EP4569306A1 - Verfahren und system zur dichtheitsprüfung eines batteriegehäuses - Google Patents

Verfahren und system zur dichtheitsprüfung eines batteriegehäuses

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Publication number
EP4569306A1
EP4569306A1 EP23744805.5A EP23744805A EP4569306A1 EP 4569306 A1 EP4569306 A1 EP 4569306A1 EP 23744805 A EP23744805 A EP 23744805A EP 4569306 A1 EP4569306 A1 EP 4569306A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
battery housing
test
gas
sensor device
fine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23744805.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Florian Schabel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lisa Draexlmaier GmbH
Original Assignee
Lisa Draexlmaier GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lisa Draexlmaier GmbH filed Critical Lisa Draexlmaier GmbH
Publication of EP4569306A1 publication Critical patent/EP4569306A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G01M3/04—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
    • G01M3/20—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using special tracer materials, e.g. dye, fluorescent material, radioactive material
    • G01M3/22—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using special tracer materials, e.g. dye, fluorescent material, radioactive material for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves; for welds; for containers, e.g. radiators
    • G01M3/226—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using special tracer materials, e.g. dye, fluorescent material, radioactive material for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves; for welds; for containers, e.g. radiators for containers, e.g. radiators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4228—Leak testing of cells or batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • 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 method and system for leak testing of a battery housing.
  • the following steps are carried out: Carrying out a rough test with regard to the Battery casing tightness, where total gas leakage is determined by measuring how much of the gas passes through the battery casing overall; Depending on the result of the rough test: specifying at least one parameter for a fine test with regard to the tightness of the battery housing in order to localize leaks in the battery housing; Carrying out the fine test to locate at least one leak on the battery housing, in which at least in a predetermined area of the battery housing, using a sensor device according to the at least one predetermined parameter, it is checked where in the area the gas passes through the battery housing.
  • the battery housing can in particular be a battery housing for a traction battery of an electrically driven motor vehicle. But it can also be other types of battery housings.
  • the rough test can also be understood as a rough leak test.
  • the rough test can be carried out, for example, in the form of a pressure test, a differential pressure test or even in the form of a mass flow test.
  • the overall leakage is determined. This means that it is checked whether and how the battery housing is leaking. This is not about locating a possible leak in the battery housing.
  • the rough test initially only determines how much gas passes through the battery housing in total. During the process it can in particular be provided that the battery housing is closed.
  • At least one parameter is specified for a fine test with regard to the tightness of the battery housing in order to localize leaks in the battery housing.
  • standard values can be stored for carrying out the detailed inspection. For example, if the rough test determines that there is no major leak, the process can also provide for these standard values to simply be retained unchanged. If, on the other hand, a major leak is determined as part of the rough test, provision can then be made to adapt these standard values or at least one standard value or parameter with regard to the fine test depending on the rough test. For example, it can be provided that a major leak is assumed from approx. 10 -5 mbar * l/s.
  • a gross leak is assumed, such as 10 -2 or 10' 3 mbar * l / s.
  • said fine test is carried out to locate at least one leak on the battery housing, whereby at least a predetermined area of the battery housing is checked by means of a sensor device, which can also be referred to as a sniffing tip, according to the at least one predetermined parameter, where in the area the gas passes through the battery housing, especially the closed battery housing.
  • the fine test is about specifically locating a leak, i.e. the leak in question.
  • the fine test can be carried out particularly efficiently on the one hand and, on the other hand, particularly reliably at the same time.
  • the invention is based, among other things, on the knowledge that it makes a difference for the fine test whether a rather large or rather small overall leak was determined in the course of the rough test.
  • the fine test is parameterized in such a way that, depending on the overall leakage determined in the course of the rough test, it can be carried out particularly quickly on the one hand and still very reliably on the other hand.
  • the leakage can also be referred to as a leak, for example in the form of a leak, opening, in the form of a gap, a hole or the like, through which, for example, air or other media can get into or out of the battery housing.
  • a leak for example in the form of a leak, opening, in the form of a gap, a hole or the like, through which, for example, air or other media can get into or out of the battery housing.
  • at least one area is specified, which is checked by means of the sensor device, in particular by means of a sniffing tip.
  • This area can include, for example, weld seams, joints, screw points or other connection points where leaks can occur.
  • the method according to the invention therefore provides for a combined rough test and fine test in order to check said battery housings for leaks. By coordinating or appropriately parameterizing the fine test to the result of the rough test, the leak test on the battery housing can be carried out particularly reliably and yet quickly.
  • a possible embodiment of the invention provides that a travel speed of the sensor device along the area of the battery housing to be examined during the fine inspection is specified to be greater, the greater the total leakage determined.
  • the travel speed of the Sensor device along the area of the battery housing to be examined during the fine test is specified as smaller, the smaller the total leakage determined in the course of the rough test. If, for example, a major leak is detected, the travel speed of the sniffing tip can be significantly increased for the fine test, which can also be referred to as a sniffer test, in order to localize the location of the major leak.
  • the invention is based on the knowledge that a large leak causes a sufficient amount of gas to escape from the battery housing, which can be detected even at a relatively high travel speed of the sniffer tip or, more generally, of the sensor device. This means that any major leak that may be present can be located particularly quickly, as a result of which less gas can be refilled into the battery housing and possibly also be sucked out of the battery housing earlier, as a result of which a measuring environment is significantly less contaminated with the gas.
  • a further possible embodiment of the invention provides that the greater the total leakage determined, the greater the distance between the sensor device and the area of the battery housing to be examined during the fine inspection.
  • the distance between the sensor device and the area of the battery housing to be examined during the fine test is specified to be smaller, the smaller the total leakage determined in the course of the rough test. If the distance between the sensor device, in particular in the form of said sniffer tip, and the area of the battery housing to be examined is chosen to be relatively large, it can be ruled out or relatively reliably prevented that the sensor device collides with the battery housing during the fine inspection.
  • the battery housing can have a wide variety of shapes, projections and the like in the area to be examined, which can make it difficult to check the battery housing without collision with the sensor device.
  • the invention is based on the finding that, for example, in the case of a high overall leakage, it can be assumed that even if the sensor device is at a greater distance from the area of the battery housing to be examined during the fine inspection, leaks can still be reliably localized. The distance of the sensor device is therefore adjusted taking into account the total leakage determined during the rough test.
  • the gas comprises a test gas, for example in the form of helium, forming gas, refrigerant or the like, with the sensor device being designed to detect the test gas.
  • the sensor device can have, for example, a gas detector, a mass spectrometer or the like.
  • the test gas can be detected particularly reliably during the fine test, so that any existing leaks, i.e. leaks, can be identified particularly reliably during the fine test.
  • a further possible embodiment of the invention provides that 5 to 20% of test gas is used based on the total volume of the battery housing. A relatively low test gas concentration is therefore used, which, however, due to the procedure, is still sufficient to reliably detect any existing leaks, i.e. leaks, on the battery housing during the fine test.
  • a further possible embodiment of the invention provides that the gas is tempered in comparison to the environment, with the sensor device comprising a temperature sensor.
  • the gas can be cooled down or heated before it is used for leak testing during the rough test and subsequent fine test. Because the gas is tempered in comparison to the environment, i.e. the test environment in which the battery housing is arranged, and before the actual rough test and fine test is carried out, the tempered gas can be detected particularly reliably in order to detect any leaks that may be present during the fine test to find.
  • the larger the total volume of the battery housing the greater the temperature difference between the gas and the environment.
  • the invention is based on the knowledge that the temperature difference required for a reliable leak test depends on the size of the volume to be tested.
  • the temperature of the tempered gas should not be adjusted too quickly to the ambient temperature, so that the tempered gas can be found particularly easily, particularly during the fine inspection, in order to localize leaks.
  • a further possible embodiment of the invention provides that the temperature difference between the gas and the environment is chosen to be smaller, the greater the test pressure with which the battery housing is pressurized by the gas.
  • the invention In this context, the underlying finding is that the effect of cooling the gas through expansion is pressure-dependent.
  • a further possible embodiment of the invention provides that the battery housing is not evacuated before the rough test. This is possible because the gas includes a test gas and/or is heated to a correspondingly high temperature compared to the environment. By eliminating the evacuation before the rough test, a step that may otherwise be necessary when testing battery housings for leaks is eliminated. This means that the process can be carried out particularly easily and with less effort.
  • the system according to the invention for leak testing of a battery housing is designed to carry out the method according to the invention or possible embodiments of the method according to the invention.
  • the system particularly includes means designed to carry out the method.
  • the system can have a test device for carrying out the rough test, said sensor device for carrying out the fine test and a control device which is set up to specify at least one parameter for the fine test depending on the result of the rough test.
  • the drawing shows a schematic representation of a battery housing in the single figure (Fig. 1), which is subjected to a leak test.
  • a battery housing 10 is shown very schematically.
  • the battery housing 10 can be, for example, a housing for a traction battery of an electrically powered motor vehicle.
  • the battery housing 10 can also be any other battery housing.
  • a system 12 is indicated schematically, which is designed for leak testing of the battery housing 10.
  • the system 12 includes a testing device 14 for carrying out a rough test, a sensor device 16, which can be or include a sniffing tip, for carrying out a fine test and a control device 18, which is set up to determine at least one parameter depending on a result of a rough test for the fine inspection to be specified or changed.
  • a method for leak testing the battery housing 10 is explained in more detail below.
  • said rough test regarding the tightness of the battery housing 10 is carried out using the testing device 14.
  • a total leakage of a gas introduced, for example, into the battery housing 10 is determined by measuring how much of the gas passes through the closed battery housing 10 overall, for example leaves it to the outside again.
  • the control device 18 specifies at least one parameter for the fine test with regard to the tightness of the battery housing 10 in order to localize any leaks, i.e. leaks, on the battery housing 10.
  • the fine test is then carried out using the sensor device 16. In the course of the fine inspection, the aim is to locate at least one leak, i.e. a leak, on the battery housing 10.
  • the sensor device 16 which can be, for example, a sniffing tip, is guided past an area 20 to be checked in accordance with the previously at least one predetermined parameter, where leaks, i.e. leaks, could be expected.
  • Said leaks can generally be leaks, openings, gaps, holes or the like through which, for example, air can get into or out of the battery housing 10.
  • the area 20 to be checked during the fine inspection can, for example, have weld seams, joints, screw points or other connection points. It can be expected that leaks may occur, particularly in such places.
  • a travel speed v of the sensor device 16 along the area 20 of the battery housing 10 to be examined during the fine test can be specified to be greater, the greater the total leakage determined in the course of the rough test.
  • the traversing speed v can also be specified as smaller, the smaller the total leakage determined is.
  • a distance h of the sensor device 16 from the area 20 to be examined during the fine inspection is specified to be greater, the greater the total leakage determined is and vice versa.
  • the gas used can be, for example, a test gas, forming gas, refrigerant or the like.
  • the sensor device 16 is designed to detect said test gas.
  • the sensor device 16 can have, for example, a gas detector, a mass spectrometer or the like. Based on the total volume of the battery housing 10, it can be provided that the test gas concentration is in the range of 5 to 20%.
  • the gas used can also be, for example, ambient air that is temperature-controlled in comparison to the environment, in which case the sensor device 16 has a temperature sensor.
  • the gas which in this case can in particular be ambient air, can, for example, be cooled or heated accordingly before the rough test so that the temperature difference is so large that the sensor device 16 can then be removed from the battery housing 10 in the course of the fine test, for example in the area 20 can still reliably detect escaping tempered air in order to reliably locate any leaks that may be present.
  • the temperature difference between the gas used, for example in the form of ambient air, and the environment is chosen to be greater, the larger the total volume of the battery housing 10 is. This can ensure that, for example, if the volume of the battery housing 10 is very large, it can still be ensured that the tempered gas has a correspondingly large temperature difference for a long enough time, so that the gas used can also be reliably detected in the course of the fine test due to the temperature difference, if necessary to determine and locate existing leaks in the battery housing 10. It can also be provided that the temperature difference between the gas and the environment is chosen to be smaller, the greater the test pressure with which the battery housing 10 is pressurized by the gas.
  • the temperature difference of the gas is still sufficient to be able to detect it reliably during the fine inspection, in order to be able to reliably detect any leaks that may be present in the area 20 of the battery housing 10 by means of the sensor device 16.
  • the battery housing 10 is not evacuated at all before the rough test. This can be made possible by using the gas that contains test gas and/or by controlling the temperature of the gas, which does not make it absolutely necessary to evacuate the battery housing 10 before the rough test.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dichtheitsprüfung eines Batteriegehäuses (10), umfassend die Schritte: Durchführen einer Grobprüfung hinsichtlich der Dichtheit des Batteriegehäuses (10), bei der eine Gesamtleckage des Gases ermittelt wird, indem gemessen wird, wie viel des Gases das Batteriegehäuse (10) insgesamt passiert; in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Grobprüfung: Vorgeben zumindest eines Parameters für eine Feinprüfung hinsichtlich der Dichtheit des Batteriegehäuses (10) zum Lokalisieren von Leckagen am Batteriegehäuse (10); Durchführen der Feinprüfung zur Ortung wenigstens einer Leckage am Batteriegehäuse (10), bei der zumindest an einem vorgegebenem Bereich (20) des Batteriegehäuses (10) mithilfe einer Sensoreinrichtung (16) (Schnüffelspitze) gemäß des zumindest einen vorgegebenen Parameters überprüft wird, wo in dem Bereich (20) das Gas das Batteriegehäuse (10) passiert. Die Erfindung betrifft zudem ein System (12), das dazu ausgelegt ist, ein derartiges Verfahren durchzuführen.

Description

VERFAHREN UND SYSTEM ZUR DICHTHEITSPRÜFUNG EINES BATTERIEGEHÄUSES
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und System zur Dichtheitsprüfung eines Batteriegehäuses.
Stand der Technik
Bei der Produktion von Antriebsbatterien für Kraftfahrzeuge ist es häufig erforderlich, die zugehörigen Batteriegehäuse auf Dichtigkeit zu prüfen, um beispielsweise ein Austreten oder auch ein Eindringen von Medien sicher verhindern zu können. Dabei erfolgt die Dichtigkeitsprüfung in der Regel erst, wenn das Batteriegehäuse bereits verschlossen ist. Zudem kann das fertig aufgebaute Batteriegehäuse verschiedene Dichtungsmaterialien, Dichtungsgeometrien und Dichtungsarten aufweisen. Diese Umstände können dazu führen, dass ein Prüfverfahren nicht für alle möglichen Leckagearten geeignet ist. Zudem ist es grundsätzlich wünschenswert, solche Dichtigkeitsprüfungen besonders schnell und gleichzeitig zuverlässig durchführen zu können.
Beschreibung der Erfindung
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine möglichst zuverlässige und effiziente Dichtheitsprüfung bei einem Batteriegehäuse zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere mögliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren offenbart.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Dichtheitsprüfung eines Batteriegehäuses werden folgende Schritte durchgeführt: Durchführen einer Grobprüfung hinsichtlich der Dichtheit des Batteriegehäuses, bei der eine Gesamtleckage des Gases ermittelt wird, indem gemessen wird, wie viel des Gases das Batteriegehäuse insgesamt passiert; in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Grobprüfung: Vorgeben zumindest eines Parameters für eine Feinprüfung hinsichtlich der Dichtheit des Batteriegehäuses zum Lokalisieren von Leckagen am Batteriegehäuse; Durchführen der Feinprüfung zur Ortung wenigstens einer Leckage am Batteriegehäuse, bei der zumindest an einem vorgegebenem Bereich des Batteriegehäuses mithilfe einer Sensoreinrichtung gemäß des zumindest einen vorgegebenen Parameters überprüft wird, wo in dem Bereich das Gas das Batteriegehäuse passiert.
Bei dem Batteriegehäuse kann es sich insbesondere um ein Batteriegehäuse für eine Traktionsbatterie eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs handeln. Es kann sich aber auch um andere Arten von Batteriegehäusen handeln. Die Grobprüfung kann auch als Grobdichtheitsprüfung verstanden werden. Die Grobprüfung kann beispielsweise in Form einer Druckprüfung, einer Differenzdruckprüfung oder auch in Form einer Masseflussprüfung durchgeführt werden. Bei der Grobprüfung wird also besagte Gesamtleckage ermittelt. Dies bedeutet, es wird überprüft, ob und wie undicht das Batteriegehäuse ist. Dabei geht es noch nicht um die Lokalisierung einer eventuell undichten Stelle des Batteriegehäuses. Bei der Grobprüfung wird zunächst lediglich ermittelt, wie viel Gas das Batteriegehäuse insgesamt passiert. Während des Verfahrens kann es insbesondere vorgesehen sein, dass das Batteriegehäuse geschlossen ist.
In Abhängigkeit von dem Ergebnis der Grobprüfung wird zumindest ein Parameter für eine Feinprüfung hinsichtlich der Dichtheit des Batteriegehäuses zum Lokalisieren von Leckagen am Batteriegehäuse vorgegeben. Für die Durchführung der Feinprüfung können beispielsweise Standardwerte hinterlegt sein. Wird zum Beispiel im Zuge der Grobprüfung ermittelt, dass kein Grobleck besteht, so kann es im Zuge des Verfahrens auch vorgesehen sein, dass diese Standardwerte einfach unverändert beibehalten werden. Wird hingegen ein Grobleck ermittelt im Rahmen der Grobprüfung, so kann es dann vorgesehen sein, diese Standardwerte oder zumindest einen Standardwert bzw. Parameter hinsichtlich der Feinprüfung in Abhängigkeit von der Grobprüfung anzupassen. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass ab ca. 10-5 mbar * l/s von einem Grobleck ausgegangen wird. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass andere Werte vorgegeben werden, ab welchen von einem Grobleck ausgegangen wird, wie beispielsweise 10-2 oder 10'3 mbar * l/s. Im Anschluss an die Grobprüfung wird besagte Feinprüfung zur Ortung wenigstens einer Leckage am Batteriegehäuse durchgeführt, wobei zumindest an einem vorgegebenen Bereich des Batteriegehäuses mittels einer Sensoreinrichtung, welche auch als Schnüffelspitze bezeichnet werden kann, gemäß des zumindest einen vorgegebenen Parameters überprüft wird, wo in dem Bereich das Gas das Batteriegehäuse, insbesondere das geschlossene Batteriegehäuse, passiert. Bei der Feinprüfung geht es also um die konkrete Ortung einer undichten Stelle, also der besagten Leckage. Indem der wenigstens eine Parameter für die Feinprüfung in Abhängigkeit vom Ergebnis der Grobprüfung vorgegeben wird, kann die Feinprüfung einerseits besonders effizient und zudem andererseits noch gleichzeitig besonders zuverlässig durchgeführt werden. Der Erfindung liegt unter anderem die Erkenntnis zugrunde, dass es für die Feinprüfung durchaus einen Unterschied macht, ob im Zuge der Grobprüfung eine eher große oder eher kleine Gesamtleckage ermittelt worden ist. Die Feinprüfung wird im Sinne der Erfindung also so parametrisiert, dass sie in Abhängigkeit von der im Zuge der Grobprüfung ermittelten Gesamtleckage einerseits besonders schnell und andererseits immer noch sehr zuverlässig erfolgen kann.
Im Zuge der Feinprüfung wird also besagte Leckage, sofern vorhanden, geortet. Die Leckage kann auch als Leck bezeichnet werden, zum Beispiel in Form einer Undichtigkeit, Öffnung, in Form eines Spalts, eines Lochs oder Ähnlichem, durch den zum Beispiel Luft oder andere Medien ins Batteriegehäuse oder aus diesem heraus gelangen können. Für die Feinprüfung wird wie erwähnt zumindest der eine Bereich vorgegeben, welcher mittels der Sensoreinrichtung, insbesondere mittels einer Schnüffelspitze, überprüft wird. Dieser Bereich kann beispielsweise Schweißnähte, Stoßstellen, Schraubstellen oder auch andere Verbindungsstellen umfassen, bei denen es vorkommen kann, dass Undichtigkeiten, also Leckagen, auftreten. Das erfindungsgemäße Verfahren sieht also eine kombinierte Grobprüfung und Feinprüfung vor, um besagte Batteriegehäuse auf Dichtigkeit zu überprüfen. Durch die Abstimmung bzw. passende Parametrisierung der Feinprüfung auf das Ergebnis der Grobprüfung kann die Dichtheitsprüfung beim Batteriegehäuse besonders zuverlässig und dennoch schnell erfolgen.
Eine mögliche Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass eine Verfahrgeschwindigkeit der Sensoreinrichtung entlang des bei der Feinprüfung zu untersuchenden Bereichs des Batteriegehäuses umso größer vorgegeben wird, je größer die ermittelte Gesamtleckage ist. In analoger Weise kann es auch vorgesehen sein, dass die Verfahrgeschwindigkeit der Sensoreinrichtung entlang des bei der Feinprüfung zu untersuchenden Bereichs des Batteriegehäuses umso kleiner vorgegeben wird, je kleiner die ermittelte Gesamtleckage im Zuge der Grobprüfung ausfällt. Wird also beispielweise ein Grobleck detektiert, so kann für die Feinprüfung, welche auch als Schnüffelprüfung bezeichnet werden kann, die Verfahrgeschwindigkeit der Schnüffelspitze deutlich erhöht werden, um den Ort der Grobleckage zu lokalisieren. Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass durch ein Grobleck ausreichend viel von dem Gas aus dem Batteriegehäuse austritt, welches auch bei einer relativ hohen Verfahrgeschwindigkeit der Schnüffelspitze bzw. ganz allgemein der Sensoreinrichtung detektiert werden kann. Dadurch kann eine besonders schnelle Lokalisierung eines eventuell vorhandenen Groblecks erfolgen, infolgedessen weniger Gas in das Batteriegehäuse nachgefüllt werden und eventuell auch früher aus dem Batteriegehäuse abgesaugt werden kann, infolgedessen eine Messumgebung wesentlich geringer mit dem Gas konterminiert wird.
Eine weitere mögliche Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass ein Abstand der Sensoreinrichtung von dem bei der Feinprüfung zu untersuchenden Bereich des Batteriegehäuses umso größer vorgegeben wird, je größer die ermittelte Gesamtleckage ist. In analoger Weise kann es auch vorgesehen sein, dass der Abstand der Sensoreinrichtung von dem bei der Feinprüfung zu untersuchenden Bereich des Batteriegehäuses umso kleiner vorgegeben wird, je kleiner die ermittelte Gesamtleckage im Zuge der Grobprüfung ausfällt. Wird der Abstand zwischen der Sensoreinrichtung, insbesondere in Form der besagten Schnüffelspitze, und dem zu untersuchenden Bereich des Batteriegehäuses relativ groß gewählt, so kann ausgeschlossen bzw. relativ sicher verhindert werden, dass die Sensoreinrichtung im Zuge der Feinprüfung mit dem Batteriegehäuse kollidiert. Das Batteriegehäuse kann im zu untersuchenden Bereich unterschiedlichste Formen, Vorsprünge und dergleichen aufweisen, welche eine kollisionsfreie Überprüfung des Batteriegehäuses mit der Sensoreinrichtung erschweren können. Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass beispielsweise im Falle einer hohen Gesamtleckage davon ausgegangen werden kann, dass auch bei einem größeren Abstand der Sensoreinrichtung von dem bei der Feinprüfung zu untersuchenden Bereich des Batteriegehäuses dennoch eine zuverlässige Lokalisierung von Leckagen erfolgen kann. Der Abstand der Sensoreinrichtung wird also unter Berücksichtigung der bei der Grobprüfung ermittelten Gesamtleckage angepasst. Eine weitere mögliche Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Gas ein Prüfgas, beispielsweise in Form von Helium, Formiergas, Kältemittel oder dergleichen, umfasst, wobei die Sensoreinrichtung dazu ausgelegt ist, das Prüfgas zu detektieren. Die Sensoreinrichtung kann beispielsweise ein Gasdetektor, ein Massenspektrometer oder dergleichen aufweisen. Das Prüfgas kann besonders zuverlässig im Zuge der Feinprüfung detektiert werden, sodass im Zuge der Feinprüfung besonders zuverlässig eventuell vorhandene Leckagen, also undichte Stellen, ausgemacht werden können.
Eine weitere mögliche Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass bezogen auf das Gesamtvolumen des Batteriegehäuses 5 bis 20 % an Prüfgas verwendet wird. Es wird also eine relativ geringe Prüfgaskonzentration verwendet, welche jedoch aufgrund der Verfahrensführung dennoch ausreichend ist, zuverlässig im Zuge der Feinprüfung eventuell vorhandene Leckagen, also undichte Stellen, am Batteriegehäuse zu ermitteln.
Eine weitere mögliche Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Gas im Vergleich zur Umgebung temperiert wird, wobei die Sensoreinrichtung einen Temperatursensor umfasst. Das Gas kann beispielsweise heruntergekühlt oder auch erwärmt werden, bevor es im Zuge der Grobprüfung und anschließenden Feinprüfung zur Dichtheitsprüfung verwendet wird. Dadurch, dass das Gas im Vergleich zur Umgebung, also Prüfumgebung, in der das Batteriegehäuse angeordnet ist, temperiert wird, und bevor die eigentliche Grobprüfung und Feinprüfung durchgeführt wird, kann das temperierte Gas besonders zuverlässig detektiert werden, um im Zuge der Feinprüfung eventuell vorhandene Undichtigkeiten zu finden.
In weiterer möglicher Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass je größer das Gesamtvolumen des Batteriegehäuses ist, die Temperaturdifferenz zwischen dem Gas und der Umgebung umso größer gewählt wird. Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass die für eine zuverlässige Dichtigkeitsprüfung erforderliche Temperaturdifferenz abhängig von der Größe des zu prüfenden Volumens ist. Eine zu schnelle Angleichung der Temperatur des temperierten Gases an die Umgebungstemperatur soll nämlich nicht erfolgen, damit insbesondere im Zuge der Feinprüfung das temperierte Gas besonders einfach aufgefunden werden kann, um undichte Stellen zu lokalisieren.
Eine weitere mögliche Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Temperaturdifferenz zwischen dem Gas und der Umgebung umso kleiner gewählt wird, je größer der Prüfdruck ist, mit dem das Batteriegehäuse durch das Gas mit Druck beaufschlagt wird. Der Erfindung liegt in diesem Zusammenhang die Erkenntnis zugrunde, dass der Effekt der Abkühlung des Gases durch Entspannung druckabhängig ist. Durch Anpassung der Temperaturdifferenz zwischen dem Gas und der Umgebung in Abhängigkeit vom Prüfdruck kann sichergestellt werden, dass insbesondere im Zuge der Feinprüfung die Temperaturdifferenz zwischen dem Gas und der Umgebung noch groß genug ist, um eventuell vorhandene undichte Stellen am Batteriegehäuse besonders zuverlässig ermitteln zu können.
Eine weitere mögliche Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Batteriegehäuse vor der Grobprüfung nicht evakuiert wird. Dies ist dadurch möglich, dass das Gas ein Prüfgas umfasst und/oder im Vergleich zur Umgebung entsprechend stark temperiert wird. Durch Wegfall der Evakuierung vor der Grobprüfung entfällt ein Schritt, der ansonsten bei Dichtigkeitsprüfungen von Batteriegehäusen erforderlich sein kannd. Dadurch kann das Verfahren besonders einfach und auch aufwandsärmer durchgeführt werden.
Das erfindungsgemäße System zur Dichtheitsprüfung eines Batteriegehäuses ist dazu ausgelegt, das erfindungsgemäße Verfahren oder mögliche Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Das System umfasst insbesondere Mittel, die dazu ausgelegt sind, das Verfahren durchzuführen. Insbesondere kann das System eine Prüfeinrichtung zur Durchführung der Grobprüfung, besagte Sensoreinrichtung zur Durchführung der Feinprüfung und eine Steuereinrichtung aufweisen, welche dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Grobprüfung zumindest einen Parameter für die Feinprüfung vorzugeben.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung können sich aus der nachfolgenden Beschreibung möglicher Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung ergeben. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung und/oder in den Figuren allein gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Kurze Figurenbeschreibung
Die Zeichnung zeigt in der einzigen Figur (Fig. 1) eine schematisierte Darstellung eines Batteriegehäuses, welches einer Dichtheitsprüfung unterzogen wird. In Fig. 1 ist ein Batteriegehäuse 10 stark schematisiert dargestellt. Bei dem Batteriegehäuse 10 kann es sich beispielsweise um ein Gehäuse für eine Traktionsbatterie eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs handeln. Es kann sich bei dem Batteriegehäuse 10 aber auch um beliebige andere Batteriegehäuse handeln. Zudem ist ein System 12 schematisch angedeutet, das zur Dichtheitsprüfung des Batteriegehäuses 10 ausgelegt ist. Das System 12 umfasst eine Prüfeinrichtung 14 zum Durchführen einer Grobprüfung, eine Sensoreinrichtung 16, welche eine Schnüffelspitze sein oder eine solche umfassen kann, zur Durchführung einer Feinprüfung und eine Steuereinrichtung 18, welche dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von einem Ergebnis einer Grobprüfung zumindest einen Parameter für die Feinprüfung vorzugeben bzw. zu verändern. Nachfolgend wird ein Verfahren zur Dichtheitsprüfung des Batteriegehäuses 10 näher erläutert.
Zunächst wird mittels der Prüfeinrichtung 14 besagte Grobprüfung hinsichtlich der Dichtheit des Batteriegehäuses 10 vorgenommen. Dabei wird eine Gesamtleckage eines beispielsweise in das Batteriegehäuse 10 eingeleiteten Gases ermittelt, indem gemessen wird, wie viel des Gases das geschlossene Batteriegehäuse 10 insgesamt passiert, beispielsweise wieder nach außen hin verlässt. In Abhängigkeit von dem Ergebnis der Grobprüfung gibt die Steuereinrichtung 18 zumindest einen Parameter für die Feinprüfung hinsichtlich der Dichtheit des Batteriegehäuses 10 zum Lokalisieren von eventuell vorhandenen Leckagen, also Undichtigkeiten, am Batteriegehäuse 10 vor. Anschließend wird die Feinprüfung mittels der Sensoreinrichtung 16 durchgeführt. Im Zuge der Feinprüfung geht es darum, wenigstens eine Leckage, also undichte Stelle, am Batteriegehäuse 10 zu orten. Bei der Feinprüfung wird die Sensoreinrichtung 16, bei der es sich beispielsweise um eine Schnüffelspitze handeln kann, gemäß des zuvor zumindest einen vorgegebenen Parameters an einem zu überprüfenden Bereich 20 vorbeigeführt, an dem mit Leckagen, also undichten Stellen, gerechnet werden könnte. Bei besagten Leckagen kann es sich ganz allgemein um Undichtigkeiten, Öffnungen, Spalte, Löcher oder dergleichen handeln, durch welche zum Beispiel Luft ins Batteriegehäuse 10 hinein oder aus diesem heraus gelangen kann. Der im Zuge der Feinprüfung zu überprüfende Bereich 20 kann beispielsweise Schweißnähte, Stoßstellen, Schraubstellen oder andere Verbindungsstellen aufweisen. Insbesondere an solchen Stellen kann damit gerechnet werden, dass dort Undichtigkeiten auftreten können. Zum Beispiel kann eine Verfahrgeschwindigkeit v der Sensoreinrichtung 16 entlang des bei der Feinprüfung zu untersuchenden Bereichs 20 des Batteriegehäuses 10 umso größer vorgegeben werden, je größer die ermittelte Gesamtleckage im Zuge der Grobprüfung ausfällt. Umgekehrt kann die Verfahrgeschwindigkeit v auch umso kleiner vorgegeben werden, je kleiner die ermittelte Gesamtleckage ist.
Zudem kann es auch vorgesehen sein, dass ein Abstand h der Sensoreinrichtung 16 von dem bei der Feinprüfung zu untersuchenden Bereich 20 umso größer vorgegeben wird, je größer die ermittelte Gesamtleckage ist und umgekehrt.
Bei dem verwendeten Gas kann es sich beispielsweise um ein Prüfgas, Formiergas, Kältemittel oder dergleichen handeln. In dem Fall ist die Sensoreinrichtung 16 dazu ausgelegt, besagtes Prüfgas zu detektieren. Die Sensoreinrichtung 16 kann dafür beispielsweise einen Gasdetektor, ein Massenspektrometer oder dergleichen aufweisen. Bezogen auf das Gesamtvolumen des Batteriegehäuses 10 kann es dabei vorgesehen sein, dass die Prüfgaskonzentration im Bereich von 5 bis 20 % liegt.
Bei dem verwendeten Gas kann es sich auch zum Beispiel um Umgebungsluft handeln, die im Vergleich zur Umgebung temperiert wird, wobei die Sensoreinrichtung 16 in dem Fall einen Temperatursensor aufweist. Das Gas, bei dem es sich in dem Fall insbesondere um Umgebungsluft handeln kann, kann beispielsweise vor der Grobprüfung entsprechend gekühlt oder erwärmt werden, dass die Temperaturdifferenz so groß ist, dass die Sensoreinrichtung 16 im Zuge der Feinprüfung beispielsweise aus dem Batteriegehäuse 10 dann im Bereich 20 austretende temperierte Luft noch zuverlässig erkennen kann, um eventuell vorhandene undichte Stellen zuverlässig zu lokalisieren.
Es kann vorgesehen sein, dass die Temperaturdifferenz zwischen dem verwendeten Gas, beispielsweise in Form von Umgebungsluft, und der Umgebung umso größer gewählt wird, je größer das Gesamtvolumen des Batteriegehäuses 10 ist. Dadurch kann sichergestellt werden, dass beispielsweise bei sehr großem Volumen des Batteriegehäuses 10 dennoch sichergestellt werden kann, dass das temperierte Gas lange genug eine entsprechend große Temperaturdifferenz aufweist, sodass im Zuge der Feinprüfung aufgrund des Temperaturunterschieds das verwendete Gas auch zuverlässig detektiert werden kann, um eventuell vorhandene Undichtigkeiten am Batteriegehäuse 10 zu ermitteln und zu lokalisieren. Auch kann es vorgesehen sein, dass die Temperaturdifferenz zwischen dem Gas und der Umgebung umso kleiner gewählt wird, je größer der Prüfdruck ist, mit dem das Batteriegehäuse 10 durch das Gas mit Druck beaufschlagt wird. Dadurch kann druckabhängig sichergestellt werden, dass die Temperaturdifferenz des Gases noch ausreicht, um es im Zuge der Feinprüfung auch zuverlässig detektieren zu können, um eventuell vorhandene Undichtigkeiten im Bereich 20 des Batteriegehäuses 10 mittels der Sensoreinrichtung 16 auch zuverlässig detektieren zu können. Darüber hinaus kann es auch vorgesehen sein, dass das Batteriegehäuse 10 vor der Grobprüfung überhaupt nicht evakuiert wird. Dies kann durch die Verwendung des Gases, das Prüfgas enthält, und/oder durch die Temperierung des Gases ermöglicht werden, die eine Evakuierung des Batteriegehäuses 10 vor der Grobprüfung nicht zwingend erforderlich macht.
Insgesamt ermöglicht das beschriebene Verfahren bzw. das System 12 eine besonders zuverlässige und schnelle Dichtheitsprüfung des Batteriegehäuses 10.
BEZUGSZEICHENLISTE
10 Batteriegehäuse 12 System
14 Prüfeinrichtung
16 Sensoreinrichtung
18 Steuereinrichtung
20 Bereich h Abstand v Verfahrgeschwindigkeit

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Dichtheitsprüfung eines Batteriegehäuses (10), umfassend die Schritte:
Durchführen einer Grobprüfung hinsichtlich der Dichtheit des Batteriegehäuses (10), bei der eine Gesamtleckage des Gases ermittelt wird, indem gemessen wird, wie viel des Gases das Batteriegehäuse (10) insgesamt passiert; in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Grobprüfung: Vorgeben zumindest eines Parameters für eine Feinprüfung hinsichtlich der Dichtheit des Batteriegehäuses (10) zum Lokalisieren von Leckagen am Batteriegehäuse (10);
Durchführen der Feinprüfung zur Ortung wenigstens einer Leckage am Batteriegehäuse (10), bei der zumindest an einem vorgegebenem Bereich (20) des Batteriegehäuses (10) mithilfe einer Sensoreinrichtung (16) (Schnüffelspitze) gemäß des zumindest einen vorgegebenen Parameters überprüft wird, wo in dem Bereich (20) das Gas das Batteriegehäuse (10) passiert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verfahrgeschwindigkeit (v) der Sensoreinrichtung (16) entlang des bei der Feinprüfung zu untersuchenden Bereichs (20) des Batteriegehäuses (10) umso größer vorgegeben wird, je größer die ermittelte Gesamtleckage ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand (h) der Sensoreinrichtung (16) von dem bei der Feinprüfung zu untersuchenden Bereich (20) des Batteriegehäuses (10) umso größer vorgegeben wird, je größer die ermittelte Gesamtleckage ist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas ein Prüfgas umfasst und die Sensoreinrichtung (16) dazu ausgelegt ist, das Prüfgas zu detektieren. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bezogen auf das Gesamtvolumen des Batteriegehäuses (10) fünf bis 20 Prozent an Prüfgas verwendet wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas im Vergleich zur Umgebung temperiert wird, wobei die Sensoreinrichtung (16) einen Temperatursensor umfasst. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass je größer das Gesamtvolumen des Batteriegehäuses (10) ist, die Temperaturdifferenz zwischen dem Gas und der Umgebung umso größer gewählt wird. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturdifferenz zwischen dem Gas und der Umgebung umso kleiner gewählt wird, je größer der Prüfdruck ist, mit dem das Batteriegehäuse (10) durch das Gas mit Druck beaufschlagt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriegehäuse (10) vor der Grobprüfung nicht evakuiert wird. System (12) zur Dichtheitsprüfung eines Batteriegehäuses (10), welches dazu ausgelegt ist, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.
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