warning, since by detecting the presence of the gas component outside the battery housing, it can be determined that the gas components are not caused by a defect Battery arrangement originates, but rather flows in from outside.
  • a device for detecting a defect in a battery assembly which comprises a battery housing and at least one battery cell arranged in the battery housing.
  • the device according to the invention has a first gas sensor which is designed to be sensitive to at least one gas component present within the battery housing and to generate a first gas signal which indicates the presence and/or the content of the gas component within the battery housing, a second gas sensor, which is designed to be sensitive to the at least one gas component present outside the battery housing and to generate a second gas signal that indicates the presence and / or content of the gas component outside the battery housing, and a control device that is connected to the first gas sensor and connected to the second gas sensor and designed to receive the first gas signal and the second gas signal.
  • the control device is further designed to detect a defect in the battery arrangement when the first gas signal is present and/or indicates a content of the gas component within the battery housing that exceeds a predetermined first content threshold, and the second gas signal indicates the absence and/or a content of the gas component outside the battery housing that exceeds a predetermined second content threshold.
  • the gas signal from the first gas sensor is made plausible with the gas signal from the second gas sensor. If the determined gas component is also present outside the battery housing within a very short time before the presence of the gas component within the battery housing is detected, it can be assumed that the origin of the gas component lies outside the battery housing and consequently a defect in the battery arrangement, in particular in the at least one battery cell, not present. Rather, it can be assumed that the gas component detected within the battery arrangement with the first gas sensor flowed into the battery housing from the outside.
  • the device according to the invention further comprises a device housing in which the first gas sensor and the second gas sensor are at least partially arranged and which is designed to be attached to the battery housing in such a way that an opening provided in the battery housing is at least partially airtight through the device housing is closed.
  • the device housing can form part of the battery housing and can arrange the first gas sensor and the second gas sensor relative to one another in such a way that the first gas sensor detects the gas component inside the battery housing and the second gas sensor detects the gas component outside the battery housing.
  • the device according to the invention may further be advantageous for the device according to the invention to also have one in the device housing arranged circuit board, to which the first gas sensor and the second gas sensor are electrically connected.
  • the printed circuit board is also electrically connected to the control device, preferably via a suitable plug arrangement.
  • the first gas sensor extends sealingly from the interior of the device housing at least partially into the interior of the battery housing, and / or if the second gas sensor sealingly extends from the interior of the device housing into the surroundings of the device housing and the battery housing extends.
  • the device according to the invention further has a pressure compensation device which is designed to at least partially compensate for a pressure difference between the interior of the battery housing and the exterior of the battery housing and to ventilate or ventilate the battery housing.
  • a fluid stream for example the ambient air
  • the device according to the invention can therefore additionally have the function of a pressure compensation device and provide ventilation for the battery housing. Consequently, an at least partially compact device can be created which can provide the first gas sensor, the second gas sensor and the pressure compensation device for the battery arrangement.
  • the pressure compensation device is arranged on the device housing in such a way that the fluid flowing out of the battery housing or the fluid flowing into the battery housing at least partially flows past the second gas sensor and can be measured by it.
  • the device according to the invention further comprises an emergency ventilation device which is designed to vent the battery housing when the pressure inside the battery housing exceeds a predetermined pressure threshold value.
  • the emergency ventilation device can be designed, for example, as a so-called rupture disk, which is arranged in an opening in the device housing.
  • the rupture disk breaks, whereby the gas mixture that has accumulated inside the battery housing can quickly and quickly flow out of the interior of the battery housing through the opening that is then present.
  • the emergency ventilation device is arranged on the device housing in such a way that the fluid flowing out of the battery housing through the emergency ventilation device flows at least partially past the second gas sensor. This can in turn ensure that the fluid flowing out of the battery housing through the emergency ventilation device can be measured by the second gas sensor.
  • the device according to the invention further comprises a flow guide device which is attached to the device housing and extends at least partially into the interior of the battery housing in such a way that the fluid flowing out of the battery housing through the pressure compensation device and/or emergency ventilation device is at least partially guided past the first gas sensor .
  • the flow guide device can therefore in turn ensure that the fluid present in the battery housing is not released from the first gas sensor undetected Battery casing can flow out. For example, if there is a defect in the battery arrangement, such as the at least one battery cell, the first gas sensor can detect the gas component that may be present with a high degree of certainty.
  • the device according to the invention further comprises a device flange attached to the device housing, by means of which the device housing can be fastened to the battery housing.
  • the flange can, for example, be projections that project outwards from the battery housing, which, after the device housing has been inserted into the opening provided in the battery housing, are supported on the outer wall of the battery housing and provide a connection option with the battery housing.
  • the device housing has a first housing region, which is fluidly connected to the interior of the battery housing, and a second housing region, which is fluidly connected to the exterior of the battery housing and is separated from the first housing region by means of a housing wall.
  • a battery arrangement for a vehicle which has a battery housing in which at least one battery cell is arranged and a device according to the invention.
  • a method for detecting a defect in a battery assembly comprising a battery housing and at least one battery cell disposed in the battery housing. Furthermore, a first gas sensor is designed to be sensitive to at least one gas component present within the battery housing and to generate a first gas signal which indicates the presence and/or the content of the gas component within the battery housing, and a second gas sensor is provided, who is trained to do so, at least one to be sensitive to the gas component present outside the battery housing and to generate a second gas signal which indicates the presence and / or content of the gas component outside the battery housing.
  • the method according to the invention includes generating a first gas signal by means of the first gas sensor, generating a second gas signal by means of the second gas sensor and detecting a defect in the battery arrangement when the first gas signal indicates the presence and/or a content of the gas component within the battery housing exceeds a predetermined first content threshold value, and the second gas signal indicates the absence and / or a content of the gas component outside the battery housing that falls below a predetermined second content threshold value.
  • a defect in the battery arrangement can be reliably detected, since the first gas signal can be checked for plausibility with the second gas signal.
  • an incorrect defect detection of the battery arrangement can be detected if, for example, the gas component flows into the battery housing from outside the battery housing and consequently there is no defect in the battery arrangement, such as one of the battery cells.
  • the second gas signal is generated after a predetermined period of time has elapsed after the first gas signal has been generated.
  • the method according to the invention further includes detecting a defect in the battery arrangement if the first gas signal indicates the presence and/or a content of the gas component within the battery housing that exceeds the predetermined first content threshold value, and the second gas signal indicates the presence and/or a content of the Gas component outside the battery housing that exceeds a predetermined third content threshold.
  • the temporal order of detection of the gas component is such that the gas component within the battery housing is detected first and If the gas component is also detected outside the battery arrangement, it can be assumed that the origin of the gas component lies within the battery housing and consequently a defect in the battery arrangement can be recognized.
  • the method according to the invention further comprises detecting a defect in the first gas sensor and/or second gas sensor when only one of the two gas sensors generates a gas signal that indicates the presence of a content of the gas component that is greater than the predetermined first content threshold value .
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a device according to the invention for a battery arrangement for a vehicle
  • Fig. 2 shows a schematic representation of a further device according to the invention for a battery arrangement for a vehicle
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a further device according to the invention for a battery arrangement for a vehicle
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a further device according to the invention for a battery arrangement for a vehicle
  • Fig. 5 is a schematic representation of another according to the invention
  • FIG. 6 shows an exemplary flowchart of a method according to the invention for detecting a defect in the battery arrangement of FIG. 4.
  • a gas signal describes an electrical signal from a gas sensor, which can, on the one hand, qualitatively indicate the presence of one or more predetermined gas components, such as hydrogen, carbon dioxide, carbon monoxide and hydrocarbons, such as methane or ethane, and, on the other hand, quantitatively the content which can display one or more gas components.
  • predetermined gas components such as hydrogen, carbon dioxide, carbon monoxide and hydrocarbons, such as methane or ethane
  • FIG. 1 shows a battery arrangement 100 according to the invention, which has a battery housing 110, which is designed to accommodate at least one battery cell 120, and a device 200 according to the invention.
  • the at least one battery cell 120 is shown schematically as a block, it being obvious to those skilled in the art that the at least one battery cell can be arranged - as is known in the prior art.
  • the device 200 has a first gas sensor 210, which is designed to be sensitive to at least one gas component present within the battery housing 110 and to generate a first gas signal which indicates the presence and/or the content of the gas component within the battery housing 110.
  • the first gas sensor 210 can thus display the content of the gas component within the battery housing 110 both qualitatively and quantitatively.
  • the first gas sensor 210 is designed to be sensitive to those gas components that are generated during abnormal chemical reactions within the battery housing 110.
  • the first gas sensor 210 can detect such an abnormal chemical reaction. For example, during a thermal runaway of the at least one battery cell 120, hydrogen, carbon dioxide, Carbon monoxide and hydrocarbons, such as methane or ethane, are generated, which the first gas sensor 210 can detect. Depending on the progress of the reaction and thus the thermal runaway, the first gas sensor 210 can detect the characteristic gas concentrations of the respective gas component, whereby the state of the battery or battery cells 120 can be concluded.
  • the device 200 further has a second gas sensor 220, which is designed to be sensitive to the at least one gas component present outside the battery housing 110 and to generate a second gas signal that indicates the presence and/or the content of the gas component outside the battery housing 110 displays.
  • the second gas sensor 220 has a configuration similar to the configuration of the first gas sensor 210 and may be sensitive to the same gas components as the first gas sensor 210.
  • the first gas sensor 210 has a sensor element 212 that is sensitive to the gas component.
  • the second gas sensor 220 also has a sensor element 222 that is sensitive to the gas component.
  • the first gas sensor 210 can be inserted, for example, into the battery housing 110 in such a way that the sensor element 212 of the first gas sensor 210 is at least partially located inside the battery housing 110.
  • the second gas sensor 220 is arranged such that the second sensor element 222 of the second gas sensor 220 is at least partially outside the battery housing 110.
  • the device 200 of FIG. 1 further has a control device 230 which is electrically connected to the first gas sensor 210 and the second gas sensor 220.
  • the control device 230 can receive and process the first gas signal from the first gas sensor 210 and the second gas signal from the second gas sensor 220.
  • the control device 230 can detect a defect in the battery arrangement 100, in particular outgassing or thermal runaway of the at least one battery cell 120. If the first gas signal indicates the presence and/or a content of the Gas component within the battery housing 110 that exceeds a predetermined first content threshold value, but the second gas signal indicates an absence and/or a content of the gas component outside the battery housing 110 that falls below a predetermined second content threshold value, a defect in the battery arrangement 100 can be detected.
  • the gas component has its origin in the interior of the battery housing 110, since the first gas sensor 210 detects the gas component, but the second gas sensor 220 does not (yet). In such a case, a warning may be issued to the driver of the vehicle.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a further device 200 according to the invention for a battery arrangement 100 for a vehicle.
  • 2 is similar to the device 200 of FIG. 1 and, in addition to the first gas sensor 210 and the second gas sensor 220, also has a device housing 240 in which the first gas sensor 210 and the second gas sensor 220 are at least partially arranged.
  • the device housing 240 is designed to be attached to the battery housing 110 in such a way that an opening 112 provided in the battery housing 110 is at least partially sealed in an airtight manner by the device housing 240. According to the device 200 of Fig.
  • the device housing 240 can have a device flange 242, which essentially extends outwards from the device housing 240 and is supported on an outer wall of the battery housing 110 and provides a connection option between the device housing 240 and the battery housing 110.
  • the device housing 240 may be welded or soldered to the battery housing 110 on the device flange 242.
  • a circuit board 244 is provided within the battery housing 240, to which both the first gas sensor 210 and the second gas sensor 220 are connected.
  • the circuit board 244 in turn is electrically connected to the control device 230 in such a way that the first gas sensor 210 generated Gas signals and the second gas signals generated by the second gas sensor 220 can be received and processed by the control device 230.
  • the device 200 according to the invention of FIG. 2 thus represents a compact structural unit consisting of the device housing 240 and the gas sensors 210, 220 arranged at least partially therein, which can be attached to the battery housing 100 relatively easily.
  • the device housing 240 forms a part of the battery housing 110 by being inserted into the opening 212 of the battery housing 110.
  • FIG. 3 shows a further schematic representation of a device 200 according to the invention for a battery arrangement 100 for a vehicle.
  • the device 200 of FIG. 3 is similar to the device 200 of FIG Housing area 246 is separated.
  • the second housing region 248 is arranged such that a flow path from the interior of the battery housing 110 into the outside or into the surroundings of the battery housing 110 through the second housing region 248 is made possible (see exemplary flow path in FIG. 3, which is indicated by the arrow 10 is).
  • the second gas sensor 220 is arranged such that the second sensor element 222 of the second gas sensor 220 is at least partially arranged within the second housing region 248.
  • the device 200 of Fig. 3 also has a pressure compensation device 250, which is attached to the device housing 240 and can establish a fluid connection between the interior of the battery housing 110 and the second housing region 248 for pressure equalization between the exterior of the battery housing 110 and the interior of the battery housing 110 . Consequently, the fluid flow path 10 of FIG. 3 extends through the pressure equalization opening 250. It is obvious to those skilled in the art that the direction of the fluid flow path 10 can also be in the opposite direction, namely from the outside of the battery housing 110 through the second housing region 248 and the pressure compensation device 250 into the interior of the battery housing 210.
  • the device 200 of Fig. 3 further has a flow guide device 241, which extends at least partially into the interior of the battery housing 110 in such a way that the fluid flowing out of the battery housing 110 through the device 200, in particular through the second housing region 248, flows at least partially at the first Gas sensor 210 is passed.
  • a flow guide device 241 which extends at least partially into the interior of the battery housing 110 in such a way that the fluid flowing out of the battery housing 110 through the device 200, in particular through the second housing region 248, flows at least partially at the first Gas sensor 210 is passed.
  • a compact unit consisting of device housing 200, first gas sensor 210, second gas sensor 220 and pressure compensation device 250 can be created, which can be attached to the battery housing 110 as a compact unit.
  • FIG. 4 shows a further schematic representation of a further preferred embodiment of a device 200 according to the invention for a battery arrangement 100 for a vehicle.
  • the device 200 of FIG. 4 is essentially the same as the device 200 of FIG of the battery housing 110, in an emergency.
  • the emergency ventilation device 260 can, for example, be a rupture disk that can establish the fluid connection just mentioned when the pressure inside the battery housing 110 exceeds a predetermined pressure threshold, for example approximately 50 mbar above the ambient pressure. In such a case, the rupture disk can break and thus completely vent the battery housing 110. 4, a compact unit consisting of device housing 200, first gas sensor 210, second gas sensor 220, pressure compensation device 250 and emergency ventilation device 260 can be created, which can be attached to the battery housing 110 as a compact unit.
  • the emergency ventilation device 260 is designed in particular to increase the pressure compensation capacity of the pressure compensation device 250 when the predetermined pressure threshold value inside the battery housing 110 is exceeded. This means that the excess pressure inside the battery housing 110 can be equalized more quickly.
  • FIG. 5 shows yet another device 200 according to the invention for a battery arrangement 100 for a vehicle.
  • the device 200 of FIG. 5 further has a third housing region 249, which is fluidly connected to the interior of the battery housing 110 and within which the sensor element 212 of the first gas sensor 210 can detect the gas component.
  • the third housing area 249 is separated from the second housing area 248, within which the sensor element 222 of the second gas sensor 220 can detect the gas component, by means of a housing wall 243, wherein the pressure compensation device 250 and the emergency ventilation device 260 can be arranged in the housing wall 243 Fluid connection between the third housing area 249 and the second housing area 248 can be established.
  • the device housing 240 can be attached to the battery housing 110 via the device flange 240.
  • FIG. 6 shows an exemplary flowchart of a method according to the invention for detecting a defect in the battery arrangement 100, for example using the device 200 of FIG to 3 and Fig. 5 can be carried out.
  • the method of FIG. 6 starts at step 300 and then goes to step 320, where a first gas signal is generated by means of the first gas sensor 210.
  • a subsequent step 330 checks whether the first gas signal indicates the presence and/or a content of the gas component within the battery housing 110 that exceeds a predetermined first content threshold value. If it is determined at step 320 that the gas signal indicates the presence and/or a content of the gas component within the battery housing 110 that does not exceed the predetermined first content threshold, the method proceeds to step 360, at which a proper battery arrangement 110 is determined before that Procedure ends at step 370.
  • step 320 determines whether the first gas signal indicates the presence and/or a content of the gas component within the battery housing 110 that exceeds the predetermined first content threshold. If it is determined in step 320 that the first gas signal indicates the presence and/or a content of the gas component within the battery housing 110 that exceeds the predetermined first content threshold, the method proceeds to step 330, at which a second gas signal is generated by means of the second gas sensor 220 is produced. The second gas signal is evaluated in step 340. If it is determined at step 340 that the second gas signal indicates the presence and/or a content of the gas component outside the battery housing 110 that exceeds a predetermined second content threshold, the method returns to step 360, at which no defective battery assembly 100 is detected before the method again ends at step 370.
  • the gas component is present both outside and inside the battery case 110.
  • the gas component was most likely first present outside the battery case 110 and is e.g. B. flowed into the interior of the battery housing 110 via the pressure equalization opening.
  • the generation of the first and second gas signals in steps 310 and 330 preferably occurs simultaneously.
  • step 340 if it is determined in step 340 that the second gas signal indicates an absence and/or a content of the gas component outside the battery housing 110 that falls below the predetermined second content threshold, the method proceeds to step 350, at which a defect in the battery arrangement 100, for example the at least one battery cell 120, is recognized before the method ends again at step 370. For example, after or at step 350, a warning may be issued to the driver of the vehicle.
  • step 340 it can be checked whether the gas component is also present outside the battery housing 110 at the same time. If this is the case, it can be assumed that the gas component has flowed into the battery housing 110 from outside it and consequently the first gas sensor 210 also detects this gas component and consequently the first gas signal detects the presence and/or a content of the gas component within the battery housing 110 indicates that exceeds the predetermined first salary threshold.
  • step 340 if it is determined in step 340 that no or only a small amount of the gas component is (yet) detected outside the battery housing 110, it can be assumed that the gas component that has been detected by the first gas sensor 210 inside the battery housing 110 is also inside of the battery housing 110 has been generated and consequently there is most likely a defect in the battery arrangement 100, for example in the at least one battery cell 120, and can be recognized accordingly.
  • the temporal order in which the first gas sensor 210 and the second gas sensor 220 detect the gas component can be analyzed. If the second gas sensor 220 detects the gas component before the first gas sensor 210, it can be assumed that the gas mixture together with the gas component flows or has flowed into the battery housing 110 from the outside. However, if the first gas sensor 210 detects the gas component before the second gas sensor 220, it can be assumed that the gas mixture together with the gas component flows out or has flowed out of the interior of the battery housing 110. If only one of the two gas sensors 210, 220 detects the gas component within a predetermined period of time, it can be assumed that one of the two gas sensors 210, 220 is defective. In particular, the aforementioned predetermined period of time is so long that if the two gas sensors 210, 220 are functioning properly, both gas sensors 210, 220 would also have to detect the gas components, in particular due to the presence of the pressure compensation device 250.
  • the device 200 can be designed to recognize the case in which the first gas sensor 210 detects the gas component much later than the second gas sensor 220. Rather, in a case in which the gas component flows from the outside into the interior of the battery housing 110, the first gas sensor 210 would have had to detect the gas component for a relatively short time after the second gas sensor 220 has detected the gas component. However, if the first gas sensor 210 only detects the gas component after a predetermined period of time has elapsed, such as in the range of 1 to 2 minutes, after the second gas sensor 220 has detected the gas component, it can be concluded that the battery arrangement 100 is defective. In this case, the origin of the gas component detected by the first gas sensor 210 probably lies inside the battery housing 110 and it is not a gas component that flowed into the interior of the battery housing 110 from the outside.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft Vorrichtung (200) und ein Verfahren zum Erkennen eines Defekts einer Batterieanordnung (100) sowie eine Batterieanordnung (100), die ein Batteriegehäuse (110) und zumindest eine im Batteriegehäuse (110) angeordnete Batteriezelle (120) umfasst. Die erfindungsgemäße Vorrichtung (200) weist einen ersten Gassensor (210), der dazu ausgebildet ist, ein erstes Gassignal zu erzeugen, das das Vorhandensein und/oder den Gehalt einer Gaskomponente innerhalb des Batteriegehäuses (110) anzuzeigen, einen zweiten Gassensor (220), der dazu ausgebildet ist, ein zweites Gassignal zu erzeugen, das das Vorhandensein und/oder den Gehalt der Gaskomponente außerhalb des Batteriegehäuses (110) anzeigt, und eine Steuerungseinrichtung (230) auf, die dazu ausgebildet ist, einen Defekt der Batterieanordnung (100) zu erkennen, wenn das erste Gassignal das Vorhandensein und/oder einen Gehalt der Gaskomponente innerhalb des Batteriegehäuses (110) anzeigt, der einen vorbestimmten ersten Gehaltschwellenwert überschreitet, und das zweite Gassignal die Abwesenheit und/oder einen Gehalt der Gaskomponente außerhalb des Batteriegehäuses (110) anzeigt, der einen vorbestimmten zweiten Gehaltschwellenwert unterschreitet.

Description

Beschreibung
Vorrichtung und Verfahren zum Erkennen eines Defekts einer Batterieanordnung für ein Fahrzeug und Batterieanordnung für ein Fahrzeug
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erkennen eines Defekts einer Batterieanordnung für ein Fahrzeug, insbesondere das Vorliegen einer Batteriezellenausgasung und/oder eines thermischen Durchgehens zumindest einer Batteriezelle, sowie eine Batterieanordnung für ein Fahrzeug.
Lithium-Ionen-Batterien werden derzeit bei der Elektromobilität eingesetzt, sowohl für Hybrid-Fahrzeuge als auch für voll elektrische Fahrzeuge. Bei Lithium-Ionen-Batterien werden Aluminiumelektroden auf Kathodenseite und Kupferelektroden auf Anodenseite als Stromaufnehmer verwendet, üblicherweise jeweils in Folienform. Als Kathodenmaterial finden Lithium-Übergangsmetalloxide, wie beispielsweise Kobalt, Mangan und Nickel, und als Anodenmaterial Kohlenstoff/Graphit Anwendung. Der dazwischen befindliche Elektrolyt besteht aus organischem Lösungsmittel mit gelösten Elektrolytsalzen. Um Kurzschlüsse zu vermeiden kann ein für Lithium-Ionen durchlässiger Separator (z. B. aus Polypropylen) zwischen den Elektroden platziert werden.
Entscheidend für einen langlebigen Betrieb ist sowohl, dass die Batteriezellen nicht überladen als auch zu stark entladen werden, da es so zu einer schnelleren Alterung mit Desaktivierung aktiver Bestandteile der Elektroden und Anstieg der Zellimpedanz sowie zu einem thermischen „Durchgehen“ der jeweiligen Zelle, d. h. dem Totalausfall, kommen kann. Hierfür ist es von entscheidender Bedeutung den aktuellen Ladezustand zu kennen.
Im Betrieb von Lithium-Ionen-Batterien ist es wichtig, die Batterie im richtigen Temperaturbereich zu betreiben. Besonders ein Überhitzen der Batterie gilt als besonders gefährlich, da es ab einer kritischen Temperatur zu einem nicht mehr aufhaltbaren thermischen Durchgehen (engl.: Thermal Runaway) kommen kann. Dabei reagieren die einzelnen Komponenten der Batteriezelle unkontrolliert miteinander. Unter einer sehr starken Hitzeentwicklung und Gasbildung reagiert die Zelle bis alle Komponenten abreagiert sind.
Beim thermischen Durchgehen kommt zu einer Gasbildung in der jeweiligen Batteriezelle und der innere Druck steigt soweit an, bis das Gehäuse der Batteriezelle nachgibt und diese aufreißt. So kommt es zu einem Austreten des erzeugten Gases. Die Batteriezelle wird weiter aufgeheizt, bis die unkontrollierbare Reaktion startet und die Batteriezelle schlagartig komplett reagiert.
Die dabei erzeugten und freiwerdenden Gases können Wasserstoff, Kohlenstoffdioxid, Kohlenstoffmonoxid und Kohlenwasserstoffe, wie beispielsweise Methan oder Ethan, aufweisen. Je nach Fortschritt der Reaktion und somit des thermischen Durchgehens können sich charakteristische Gaskonzentrationen messen lassen, wodurch auf den Zustand der Batterie geschlossen werden kann.
Folglich ist die Information, dass sich ein bestimmtes Gas im Inneren des Batteriegehäuses befindet, einerseits wichtig, um zu erkennen, ob sich ein zündfähiges Gasgemisch innerhalb des Batteriegehäuses befindet, andererseits wichtig, ein thermisches Durchgehen von zumindest einer der Batteriezellen bereits frühzeitig zu ermitteln. Ferner könnten bei einem langsamen (Kalt)Ausgasen zusätzlich Informationen über den Zustand der Batteriezellen eingeholt werden. In Zusammenhang mit anderen Sensoren des Batterie-Management Systems (Spannungs-/ Strom-Sensoren) könnte somit eine genauere Diagnose über den Zustand der Batterie bzw. einzelner Zellen erfolgen.
Zukünftige Überwachungssysteme verwenden daher einen oder mehrere unterschiedliche Gassensoren, die kontinuierlich oder in signifikanten Intervallen bestromt sind und folglich die Gaskonzentrationen innerhalb des Batteriegehäuses erfassen können. Der Gassensor kann folglich permanent oder zyklisch die Zusammensetzung des innerhalb des Batteriegehäuses vorhandenen Gases bzw. Gasgemischs erfassen und ein Gassignal ausgeben, auf dessen Grundlage der Zustand der Batterie bewertet werden kann. Heutige Batteriegehäuse weisen zumeist ein Druckausgleichsventil auf, um den Einfluss verschiedener Umgebungsdrücke und/oder -temperaturen auf den Druck innerhalb des Batteriegehäuses zumindest teilweise auszugleichen. Dabei können über das Druckausgleichsventil etwaige Gase und Gasgemische aus dem Batteriegehäuse heraus- und in das Batteriegehäuse hineinströmen. Somit würde ein im Inneren des Batteriegehäuses angeordneter Gassensor ein Gassignal auch dann erzeugen, wenn eine vom Gassensor erfassbare Gaskomponente von außen in das Batteriegehäuse einströmt. Bei der Auswertung des Gassignals des innerhalb des Batteriegehäuses angeordneten Gassensors würde in einem solchen Fall fälschlicherweise ein Defekt der Batterieanordnung angezeigt werden, wie beispielsweise eine Ausgasung einer der Batteriezellen oder ein Start eines thermischen Durchgehens.
Der vorliegenden Erfindung liegt im Wesentlichen die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, mit denen ein Defekt einer Batterieanordnung für ein Fahrzeug auf einfache, günstige und zuverlässige Weise festgestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung gemäß Anspruch 1 , einer Batterieanordnung gemäß Anspruch 12 und einem Verfahren gemäß Anspruch 13 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Der vorliegenden Erfindung liegt im Wesentlichen der Gedanke zu Grunde, eine Batterieanordnung mit einer Vorrichtung auszustatten, die zwei Gassensoren aufweist. Dabei ist jeder der beiden Gassensoren dazu ausgebildet, das Vorhandensein und/oder den Gehalt zumindest einer Gaskomponente zu erfassen, wobei einer der beiden Gassensoren das Vorhandensein und/oder den Gehalt der Gaskomponente innerhalb des Batteriegehäuses der Batterieanordnung zu erfassen und der andere der beiden Gassensoren das Vorhandensein und/oder den Gehalt der Gaskomponente außerhalb des Batteriegehäuses zu erfassen. Damit kann das Gassignal des innerhalb des Batteriegehäuses angeordneten Gassensors mit dem Gassignal des außerhalb des Batteriegehäuses angeordneten Gassensors plausibilisiert werden. Damit kann beispielsweise eine Warnung, dass ein Defekt der Batterieanordnung, wie beispielsweise ein thermisches Durchgehen von einer der Batteriezellen der Batterieanordnung, vorliegt, mit höherer Sicherheit ausgegeben werden. Insbesondere macht sich dabei die Erfindung zu Nutze, dass das Batteriegehäuse von Batterieanordnungen zumeist mit Druckausgleichseinrichtungen versehen sind, mittels denen ein Druckausgleich und somit ein Fluidstrom zwischen dem Äußeren und dem Inneren des Batteriegehäuses ermöglicht ist. Wenn also die Gaskomponente von außerhalb des Batteriegehäuses in das Batteriegehäuse hineinströmt, kann dies anhand eines Signals von jedem der beiden Gassensoren detektiert werden, wodurch keine Warnung ausgegeben werden kann. Insbesondere kann damit eine Warnung an den Fahrer des Fahrzeugs vermieden werden, da trotz des Gassignals des innerhalb des Batteriegehäuses angeordneten Gassensors eine Warnung ausbleibt, da aufgrund des Erkennens des Vorhandenseins der Gaskomponente außerhalb des Batteriegehäuses ermittelt werden kann, dass die Gaskomponenten nicht von einem Defekt der Batterieanordnung stammen, sondern vielmehr von außerhalb eingeströmt ist.
Folglich ist gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zum Erkennen eines Defekts einer Batterieanordnung offenbart, die ein Batteriegehäuse und zumindest eine im Batteriegehäuse angeordnete Batteriezelle umfasst. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist einen ersten Gassensor, der dazu ausgebildet ist, auf zumindest eine innerhalb des Batteriegehäuses vorhandene Gaskomponente sensitiv zu sein und ein erstes Gassignal zu erzeugen, das das Vorhandensein und/oder den Gehalt der Gaskomponente innerhalb des Batteriegehäuses anzeigt, einen zweiten Gassensor, der dazu ausgebildet ist, auf die zumindest eine außerhalb des Batteriegehäuses vorhandene Gaskomponente sensitiv zu sein und ein zweites Gassignal zu erzeugen, dass das Vorhandensein und/oder den Gehalt der Gaskomponente außerhalb des Batteriegehäuses anzeigt, und eine Steuerungseinrichtung auf, die mit dem ersten Gassensor und dem zweiten Gassensor verbunden und dazu ausgebildet ist, das erste Gassignal und das zweite Gassignal zu empfangen. Die Steuerungseinrichtung ist dabei ferner dazu ausgebildet, einen Defekt der Batterieanordnung zu erkennen, wenn das erste Gassignal das Vorhandensein und/oder einen Gehalt der Gaskomponente innerhalb des Batteriegehäuses anzeigt, der einen vorbestimmten ersten Gehaltschwellenwert überschreitet, und das zweite Gassignal die Abwesenheit und/oder einen Gehalt der Gaskomponente außerhalb des Batteriegehäuses anzeigt, der einen vorbestimmten zweiten Gehaltschwellenwert unterschreitet.
Erfindungsgemäß wird somit beim Erkennen einer Gaskomponente innerhalb des Batteriegehäuses das Gassignal des ersten Gassensors mit dem Gassignal des zweiten Gassensors plausibil isiert. Liegt innerhalb kürzester Zeit vor dem Erkennen des Vorhandenseins der Gaskomponente innerhalb des Batteriegehäuses auch außerhalb des Batteriegehäuses die ermittelte Gaskomponente vor, kann davon ausgegangen werden, dass der Ursprung der Gaskomponente außerhalb des Batteriegehäuses liegt und folglich ein Defekt der Batterieanordnung, insbesondere der zumindest einen Batteriezelle, nicht vorliegt. Dabei kann vielmehr davon ausgegangen werden, dass die innerhalb der Batterieanordnung mit dem ersten Gassensor erfasste Gaskomponente von außen in das Batteriegehäuse eingeströmt ist.
In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung ferner ein Vorrichtungsgehäuse, in dem der erste Gassensor und der zweite Gassensor zumindest teilweise angeordnet sind und das dazu ausgebildet ist, am Batteriegehäuse derart angebracht zu werden, dass eine im Batteriegehäuse vorgesehene Öffnung durch das Vorrichtungsgehäuse zumindest teilweise luftdicht verschlossen wird.
Das Vorrichtungsgehäuse kann dabei einen Teil des Batteriegehäuses bilden und den ersten Gassensor und zweiten Gassensor jeweils derart relativ anordnen, dass der erste Gassensor die Gaskomponente innerhalb des Batteriegehäuses erfasst und der zweite Gassensor die Gaskomponente außerhalb des Batteriegehäuses erfasst.
In einer derart bevorzugten Ausgestaltung kann es weiterhin vorteilhaft sein, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung ferner eine im Vorrichtungsgehäuse angeordnete Leiterplatte aufweist, mit der der erste Gassensor und der zweite Gassensor elektrisch verbunden sind. Die Leiterplatte ist ferner mit der Steuerungseinrichtung elektrisch verbunden, vorzugsweise über eine geeignete Steckeranordnung.
Ferner ist es in einer vorteilhaften Ausgestaltung bevorzugt, wenn sich der erste Gassensor abdichtend aus dem Inneren des Vorrichtungsgehäuses zumindest teilweise ins Innere des Batteriegehäuses erstreckt, und/oder wenn sich der zweite Gassensor abdichtend aus dem Inneren des Vorrichtungsgehäuses in die Umgebung des Vorrichtungsgehäuses und des Batteriegehäuses erstreckt.
Damit kann insbesondere gewährleistet werden, dass der erste Gassensor die Gaskomponente innerhalb des Batteriegehäuses erfasst und der zweite Gassensor die Gaskomponente außerhalb des Batteriegehäuses erfasst.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist die erfindungsgemäße Vorrichtung ferner eine Druckausgleichseinrichtung auf, die dazu ausgebildet ist, eine Druckdifferenz zwischen dem Inneren des Batteriegehäuses und dem Äußeren des Batteriegehäuses zumindest teilweise auszugleichen und das Batteriegehäuse zu be- oder entlüften.
Insbesondere kann ein Fluidstrom, beispielsweise die Umgebungsluft, durch die Druckausgleichseinrichtung in das Batteriegehäuse hineinströmen und aus dem Batteriegehäuse herausströmen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann somit zusätzlich die Funktion einer Druckausgleichseinrichtung aufweisen und dem Batteriegehäuse eine Be- oder Entlüftung bereitstellen. Folglich kann eine zumindest teilweise kompakte Vorrichtung geschaffen werden, die den ersten Gassensor, den zweiten Gassensor und die Druckausgleichseinrichtung für die Batterieanordnung bereitstellen kann.
In einer solchen vorteilhaften Ausgestaltung ist es gemäß einer weiteren Ausführungsform ferner bevorzugt, dass die Druckausgleichseinrichtung derart am Vorrichtungsgehäuse angeordnet ist, dass das aus dem Batteriegehäuse herausströmende oder das in das Batteriegehäuse hineinströmende Fluid zumindest teilweise am zweiten Gassensor vorbeiströmt und von diesem vermessen werden kann.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung ferner eine Notentlüftungseinrichtung, die dazu ausgebildet ist, das Batteriegehäuse zu entlüften, wenn der Druck im Inneren des Batteriegehäuses einen vorbestimmten Druckschwellenwert überschreitet.
Die Notentlüftungseinrichtung kann beispielsweise als sogenannte Berstscheibe ausgebildet sein, die in einer Öffnung im Vorrichtungsgehäuse angeordnet ist. Beim Überschreiten des vorbestimmten Druckschwellenwerts innerhalb des Batteriegehäuses zerbricht die Berstscheibe, wodurch das sich im Inneren des Batteriegehäuses angesammelte Gasgemisch zügig und rasch aus dem Inneren des Batteriegehäuses durch die dann vorhandene Öffnung herausströmen kann.
Damit kann beispielsweise ein Explodieren des Batteriegehäuses verhindert werden.
Dabei kann es insbesondere bevorzugt sein, dass die Notentlüftungseinrichtung derart am Vorrichtungsgehäuse angeordnet ist, dass das aus dem Batteriegehäuse durch die Notentlüftungseinrichtung herausströmende Fluid zumindest teilweise am zweiten Gassensor vorbeiströmt. Damit kann wiederum gewährleistet werden, dass das durch die Notentlüftungseinrichtung aus dem Batteriegehäuse herausströmende Fluid vom zweiten Gassensor vermessen werden kann.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung ferner eine Strömungsleiteinrichtung, die am Vorrichtungsgehäuse angebracht ist und sich zumindest teilweise ins Innere des Batteriegehäuses derart erstreckt, dass das aus dem Batteriegehäuse durch die Druckausgleichseinrichtung und/oder Notentlüftungseinrichtung herausströmende Fluid zumindest teilweise am ersten Gassensor vorbeigeleitet wird.
Die Strömungsleiteinrichtung kann folglich wiederum gewährleisten, dass das im Batteriegehäuse vorhandene Fluid vom ersten Gassensor nicht unerkannt aus dem Batteriegehäuse herausströmen kann. Liegt beispielsweise ein Defekt der Batterieanordnung, wie beispielsweise der zumindest einen Batteriezelle, vor, kann der erste Gassensor die möglicherweise vorhandene Gaskomponente mit hoher Sicherheit erfassen.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung ferner einen am Vorrichtungsgehäuse angebrachten Vorrichtungsflansch, mittels dem das Vorrichtungsgehäuse am Batteriegehäuse befestigbar ist. Bei dem Flansch kann es sich beispielsweise um vom Batteriegehäuse nach außen hervorstehende Vorsprünge handeln, die sich nach dem Einsetzen des Vorrichtungsgehäuses in die im Batteriegehäuse vorgesehene Öffnung an der äußeren Wand des Batteriegehäuses abstützen und eine Verbindungsmöglichkeit mit dem Batteriegehäuse bereitstellen.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist das Vorrichtungsgehäuse einen ersten Gehäusebereich, der mit dem Inneren des Batteriegehäuses fluidverbunden ist, und einen zweiten Gehäusebereich auf, der mit dem Äußeren des Batteriegehäuses fluidverbunden und von dem ersten Gehäusebereich mittels einer Gehäusewand abgetrennt ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Batterieanordnung für ein Fahrzeug offenbart, die ein Batteriegehäuse, in dem zumindest eine Batteriezelle angeordnet ist, und eine erfindungsgemäße Vorrichtung aufweist.
Gemäß einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Erkennen eines Defekts einer Batterieanordnung offenbart, die ein Batteriegehäuse und zumindest eine im Batteriegehäuse angeordnete Batteriezelle umfasst. Ferner ist ein erster Gassensor, der dazu ausgebildet ist, auf zumindest eine innerhalb des Batteriegehäuses vorhandene Gaskomponente sensitiv zu sein und ein erstes Gassignal zu erzeugen, das das Vorhandensein und/oder den Gehalt der Gaskomponente innerhalb des Batteriegehäuses anzeigt, und ein zweiter Gassensor vorgesehen, der dazu ausgebildet ist, auf die zumindest eine außerhalb des Batteriegehäuses vorhandene Gaskomponente sensitiv zu sein und ein zweites Gassignal zu erzeugen, das das Vorhandensein und/oder den Gehalt der Gaskomponente außerhalb des Batteriegehäuses anzeigt. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst ein Erzeugen eines ersten Gassignals mittels des ersten Gassensors, ein Erzeugen eines zweiten Gassignals mittels des zweiten Gassensors und ein Erkennen eines Defekts der Batterieanordnung, wenn das erste Gassignal das Vorhandensein und/oder einen Gehalt der Gaskomponente innerhalb des Batteriegehäuses anzeigt, der einen vorbestimmten ersten Gehaltschwellenwert überschreitet, und das zweite Gassignal die Abwesenheit und/oder einen Gehalt der Gaskomponente außerhalb des Batteriegehäuses anzeigt, der einen vorbestimmten zweiten Gehaltschwellenwert unterschreitet.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann somit auf zuverlässige Weise ein Defekt der Batterieanordnung erkannt werden, da das erste Gassignal mit dem zweiten Gassignal plausibilisiert werden kann. Damit kann beispielsweise eine fehlerhafte Defekterkennung der Batterieanordnung erkannt werden, wenn beispielsweise die Gaskomponente von außerhalb des Batteriegehäuses in das Batteriegehäuse hineinströmt und folglich kein Defekt der Batterieanordnung, wie beispielsweise einer der Batteriezellen, vorliegt.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das zweite Gassignal nach dem Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer nach dem Erzeugen des ersten Gassignals erzeugt. Dabei umfasst das erfindungsgemäße Verfahren ferner ein Erkennen eines Defekts der Batterieanordnung, wenn das erste Gassignal das Vorhandensein und/oder einen Gehalt der Gaskomponente innerhalb des Batteriegehäuses anzeigt, der den vorbestimmten ersten Gehaltschwellenwert überschreitet, und das zweite Gassignal das Vorhandensein und/oder einen Gehalt der Gaskomponente außerhalb des Batteriegehäuses anzeigt, der einen vorbestimmten dritten Gehaltschwellenwert überschreitet.
Wenn also die zeitliche Reihenfolge der Erkennung der Gaskomponente derart ist, dass zuerst die Gaskomponente innerhalb des Batteriegehäuses erkannt wird und zeitlich darauf die Gaskomponente auch außerhalb der Batterieanordnung erkannt wird, kann davon ausgegangen werden, dass der Ursprung der Gaskomponente innerhalb des Batteriegehäuses liegt und folglich ein Defekt der Batterieanordnung erkannt werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das erfindungsgemäße Verfahren ferner ein Erkennen eines Defekts des ersten Gassensors und/oder zweiten Gassensors, wenn nur einer der beiden Gassensoren ein Gassignal erzeugt, das das Vorhandensein einen Gehalt der Gaskomponente anzeigt, der größer ist als der vorbestimmte erste Gehaltschwellenwert.
Dabei kann sich zu Nutze gemacht werden, dass beim Vorhandensein der Gaskomponente, egal ob innerhalb oder außerhalb des Batteriegehäuses, aufgrund einer Druckausgleichseinrichtung der Batterieanordnung beide Gassensoren früher oder später die Gaskomponente erfassen müssten. Wenn dem aber nicht der Fall ist, kann festgestellt werden, dass zumindest einer der beiden Gassensoren defekt ist.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann durch Ausüben der hierin beschriebenen Lehre und Betrachten der beiliegenden einzigen Zeichnung ersichtlich, in denen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung für eine Batterieanordnung für ein Fahrzeug zeigt,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtung für eine Batterieanordnung für ein Fahrzeug zeigt, und
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtung für eine Batterieanordnung für ein Fahrzeug zeigt,
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtung für eine Batterieanordnung für ein Fahrzeug zeigt, Fig. 5 eine schematische Darstellung einer weiteren erfindungsgemäßen
Vorrichtung für eine Batterieanordnung für ein Fahrzeug zeigt,
Fig. 6 ein beispielhaftes Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Erkennen eines Defekts der Batterieanordnung der Fig. 4 zeigt.
Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung beschreibt ein Gassignal ein elektrisches Signal eines Gassensors, das zum einen qualitativ das Vorhandensein einer oder mehrere vorbestimmter Gaskomponenten, wie beispielsweise Wasserstoff, Kohlenstoffdioxid, Kohlenstoffmonoxid und Kohlenwasserstoffe, wie beispielsweise Methan oder Ethan, anzeigen kann und zum anderen quantitativ den Gehalt der einen oder mehreren Gaskomponenten anzeigen kann.
Die Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Batterieanordnung 100, die ein Batteriegehäuse 110, das dazu ausgebildet ist, zumindest eine Batteriezelle 120 aufzunehmen, und eine erfindungsgemäße Vorrichtung 200 aufweist. In der Fig. 1 ist die zumindest eine Batteriezelle 120 schematisch als Block dargestellt, wobei für den Fachmann selbstredend ist, dass die zumindest eine Batteriezelle - wie im Stand der Technik bekannt - angeordnet sein kann.
Die Vorrichtung 200 weist einen ersten Gassensor 210 auf, der dazu ausgebildet ist, auf zumindest eine innerhalb des Batteriegehäuses 110 vorhandene Gaskomponente sensitiv zu sein und erstes Gassignal zu erzeugen, das das Vorhandensein und/oder den Gehalt der Gaskomponente innerhalb des Batteriegehäuses 110 anzeigt. Der erste Gassensor 210 kann somit den Gehalt der Gaskomponente innerhalb des Batteriegehäuses 110 sowohl qualitativ als auch quantitativ anzeigen. Vorzugsweise ist der erste Gassensor 210 dazu ausgebildet, auf solche Gaskomponenten sensitiv zu sein, die während anormalen chemischen Reaktionen innerhalb des Batteriegehäuses 110 erzeugt werden. Insbesondere kann der erste Gassensor 210 eine solche anormale chemische Reaktion erkennen. Beispielsweise kann während eines thermischen Durchgehens der zumindest einen Batteriezelle 120 Wasserstoff, Kohlenstoffdioxid, Kohlenstoffmonoxid und Kohlenwasserstoffe, wie beispielsweise Methan oder Ethan, erzeugt werden, die der erste Gassensor 210 erfassen kann. Je nach Fortschritt der Reaktion und somit des thermischen Durchgehens kann der erste Gassensor 210 die charakteristischen Gaskonzentrationen der jeweiligen Gaskomponente erfassen, wodurch auf dem Zustand der Batterie bzw. Batteriezellen 120 geschlossen werden kann.
Die Vorrichtung 200 weist ferner einen zweiten Gassensor 220 auf, der dazu ausgebildet ist, auf die zumindest eine vorhandene Gaskomponente außerhalb des Batteriegehäuses 110 sensitiv zu sein und ein zweites Gassignal zu erzeugen, das das Vorhandensein und/oder den Gehalt der Gaskomponente außerhalb des Batteriegehäuses 110 anzeigt. Der zweite Gassensor 220 weist eine der Konfiguration des ersten Gassensors 210 ähnliche Konfiguration auf und kann auf die gleichen Gaskomponenten wie der erste Gassensor 210 sensitiv sein.
Der erste Gassensor 210 weist ein Sensorelement 212 auf, das auf die Gaskomponente sensitiv ist. Der zweite Gassensor 220 weist ebenfalls ein Sensorelement 222 auf, das auf die Gaskomponente sensitiv ist. Wie in der Fig. 1 gezeigt kann der erste Gassensor 210 beispielsweise in das Batteriegehäuse 110 derart eingesteckt werden, dass das Sensorelement 212 des ersten Gassensors 210 sich zumindest teilweise innerhalb des Batteriegehäuses 110 befindet. Im Gegensatz dazu ist der zweite Gassensor 220 derart angeordnet, dass sich das zweite Sensorelement 222 des zweiten Gassensors 220 zumindest teilweise außerhalb des Batteriegehäuses 110 befindet.
Die Vorrichtung 200 der Fig. 1 weist ferner eine Steuerungseinrichtung 230 auf, die mit dem ersten Gassensor 210 und dem zweiten Gassensor 220 elektrisch verbunden ist. Die Steuerungseinrichtung 230 kann das erste Gassignal des ersten Gassensors 210 und das zweite Gassignal des zweiten Gassensors 220 empfangen und verarbeiten. Insbesondere kann die Steuerungseinrichtung 230 einen Defekt der Batterieanordnung 100, insbesondere ein Ausgasen oder ein thermisches Durchgehen der zumindest einen Batteriezelle 120, erkennen. Wenn das erste Gassignal das Vorhandensein und/oder einen Gehalt der Gaskomponente innerhalb des Batteriegehäuses 110 anzeigt, der einen vorbestimmten ersten Gehaltschwellenwert überschreitet, jedoch das zweite Gassignal eine Abwesenheit und/oder einen Gehalt der Gaskomponente außerhalb des Batteriegehäuses 110 anzeigt, der einen vorbestimmten zweiten Gehaltschwellenwert unterschreitet, kann ein Defekt der Batterieanordnung 100 erkannt werden. Insbesondere kann dabei davon ausgegangen werden, dass die Gaskomponente ihren Ursprung im Inneren des Batteriegehäuses 110 hat, da der erste Gassensor 210 die Gaskomponente erfasst, der zweite Gassensor 220 jedoch (noch) nicht. In einem solchen Fall kann eine Warnung an den Fahrer des Fahrzeugs ausgegeben werden.
Die Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtung 200 für eine Batterieanordnung 100 für ein Fahrzeug. Die Vorrichtung 200 der Fig. 2 ist ähnlich der Vorrichtung 200 der Fig. 1 und weist neben dem ersten Gassensor 210 und dem zweiten Gassensor 220 ferner ein Vorrichtungsgehäuse 240 auf, in dem der erste Gassensor 210 und der zweite Gassensor 220 zumindest teilweise angeordnet sind. Das Vorrichtungsgehäuse 240 ist dazu ausgebildet, am Batteriegehäuse 110 derart angebracht zu werden, dass eine im Batteriegehäuse 110 vorgesehene Öffnung 112 durch das Vorrichtungsgehäuse 240 zumindest teilweise luftdicht verschlossen wird. Gemäß der Vorrichtung 200 der Fig. 2 kann das Vorrichtungsgehäuse 240 hierzu einen Vorrichtungsflansch 242 aufweisen, der sich im Wesentlichen vom Vorrichtungsgehäuse 240 nach außen erstreckt und sich an einer Außenwandung des Batteriegehäuses 110 abstützt und eine Verbindungsmöglichkeit zwischen dem Vorrichtungsgehäuse 240 und dem Batteriegehäuse 110 bereitstellt. Beispielsweise kann das Vorrichtungsgehäuse 240 mit dem Batteriegehäuse 110 am Vorrichtungsflansch 242 verschweißt oder verlötet sein.
Innerhalb des Batteriegehäuses 240 ist eine Leiterplatte 244 vorgesehen, mit der sowohl der erste Gassensor 210 als auch der zweite Gassensor 220 verbunden sind. Die Leiterplatte 244 wiederum ist mit der Steuerungseinrichtung 230 elektrisch derart verbunden, dass die vom ersten Gassensor 210 erzeugten ersten Gassignale und die vom zweiten Gassensor 220 erzeugten zweiten Gassignale von der Steuerungseinrichtung 230 empfangen und verarbeitet werden können.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 200 der Fig. 2 stellt somit eine kompakte Baueinheit bestehend aus Vorrichtungsgehäuse 240 und den zumindest teilweise darin angeordneten Gassensoren 210, 220 vor, die relativ einfach am Batteriegehäuse 100 befestigt werden kann. Insbesondere bildet das Vorrichtungsgehäuse 240 durch das Einsetzen in die Öffnung 212 des Batteriegehäuses 110 einen Teil des Batteriegehäuses 110.
Die Fig. 3 zeigt eine weitere schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 200 für eine Batterieanordnung 100 für ein Fahrzeug. Die Vorrichtung 200 der Fig. 3 ist ähnlich zu der Vorrichtung 200 der Fig. 2 und unterscheidet sich darin, dass das Vorrichtungsgehäuse 240 neben einem ersten Gehäusebereich 246, in dem die Leiterplatte 244 angeordnet ist, einen zweiten Gehäusebereich 248 aufweist, der von dem ersten Gehäusebereich 246 abgetrennt ist. Insbesondere ist der zweite Gehäusebereich 248 derart angeordnet, dass ein Strömungspfad vom Inneren des Batteriegehäuses 110 ins Äußere bzw. in die Umgebung des Batteriegehäuses 110 durch den zweiten Gehäusebereich 248 ermöglicht ist (siehe beispielhaften Strömungspfad in der Fig. 3, der mit dem Pfeil 10 angedeutet ist).
Der zweite Gassensor 220 ist derart angeordnet, dass das zweite Sensorelement 222 des zweiten Gassensors 220 zumindest teilweise innerhalb des zweiten Gehäusebereichs 248 angeordnet ist.
Die Vorrichtung 200 der Fig. 3 weist zudem eine Druckausgleichseinrichtung 250 auf, die am Vorrichtungsgehäuse 240 angebracht ist und eine Fluidverbindung zwischen dem Inneren des Batteriegehäuses 110 und dem zweiten Gehäusebereich 248 zum Druckausgleich zwischen dem Äußeren des Batteriegehäuses 110 und dem Inneren des Batteriegehäuses 110 herstellen kann. Folglich erstreckt sich der Fluidströmungspfad 10 der Fig. 3 durch die Druckausgleichsöffnung 250. Es ist für den Fachmann selbstredend, dass die Richtung des Fluidströmungspfads 10 auch in umgekehrter Richtung sein kann, nämlich vom Äußeren des Batteriegehäuses 110 durch den zweiten Gehäusebereich 248 und die Druckausgleichseinrichtung 250 hindurch ins Innere des Batteriegehäuses 210.
Die Vorrichtung 200 der Fig. 3 weist ferner eine Strömungsleiteinrichtung 241 auf, die sich zumindest teilweise ins Innere des Batteriegehäuses 110 derart erstreckt, dass das aus dem Batteriegehäuse 110 durch die Vorrichtung 200, insbesondere durch den zweiten Gehäusebereich 248, strömende Fluid zumindest teilweise am ersten Gassensor 210 vorbeigeführt wird. Damit kann sichergestellt werden, dass bei einem Defekt der Batterieanordnung 100, insbesondere der zumindest einen Batteriezelle 120, das das dabei erzeugte Gas mit der für den Gassensor 210 sensitiven Gaskomponente zumindest teilweise am Sensorelement 212 des ersten Gassensors 210 vorbeiströmt und von diesem erfasst werden kann.
Mit der Vorrichtung 200 der Fig. 3 kann somit eine kompakte Einheit bestehend aus Vorrichtungsgehäuse 200, ersten Gassensor 210, zweiten Gassensor 220 und Druckausgleichseinrichtung 250 geschaffen werden, die als kompakte Einheit am Batteriegehäuse 110 befestigt werden kann.
Die Fig. 4 zeigt eine weitere schematische Darstellung einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 200 für eine Batterieanordnung 100 für ein Fahrzeug. Die Vorrichtung 200 der Fig. 4 ist im Wesentlichen gleich zur Vorrichtung 200 der Fig. 3 und weist ferner eine Notentlüftungseinrichtung 260 auf, die, ähnlich zur Druckausgleichseinrichtung 250, eine Fluidverbindung zwischen dem Inneren des Batteriegehäuses 110 und dem zweiten Gehäusebereich 248 und somit dem Äußeren des Batteriegehäuses 110, im Notfall ermöglichen kann. Die Notentlüftungseinrichtung 260 kann beispielsweise eine Berstscheibe sein, die die soeben genannte Fluidverbindung dann herstellen kann, wenn der Druck im Inneren des Batteriegehäuses 110 einen vorbestimmten Druckschwellenwert, beispielswiese ungefähr 50 mbar über dem Umgebungsdruck, überschreitet. Die Berstscheibe kann in einem solchen Fall brechen und somit das Batteriegehäuse 110 vollständig entlüften. Mit der Vorrichtung 200 der Fig. 4 kann somit eine kompakte Einheit bestehend aus Vorrichtungsgehäuse 200, ersten Gassensor 210, zweiten Gassensor 220, Druckausgleichseinrichtung 250 und Notentlüftungseinrichtung 260 geschaffen werden, die als kompakte Einheit am Batteriegehäuse 110 befestigt werden kann.
Die Notentlüftungseinrichtung 260 ist insbesondere dazu ausgebildet, beim Überschreiten des vorbestimmten Druckschwellenwerts im Inneren des Batteriegehäuses 110 die Druckausgleichskapazität der Druckausgleichsvorrichtung 250 zu erhöhen. Das heißt, dass der Überdruck im Inneren des Batteriegehäuses 110 dadurch schneller ausgeglichen werden kann.
Die Fig. 5 zeigt eine noch weitere erfindungsgemäße Vorrichtung 200 für eine Batterieanordnung 100 für ein Fahrzeug. Die Vorrichtung 200 der Fig. 5 weist ferner einen dritten Gehäusebereich 249 auf, der mit dem Inneren des Batteriegehäuses 110 fluidverbunden ist und innerhalb dem das Sensorelement 212 des ersten Gassensors 210 die Gaskomponente erfassen kann. Der dritte Gehäusebereich 249 ist von dem zweiten Gehäusebereich 248, innerhalb dem das Sensorelement 222 des zweiten Gassensors 220 die Gaskomponente erfassen kann, mittels einer Gehäusewand 243 getrennt, wobei sich in der Gehäusewand 243 die Druckausgleichseinrichtung 250 und die Notentlüftungseinrichtung 260 angeordnet befinden können, die eine Fluidverbindung zwischen dem dritten Gehäusebereich 249 und dem zweiten Gehäusebereich 248 herstellen können. Auch bei der Ausgestaltung der Vorrichtung 200 der Fig. 5 kann das Vorrichtungsgehäuse 240 über den Vorrichtungsflansch 240 am Batteriegehäuse 110 befestigt werden.
Die Fig. 6 zeigt ein beispielhaftes Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Erkennen eines Defekts der Batterieanordnung 100, beispielhaft mittels der Vorrichtung 200 der Fig. 4. Für den Fachmann ist jedoch selbstredend, dass das erfindungsgemäße Verfahren auch mit den erfindungsgemäßen Vorrichtungen 200 der Fig. 1 bis 3 und der Fig. 5 durchgeführt werden kann.
Das Verfahren der Fig. 6 startet beim Schritt 300 und gelangt dann zum Schritt 320, an dem ein erstes Gassignal mittels des ersten Gassensors 210 erzeugt wird. Bei einem darauffolgenden Schritt 330 wird überprüft, ob das erste Gassignal das Vorhandensein und/oder einen Gehalt der Gaskomponente innerhalb des Batteriegehäuses 110 anzeigt, der einen vorbestimmten ersten Gehaltschwellenwert überschreitet. Wird beim Schritt 320 festgestellt, dass das Gassignal das Vorhandensein und/oder einen Gehalt der Gaskomponente innerhalb des Batteriegehäuses 110 anzeigt, der den vorbestimmten ersten Gehaltschwellenwert nicht überschreitet, gelangt das Verfahren zum Schritt 360, an dem eine ordnungsgemäße Batterieanordnung 110 festgestellt wird, bevor das Verfahren beim Schritt 370 endet.
Wird jedoch beim Schritt 320 festgestellt, dass das erste Gassignal das Vorhandensein und/oder einen Gehalt der Gaskomponente innerhalb des Batteriegehäuses 110 anzeigt, der den vorbestimmten ersten Gehaltschwellenwert überschreitet, gelangt das Verfahren zum Schritt 330, an dem mittels des zweiten Gassensors 220 ein zweites Gassignal erzeugt wird. Das zweite Gassignal wird beim Schritt 340 ausgewertet. Wird beim Schritt 340 bestimmt, dass das zweite Gassignal das Vorhandensein und/oder einen Gehalt der Gaskomponente außerhalb des Batteriegehäuses 110 anzeigt, der einen vorbestimmten zweiten Gehaltschwellenwert überschreitet, gelangt das Verfahren wieder zum Schritt 360, an dem keine defekte Batterieanordnung 100 festgestellt wird, bevor das Verfahren wiederum beim Schritt 370 endet.
In diesem Fall kann davon ausgegangen werden, dass die Gaskomponente sowohl außerhalb als auch innerhalb des Batteriegehäuses 110 vorhanden ist.
Insbesondere war die Gaskomponente höchstwahrscheinlich zuerst außerhalb des Batteriegehäuses 110 vorhanden und ist z. B. über die Druckausgleichsöffnung ins Innere des Batteriegehäuses 110 geströmt. Das Erzeugen des ersten und zweiten Gassignals bei den Schritten 310 und 330 erfolgt vorzugsweise zeitgleich.
Wird jedoch beim Schritt 340 ermittelt, dass das zweite Gassignal eine Abwesenheit und/oder einen Gehalt der Gaskomponente außerhalb des Batteriegehäuses 110 anzeigt, der den vorbestimmten zweiten Gehaltschwellenwert unterschreitet, gelangt das Verfahren zum Schritt 350, an dem ein Defekt der Batterieanordnung 100, beispielsweise der zumindest einen Batteriezelle 120, erkannt wird, bevor das Verfahren wiederum beim Schritt 370 endet. Beispielsweise kann nach oder beim Schritt 350 eine Warnung an den Fahrer des Fahrzeugs ausgegeben werden.
Insbesondere kann beim Schritt 340 überprüft werden, ob gleichzeitig auch außerhalb des Batteriegehäuses 110 die Gaskomponente vorliegt. Ist dem der Fall, kann davon ausgegangen werden, dass die Gaskomponente von außerhalb des Batteriegehäuses 110 in dieses hineingeströmt ist und folglich auch der erste Gassensor 210 diese Gaskomponente erfasst und folglich das erste Gassignal das Vorhandensein und/oder einen Gehalt der Gaskomponente innerhalb des Batteriegehäuses 110 anzeigt, der den vorbestimmten ersten Gehaltschwellenwert überschreitet.
Wird hingegen beim Schritt 340 ermittelt wird, dass außerhalb des Batteriegehäuses 110 (noch) kein oder nur eine geringe Menge der Gaskomponente erkannt wird, ist davon auszugehen, dass die Gaskomponente, die vom ersten Gassensor 210 innerhalb des Batteriegehäuses 110 erfasst worden ist, auch innerhalb des Batteriegehäuses 110 erzeugt worden ist und folglich höchstwahrscheinlich einen Defekt der Batterieanordnung 100, beispielsweise der zumindest einen Batteriezelle 120, vorliegt und entsprechend erkannt werden kann.
Ferner ist es erfindungsgemäß, mittels den beiden Gassensoren 210, 220 eine redundante Gasmessung für die Batterieanordnung 100 bereitzustellen.
Beispielsweise kann hierzu analysiert werden, in welcher zeitlichen Reihenfolge der erste Gassensor 210 und der zweite Gassensor 220 die Gaskomponente erfassen. Wenn der zweite Gassensor 220 zeitlich vor dem ersten Gassensor 210 die Gaskomponente erfasst, kann davon ausgegangen werden, dass das Gasgemisch samt der Gaskomponente von außen in das Batteriegehäuse 110 strömt bzw. geströmt ist. Wenn jedoch der erste Gassensor 210 zeitlich vor dem zweiten Gassensor 220 die Gaskomponente erfasst, kann davon ausgegangen werden, dass das Gasgemisch samt der Gaskomponente aus dem Inneren des Batteriegehäuses 110 herausströmt bzw. herausgeströmt ist. Wenn innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer nur einer der beiden Gassensoren 210, 220 die Gaskomponente erfasst, kann von einem Defekt von einem der beiden Gassensoren 210, 220 ausgegangen werden. Insbesondere ist die genannte vorbestimmte Zeitdauer so groß, dass bei ordnungsgemäßem Funktionieren der beiden Gassensoren 210, 220 auch beide Gassensoren 210, 220 die Gaskomponenten erfassen müssten, insbesondere aufgrund des Vorhandenseins der Druckausgleichseinrichtung 250.
Zudem kann die Vorrichtung 200 dazu ausgebildet sein, denjenigen Fall zu erkennen, bei dem der erste Gassensor 210 die Gaskomponente erst viel später als der zweite Gassensor 220 erfasst. Vielmehr hätte in einem Fall, in dem die Gaskomponente von außen ins Innere des Batteriegehäuses 110 strömt, der erste Gassensor 210 schon relativ kurzzeitig die Gaskomponente erfassen müssen, nachdem der zweite Gassensor 220 die Gaskomponente erfasst hat. Wenn jedoch der erste Gassensor 210 nach dem Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer, wie beispielsweise im Bereich von 1 bis 2 Minuten, erst die Gaskomponente erfasst, nachdem der zweite Gassensor 220 die Gaskomponente erfasst hat, kann auf einen Defekt der Batterieanordnung 100 geschlossen werden. In diesem Fall liegt der Ursprung der vom ersten Gassensor 210 erfassten Gaskomponente wohl im Inneren des Batteriegehäuses 110 und es handelt sich nicht um eine von außen ins Innere des Batteriegehäuses 110 eingeströmte Gaskomponente.

Claims

Patentansprüche
1 . Vorrichtung (200) zum Erkennen eines Defekts einer Batterieanordnung (100), die ein Batteriegehäuse (110) und zumindest eine im Batteriegehäuse (110) angeordnete Batteriezelle (120) umfasst, wobei die Vorrichtung (200) aufweist: einen ersten Gassensor (210), der dazu ausgebildet ist, auf zumindest eine innerhalb des Batteriegehäuses (110) vorhandene Gaskomponente sensitiv zu sein und ein erstes Gassignal zu erzeugen, das das Vorhandensein und/oder den Gehalt der Gaskomponente innerhalb des Batteriegehäuses (110) anzeigt, einen zweiten Gassensor (220), der dazu ausgebildet ist, auf die zumindest eine außerhalb des Batteriegehäuses (110) vorhandene Gaskomponente sensitiv zu sein und ein zweites Gassignal zu erzeugen, das das Vorhandensein und/oder den Gehalt der Gaskomponente außerhalb des Batteriegehäuses (110) anzeigt, und eine Steuerungseinrichtung (230), die mit dem ersten Gassensor (210) und dem zweiten Gassensor (220) verbunden und dazu ausgebildet ist, das erste Gassignal und zweite Gassignal zu empfangen, wobei die Steuerungseinrichtung (230) ferner dazu ausgebildet ist, einen Defekt der Batterieanordnung (100) zu erkennen, wenn das erste Gassignal das Vorhandensein und/oder einen Gehalt der Gaskomponente innerhalb des Batteriegehäuses (110) anzeigt, der einen vorbestimmten ersten Gehaltschwellenwert überschreitet, und das zweite Gassignal die Abwesenheit und/oder einen Gehalt der Gaskomponente außerhalb des Batteriegehäuses (110) anzeigt, der einen vorbestimmten zweiten Gehaltschwellenwert unterschreitet.
2. Vorrichtung (200) nach Anspruch 1 , ferner mit: einem Vorrichtungsgehäuse (140), in dem der erste Gassensor (210) und zweite Gassensor (220) zumindest teilweise angeordnet sind und das dazu ausgebildet ist, am Batteriegehäuse (110) derart angebracht zu werden, dass eine im Batteriegehäuse (110) vorgesehene Öffnung (112) durch das Vorrichtungsgehäuse (240) zumindest teilweise luftdicht verschlossen wird. 3. Vorrichtung (200) nach Anspruch 2, ferner mit: einer im Vorrichtungsgehäuse (240) angeordneten Leiterplatte (244), mit der der erste Gassensor (210) und der zweite Gassensor (220) elektrisch verbunden sind, wobei die Leiterplatte (244) ferner mit der Steuerungseinrichtung (230) elektrisch verbunden ist.
4. Vorrichtung (200) nach einem der Ansprüche 2 und 3, wobei sich der erste Gassensor (210) abdichtend aus dem Inneren des Vorrichtungsgehäuses (240) zumindest teilweise ins Innere des Batteriegehäuses (110) erstreckt, und/oder wobei sich der zweite Gassensor (220) abdichtend aus dem Inneren des Vorrichtungsgehäuses (240) in die Umgebung des Vorrichtungsgehäuses (240) und des Batteriegehäuses (110) erstreckt.
5. Vorrichtung (200) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, ferner mit: einer Druckausgleichseinrichtung (250), die dazu ausgebildet ist, eine Druckdifferenz zwischen dem Inneren des Batteriegehäuses (110) und dem Äußeren des Batteriegehäuses (110) zumindest teilweise auszugleichen und das Batteriegehäuse (110) zu be- oder entlüften.
6. Vorrichtung (200) nach Anspruch 5, wobei die Druckausgleichseinrichtung (250) am Vorrichtungsgehäuse (240) derart angeordnet ist, dass das durch die Druckausgleichseinrichtung (250) aus dem Batteriegehäuse (110) herausströmende oder in das Batteriegehäuse (110) hineinströmende Fluid zumindest teilweise am zweiten Gassensor (220) vorbeiströmt.
7. Vorrichtung (200) nach einem der Ansprüche 5 und 6, ferner mit: einer Notentlüftungseinrichtung (260), die dazu ausgebildet ist, das
Batteriegehäuse (110) zu entlüften, wenn der Druck im Inneren des Batteriegehäuses (110) einen vorbestimmten Druckschwellenwert überschreitet. 8. Vorrichtung (200) nach Anspruch 7, wobei die Notentlüftungseinrichtung (260) am Vorrichtungsgehäuse (240) derart angeordnet ist, dass das durch die Notentlüftungseinrichtung (260) aus dem Batteriegehäuse (110) herausströmende Fluid zumindest teilweise am zweiten Gassensor (220) vorbeiströmt.
9. Vorrichtung (200) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, ferner mit: einer Strömungsleiteinrichtung (241 ), die am Vorrichtungsgehäuse
(240) angebracht ist sich zumindest teilweise ins Innere des Batteriegehäuse (110) derart erstreckt, dass das aus dem Batteriegehäuse (110) durch die Druckausgleichseinrichtung (250) herausausströmende Fluid zumindest teilweise am ersten Gassensor (220) vorbeigeleitet wird.
10. Vorrichtung (200) nach einem der Ansprüche 2 bis 9, ferner mit: einem am Vorrichtungsgehäuse (240) angebrachten
Vorrichtungsflansch (242), mittels dem das Vorrichtungsgehäuse (240) am Batteriegehäuse (110) befestigbar ist.
11 . Vorrichtung (200) nach einem der Ansprüche 2 bis 10, wobei das Vorrichtungsgehäuse (240) einen Gehäusebereich (246), der mit dem Inneren des Batteriegehäuses (110) fluidverbunden ist, und einen weiteren Gehäusebereich (248) aufweist, der mit dem Äußeren des Batteriegehäuses (110) fluidverbunden und von dem Gehäusebereich (246) mittels einer Gehäusewand (243) abgetrennt ist.
12. Batterieanordnung (100) für ein Fahrzeug, mit: einem Batteriegehäuse (110), in dem zumindest eine Batteriezelle (120) angeordnet ist, und einer Vorrichtung (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
13. Verfahren zum Erkennen eines Defekts einer Batterieanordnung (100), die ein Batteriegehäuse (110) und zumindest eine im Batteriegehäuse (110) angeordnete Batteriezelle (120) umfasst, wobei ein erster Gassensor (210), der dazu ausgebildet ist, auf zumindest eine innerhalb des Batteriegehäuses (110) vorhandene Gaskomponente sensitiv zu sein und ein erstes Gassignal zu erzeugen, das das Vorhandensein und/oder den Gehalt der Gaskomponente innerhalb des Batteriegehäuses (110) anzeigt, und ein zweiter Gassensor (220) vorgesehen ist, der dazu ausgebildet ist, auf die zumindest eine außerhalb des Batteriegehäuses (110) vorhandene Gaskomponente sensitiv zu sein und ein zweites Gassignal zu erzeugen, das das Vorhandensein und/oder den Gehalt der Gaskomponente außerhalb des Batteriegehäuses (110) anzeigt, wobei das Verfahren aufweist:
Erzeugen eines ersten Gassignals mittels des ersten Gassensors (210),
Erzeugen eines zweiten Gassignals mittels des zweiten Gassensors (220), und
Erkennen eines Defekts der Batterieanordnung (100), wenn das erste Gassignal ein Vorhandensein und/oder einen Gehalt der Gaskomponente innerhalb des Batteriegehäuses (110) anzeigt, der einen vorbestimmten ersten Gehaltschwellenwert überschreitet, und das zweite Gassignal die Abwesenheit und/oder einen Gehalt der Gaskomponente außerhalb des Batteriegehäuses (110) anzeigt, der einen vorbestimmten zweiten Gehaltschwellenwert unterschreitet.
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das zweite Gassignals nach dem Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer nach dem Erzeugen des ersten Gassignals erzeugt wird, wobei das Verfahren ferner aufweist:
Erkennen eines Defekts der Batterieanordnung (100), wenn das erste Gassignal das Vorhandensein und/oder einen Gehalt der Gaskomponente innerhalb des Batteriegehäuses (110) anzeigt, der den vorbestimmten ersten Gehaltschwellenwert überschreitet, und das zweite Gassignal das Vorhandensein und/oder einen Gehalt der Gaskomponente außerhalb des Batteriegehäuses (110) anzeigt, der einen vorbestimmten dritten Gehaltschwellenwert überschreitet.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 und 14, ferner mit: Erkennen eines Defekts des ersten Gassensors (210) und/oder zweiten Gassensors (220), wenn nur einer der beiden Gassensoren (210, 220) ein Gassignal erzeugt, das das Vorhandensein und/oder einen Gehalt der Gaskomponente anzeigt, der größer ist als der vorbestimmte erste Gehaltschwellenwert.
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