WO2013143736A1

WO2013143736A1 - Einrichtung zur signalisierung und lokalisierung eines atypischen betriebszustandes an galvanischen elementen sowie eine batteriezelle mit dieser einrichtung

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Publication number: WO2013143736A1
Application number: PCT/EP2013/052513
Authority: WO
Inventors: Claus Gerald Pflueger; Wolfgang DUERNEGGER; Christina LEUTHOLD; Gergely GALAMB
Original assignee: Robert Bosch Gmbh; Samsung Sdi Co., Ltd.
Priority date: 2012-03-30
Filing date: 2013-02-08
Publication date: 2013-10-03
Also published as: DE102012205253A1

Abstract

Es wird eine Einrichtung zur Signalisierung und Lokalisierung eines atypischen Betriebszustandes an galvanischen Elementen beschrieben, wobei eine aus dem Innern einer bevorzugten Lithium-Ionen-Batteriezelle nach außen führende Leitung (10) ein Mittel zur Freisetzung von Farbmitteln (16) und/oder ein Mittel zur Aussendung von akustischen oder optischen Signalen (20) umfasst. Die erfindungsgemäße Einrichtung soll mindestens in einer zu einem Antriebssystem eines Kraftfahrzeuges gehörenden Batteriezelle eines elektrischen Energiespeichers integriert sein.

Description

Beschreibung

Titel

Einrichtung zur Signalisierung und Lokalisierung eines atypischen Betriebszustandes an galvanischen Elementen sowie eine Batteriezelle mit dieser Einrichtung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Signalisierung und

Lokalisierung eines atypischen Betriebszustandes an galvanischen Elementen, insbesondere an Lithium-Ionen-Batteriezellen, eine Batteriezelle mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Signalisierung und Lokalisierung eines atypischen Betriebszustandes sowie ein Kraftfahrzeug mit einer

erfindungsgemäßen Batteriezelle.

Stand der Technik

Bei automotiven Anwendungen der Lithium-Ionen-Speichertechnologie kommen verschiedenartige Sicherheitssysteme auf unterschiedlichen Systemebenen zum Einsatz. Unter anderem verfügen moderne Lithium-Ionen-Zellen, die bei dieser Speichertechnologie verwendet werden, über Berstventile, die im Störfall aufplatzen und so den Druck definiert in der Lithium-Ionen-Zelle abbauen. Die dabei freiwerdenden Aerosole, Gase und Rauch können mit speziellen

Vorrichtungen aufgefangen und über ein Leitungssystem aus dem Gehäuse der Lithium-Ionen-Zelle abgeleitet werden. Bestandteile der Lithium-Ionen-Zelle, die für die Funktion der galvanischen Zelle essentiell notwendig sind, wie z. B.

Leitsalz, Elektrolyt, Kathodenmaterial etc. können im Störfall gefährliche und gesundheitsschädliche Reaktionsprodukte bilden, die Bereiche in der Umgebung um den Lithium-Ionenspeicher im Störfall kontaminieren. Personen wie z. B.

Benutzer der Lithium-Ionen-Zelle, Rettungs- und Einsatzkräfte, die sich in der Umgebung befinden, erhalten nach dem Störfall keine Information über Ausmaß und Lokalisation kontaminierter Bereiche. So sind aus der DE 10 2009 046 385 A1 eine Batterie mit einem Entgasungssystem und ein Verfahren zum Abführen von Austretungen bekannt. Sie weist ein Entgasungssystem in Verbindung mit einer Grundplatte und zumindest einem auf der Grundplatte angeordneten Zellmodul mit wenigstens einer Batteriezelle auf, wobei Letztere eine mit Zellterminals versehene Oberseite und eine mit zumindest einer Entgasungsöffnung versehene Unterseite zeigt. Die Grundplatte besitzt an der Stelle der zumindest einen Entgasungsöffnung wenigstens einen Durchlass zu einem Auffangbereich, wobei die Unterseite in Richtung der Schwerkraft unterhalb der Oberseite angeordnet ist.

Offenbarung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird eine Einrichtung zur Signalisierung und Lokalisierung eines atypischen Betriebszustandes an galvanischen Elementen zur Verfügung gestellt, umfassend eine aus dem Innern des galvanischen Elements nach außen führende Leitung zur Ableitung eines aus dem galvanischen Element

austretenden Fluids, wobei die Leitung ein Mittel zur Freisetzung von Farbmitteln und/oder ein Mittel zur Aussendung von akustischen und/oder optischen

Signalen umfasst.

Die Erfindung dient der selbsttätigen akustischen und/oder visuellen Anzeige von kontaminierten Bereichen und kritischen Betriebszuständen bzw. warnt vor diesen. Unter anderem werden durch die Erfindung kontaminierte Bereiche selbstständig visuell gekennzeichnet. Gegenüber dem Stand der Technik ist es durch die Erfindung möglich, Gefahrenquellen und -bereiche zu kennzeichnen und dadurch Personen zu warnen und vom Gefahrenbereich fernzuhalten.

Auch gelingt es vorteilhafterweise, die Fehlersuche an einem elektrischen Energiespeicher, der aus einem oder aus einer Vielzahl von galvanischen Elementen, insbesondere aus Lithium-Ionen-Batteriezellen besteht, in kurzer Zeit abzuschließen und es werden unverhofft auftretende Gefahrenmomente für das Servicepersonal vermieden. Eine defekte Batteriezelle kann somit ohne den Einsatz aufwendiger elektronischer Messtechnik festgestellt, demontiert und ersetzt werden, so dass der elektrische Energiespeicher kurzfristig wieder in Betrieb genommen werden kann. Bei einer Fehlfunktion der Elektronik bzw. wenn das Batteriemanagementsystem im Standby ist, kann im Stand der Technik auf eine Entgasung keine

Warnreaktion erfolgen, so dass die Gesundheitsgefahr für Personen nicht unmittelbar erkennbar ist. Durch die Erfindung werden Personen, die sich in der Nähe einer entgasenden Zelle bzw. Batterie befinden, akustisch auf die

Entgasung aufmerksam gemacht, so dass sie den gefährlichen Bereich verlassen können.

In einer Ausbildung der Erfindung ist das Mittel zur Freisetzung von Farbmitteln derart beschaffen, dass es farbliche pigmentierte und/oder fluoreszierende Partikel umfasst.

Dadurch ist eine optische Einschätzung zum Auffinden eines defekten galvanischen Elementes, bevorzugt einer Lithium-Ionen-Batteriezelle in einem elektrischen Energiespeicher effizient gegeben, da der aus der nach außen führenden Leitung austretende Fluidstrom mit auffälligen Partikeln beladen ist und nicht übersehen werden kann. Unter Fluiden werden in der vorliegenden Erfindung Flüssigkeiten, Gase oder feste Partikel oder Gemische aus

Flüssigkeiten, Gasen und/oder festen Partikeln verstanden.

Ferner ist die erfindungsgemäße Einrichtung in einer solchen Weise ausgeführt, dass das Mittel zur Freisetzung von Farbmitteln als Beschichtung an oder als Depot in der Innenwandung der nach außen führenden Leitung ausgebildet ist, und die Partikel bei der durch den Austritt eines Fluids bedingten

Austrittsgeschwindigkeit oder infolge des dadurch bedingten Drucks von der Innenwandung der Leitung lösbar und dem Fluid beimischbar ausgebildet sind.

Damit ist eine optische Lokalisation eines defekten galvanischen Elementes, bevorzugt einer Lithium-Ionen-Batteriezelle, sehr schnell gegeben, da der aus der nach außen führenden Leitung austretende Fluidstrom mit auffälligen Farbpartikeln beladen ist, die nicht übersehen werden können.

Die Einbindung von Farbmitteln als Beschichtung in der nach außen führenden Leitung eines galvanischen Elementes kann in einer Form vorgesehen werden, bei der die Leitung komplett oder nur teilweise an ihrer Innenwandung beschichtet ist. Gleichermaßen ist es möglich, dass das Mittel zur Freisetzung von Farbmitteln über die gesamte Länge der Leitung oder nur in einem Teilbereich der Leitung angeordnet ist.

Das hat den Vorteil, dass die farblich pigmentierten und/oder fluoreszierenden Partikel in einem vorbestimmten Bereich in der nach außen führenden Leitung eines galvanischen Elementes konzentriert werden und von dort aus ihre kennzeichnende Wirkung eines Defekts an der Austrittsöffnung der Leitung eines nicht funktionsgerecht arbeitenden galvanischen Elementes entfalten können.

Als eine alternative Ausbildung zur Freisetzung von Farbmitteln kann vorgesehen werden, dass eine Kartusche am Austritt der Leitung angeordnet ist.

Sie enthält das Farbmittel und gibt dieses frei, wenn ein aus dem

Batteriezelleninnern austretendes Fluid unter definierter Austrittsgeschwindigkeit und entsprechendem Druck durch sie hindurchströmt.

Zur Verstärkung des Eindrucks eines Defektes an einem galvanischen Element eines elektrischen Energiespeichers, wenn z. B. der Sichtkontakt zu diesem noch fehlt und zur anschließenden schnellen Ortung der tatsächlichen Ursache sind dem Mittel zur Freisetzung von Farbmitteln Zusätze beigemischt, die bei Durchströmung der Einrichtung mit einem Fluid einen neben der Farbe des Farbmittels zusätzlich wahrnehmbaren Sinneseindruck bewirken, bevorzugt mittels einer Entwicklung von Rauch, Geruch, eines aufschäumenden oder eines intensiv aufleuchtenden Mittels.

Dieses stellt eine günstige und zusätzliche Sicherung zum Auffinden eines defekten galvanischen Elementes dar.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Einrichtung zur Signalisierung und Lokalisierung eines atypischen Betriebszustandes an einem galvanischen Element kann eine Kombination optischer und akustischer Anzeigen vorgesehen werden, wobei das Mittel zur Aussendung von akustischen oder optischen Signalen in der nach außen führenden Leitung angeordnet ist und Schalt-, Signal- oder Registriermittel umfasst, die dafür ausgebildet sind, eine akustische Warnmeldung für ein mit ihr verbundenes galvanisches Element und/oder als Kontrollanzeige an einem Bediendisplay eines Elektrokraftfahrzeuges oder eines Hybridfahrzeuges auszulösen. Dadurch kann ein durch die aus dem Innern eines defekten galvanischen

Elementes nach außen führende Leitung strömendes Fluid auch akustisch schnell geortet werden, wenn strömungsmechanisch beaufschlagbare und gleichzeitig ein Geräusch erzeugende Mittel, Druck und/oder erhöhte

Strömungsgeschwindigkeit eines Fluids registrierende Sensoren oder

Schaltmittel, die Kontakte zur Auslösung eines akustischen Alarms schließen, eingesetzt werden.

Die zusätzliche Anzeige eines Defektes eines galvanischen Elementes an einem Bediendisplay eines Elektrokraftfahrzeuges oder eines Hybridfahrzeuges bietet sich außerdem an, wenn beispielsweise Fahrgeräusche die Bewertung einer optischen und/oder akustischen Warnmeldung nicht eindeutig zulassen.

Ein Mittel zur Aussendung von akustischen und/oder optischen Signalen kann so ausgebildet sein, dass

- es eine Membran und einen Stift umfasst, der Stift und die Membran dazu eingerichtet sind, sich infolge des Durchströmens der Einrichtung mit einem Fluid derart zu bewegen, dass der Stift von außen sichtbar wird, oder

- es einen Kolben umfasst, der dazu eingerichtet ist, sich infolge des

Durchströmens der Einrichtung mit einem Fluid derart zu bewegen, dass eine an dem Kolben befestigte Kolbenstange von außen sichtbar wird,

- es einen Propeller umfasst, der dazu geeignet ist, sich bei Durchströmen der Einrichtung mit einem Fluid zu drehen, oder

- es eine Pfeife, ein Horn, eine Hupe oder eine Fanfare umfasst, die dazu eingerichtet sind, bei Durchströmen mit einem Fluid ein akustisches Signal zu erzeugen.

Bevorzugt ist das galvanische Element eine Lithium-Ionen-Batteriezelle.

Die Erfindung ist geeignet für eine Batteriezelle, umfassend eine Einrichtung zur Signalisierung und Lokalisierung eines atypischen Betriebszustandes an galvanischen Elementen. Dabei ist die Batteriezelle derart ausgelegt, dass das Mittel zur Freisetzung von Farbmitteln und/oder das Mittel zur Aussendung von akustischen oder optischen Signalen mit einem Batteriesteuergerät verbunden ist, welches dazu ausgebildet ist, eine Warnmeldung in Folge der Aktivierung des Mittels zur Freisetzung von

Farbmitteln und/oder des Mittels zur Aussendung von akustischen und/oder optischen Signalen zu generieren.

Eine wie zuvor beschriebene mindestens eine Batteriezelle befindet sich bevorzugt in einer Batterie eines Kraftfahrzeuges, wobei die Batterie mit einem

Antriebssystem des Kraftfahrzeuges verbunden ist.

Zeichnungen

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine nach außen führende Leitung mit einem Mittel zur Freisetzung von Farbmitteln in einem ersten Ausführungsbeispiel,

Figur 2 eine nach außen führende Leitung mit einem Mittel zur Freisetzung von Farbmitteln in einem zweiten Ausführungsbeispiel,

Figur 3 wie Figuren 1 oder 2, mit einem Mittel zur Freisetzung von Farbmitteln außerhalb der Nennweite der Leitung in einem dritten Ausführungsbeispiel,

Figur 4 eine nach außen führende Leitung mit einem Mittel zur Freisetzung von Farbmitteln in einem vierten Ausführungsbeispiel, Figur 5 eine nach außen führende Leitung mit einem Mittel zur Freisetzung von

Farbmitteln in einem fünften Ausführungsbeispiel,

Figur 6 eine Kombination einer optischen und akustischen Signalisierung in einer nach außen führenden Leitung mit parallel geschalteter Nebenleitung, Figur 7 wie Figur 6, aber als Kombination einer in Reihe geschalteten optischen und akustischen Signalisierung,

Figur 8 einen Drucksensor in der nach außen führenden Leitung,

Figur 9 eine optische Anzeige durch einen, mittels eines strömenden und unter Druck stehenden Fluids über einen Kolben oder eine Membran, bewegbaren Stift, Figur 10 einen Propeller in einer mit einem Sichtfenster ausgestatteten

Erweiterung der Leitung, und

Figur 1 1 und Figur 12 weitere Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Mittels zur Signalisierung.

Ausführungsformen der Erfindung

Die folgenden Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen eine Leitung 10, in der oder an der Mittel zur Freisetzung von Farbmitteln 16 und/oder Mittel zur optischen und/oder akustischen Signalisierung 20 angeordnet sind. Die Leitung

10 kann dabei Bestandteil eines Entgasungssystems einer Batterie sein. An ihrem Ende kann z. B. ein Ventil (nicht gezeigt) oder eine Berstscheibe oder Berstplatte angeordnet sein, durch welche ein Gas und/oder eine Flüssigkeit und/oder ein Gemisch aus einem Gas, einer Flüssigkeit und/oder festen

Partikeln, zusammengefasst im Folgenden als Fluid bezeichnet, an die

Umgebung abgegeben werden. Die zugehörige Einrichtung zur Signalisierung und Lokalisierung eines atypischen Betriebszustandes kann dabei in allen Ausführungsbeispielen Teil eines galvanischen Elementes, bevorzugt einer Lithium-Ionen-Batteriezelle sein.

Eine Leitung 10 ist im Folgenden ein Querschnitt, der von Material begrenzt wird und durch den ein Fluid strömen kann. Die Leitung bzw. der Querschnitt kann auch Teil einer Entgasungsöffnung einer Batterie sein, z. B. der von

Seitenwänden einer Batterieentgasungsöffnung begrenzte Bereich unterhalb der Öffnung. Statt des Begriffs Leitung 10 kann im Folgenden auch der Begriff

Leitungsquerschnitt oder Durchströmungsquerschnitt verwendet werden. In der Figur 1 ist eine Einrichtung der erfindungsgemäßen Art mit einer Leitung 10 gezeigt, die zur Ableitung von einem unter Druck stehenden und mit einer definierten Austrittsgeschwindigkeit strömenden Fluid aus einem galvanischen Element, bevorzugt einem Inneren einer Li-Ionen-Batteriezelle, dient. Im Inneren der aus der aus dem galvanischen Element herausführenden Leitung 10 ist ein Mittel zur Freisetzung von Farbmitteln 16 angeordnet, welches von einem austretenden Fluid durchströmbar ausgebildet ist und in dem Farbmittel 14 eingelagert sind. Die Farbmittel 14 umfassen Partikel, die bei Mischung mit einem Fluid diesem eine Farbe geben. Sie umfassen bevorzugt pigmentierte und/oder fluoreszierende Partikel. Diese Partikel können sich beim

Vorbeiströmen oder Durchströmen eines Fluids herauslösen und an der

Austrittsöffnung der Leitung 10 einer defekten Lithium-Ionen-Batteriezelle ablagern oder entsprechend sichtbar aufgefangen werden oder mit dem

Batteriefluid vermischt sich außerhalb der Batteriezelle ablagern. Das Mittel zur

Freisetzung von Farbmitteln kann ein Depot oder eine Kartusche 16 sein, es kann auch als Beschichtung von der Innenwandung 12 der Leitung 10 ausgebildet sein und die Beschichtung umfassend die Farbmittel 14 kann sich von der Innenwandung 12 lösen.

In ähnlicher Weise enthält Figur 2 ein im Nennweitenbereich der Leitung 10 eingelagertes Depot 16 pigmentierter und/oder fluoreszierender Farbmittel 14, die beim Austreten eines Fluids aus dem Batteriezelleninnern nach außen transportiert werden, was mit einer sich steigernden Intensität einhergehen kann. Während in Figur 1 der gesamte Querschnitt mit dem Mittel zur Freisetzung von

Farbmitteln 16 ausgefüllt ist, erstreckt sich in Figur 2 das Mittel zur Freisetzung von Farbmitteln 16 von der Innenwand 12 aus nur über einen Teilbereich des Querschnitts der Leitung 10. In Figur 1 werden die Farbmittel 14 infolge eines Durchströmens des Mittels zur Freisetzung von Farbmitteln 16 ausgeschwemmt und dem Fluid beigemischt. In Figur 2 werden die Farbmittel 14 infolge des

Vorbeiströmens des Fluids herausgelöst. Dies kann durch das Venturiprinzip erfolgen. Das Mittel zur Freisetzung von Farbmitteln 16 kann wiederum als Depot oder auch als Beschichtung von der Innenwandung 12 der Leitung 10

ausgebildet sein und die Beschichtung umfassend das Farbmittel 14 kann sich von der Innenwandung 12 lösen. Im Unterschied zur Beschichtung ist das Depot 16 durch Seitenwände begrenzt, die in Figur 1 vom Fluid durchströmbar ausgebildet sind.

Ein Depot 16 kann mittels eines gepressten Pakets aus Farbmitteln 14, paktiert in eine Hülse, z. B. aus Papier oder Pappe oder Zellstoff, ausgebildet werden.

Das Depot 16 kann auch durch ein Rohr, bevorzugt ein metallisches Rohr, ausgebildet sein, welches Perforationen an den Durchströmungsseiten für das Fluid aufweist.

Zur Vermeidung eines Staudrucks in einer nach außen führenden Leitung 10 kann ein Mittel zur Freisetzung von Farbmitteln 16 mit pigmentierten und/oder fluoreszierenden Farbmitteln 14 außerhalb des Nennweitenbereichs der Leitung 10, gemäß Figur 3, vorgesehen werden. Hier wird im Bereich des Mittels zur Freisetzung von Farbmitteln 16 der Querschnitt der Leitung 10 um die Dicke des Mittels zur Freisetzung von Farbmitteln 16 vergrößert, so dass sich für das Fluid, welches durch die Leitung 10 strömt, keine Veränderung des

Leitungsquerschnitts ergibt. Das Fluid strömt im Störfall des galvanischen Elementes mit hoher Geschwindigkeit an dem Mittel zur Freisetzung von Farbmitteln 16 vorbei und löst dabei die Farbmittel 14 heraus.

Auch kann das Mittel zur Freisetzung von Farbmitteln 16 direkt am Ende der Leitung 10 angeordnet sein (Figur 4, Figur 5). Hierbei kann das Mittel zur Freisetzung von Farbmitteln 16 im Inneren der Leitung 10 (Figur 4) oder aber im Außenbereich des Endes der Leitung 10 angeordnet sein (Figur 5).

Auch ein Mittel zur Signalisierung 20 kann am Ende der Leitung 10 angeordnet sein.

Nach Figur 6 befindet sich neben der ganz oder teilweise mit einem Mittel zur Freisetzung von Farbmitteln 16 versehenen Leitung 10 die Abzweigung einer

Nebenleitung 18, in welcher ein Mittel zur akustischen Signalisierung 20, hier beispielsweise ein Drucksensor 20 eingebunden ist, so dass hierdurch gleichzeitig ein akustisches Signal, bevorzugt über die elektrische Wandlung mittels des Sensors 20 durch eine elektrisch schaltbare Signalgebung und zugleich eine durch die Farbmittel 14 in dem Mittel zur Freisetzung von

Farbmitteln 16 optische Lokalisierung eines Defektes bzw. eines herausgetretenen oder heraustretenden Batteriefluids an einer Lithium-Ionen-Batteriezelle möglich wird. In der Nebenleitung 18 kann auch noch ein Filter 30, z. B. ein Zyklonfilter, zur Absonderung von in dem abgeführten Gasen enthaltenen festen oder flüssigen Partikeln angeordnet sein. Der Sensor 20 kann Anzeigen oder weitere Signale aktivieren, z. B. eine angeschlossene

Fahrzeugbetriebsanzeige, Fahrzeugbeleuchtungsanlagen,

Notfall-Assistent-Systeme, Batteriemanagementsysteme, Diagnosesysteme etc.

In Figur 7 sind ein Mittel zur akustischen und/oder optischen Signalisierung 20, hier als Sensor, bevorzugt als Drucksensor, und ein Mittel zur Freisetzung von

Farbmitteln 16, hier z. B. eine Beschichtung einer Leitung 10 oder eines

Abschnittes derselben in Reihe zueinander angeordnet, wobei die gleichen Effekte einer optischen und/oder akustischen Signalisierung und Lokalisierung erreicht werden können wie bei der Parallelschaltung in Figur 6.

Mit Figur 8 ist eine Ausführung angegeben, wonach ein Mittel zur akustischen und/oder optischen Signalisierung 20, z. B. ein Drucksensor, in einer nach außen führenden Leitung 10 einer Lithium-Ionen-Batteriezelle eingebunden ist. Der Drucksensor registriert einen Druckanstieg vorbeiströmenden Fluids und es wird eine akustische Warnmeldung und/oder eine visuelle Anzeige an einem

Bediendisplay eines Elektrokraftfahrzeuges oder eines Hybridfahrzeuges generiert.

Figur 9 zeigt beispielhaft an einer Leitung 10, wie eine durch steigenden

Innendruck beaufschlagbare Membran 74 in Kopplung mit einem Stift 72 oder auch optional ein Kolben 76 mit einer Kolbenstange 78, durch das Ausfahren der Letzteren die defekte Batteriezelle erkannt werden kann. Der Kolben 76 oder der Stift 72 ragen aus Ihrer Fassung nach einem Druckanstieg im Inneren der Leitung 10 heraus und können optisch von außen wahrgenommen werden. Dabei ist das Mittel zur akustischen und/oder optischen Signalisierung 20 durch die Membran 74 und den Stift 72 bzw. durch den Kolben 76 und die

Kolbenstange 78 ausgebildet. Auch kann gleichzeitig oder getrennt davon durch Schließen eines elektrischen Kontaktes ein akustisches Warnsignal mittels einer Hupe, einer Pfeife, einer Fanfare oder ähnlich wirkenden Mitteln erzeugt werden (nicht gezeigt). Eine optische Sichtung an einem elektrischen Energiespeicher, bestehend aus mindestens einer oder aus einer Vielzahl von Lithium-Ionen-Batteriezellen, kann zur Fehlersuche auch dergestalt vorgenommen werden, indem in einer

Rohrerweiterung 40 der Leitung 10 ein drehbarer Propeller 42 gelagert ist, der durch ein Sichtfenster (nicht näher dargestellt) der Rohrerweiterung 40 von außen betrachtetet werden kann (Figur 10).

Die Figuren 1 1 und 12 zeigen weitere Ausführungsformen des Mittels zur Signalisierung 20. Dargestellt ist eine Pfeife im Strom der Entgasung (angedeutet durch Pfeile) der angeschlossenen Batteriezelle durch die Leitung 10, die bei

Ausströmung des Fluids durch Erzeugung eines akustischen Signals vor der Gefahr warnt.

Dadurch, dass die Pfeife durch die Strömung des Fluids angeregt wird, ist keine separate Energieversorgung notwendig. Die Funktion wird somit sowohl bei einer

Fehlfunktion der Elektronik als auch bei parkenden Fahrzeugen und auch ausgebauten Batterien sichergestellt. Die Pfeife als akustische Warnung kann ohne großen Aufwand auch in bestehende Batterien integriert werden. Dabei ist diese Lösung sehr kostengünstig, bauraumneutral und ausfallsicher.

In den Entgasungsstrom z. B. an der Entgasungsöffnung der Batterie, wird eine Pfeife 20 eingebracht. Diese kann zum Beispiel als Kante 21 im Gasstrom ausgeführt sein, die für die Tonerzeugung verantwortlich ist (siehe Figur 1 1 ). So kann z. B. im Bereich der Austrittsöffnung der Leitung 10 eine weitere Öffnung in der Seitenwand der Leitung 10 ausgeführt sein, dessen eine

Öffnungsbegrenzung eine Kante aufweist, an der ein vorbeiströmender Gasstrom einen Ton erzeugt. Der dahinter liegende Teil des Entgasungsrohres fungiert hierbei als Resonanzkörper. Ebenfalls denkbar ist die Ausbildung eine "Zunge" 22 im Entgasungsstrom, die, sobald der Entgasungsstrom vorbeiströmt, vibriert, wie in Figur 12 gezeigt. Die Zunge 22 kann in einem Ausführungsbeispiel so ausgebildet sein, dass im Inneren der Leitung 10 von einer Seitenwand zur anderen eine u-förmige Struktur ausgebildet ist, deren eine Seitenwand als dünner Streifen ausgebildet ist, der bei Vorbeiströmen eines Entgasungsstroms vibriert. Diese Pfeifen können sowohl zellnah, z. B. an jeder Zelle, oder in die

Entgasungsöffnung der Batterie integriert werden.

Die Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen Mittel zur Freisetzung von Farbmitteln 16 in unterschiedlichen Ausführungen und Mittel zur optischen und/oder akustischen Signalisierung 20 in verschiedenen Ausführungsbeispielen. Es ist dabei klar, dass auch verschiedene Ausführungsbeispiele gemeinsam in einer erfindungsgemäßen Einrichtung angeordnet sein können. So können verschiedene Ausgestaltungen der Mittel zur Freisetzung von Farbmitteln 16 zusammen in oder an einem galvanischen Element vorgesehen sein. Auch können verschiedene Ausgestaltungen der Mittel zur Signalisierung 20 zusammen in oder an einem galvanischen Element vorgesehen sein.

Insbesondere können Ausführungsformen der Mittel zur Freisetzung von

Farbmitteln 16 zusammen mit Ausführungen der Mittel zur optischen und/oder akustischen Signalisierung 20 gemeinsam angeordnet sein. Es kann dann vorteilhafterweise gleichzeitig ein atypischer Betriebszustand akustisch und/oder visuell angezeigt werden und der kontaminierte Bereich visuell lokalisiert werden.

Die Signale des Mittels zur Signalisierung 20 können durch geeignete

Maßnahmen verstärkt, automatisch erzeugt, sowie dauerhaft aufrechterhalten werden. Das Mittel zur Signalisierung 20 ermöglicht eine definierte akustische Kennzeichnung, z. B. durch einen Ton oder eine Tonfolge, durch den Personen im direkten und/oder indirekten Gefahrenbereich gewarnt und ferngehalten werden.

Die Verteilung des kennzeichnenden Farbmittels 14 aus dem Mittel zur

Freisetzung von Farbmitteln 16 ermöglicht eine optisch unterscheidbare

Konzentrationsanzeige des ausgetretenen Fluids. Insbesondere durch Einsatz von Farbpigmenten wird die Tagsichtbarkeit sichergestellt. Durch fluoreszierende Partikel wird sichergestellt, dass bei schlechten Sichtverhältnissen wie z. B. Dämmerung, eine ausreichende

Kontrastwirkung erzielt wird. Alternativ können dem Farbmittel 14 Zusätze beigemischt sein, die die Anzeige des kontaminierten Bereichs weiter verbessern. Dies kann durch Rauchentwicklung, stechenden Geruch, Oberflächenvergrößerung, wie z. B. Aufschäumen oder ein grelles Aufleuchten erzielt werden. Auch kann eine Kombination der genannten Möglichkeiten durch entsprechende Zusätze erreicht werden.

Claims

Ansprüche

1 . Einrichtung zur Signalisierung und Lokalisierung eines atypischen

Betriebszustandes an galvanischen Elementen, umfassend eine aus dem Innern des galvanischen Elements nach außen führende Leitung zur Ableitung eines aus dem galvanischen Element austretenden Fluids, gekennzeichnet dadurch, dass die Leitung (10) ein Mittel zur Freisetzung von Farbmitteln (16) und/oder ein Mittel zur Aussendung von akustischen und/oder optischen Signalen (20) umfasst.

2. Einrichtung zur Signalisierung und Lokalisierung eines atypischen

Betriebszustandes an galvanischen Elementen nach Anspruch 1 , wobei das Mittel zur Freisetzung von Farbmitteln (16) farblich pigmentierte und/oder fluoreszierende Partikel umfasst.

3. Einrichtung zur Signalisierung und Lokalisierung eines atypischen

Betriebszustandes an galvanischen Elementen nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Mittel zur Freisetzung von Farbmitteln (16) als Beschichtung an oder als Depot in der Innenwandung (12) der nach außen führenden Leitung (10) ausgebildet ist und die Farbmittel (14) bei Durchströmen der Leitung (10) mit einem Fluid von der Innenwandung (12) der Leitung (10) lösbar und dem Fluid beimischbar ausgebildet sind.

4. Einrichtung zur Signalisierung und Lokalisierung eines atypischen

Betriebszustandes an galvanischen Elementen nach Anspruch 3, wobei sich das Mittel zur Freisetzung von Farbmitteln (16) über den Querschnitt der Leitung (10) komplett oder nur teilweise erstreckt.

5. Einrichtung zur Signalisierung und Lokalisierung eines atypischen

Betriebszustandes an galvanischen Elementen nach einem der

vorhergehenden Ansprüche, wobei das Mittel zur Freisetzung von Farbmitteln (16) über die gesamte Länge der Leitung (10) oder nur in einem Teilbereich der Leitung (10) ausgebildet ist.

Einrichtung zur Signalisierung und Lokalisierung eines atypischen

Betriebszustandes an galvanischen Elementen nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Mittel zur Freisetzung von Farbmitteln (16) als Kartusche am Austritt im Inneren der Leitung (10) oder außen am Austritt der Leitung (10) angeordnet ist.

Einrichtung zur Signalisierung und Lokalisierung eines atypischen

Betriebszustandes an galvanischen Elementen nach einem der

vorhergehenden Ansprüche, wobei dem Mittel zur Freisetzung von

Farbmitteln (16) Zusätze beigemischt sind, die bei Durchströmung der Einrichtung mit einem Fluid einen neben der Farbe des Farbmittels (14) zusätzlich wahrnehmbaren Sinneseindruck bewirken, bevorzugt mittels einer Entwicklung von Rauch, Geruch, eines aufschäumenden oder eines aufleuchtenden Mittels.

Einrichtung zur Signalisierung und Lokalisierung eines atypischen

Betriebszustandes an galvanischen Elementen nach einem der

vorhergehenden Ansprüche, wobei das Mittel zur Aussendung von akustischen und/oder optischen Signalen (20) in der nach außen führenden Leitung (10) angeordnet ist und Schalt-, Signal- oder Registriermittel umfasst, die dafür ausgebildet sind, eine akustische Warnmeldung für ein mit ihr verbundenes galvanisches Element und/oder als Kontrollanzeige an einem Bediendisplay eines Elektrokraftfahrzeuges oder eines

Hybridfahrzeuges auszulösen.

Einrichtung zur Signalisierung und Lokalisierung eines atypischen

Betriebszustandes an galvanischen Elementen nach einem der

vorhergehenden Ansprüche, wobei das Mittel zur Aussendung von akustischen und/oder optischen Signalen (20)

- eine Membran (74) und einen Stift (72) umfasst, wobei der Stift (72) und die Membran (74) dazu eingerichtet sind, sich infolge des Durchströmens der Einrichtung mit einem Fluid derart zu bewegen, dass der Stift (72) von außen sichtbar wird, oder - einen Kolben (76) umfasst, der dazu geeignet ist, sich infolge des

Durchströmens der Einrichtung mit einem Fluid derart zu bewegen, dass eine an dem Kolben (76) befestigte Kolbenstange (78) von außen sichtbar wird, oder

- einen Propeller (42) umfasst, der dazu geeignet ist, sich bei

Durchströmen mit einem Fluid zu drehen, oder

- eine Pfeife (21 , 22), ein Horn, eine Hupe oder eine Fanfare umfasst, die dazu eingerichtet ist, bei Durchströmen mit einem Fluid ein akustisches Signal zu erzeugen.

10. Batteriezelle, umfassend eine Einrichtung zur Signalisierung und

Lokalisierung eines atypischen Betriebszustandes an galvanischen

Elementen nach einem der vorhergehenden Ansprüche. 1 1 . Batteriezelle nach Anspruch 10, wobei das Mittel zur Freisetzung von

Farbmitteln (16) und/oder das Mittel zur Aussendung von akustischen oder optischen Signalen (20) mit einem Batteriesteuergerät verbunden ist, welches dazu ausgebildet ist, eine Warnmeldung in Folge der Aktivierung des Mittels zur Freisetzung von Farbmitteln (16) und/oder des Mittels zur Aussendung von akustischen oder optischen Signalen (20) zu generieren.

12. Kraftfahrzeug mit einer Batterie, bestehend aus galvanischen Elementen, wobei mindestens eines der galvanischen Elemente mit einer Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 versehen ist, wobei die Batterie mit einem Antriebssystem des Kraftfahrzeuges verbunden ist.