WO2021069187A1 - Verfahren zur kontaktierung der batteriezellen eines batteriemoduls und batterielöschvorrichtung dafür - Google Patents

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extinguishing
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extinguishing agent
extinguishing container
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Falko Fiedler
Georg Bergweiler
Sören BETHLEHEM
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Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule (Rwth) Aachen
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    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the invention relates to a method for contacting the battery cells of a battery module by welding, in particular laser welding, in which a battery module with at least two battery cells to be connected is inserted into a battery module holder, after which the electrical connectors of the at least two battery cells are welded together.
  • the invention also relates to a battery extinguishing device comprising a battery extinguishing container.
  • the connectors are typically connected with locally limited welds, in particular spot or line welds, which can be done both by resistance, arc or ultrasonic welding and preferably contactlessly by laser welding.
  • Document CN108553773 describes a battery extinguishing device with a battery extinguishing container for extinguishing the battery of a motor vehicle.
  • the battery extinguishing container is filled with salt water and is ready for use in the event of a required extinguishing.
  • the battery cells of a battery module are welded outside the battery extinguishing container and, in the event of a fire, the battery module must be transferred from a raised position to a lowered position by means of a lifting device and submerged in the salt water of the battery extinguishing container. This will extinguish the fire and discharge the battery through the salt water.
  • the problem here is that the battery extinguishing container has to be made available in the already filled situation. As a result, it is heavy, not protected against the spilling over of liquid during movement and therefore not or only little mobile.
  • the battery module which can weigh several hundred kilograms, has to be moved in the event of a fire. Moving such a battery module is cumbersome and dangerous and, according to the teaching of this document, a hydraulic lifting device must be provided in the event of a fire, which is described in the document as having a foot pump operated is described. Lifting it is therefore labor-intensive and tedious and lowering the battery in the event of a fire is carried out by reducing the pressure in the hydraulics, which can take too long. If the battery is lowered too quickly into the filled battery extinguishing container, the water in the battery extinguishing container would also be displaced too quickly and transported out of it.
  • the battery extinguishing device at least its battery extinguishing container, should have better mobility compared to the prior art mentioned.
  • the method should preferably enable shorter erasing times. It is also an object of the invention to provide an improved battery extinguishing device which preferably also achieves the aforementioned objects.
  • the battery module holder is arranged in a battery extinguishing container which is open at the top and which is connected via at least one extinguishing agent line to a reservoir with liquid extinguishing agent which can be transferred from the reservoir to the battery extinguishing container, wherein, prior to welding, the battery module is arranged by being inserted into the battery module holder below the upper opening edge of the battery extinguishing container, after which the electrical connector is welded with a welding device, in particular with a welding robot, through the upper opening of the battery extinguishing container.
  • a battery extinguishing device with a battery extinguishing container, a battery module holder arranged in the battery extinguishing container for receiving a battery module with battery cells to be welded and which furthermore comprises a battery cell holder with liquid Comprises extinguishing agent fillable reservoir, wherein the reservoir is connected to the battery extinguishing container via at least one extinguishing agent line, through which liquid extinguishing agent can be transferred into the battery extinguishing container.
  • An essential core idea of the invention is that a battery extinguishing container is made available which can be filled with a liquid extinguishing agent, e.g. with an extinguishing agent containing water, but which is not filled with the liquid extinguishing agent until an actual fire occurs.
  • a liquid extinguishing agent e.g. with an extinguishing agent containing water
  • the battery extinguishing container is empty with regard to the extinguishing agent. This already results in the battery extinguishing container being lighter than in the prior art and therefore easier to transport.
  • the invention therefore opens up greater mobility for the battery extinguishing device, at least of its battery extinguishing container.
  • the invention is not restricted to the fact that the battery extinguishing container is mobile; it can also be used in a stationary manner according to the invention.
  • the invention provides for the extinguishing agent to be stored in a reservoir separate from the battery extinguishing container, from which the liquid extinguishing agent can be transferred to the battery extinguishing container in the event of a fire, for which purpose the reservoir and the battery extinguishing container are connected to at least one extinguishing agent line through which the extinguishing agent can flow.
  • the battery module is already arranged in the battery extinguishing container for the purpose of welding.
  • a battery module that catches fire does not have to be transported to the battery extinguishing container in the event of a fire, as is the case in the prior art.
  • the already risky transport, especially in the case of a burning one Battery module is thus avoided according to the invention.
  • the battery module already located in the battery extinguishing container below its upper opening edge is welded.
  • the end of an arm or, in the case of laser welding at least the guided laser beam can penetrate from above through the opening of the battery extinguishing container into its volume.
  • the battery module is fastened in a battery module holder, which is e.g. already in the battery extinguishing container or which is inserted into the battery extinguishing container together with the battery module.
  • the battery module holder can be designed, for example, as a welding table which, in particular indirectly via supports, carries a module holding frame, the welding table being fastened inside the battery extinguishing container, in particular on the bottom of the battery extinguishing container.
  • a battery module can be inserted into the module holding frame and clamped therein or fastened by bracing so that the battery module is fixed in place for the welding process.
  • One embodiment can provide that several battery modules can be accommodated simultaneously in a module holding frame of the battery extinguishing device, e.g. one mentioned above, which is arranged on the welding table, whereby a battery module currently to be welded from the several battery modules can be brought into a working position by translation and / or rotation of the module holding frame is, in which only the battery module to be welded is arranged below the edge of the battery extinguishing container in an area that can be flooded with the extinguishing agent.
  • a module holding frame can be designed in the manner of a revolver.
  • the other already welded or not yet welded are not put under extinguishing agent, in particular they preferably do not come with them at all Extinguishing agent in contact.
  • these other battery modules can be arranged in an area of the module holding frame that is shielded from extinguishing agent.
  • the welding table can for example be formed from a metallic, preferably hollow plate with a predetermined thickness, the plate surface of which is provided with holes. Such a perforated design can also be provided for the supports that may be used.
  • the module holding frame is in turn fastened to the welding table, e.g. via the supports, preferably releasably fastened, so that a battery module already inserted in the module holding frame can be inserted into and removed from the battery extinguishing container together with the module holding frame.
  • the invention can also provide for the module holding frame to be arranged firmly in the battery extinguishing container.
  • the battery extinguishing container is open at the top and delimits an inner volume that can at least partially be filled with the extinguishing agent. Apart from its upper opening, the battery extinguishing container is tight with respect to the extinguishing agent that has been filled in, so that in the event of a fire, extinguishing agent cannot escape from the container, or at most through the upper opening.
  • a drain opening in the wall of the battery extinguishing container can preferably be provided.
  • the upper edge of the opening of the battery extinguishing container can preferably lie in a horizontal plane, but this is not absolutely necessary.
  • the battery extinguishing container can have a base plate, preferably a polygonal and more preferably a quadrangular base plate, to which, according to the number of corners, standing, preferably vertical walls are tightly fastened.
  • the material of the base plate and the walls can in one possible embodiment be acid-resistant or, if this is not the case, have an acid-resistant coating.
  • the base plate and walls can be connected by welding, especially if these elements are made of metal.
  • the battery extinguishing container can in principle also be made of a non-metallic material, for example a plastic.
  • a battery module inserted into the battery extinguishing container is arranged with its highest point below the upper edge, at least below the lowest point of the upper edge of the battery extinguishing container, so that in the event of a fire extinguishing agent can reach a level that is above the highest point of the battery module.
  • the method according to the invention thus provides that the battery cells of a battery module are welded in the battery extinguishing container of the battery extinguishing device according to the invention, it being at least regularly assumed for the method that there will be no fire. Nevertheless, the method and the device protect against such a possible fire.
  • the invention provides that, in the event of a fire, the battery extinguishing container is flooded with the extinguishing fluid from the reservoir, so that the battery module is wetted by the extinguishing fluid and thereby cooled. Open fire is extinguished directly and the cooling temperature drops below the ignition temperature of the materials in the battery cells, thus preventing any further fire.
  • Any material escaping from the battery cells can be bound in the extinguishing agent, e.g. also by means of a treatment agent provided for this purpose in the extinguishing agent, which in individual cases can be tailored to the materials of the battery cells.
  • the treatment agent can already be present in the extinguishing agent if it is stored in the reservoir.
  • the invention can also provide that a pre-packaged amount of a treatment agent is arranged in the interior of the battery extinguishing container, which can be mixed with the extinguishing agent let into the battery extinguishing container, prefers to mix automatically when the extinguishing agent is transferred to the battery extinguishing container.
  • a smoke gas extraction device or at least openings through which smoke gas can be extracted, can also be arranged in the battery extinguishing container, e.g. in its upper edge.
  • the invention preferably provides that the battery extinguishing container is filled with the extinguishing agent to a level that is above the battery module.
  • the amount of extinguishing agent stored in the reservoir is preferably matched to the volume of the battery extinguishing container to be filled or, alternatively, the volume of the battery extinguishing container to be filled to the stored amount of extinguishing agent so that the extinguishing agent level after the battery extinguishing container has been completely filled by the stored amount of extinguishing agent the battery module, preferably at least 100 mm, more preferably at least 150 mm above the maximum point of the battery module.
  • the invention can provide that the liquid extinguishing agent stored in the reservoir is transferred to the battery extinguishing container in any desired manner in the event of a fire.
  • the at least one extinguishing agent line is assigned a pump with which the extinguishing agent can be pumped from the reservoir through the extinguishing agent line into the battery extinguishing container.
  • a particularly preferred embodiment of the invention provides that the reservoir is / is arranged above the battery extinguishing container and the transfer of the liquid extinguishing agent from the reservoir through the at least an extinguishing agent line into the battery extinguishing container takes place exclusively by gravity.
  • the invention can preferably provide that the extinguishing agent is introduced into the battery extinguishing container through the at least one extinguishing agent line underneath the battery module and that this is filled with extinguishing agent from bottom to top. As soon as the extinguishing agent reaches a level in the container that is above the mouth of the extinguishing agent line, the further supply of the extinguishing agent takes place below the rising extinguishing agent level in the battery extinguishing container. This achieves a particularly smooth, low-splash filling of the battery extinguishing container.
  • the invention can provide that the at least one extinguishing agent line opens into the battery extinguishing container near the bottom of the battery extinguishing container, in particular below the module fastening plane of the battery module holder or below the attached battery module, in particular from its lowest point.
  • the module mounting level is e.g. the level on which the battery module rests in a module holder.
  • the invention can provide for at least one displacement body to be arranged in the battery extinguishing container.
  • a displacement body which can be designed as a hollow body, for example, volume is taken up in the battery extinguishing container that in the event of a fire, not from Extinguishing agent must be ingested.
  • the battery extinguishing container can be filled with less extinguishing agent, which also increases the speed of filling. This allows the aforementioned adaptation of the volume of the battery extinguishing container to be filled to the stored extinguishing agent volume.
  • displacement bodies can at least partially surround a battery module.
  • a respective displacement body can, for example, be attached to the bottom area of the battery extinguishing container, e.g. to the welding table of the battery module holder, in particular to prevent floating.
  • the invention preferably provides that a controllable valve, in particular a flap valve or slide valve, is provided in the extinguishing agent line, which valve is opened in the event of a fire.
  • the extinguishing agent can be transferred into the battery extinguishing container through its opening, preferably if the transfer is purely based on gravity.
  • the opening of a respective valve can be effected e.g. by a manually operated trigger element, e.g. an emergency button.
  • the trigger element can e.g. be actuated by a person who detects a fire.
  • the triggering element can also be a fire detector, e.g. that detects that a specified limit temperature has been exceeded on a battery cell or its connector.
  • the trigger element can also be a pressure detector, which detects the exceeding of a limit pressure inside the battery cells and then controls a valve.
  • the valve can be arranged, for example, close to the reservoir, for example under its bottom. It can also be provided that the valve is arranged close to the battery extinguishing container. Close to the extinguishing container means that it is closer to the battery extinguishing container than to the reservoir. This ensures that a significant, in particular a predominant length of the total length of the extinguishing agent line is already filled in an air-free manner with the extinguishing agent. This results in an extinguishing agent column that is already at least partially free of air up to the battery extinguishing container in the extinguishing agent line, which when the valve is opened leads to a maximum possible acceleration of the Extinguishing agent leads. In the event of a fire, the extinguishing agent thus enters the battery extinguishing container more quickly than if the valve were arranged close to the bottom of the reservoir.
  • the invention can provide for the total volume flow of the extinguishing agent flowing during filling to be divided over several extinguishing agent lines which extend between the reservoir and the battery extinguishing container. At least two extinguishing agent lines, more preferably at least three, even more preferably at least four and even more preferably at least five extinguishing agent lines are preferably used. In this way, each of the lines can, for example, be restricted to a conventional, manageable and commercially easily available line cross-section. Each of several extinguishing agent lines can be assigned its own valve, preferably with all valves being opened by a common trigger element.
  • the cross-sectional area of the at least one extinguishing agent line in particular the total cross-sectional area of all extinguishing agent lines at each location between the opening from the reservoir into the at least one extinguishing agent line and from the at least one extinguishing agent line into the battery extinguishing container can be at least 250 cm 2 , preferably at least 350 cm 2 be. In this way, particularly fast filling is achieved, especially under the effect of gravity.
  • the at least one extinguishing agent line can be designed to be flexible, e.g. as a hose and can be releasably attached to a connection flange on the battery extinguishing container.
  • the connection flange can comprise a valve, preferably a flap valve or slide valve, or the valve is arranged directly in front of the flange in the direction of flow.
  • connection flange of the at least one extinguishing agent line can, for example, close to the bottom of the battery extinguishing container, in particular below the module mounting plane of the battery module holder or below the inserted battery module be arranged in / on the wall of the battery extinguisher.
  • connection flange near the upper edge of the opening of the battery extinguishing container, in particular above its opening edge or at least above the maximum intended filling level of the battery extinguishing container.
  • connection flange is preferably connected to the battery extinguishing container via a line which opens into the battery extinguishing container near the bottom of the battery extinguishing container, in particular below the module mounting level of the battery module holder, so that the battery extinguishing container is also filled from below with the upper flange arrangement.
  • the upper arrangement of the flange has the advantage that after the battery extinguishing container has been filled with the extinguishing agent, the at least one extinguishing agent line can be detached from the respective connection flange without the extinguishing agent being able to leak out of the battery extinguishing container.
  • the filled container can thus be transported away more easily.
  • a further preferred embodiment can provide that the battery extinguishing container has a floor that can be driven under with the stacking fork of a forklift or a lifting truck and / or that several lifting eyes are arranged on the battery extinguishing container, in particular on the battery module holder connected to the battery extinguishing container, preferably on the welding table .
  • the battery extinguishing container can be transported empty or even more easily after being filled, e.g. out of a laser welding cell.
  • the invention can also provide that several battery extinguishing containers are assigned to a reservoir, in particular all of which are connected to the reservoir at the same time via at least one extinguishing agent line or which can be alternately connected to the reservoir via the at least one extinguishing agent line.
  • a battery extinguishing container that is filled in the event of a fire can then be quickly exchanged for a new, empty container, so that production is hardly interrupted.
  • the invention can also provide that, in the event of fire, in addition to flooding the battery extinguishing container, a welding arm of a welding robot is also moved into a safe position, in particular in which it cannot be contaminated by extinguishing agents or smoke gases.
  • FIG. 1 shows an overview of a battery extinguishing device of the type according to the invention, comprising a battery extinguishing container 1 and a reservoir 2 for extinguishing agent.
  • a battery module is arranged in the unfilled battery extinguishing container 1 or in its battery module holder. Liquid extinguishing agent is stored in the reservoir 2 in the event of a fire.
  • the reservoir 2 is here connected to the battery extinguishing container 1 via several extinguishing agent lines 3.
  • Each extinguishing agent line 3 opens out via a connecting flange 4 below the battery module in the battery extinguishing container 1 and via its own valve 5 in the bottom of the reservoir 1.
  • the reservoir 2 is arranged above the battery extinguishing container 1 and here preferably laterally offset to it, so that after an opening of a respective valve 5, the extinguishing agent 2a flows into the battery extinguishing container 1 solely by gravity, here from below.
  • the volume of the battery extinguishing container 1 to be filled and the amount of extinguishing agent 2a are matched to one another so that after the extinguishing agent 2a has completely overflowed into the battery extinguishing container 1, the extinguishing agent 2a is up to a filling level 18 that is above the highest point of the battery module 6, preferably at least 100 mm above.
  • the laser beam 11 can penetrate through a coupling lens 12 of an indicated robot arm 13 from above through the opening enclosed by the opening edge 10 into the interior of the battery extinguishing container 1 and perform the welding.
  • each of the valves 5 can be opened via a trigger element 14, which acts, for example, on a control device 15.
  • the control device 15 transmits, for example, a control signal to the valves 5.
  • the release element 14 can, for example, be actuated manually, preferably for which it is designed as an emergency button.
  • FIG. 2 shows a battery extinguishing container 1, for example that of FIG. 1, in a partially sectioned view.
  • the bottom 1a can be driven under by means of a stacking fork of a forklift or lift truck through recesses 1b in the bottom 1a and in the side walls 1c, so that the battery extinguishing container 1 can be transported in a simple manner.
  • a welding table 1d is fastened on the inside of the battery extinguishing container 1 on the floor 1a and supports a module holding frame 1f via supports 1e.
  • the battery module holder is thus formed here from welding table 1d, supports 1e and module holder frame 1f.
  • a battery module 6 with a plurality of battery cells 6a, indicated by dashed lines, is arranged in the holding frame 1f, the electrical connectors 6b of which are to be connected by welding.
  • the connectors 6b of the battery cells 6a to be connected are pressed onto one another by means of clamping levers 7.
  • the arrangement of the holding frame 1f on the supports 1e with the battery module 6, the battery cells 6a located therein and their connectors 6b is shown enlarged in FIG. 5 compared to FIG.
  • the holding frame 1f can preferably be placed on the supports 1e in a manner guided from above.
  • FIG. 2 also shows a drain opening 8 in the here front side wall 1c in order to allow the extinguishing agent 2a to drain out of the battery extinguishing container 1 again after it has been used.
  • a plurality of displacement bodies 9 are also arranged, which can be fastened here on the welding table 1d, with which the volume of the battery extinguishing container 1 to be filled can be reduced. These surround the battery module 6 at least partially.
  • FIG. 3 shows an alternative embodiment of the battery extinguishing container 1, which can be operated with the same reservoir 2 of FIG.
  • connection flanges 4 are arranged near the upper edge of the opening 10. At this position, the flanges 4 can open directly through the side wall 1c - as shown - into the container 1, or further piping can be provided on the inside with which the incoming extinguishing agent is directed downwards and only below the battery module into the battery extinguishing container 1 flows in.
  • the connecting flanges 4 can be below the intended filling level, provided that the lines 3 remain connected to the flanges 4 after the battery extinguishing container has been filled.
  • the flanges 4 can preferably be positioned in such a way that their lower edge 4a lies above the filling level 18 of the extinguishing agent. In this case, the lines 3 can be separated from the battery extinguishing container 1 after it has been filled, without the extinguishing agent 2a escaping.
  • FIG. 4 shows another possible embodiment that can also be operated with the same reservoir 2 of FIG. 1, in which the opening planes of the flanges 4, which are preferably horizontally aligned here, are also at least above the intended filling level 18 of the extinguishing agent 2a, in particular here in the illustration are even arranged at a height which is above the height of the opening edge 10 of the battery extinguishing container.
  • the intended fill level 18 of the extinguishing agent can, for example, coincide with the upper surface of the displacement body 9.
  • the flanges 4 are here each connected to a line 16 located outside of the battery extinguishing container 1, which is below the level 17 of the module fastening plane, which is indicated by dashed lines, of the battery module holder and thus at a level below the lowest point of a battery module 6 in the battery extinguishing container 1 merge.
  • the lines 3 can be separated from the battery extinguishing container 1 after it has been filled without the extinguishing agent escaping.
  • FIG. 5 shows an enlarged detailed illustration of the holding frame 1f arranged on the supports 1e with the battery module 6, the battery cells 6a and the connectors 6b.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kontaktierung der Batteriezellen (6a) eines Batteriemoduls (6) durch Schweißen, insbesondere Laserschweißen, bei dem ein Batteriemodul (6) mit wenigstens zwei miteinander zu verbindenden Batteriezellen (6a) in eine Batteriemodulhalterung (1d, 1e, 1f) eingesetzt wird, wonach die elektrischen Verbinder (6b) der wenigstens zwei Batteriezellen (6a) miteinander verschweißt werden, wobei die Batteriemodulhalterung (1d, 1e, 1f) in einem nach oben offenen Batterielöschbehälter (1) angeordnet wird, der über wenigstens eine Löschmittelleitung (3) an ein Reservoir (2) mit flüssigem Löschmittel (2a) angeschlossen wird, welches aus dem Reservoir (2) in den Batterielöschbehälter (1) überführbar ist, wobei vor dem Verschweißen das Batteriemodul (6) durch das Einsetzen in die Batteriemodulhalterung (1d, 1e, 1f) unterhalb vom oberen Öffnungsrand (10) des Batterielöschbehälters (1) angeordnet wird, wonach das Verschweißen der elektrischen Verbinder (6b) mit einer Schweißvorrichtung (11, 12, 13), insbesondere mit einem Schweißroboter durch die obere Öffnung (10a) des Batterielöschbehälters (1) hindurch erfolgt. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Batterielöschvorrichtung umfassend einen Batterielöschbehälter mit einer im Batterielöschbehälter (1) angeordneten Batteriemodulhalterung (1d, 1e, 1f) zur Aufnahme eines Batteriemoduls (6) mit zu verschweißenden Batteriezellen (6a) und mit einem mit flüssigem Löschmittel (2a) füllbaren Reservoir (2), wobei das Reservoir (2) mit dem Batterielöschbehälter (1) über wenigstens eine Löschmittelleitung (3) verbunden ist, durch welche flüssiges Löschmittel (2a) in den Batterielöschbehälter (1) überführbar ist.

Description

Verfahren zur Kontaktierung der Batteriezellen eines Batteriemoduls und Batterielöschvorrichtung dafür
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kontaktierung der Batteriezellen eines Batteriemoduls durch Schweißen, insbesondere Laserschweißen, bei dem ein Batteriemodul mit wenigstens zwei miteinander zu verbindenden Batteriezellen in eine Batteriemodulhalterung eingesetzt wird, wonach die elektrischen Verbinder der wenigstens zwei Batteriezellen miteinander verschweißt werden. Die Erfindung betrifft auch eine Batterielöschvorrichtung umfassend einen Batterielöschbehälter.
Im Stand der Technik ist es allgemein bekannt die elektrischen Verbinder von Batteriezellen eines Batteriemoduls, welches wenigstens zwei Batteriezellen umfasst, miteinander durch Verschweißen zu verbinden, z.B. um zwischen den Batteriezellen je nach Anforderung eine Serienschaltung und/oder Parallelschaltung zu erzielen. Typischerweise werden dafür die Verbinder mit lokal begrenzten Verschweißungen, insbesondere Punkt- oder Linienschweißungen verbunden, was sowohl durch Widerstands-, Lichtbogen oder Ultraschallschweißen als auch bevorzugt kontaktlos durch Laserverschweißung erfolgen kann. Z.B. ist es bekannt einen Laserstrahl mittels eines Schweißroboterarmes auf die zu verbindenden Bereiche der elektrischen Verbinder, bevorzugt die übereinanderliegend angeordnet sind, zu leiten, insbesondere zu fokussieren. Bekannt ist es, dass durch einen zu hohen Energieeintrag in die Verbinder, auf die Batteriezelle an sich oder auch durch fehlerhaft produzierte Batteriezellen die beim Schweißen erzeugte Erwärmung zu einem Brand der Materialien in einer Batteriezelle führen kann. Z.B. sind Lithiumverbindungen anfällig dafür in Brand zu geraten. Hierdurch kann eine Batteriezelle komplett abbrennen und auch weitere benachbarte Batteriezellen des Batteriemoduls entzünden. Der Effekt der Entzündung durch Überhitzung wird auch als thermisches Durchgehen bezeichnet. Material einer Batteriezelle kann dabei aus den Batteriezellen austreten und zu einer Gefährdung für die Umwelt und die im Herstellungsprozess beteiligten Personen werden.
Es ist daher im Stand der Technik auch bekannt für den Fall eines Brandes einer Batteriezelle eine Batterielöschvorrichtung bereit zu stellen.
Das Dokument CN108553773 beschreibt eine Batterielöschvorrichtung mit einem Batterielöschbehälter zum Löschen der Batterie eines Kraftfahrzeuges. Der Batterielöschbehälter ist gemäß der Lehre dieses Dokumentes mit Salzwasser gefüllt und steht so vorbereitet für den Fall einer benötigten Löschung bereit. Die Batteriezellen eines Batteriemoduls werden außerhalb des Batterielöschbehälters verschweißt und das Batteriemodul muss bei einem auftretenden Brandfall mittels einer Hebevorrichtung von einer angehobenen Position in eine abgesenkte Position überführt und hierbei im dem Salzwasser des Batterielöschbehälters untergetaucht werden. Dadurch wird der Brand gelöscht und die Batterie über das Salzwasser entladen.
Problematisch ist dabei, dass der Batterielöschbehälter in der bereits gefüllten Situation bereitgestellt werden muss. Hierdurch ist er schwer, gegen das Überschwappen von Flüssigkeit bei einer Bewegung nicht geschützt und somit nicht oder nur wenig mobil. Darüber hinaus muss im Brandfall das Batteriemodul bewegt werden, welches mehrere hundert Kilogramm schwer sein kann. Das Bewegen eines solchen Batteriemoduls ist schwerfällig und gefährlich und es muss somit gemäß der Lehre dieses Dokumentes für den Brandfall eine hydraulische Hebevorrichtung bereitgestellt werden, die in dem Dokument als mit einer Fußpumpe betätigt beschrieben wird. Das Anheben ist somit arbeitsintensiv und langwierig und das Absenken der Batterie im Brandfall wird durch Druckabbau in der Hydraulik vorgenommen, was eine zu lange Zeit in Anspruch nehmen kann. Durch ein zu schnelles Absenken der Batterie in den gefüllten Batterielöschbehälter würde darüber hinaus das Wasser im Batterielöschbehälter zu schnell verdrängt und aus diesem herausbefördert.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur Kontaktierung der Batteriezellen eines Batteriemoduls bereit zu stellen, dass mit weniger Aufwand gehandhabt werden kann, insbesondere bei dem der Transport einer bereits in Brand geratenen Batterie vermieden wird. Darüber hinaus soll die Batterielöschvorrichtung, zumindest deren Batterielöschbehälter, eine bessere Mobilität im Vergleich zum genannten Stand der Technik aufweisen. Bevorzugt soll das Verfahren kürzere Löschzeiten ermöglichen. Es ist ebenso eine Aufgabe der Erfindung eine verbesserte Batterielöschvorrichtung bereit zu stellen, welche bevorzugt die zuvor genannten Aufgaben ebenso löst.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren der eingangs genannten gattungsgemäßen Art gelöst, bei dem die Batteriemodulhalterung in einem nach oben offenen Batterielöschbehälter angeordnet wird, der über wenigstens eine Löschmittelleitung an ein Reservoir mit flüssigem Löschmittel angeschlossen wird, welches aus dem Reservoir in den Batterielöschbehälter überführbar ist, wobei vor dem Verschweißen das Batteriemodul durch das Einsetzen in die Batteriemodulhalterung unterhalb vom oberen Öffnungsrand des Batterielöschbehälters angeordnet wird, wonach das Verschweißen der elektrischen Verbinder mit einer Schweißvorrichtung, insbesondere mit einem Schweißroboter durch die obere Öffnung des Batterielöschbehälters hindurch erfolgt.
Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Batterielöschvorrichtung mit einem Batterielöschbehälter gelöst, eine im Batterielöschbehälter angeordnete Batteriemodulhalterung zur Aufnahme eines Batteriemoduls mit zu verschweißenden Batteriezellen umfasst und die weiterhin ein mit flüssigem Löschmittel füllbares Reservoir umfasst, wobei das Reservoir mit dem Batterielöschbehälter über wenigstens eine Löschmittelleitung verbunden ist, durch welche flüssiges Löschmittel in den Batterielöschbehälter überführbar ist.
Ein wesentlicher Kerngedanke der Erfindung ist es, dass ein Batterielöschbehälter zur Verfügung gestellt wird, das zwar mit einem flüssigen Löschmittel, z.B. mit einem Wasser enthaltenden Löschmittel gefüllt werden kann, der aber bis zum Auftreten eines tatsächlichen Brandfalles nicht mit dem flüssigen Löschmittel gefüllt ist.
Im Gegensatz zum eingangs zitierten Stand der Technik als also der Batterielöschbehälter hinsichtlich des Löschmittels leer. Schon hierdurch resultiert, dass der Batterielöschbehälter leichter ist als im Stand der Technik und deswegen besser transpostiert werden kann. Die Erfindung eröffnet also eine größere Mobilität der Batterielöschvorrichtung, zumindest von dessen Batterielöschbehälter. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, dass der Batterielöschbehälter mobil ist, er kann auch erfindungsgemäß stationär eingesetzt werden.
Statt einer schon anfänglichen Füllung des Batterielöschbehälters mit dem flüssigen Löschmittel sieht es die Erfindung vor, das Löschmittel in einem zum Batterielöschbehälter separaten Reservoir zu bevorraten, aus dem das flüssige Löschmittel im Fall eines Brandes in den Batterielöschbehälter überführt werden kann, wofür das Reservoir und der Batterielöschbehälter mit wenigstens einer Löschmittelleitung verbunden sind, durch die das Löschmittel hindurchfließen kann.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil gegenüber dem genannten Stand der Technik ist es, dass bei der Erfindung das Batteriemodul bereits zum Zweck der Verschweißung in dem Batterielöschbehälter angeordnet wird. Ein in Brand geratenes Batteriemodul muss also nicht erst im Brandfall in den Batterielöschbehälter transportiert werden, wie es im Stand der Technik der Fall. Der ohnehin schon risikoreiche Transport, besondere bei einem brennenden Batteriemodul wird somit erfindungsgemäß vermieden. Bei der Erfindung wird das bereits im Batterielöschbehälter unterhalb von dessen oberen Öffnungsrand angeordnete Batteriemodul befindliche Batteriemodul verschweißt. Hierfür kann bei einem eingesetzten Schweißroboter das Ende eines Armes oder beim Laserschweißen zumindest der geführte Laserstrahl von oben durch die Öffnung des Batterielöschbehälters in dessen Volumen Vordringen.
Um das Batteriemodul in dem Batterielöschbehälter anordnen zu können, wird das Batteriemodul in einer Batteriemodulhalterung befestigt, die sich z.B. schon im dem Batterielöschbehälter befindet oder die zusammen mit dem Batteriemodul in den Batterielöschbehälter eingesetzt wird.
Die Batteriemodulhalterung kann beispielsweise als Schweißtisch ausgebildet sein, der, insbesondere mittelbar über Stützen, einen Modulhalterahmen trägt, wobei der Schweißtisch im Inneren des Batterielöschbehälters befestigt ist, insbesondere am Boden des Batterielöschbehälters. In den Modulhalterahmen kann ein Batteriemodul eingesetzt und darin klemmend oder durch Verspannung befestigt werden, damit das Batteriemodul für den Schweißprozess örtlich fixiert ist.
Eine Ausführungsform kann vorsehen, dass in einem Modulhalterahmen der Batterielöschvorrichtung, z.B. einem vorgenannten, der am Schweißtisch angeordnet ist, mehrere Batteriemodule gleichzeitig aufnehmbar sind, wobei durch Translation und/oder Rotation des Modulhalterahmens ein aktuell zu schweißendes Batteriemodul von den mehreren Batteriemodulen in eine Arbeitsposition bringbar ist, in der nur das zu schweißende Batteriemodul unterhalb des Randes des Batterielöschbehälter in einem mit dem Löschmittel flutbaren Bereich angeordnet ist. Ein solcher Modulhalterahmen kann in der Art eines Revolvers ausgebildet sein. Kommt es zu einem Brand des aktuell geschweißten Batteriemoduls, so wird nur dieses unter Löschmittel gesetzt, die anderen schon geschweißten oder noch nicht geschweißten, werden jedoch nicht unter Löschmittel gesetzt, insbesondere kommen diese vorzugsweise gar nicht mit Löschmittel in Kontakt. Z.B können diese anderen Batteriemodule in einem von Löschmittel abgeschirmten Bereich des Modulhalterahmens angeordnet sein.
Der Schweißtisch kann z.B. aus einer metallischen, vorzugsweise hohlen Platte mit einer vorbestimmten Dicke ausgebildet sein, deren Plattenoberfläche mit Löchern versehen ist. Eine solche gelochte Ausführung kann auch bei den ggfs eingesetzten Stützen vorgesehen sein. Der Modulhalterahmen ist in dieser bevorzugten Ausführung seinerseits am Schweißtisch, z.B. über die Stützen befestigt, vorzugsweise lösbar befestigt, so dass ein bereits in den Modulhalterahmen eingesetztes Batteriemodul zusammen mit dem Modulhalterahmen in den Batterielöschbehälter eingesetzt und aus diesem entnommen werden kann. Die Erfindung kann auch vorsehen, den Modulhalterahmen fest im Batterielöschbehälter anzuordnen.
Der Batterielöschbehälter ist gemäß der Erfindung nach oben hin offen und umgrenzt ein inneres mit dem Löschmittel zumindest teilweise füllbares Volumen. Der Batterielöschbehälter ist abgesehen von seiner oberen Öffnung bzgl. des eingefüllten Löschmittels dicht, so dass in den Behälter im Brandfall eingefülltes Löschmittel nicht aus diesem entweichen kann, bzw. allenfalls durch die obere Öffnung. Eine Ablaßöffnung in der Wandung des Batterielöschbehälters kann bevorzugt vorgesehen sein. Der obere Rand der Öffnung des Batterielöschbehälters kann bevorzugt in einer horizontalen Ebene liegen, dies ist jedoch nicht zwingend nötig.
Der Batterielöschbehälter kann in einer bevorzugten Ausführung eine Bodenplatte, bevorzugt eine mehreckige und weiter bevorzugt eine viereckige Bodenplatte aufweisen, an die der Eckenanzahl entsprechend aufstehende, bevorzugt vertikale Wände dicht befestigt sind. Das Material der Bodenplatte und der Wände kann in einer möglichen Ausführung säurebeständig sein oder, falls es nicht der Fall ist, eine säurebeständige Beschichtung aufweisen. Bodenplatte und Wände können durch Schweißen verbunden sein, insbesondere bei einer metallischen Ausbildung dieser Elemente. Der Batterielöschbehälter kann grundsätzlich auch aus einem nichtmetallischen Material, z.B. einem Kunststoff ausgebildet sein. Wesentlich ist für die Erfindung, dass ein in den Batterielöschbehälter eingesetztes Batteriemodul mit seiner höchsten Stelle unterhalb des oberen Randes, zumindest unterhalb der tiefsten Stelle des oberen Randes des Batterielöschbehälters angeordnet ist, damit im Brandfall eingefülltes Löschmittel eine Niveauhöhe erreichen kann, die über der höchsten Stelle des Batteriemoduls liegt.
So wird sichergestellt, dass im Brandfall das gesamte Batteriemodul vollständig von Löschmittel überdeckt, bzw. das Batteriemodul in dieses vollständig eingetaucht ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht somit vor, dass die Verschweißung der Batteriezellen eines Batteriemoduls in dem Batterielöschbehälter der erfindungsgemäßen Batterielöschvorrichtung erfolgt, wobei für das Verfahren zumindest regelmäßig davon auszugehen ist, dass es nicht zu einem Brandfall kommt. Dennoch sichern das Verfahren und die Vorrichtung einen solchen evtl. Brandfall ab.
In bevorzugter Weiterbildung des Verfahren sieht es die Erfindung vor, dass bei einem auftretenden Brandfall der Batterielöschbehälter mit der Löschflüssigkeit aus dem Reservoir geflutet wird, so dass das Batteriemodul durch die Löschflüssigkeit benetzt und hierdurch gekühlt wird. Offenes Feuer wird direkt gelöscht und durch die Kühlung die Zündtemperatur der Materialien in den Batteriezellen unterschritten, ein weiterer Brand hierdurch unterbunden. Aus den Batteriezellen evtl austretendes Material kann in dem Löschmittel gebunden werden, z.B. auch mittels einem in dem Löschmittel hierfür vorgesehenen Behandlungsmittel, das im Einzelfall auf die Materialien der Batteriezellen abgestimmt sein kann. Das Behandlungsmittel kann bereits im Löschmittel vorhanden wenn, wenn dieses im Reservoir bevorratet ist.
Die Erfindung kann auch vorsehen, dass im Inneren des Batterielöschbehälters eine vorkonfektionierte Menge eines Behandlungsmittels angeordnet ist, welches mit in den Batterielöschbehälter eingelassenem Löschmittel mischbar ist, bevorzugt sich automatisch mischt, wenn das Löschmittel in den Batterielöschbehälter überführt wird.
Es kann auch eine Rauchgasabzugsvorrichtung, oder es können zumindest Öffnungen, durch die Rauchgas abziehbar ist, in dem Batterielöschbehälter, z.B. in dessen oberen Rand angeordnet sein.
Die Erfindung sieht bevorzugt vor, dass der Batterielöschbehälter bis zu einer Füllhöhe mit dem Löschmittel aufgefüllt wird, die über dem Batteriemodul liegt. Bevorzugt wird die Menge an in dem Reservoir bevorratetem Löschmittel so auf das zu füllende Volumen des Batterielöschbehälters oder alternativ das zu füllende Volumen des Batterielöschbehälters so auf die bevorratete Menge an Löschmittel abgestimmt, dass das Löschmittelniveau nach vollständiger Befüllung des Batterielöschbehälters durch die bevorratete Menge an Löschmittel über dem Batteriemodul liegt, vorzugsweise mindestens 100 mm, weiter bevorzugt mindestens 150 mm über der höchstens Stelle des Batteriemoduls liegt.
So wird eine genügende Überdeckung des Batteriemoduls mit Löschmittel sichergestellt, um auch die oben liegenden Bereiche des Batteriemoduls oder der Batteriezellen genügend zu kühlen, insbesondere auch vor dem Hintergrund, dass sich aufgewärmtes Löschmittel oben sammelt.
Grundsätzlich kann es die Erfindung vorsehen, dass das im Reservoir bevorratete flüssige Löschmittel auf eine beliebige Art und Weise im Brandfall in den Batterielöschbehälter überführt wird.
Z.B. kann es vorgesehen sein, dass der wenigstens einen Löschmittelleitung eine Pumpe zugeordnet ist, mit welcher das Löschmittel aus dem Reservoir durch die Löschmittelleitung in den Batterielöschbehälter pumpbar ist.
Eine besonders bevorzugte Ausführung der Erfindung sieht es hingegen vor, dass das Reservoir oberhalb des Batterielöschbehälters angeordnet ist/wird und die Überführung des flüssigen Löschmittels aus dem Reservoir durch die wenigstens eine Löschmittelleitung in den Batterielöschbehälter ausschließlich durch die Schwerkraft erfolgt.
Das Reservoir ist bevorzugt seitlich gegenüber dem Batterielöschbehälter versetzt oberhalb von diesem angeordnet, so dass eine Zugänglichkeit des Batteriemoduls durch dessen obere Öffnung erleichtert ist. Bevorzugt ist der Boden des Reservoirs zumindest höher angeordnet als der obere Öffnungsrand. Bevorzugt ist der Abstand zwischen dem Boden des Reservoirs und dem oberen Öffnungsrand des Batterielöschbehälters größer als 50% der Höhe des Batterielöschbehälters.
Die Befüllung des Batterielöschbehälters mit dem Löschmittel aus dem Reservoir rein durch die Wirkung der Schwerkraft hat den Vorteil, dass die Schwerkraftwirkung nicht ausfallen kann, was bei Pumpen ggfs der Fall ist.
Die Erfindung kann bevorzugt vorsehen, dass das Löschmittel durch die wenigstens eine Löschmittelleitung unterhalb des Batteriemoduls in den Batterielöschbehälter eingeleitet wird und sich dieser von unten nach oben mit Löschmittel füllt. Sobald das Löschmittel eine Niveauhöhe im Behälter erreicht, die über der Mündungsöffnung der Löschmittelleitung liegt, erfolgt die weitere Zuführung des Löschmittels unterhalb des sich im Batterielöschbehälter ergebenden, ansteigenden Löschmittelspiegels. Hierdurch wird ein besonders ruhiges, spritzarmes Befüllen des Batterielöschbehälters erzielt.
Die Erfindung kann hierfür vorsehen, dass die wenigstens eine Löschmittelleitung nahe des Bodens des Batterielöschbehälters, insbesondere unterhalb der Modulbefestigungsebene der Batteriemodulhalterung oder unterhalb des befestigten Batteriemoduls, insbesondere von dessen tiefster Stelle in den Batterielöschbehälter mündet. Die Modulbefestigungsebene ist dabei z.B. die Ebene, auf der das Batteriemodul in einer Modulhalterung aufliegt.
Weiterhin kann es die Erfindung vorsehen, in dem Batterielöschbehälter wenigstens einen Verdrängungskörper anzuordnen. Durch einen solchen Verdrängungskörper, der z.B. als hohler Körper ausgebildet sein kann, wird Volumen im Batterielöschbehälter eingenommen, dass im Brandfall nicht vom Löschmittel eingenommen werden muss. Es kann so eine Befüllung des Batterielöschbehälters mit weniger Löschmittel erzielt werden, was auch die Schnelligkeit der Befüllung erhöht. Hierdurch kann die zuvor genannte Anpassung des zu füllenden Volumens des Batterielöschbehälters an das bevorratete Löschmittelvolumen erfolgen.
Mehrere Verdrängungskörper können ein Batteriemodul zumindest teilweise umgeben. Ein jeweiliger Verdrängungskörper kann z.B. unten am Bodenbereich des Batterielöschbehälters z.B. am Schweißtisch der Batteriemodulhalterung befestigt sein, insbesondere um ein Aufschwimmen zu verhindern.
Bevorzugt sieht es die Erfindung vor, dass in der Löschmittelleitung ein ansteuerbares Ventil, insbesondere Klappenventil oder Schieberventil, vorgesehen ist, das im Brandfall geöffnet wird. Durch dessen Öffnung kann ein Überführen des Löschmittels in den Batterielöschbehälter erfolgen, bevorzugt, wenn die Überführung rein schwerkraftbasiert ist. Die Öffnung eines jeweiligen Ventils kann durch ein z.B. manuell betätigbares Auslöseelement, z.B. ein Not- Knopf bewirkt werden. Das Auslöseelement kann z.B. von einer Person betätigt werden, die einen Brand feststellt. Das Auslöseelement kann aber auch ein Branddetektor sein, z.B. der das Überschreiten eine festgelegten Grenztemperatur an einer Batteriezelle oder dessen Verbinder feststellt. Das Auslöseelement kann auch ein Druckdetektor sein, der das Überschreiten eines Grenzdruckes im Inneren der Batteriezellen detektiert und hiernach ein Ventil ansteuert.
Das Ventil kann z.B. nahe am Reservoir, z.B. unter dessen Boden angeordnet sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Ventil nahe am Batterielöschbehälter angeordnet ist. Nahe am Löschbehälter bedeutet, dass es näher zum Batterielöschbehälter liegt als zum Reservoir. Hierdurch wird erreicht, dass schon eine signifikante, insbesondere eine überwiegende Länge der Gesamtlänge der Löschmittelleitung bereits durch Löschmittel luftfrei gefüllt ist. Hierdurch ergibt sich eine bereits zumindest teilweise bis zum Batterielöschbehälter in der Löschmittelleitung luftfrei stehende Löschmittelsäule, die bei Öffnung des Ventils zu einer maximal möglichen Beschleunigung des Löschmittels führt. Im Brandfall tritt das Löschmittel somit schneller in den Batterielöschbehälter ein im Vergleich zu einer Anordnung des Ventils nahe am Boden des Reservoirs.
Besonders bei der vorgesehenen Befüllung durch Schwerkraftwirkung kann es die Erfindung vorsehen, den bei der Befüllung fließenden Gesamtvolumenstrom des Löschmittels auf mehrere Löschmittelleitungen aufzuteilen, die sich zwischen Reservoir und Batterielöschbehälter erstrecken. Bevorzugt sind wenigstens zwei Löschmittelleitungen, weiter bevorzugt wenigstens drei, noch weiter bevorzugt wenigstens vier und noch weiter bevorzugt wenigstens fünf Löschmittelleitungen eingesetzt. Jede der Leitungen kann so z.B. auf einen üblichen handhabbaren und kommerziell leicht erhältlichen Leitungsquerschnitt beschränkt werden. Jeder von mehreren Löschmittelleitungen kann ein eigenes Ventil zugeordnet sein, bevorzugt wobei alles Ventil von einem gemeinsamen Auslöseelement geöffnet werden.
Z.B. kann die Querschnittsfläche der wenigstens einen Löschmittelleitung, insbesondere die Gesamtquerschnittsfläche aller Löschmittelleitungen an jedem Ort zwischen der Mündung aus dem Reservoir in die wenigstens eine Löschmittelleitung und aus der wenigstens einen Löschmittelleitung in den Batterielöschbehälter mindestens 250 cm2 groß sein, vorzugsweise mindestens 350 cm2 groß sein. So wird, insbesondere unter der Schwerkraftwirkung eine besonders schnelle Befüllung erzielt.
In weiterhin bevorzugter Ausführung kann die wenigstens eine Löschmittelleitung flexibel ausgebildet sein, z.B. als Schlauch und am Batterielöschbehälter an einem Anschlußflansch lösbar befestigbar sein. Beispielsweise kann der Anschlußflansch ein Ventil, vorzugsweise ein Klappenventil oder Schieberventil umfassen oder das Ventil ist in Strömungsrichtung unmittelbar vor dem Flansch angeordnet.
Der Anschlußflansch der wenigstens einen Löschmittelleitung kann z.B. nahe des Bodens des Batterielöschbehälters, insbesondere unterhalb der Modulbefestigungsebene der Batteriemodulhalterung bzw. unterhalb des eingesetzten Batteriemoduls in/an der Wand des Batterielöschbehälters angeordnet sein.
Es besteht auch die Möglichkeit den Anschlußflansch nahe des oberen Öffnungsrandes des Batterielöschbehälters anzuordnen, insbesondere über dessen Öffnungsrand oder zumindest über dem maximalen vorgesehenen Füllniveau des Batterielöschbehälters.
Vorzugsweise ist dabei der Anschlußflansch über eine Leitung mit dem Batterielöschbehälter verbunden, die nahe des Bodens des Batterielöschbehälters, insbesondere unterhalb der Modulbefestigungsebene der Batteriemodulhalterung in den Batterielöschbehälter mündet, so dass auch mit der oberen Flanschanordnung eine Befüllung des Batterielöschbehälters von unten erfolgt.
Die obere Anordnung des Flansches hat den Vorteil, dass nach der Befüllung des Batterielöschbehälters mit dem Löschmittel die wenigstens eine Löschmittelleitung vom jeweiligen Anschlußflansch gelöst werden kann, ohne das Löschmittel aus dem Batterielöschbehälter auslaufen kann. Der gefüllte Behälter kann so leichter wegtransportiert werden.
Eine weiterhin bevorzugte Ausführung kann es vorsehen, dass der Batterielöschbehälter einen mit der Stapelgabel eines Gabelstaplers oder mit einem Transport-Hubwagen unterfahrbaren Boden aufweist und/oder dass am Batterielöschbehälter mehrere Tragösen angeordnet sind, insbesondere an der mit dem Batterielöschbehälter verbundenen Batteriemodulhalterung, vorzugsweise an dem Schweißtisch.
So kann der Batterielöschbehälter leer oder auch nach einer Befüllung leichter transportiert werden, z.B. aus einer Laserschweißzelle heraus.
Die Erfindung kann auch vorsehen, dass einem Reservoir mehrere Batterielöschbehälter zugeordnet sind, insbesondere die jeweils alle gleichzeitig über wenigstens eine Löschmittelleitung an das Reservoir angeschlossen sind oder die abwechselnd über die wenigstens eine Löschmittelleitung an das Reservoir anschließbar sind.
Bei einer Fertigung von Batteriemodulen, insbesondere in einer Fertigungsstraße kann sodann ein im Brandfall gefüllter Batterielöschbehälter schnell gegen einen neuen leeren Behälter ausgetauscht werden, so dass die Fertigung kaum unterbrochen ist.
Die Erfindung kann auch vorsehen, dass in einem Brandfall zusätzlich zur Flutung des Batterielöschbehälters auch ein Schweißarm eines Schweißroboters in eine sichere Position gefahren wird, insbesondere in welcher dieser von Löschmittel oder Rauchgasen nicht kontaminiert werden kann.
Ausführungsbeispiele werden anhand der Zeichnungen beschrieben.
Figur 1 zeigt in der Übersicht eine Batterielöschvorrichtung der erfindungsgemäßen Art umfassend einen Batterielöschbehälter 1 und ein Reservoir 2 für Löschmittel. Für die Verschweißung der Batteriezellen wird ein Batteriemodul in dem ungefüllten Batterielöschbehälter 1 , bzw. in dessen Batteriemodulhalterung angeordnet. Flüssiges Löschmittel wird in dem Reservoir 2 für den Brandfall bevorratet.
Das Reservoir 2 ist hier über mehrere Löschmittelleitungen 3 mit dem Batterielöschbehälter 1 verbunden. Jede Löschmittelleitung 3 mündet über einen Anschlußflansch 4 unterhalb des Batteriemoduls in den Batterielöschbehälter 1 und über ein eigenes Ventil 5 in den Boden des Reservoirs 1. Das Reservoir 2 ist oberhalb des Batterielöschbehälters 1 und hier vorzugsweise seitlich versetzt zu diesem angeordnet, so dass nach einer Öffnung eines jeweiligen Ventils 5 das Löschmittel 2a alleine durch die Schwerkraftwirkung in den Batterielöschbehälter 1 strömt, hier von unten. Das zu füllende Volumen des Batterielöschbehälters 1 und die Menge an Löschmittel 2a sind so aufeinander abgestimmt, dass nach dem vollständigen Überströmen des Löschmittels 2a in den Batterielöschbehälter 1 das Löschmittel 2a bis zu einem Füllniveau 18 steht, dass über der höchsten Stelle des Batteriemoduls 6 liegt, vorzugsweise mindestens 100 mm darüber. Zum Verschweißen kann der Laserstrahl 11 durch eine Auskoppellinse 12 eines angedeuteten Roboterarmes 13 von oben durch die vom Öffnungsrand 10 umschlossene Öffnung in das Innere des Batterielöschbehälters 1 dringen und die Verschweißung vornehmen.
Im Brandfall kann über ein Auslöseelement 14, welches z.B. auf eine Ansteuereinrichtung 15 wirkt, jedes der Ventile 5 geöffnet werden. Hierfür übermittelt die Ansteuereinrichtung 15 z.B. ein Steuersignal an die Ventile 5. Das Auslöseelement 14 kann z.B. manuell betätigt werden, bevorzugt wofür es als Nottaster ausgebildet ist.
Die Figur 2 zeigt einen Batterielöschbehälter 1 , z.B. den der Figur 1 , in einer teilgeschnittenen Ansicht. Hier ist erkennbar, dass der Boden 1a durch Ausnehmungen 1b im Boden 1a und in den Seitenwänden 1c mittels einer Stapelgabel eines Gabelstaplers oder Hubwagens unterfahrbar ist, so dass der Batterielöschbehälter 1 auf einfache Art transportiert werden kann.
Am Boden 1a ist innen im Batterielöschbehälter 1 ein Schweißtisch 1d befestigt, welcher über Stützen 1e einen Modulhalterahmen 1 f trägt. Die Batteriemodulhalterung ist hier somit aus Schweißtisch 1 d, Stützen 1e und Modulhalterahmen 1f ausgebildet. Im Halterahmen 1f ist ein Batteriemodul 6 mit mehreren gestrichelt angedeuteten Batteriezellen 6a angeordnet, deren elektrische Verbinder 6b durch Schweißen zu verbinden sind. Mit Spannhebeln 7 werden die zu verbindenden Verbinder 6b der Batteriezellen 6a aufeinandergedrückt. Die Anordnung des Halterahmens 1f auf den Stützen 1e mit dem Batteriemodul 6, den darin befindlichen Batteriezellen 6a und deren Verbindern 6b ist in der Figur 5 gegenüber Figur 2 vergrößert dargestellt. Vorzugsweise ist der Halterahmen 1f von oben auf die Stützen 1e geführt aufsetzbar.
Die Figur 2 zeigt weiterhin in der hier vorderen Seitenwand 1c eine Ablassöffnung 8, um das Löschmittel 2a nach einem Einsatz aus dem Batterielöschbehälter 1 wieder ablaufen zu lassen. Im Inneren des Batterielöschbehälters 1 sind weiterhin mehrere Verdrängungskörper 9 angeordnet, die hier am Schweißtisch 1d befestigt sein können, mit denen das zu füllende Volumen des Batterielöschbehälters 1 reduziert werden kann. Diese umgeben das Batteriemodul 6 zumindest teilweise.
Die Figur 3 zeigt eine alternative Ausführung des Batterielöschbehälters 1 , die mit demselben Reservoir 2 der Figur 1 betrieben werden kann.
Hier sind die Anschlußflansche 4 nahe des oberen Öffnungsrandes 10 angeordnet. Die Flansche 4 können an dieser Position direkt durch die Seitenwand 1 c - wie gezeigt - in den Behälter 1 münden oder es kann auch innenseitig eine weitere Verrohrung vorgesehen, mit welcher das zufließende Löschmittel nach unten geleitet wird und erst unterhalb des Batteriemoduls in den Batterielöschbehälter 1 einströmt. Die Anschlußflansche 4 können unterhalb des vorgesehenen Füllniveaus liegen, sofern die Leitungen 3 an den Flanschen 4 nach einer Füllung des Batterielöschbehälters angeschlossen bleiben. Die Flansche 4 können bevorzugt so positioniert sein, dass deren Unterkante 4a über dem Füllniveau 18 des Löschmittels liegen. So können in diesem Fall die Leitungen 3 vom Batterielöschbehälter 1 nach dessen Befüllung getrennt werden, ohne dass Löschmittel 2a austritt.
Die Figur 4 zeigt eine weitere mögliche Ausführungsform, die ebenso mit demselben Reservoir 2 der Figur 1 betrieben werden kann, bei welcher die hier vorzugsweise horizontal ausgerichteten Öffnungsebenen der Flansche 4 ebenso zumindest über dem vorgesehenen Füllniveau 18 des Löschmittels 2a liegen, insbesondere hier in der Darstellung sogar in einer Höhe angeordnet sind, die über der Höhe des Öffnungsrandes 10 des Batterielöschbehälters liegt. Das beabsichtigte Füllniveau 18 des Löschmittels kann z.B. mit der oberen Oberfläche der Verdrängungskörper 9 übereinstimmen. Die Flansche 4 sind hier jeweils mit einer außerhalb vom Batterielöschbehälter 1 liegenden Leitung 16 verbunden, welche unterhalb der Höhe 17 der Modulbefestigungsebene, die gestrichelt angedeutet ist, der Batteriemodulhalterung und somit also in einer Höhe unter dem tiefsten Punkt eines Batteriemoduls 6 in den Batterielöschbehälter 1 einmünden. So können auch in dieser Ausführung die Leitungen 3 vom Batterielöschbehälter 1 nach dessen Befüllung getrennt werden, ohne dass Löschmittel austritt.
Wie zuvor erwähnt zeigt Figur 5 eine vergrößerte Detaildarstellung des auf den Stützen 1e angeordneten Halterahmens 1f mit dem Batteriemodul 6, den Batteriezellen 6a und den Verbindern 6b.
Wo immer die beschriebenen Figuren mehrere Flansche 4 und/oder Leitungen 3/16 zeigen kann die Erfindung auch mit weniger oder auch mehr als der gezeigten Anzahl, insbesondere sogar nur mit einer Leitung 3 bzw. 16 bzw. einem Flansch 4 ausgeführt sein.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Kontaktierung der Batteriezellen (6a) eines Batteriemoduls (6) durch Schweißen, insbesondere Laserschweißen, bei dem ein Batteriemodul (6) mit wenigstens zwei miteinanderzu verbindenden Batteriezellen (6a) in eine Batteriemodulhalterung (1 d, 1 e, 1f) eingesetzt wird, wonach die elektrischen Verbinder (6b) der wenigstens zwei Batteriezellen (6a) miteinander verschweißt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriemodulhalterung (1 d, 1 e, 1f) in einem nach oben offenen Batterielöschbehälter (1 ) angeordnet wird, der über wenigstens eine Löschmittelleitung (3) an ein Reservoir (2) mit flüssigem Löschmittel (2a) angeschlossen wird, welches aus dem Reservoir (2) in den Batterielöschbehälter (1) überführbar ist, wobei vor dem Verschweißen das Batteriemodul (6) durch das Einsetzen in die Batteriemodulhalterung (1 d, 1 e, 1f) unterhalb vom oberen Öffnungsrand (10) des Batterielöschbehälters (1) angeordnet wird, wonach das Verschweißen der elektrischen Verbinder (6b) mit einer Schweißvorrichtung (11, 12, 13) , insbesondere mit einem Schweißroboter durch die obere Öffnung (10a) des Batterielöschbehälters (1) hindurch erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem auftretenden Batteriebrand der Batterielöschbehälter (1) mit der Löschflüssigkeit (2a) aus dem Reservoir (2) geflutet wird, insbesondere bis zu einer Füllhöhe (18), die über dem Batteriemodul (6) liegt.
3. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reservoir (2) oberhalb, insbesondere seitlich versetzt oberhalb des Batterielöschbehälter (1) angeordnet wird und die Überführung des flüssigen Löschmittels (2a) aus dem Reservoir (2) durch die wenigstens eine Löschmittelleitung (3) in den Batterielöschbehälter (1) ausschließlich durch die Schwerkraft erfolgt.
4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Löschmittel (2a) durch die wenigstens eine Löschmittelleitung (3) unterhalb des Batteriemoduls (6) in den Batterielöschbehälter (1) eingeleitet wird und sich dieser von unten nach oben mit Löschmittel (2a) füllt, insbesondere unter überwiegender Zuführung des Löschmittels (2) unterhalb des sich im Batterielöschbehälter (1) ergebenden, ansteigenden Löschmittelspiegels.
5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Batterielöschbehälter (1) wenigstens ein Verdrängungskörper (9) angeordnet wird, insbesondere wobei mehrere Verdrängungskörper (9) ein Batteriemodul (6) zumindest teilweise umgebend angeordnet werden.
6. Batterielöschvorrichtung umfassend einen Batterielöschbehälter, gekennzeichnet durch eine im Batterielöschbehälter (1) angeordnete Batteriemodulhalterung (1 d, 1 e, 1f) zur Aufnahme eines Batteriemoduls (6) mit zu verschweißenden Batteriezellen (6a) und mit einem mit flüssigem Löschmittel (2a) füllbaren Reservoir (2), wobei das Reservoir (2) mit dem Batterielöschbehälter (1) über wenigstens eine Löschmittelleitung (3) verbunden ist, durch welche flüssiges Löschmittel (2a) in den Batterielöschbehälter (1) überführbar ist.
7. Batterielöschvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens einen Löschmittelleitung (3) eine Pumpe zugeordnet ist, mit welcher das Löschmittel (2a) aus dem Reservoir (2) durch die Löschmittelleitung (3) in den Batterielöschbehälter (1) pumpbar ist.
8. Batterielöschvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Reservoir (2) oberhalb, insbesondere seitlich versetzt oberhalb des Batterielöschbehälters (1) angeordnet ist und Löschmittel (2a) im Reservoir (2) ausschließlich durch die Schwerkraftwirkung in den Batterielöschbehälter (1) überführbar ist.
9. Batterielöschvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der Löschmittelleitung (3), insbesondere nahe am Reservoir (2), bevorzugt nahe am Batterielöschbehälter (1) ein ansteuerbares Ventil (5), insbesondere Klappenventil oder Schieberventil, vorgesehen ist, insbesondere durch dessen Öffnung ein Überführen des Löschmittels (2a) in den Batterielöschbehälter (1) auslösbar ist.
10. Batterielöschvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Löschmittelleitung (3) nahe des Bodens des Batterielöschbehälters (1) , insbesondere unterhalb der Modulbefestigungsebene (17) der Batteriemodulhalterung (1 d, 1 e, 1f) oder unterhalb des befestigten Batteriemoduls (6) in den Batterielöschbehälter (1) mündet.
11. Batterielöschvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Löschmittelleitung (3) flexibel ausgebildet ist und am Batterielöschbehälter (1) an einem Anschlußflansch (4) lösbar befestigbar ist, insbesondere wobei der Anschlußflansch (4) ein Ventil, vorzugsweise ein Klappenventil oder Schieberventil umfasst.
12. Batterielöschvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 6 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlußflansch (4) der wenigstens einen Löschmittelleitung (3) a. nahe des Bodens des Batterielöschbehälters (1), insbesondere unterhalb der Modulbefestigungsebene (17) der Batteriemodulhalterung (1 d, 1 e, 1f) in/an der Wand (1c) des Batterielöschbehälters (1) angeordnet ist oder b. nahe des oberen Öffnungsrandes (10) des Batterielöschbehälters (1) angeordnet ist, insbesondere über dem Öffnungsrand (10) oder zumindest über dem maximalen vorgesehenen Füllniveau (18) des Batterielöschbehälters (1), vorzugsweise, wobei der Anschlußflansch (4) über eine Leitung (16) mit dem Batterielöschbehälter (1) verbunden ist, die nahe des Bodens des Batterielöschbehälters (1), insbesondere unterhalb der Modulbefestigungsebene (17) der Batteriemodulhalterung (1 d, 1 e, 1f) in den Batterielöschbehälter (1) mündet.
13. Batterielöschvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens einen Verdrängungskörper (9) umfasst, der im Batterielöschbehälter (1), insbesondere zur Reduzierung von dessen mit Löschmittel (2a) zu füllenden Volumen, befestigbar ist/befestigt ist.
14. Batterielöschvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriemodulhalterung (1 d, 1 e, 1f) als Schweißtisch (1d) ausgebildet ist, der, insbesondere mittelbar über Stützen (1 e), einen Modulhalterahmen (1f) trägt, wobei der Schweißtisch (1d) im Inneren des Batterielöschbehälters (1) befestigt ist, insbesondere am Boden des Batterielöschbehälters (1).
15. Batterielöschvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Modulhalterahmen (1f) der Batterielöschvorrichtung, insbesondere in einem Modulhalterahmen (1f) nach Anspruch 14, mehrere Batteriemodule (6) aufnehmbar sind, wobei durch Translation und/oder Rotation des Modulhalterahmens (1f) ein aktuell zu schweißendes Batteriemodul (6) in eine Arbeitsposition bringbar ist, in der nur das zu schweißende Batteriemodul (6) unterhalb des Randes (10) des Batterielöschbehälter (10) in einem mit dem Löschmittel flutbaren Bereich angeordnet ist.
16. Batterielöschvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 6 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren des Batterielöschbehälters (1) eine vorkonfektionierte Menge eines Behandlungsmittels angeordnet ist, welches mit in den Batterielöschbehälter (1) eingelassenem Löschmittel (2a) mischbar ist.
17. Batterielöschvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 6 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsfläche der wenigstens einen Löschmittelleitung (3), insbesondere die Gesamtquerschnittsfläche aller Löschmittelleitungen (3) an jedem Ort zwischen der Mündung aus dem Reservoir (2) in die wenigstens eine Löschmittelleitung (3) und aus der wenigstens einen Löschmittelleitung (3) in den Batterielöschbehälter (1) mindestens 250 cm2 groß ist, vorzugsweise mindestens 350 cm2 groß ist.
18. Batterielöschvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 6 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Batterielöschbehälter (1) einen mit der Stapelgabel eines Gabelstaplers unterfahrbaren Boden aufweist.
19. Batterielöschvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 6 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass an ihr mehrere Tragösen angeordnet sind, insbesondere an der mit dem Batterielöschbehälter (1) verbundenen Batteriemodulhalterung (1 d, 1 e, 1f) , vorzugsweise an dem Schweißtisch (1d).
20. Batterielöschvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 6 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass einem Reservoir (2) mehrere Batterielöschbehälter (1 ) zugeordnet sind, insbesondere die jeweils alle gleichzeitig über wenigstens eine Löschmittelleitung (3) an das Reservoir (2) angeschlossen sind oder die abwechselnd über die wenigstens eine Löschmittelleitung (3) an das Reservoir (2) anschließbar sind.
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