WO2024008559A1

WO2024008559A1 - Batteriegehäuse und verfahren zur dichtheitsprüfung

Info

Publication number: WO2024008559A1
Application number: PCT/EP2023/067907
Authority: WO
Inventors: Christian Stasch; Michael Luttmer; Philipp Schuh; Holger Bommer; Thorsten HÄFNER; Timothy Nebelsiek
Original assignee: Mercedes-Benz Group AG
Priority date: 2022-07-04
Filing date: 2023-06-29
Publication date: 2024-01-11
Also published as: DE102022002420A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Batteriegehäuse (3) für eine Traktionsbatterie (1), mit wenigstens zwei ein Innenvolumen umschließenden Gehäuseteilen (4, 5), mit Verbindungselementen (6) zum Verbinden der Gehäuseteile (4, 5) im Bereich einer Schnittstelle, und mit Dichtelementen (7) zum Abdichten der Schnittstelle. Das erfindungsgemäße Batteriegehäuse ist dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Schnittstelle wenigstens ein über die Dichtelemente (7) sowohl gegenüber dem Innenvolumen als auch gegenüber der Umgebung abgedichtetes Prüfvolumen (8) ausgebildet ist, welches wenigstens einen Prüfanschluss (11) aufweist, wobei in dem Prüfvolumen (8) eine elektrisch leitendes elastisches und für Gase durchlässiges Element (9) angeordnet ist, welches in seinem entlasteten Zustand eine Breite quer zur Erstreckungsrichtung des Prüfvolumens (8) aufweist, welche größer als dessen Querschnitt ist. Verfahrensgemäß wird das Prüfvolumen (8) mit Druck beaufschlagt und die Dichtheit anhand des zeitlichen Verlaufs des Drucks geprüft.

Description

Batteriegehäuse und Verfahren zur Dichtheitsprüfung

Die Erfindung betrifft ein Batteriegehäuse für eine Traktionsbatterie nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Dichtheitsprüfung eines montierten Batteriegehäuses gemäß der Erfindung.

Traktionsbatterien für Fahrzeuge, welche elektrische Antriebsleistung für das zumindest teilweise elektrisch angetriebene Fahrzeug bereitstellen, sind soweit aus dem Stand der Technik bekannt. Typischerweise sind derartige Traktionsbatterien aus einem oder mehreren Batteriemodulen aufgebaut, welche in einem Batteriegehäuse bzw.

Traktionsbatteriegehäuse untergebracht sind.

Um die Batterie herstellen und bei Bedarf auch warten zu können, sind in dem Batteriegehäuse immer mehrere Gehäuseteile verbaut, typischerweise zumindest zwei Gehäuseteile, nämlich ein die Batteriemodule aufnehmendes Unterteil und ein das Gehäuse verschließender Deckel. Zwischen diesen Gehäuseteilen bilden sich dann Schnittstellen aus, welche beispielsweise Flanschflächen, Schraubenkopfauflagen usw. umfassen. Diese müssen einerseits gegen eindringende Feuchtigkeit und eventuell austretende Gase abgedichtet werden, sodass für die Dichtheit der Gehäuseschnittstellen eine besondere sicherheitstechnische Relevanz vorliegt. Die Gehäuseschnittstellen weisen dafür typischerweise Dichtelemente auf.

Bei der Herstellung der Batterie mit dem Batteriegehäuse oder bei einer Wartung der Batterie in dem Batteriegehäuse muss dann sichergestellt werden, dass dieses nach erfolgter Herstellung bzw. Wartung zuverlässig dicht ist. Dies erfolgt typischerweise durch eine Überprüfung der Schnittstellen. Ganz allgemein ist es für die Dichtheitsprüfung von Bauteilen bekannt, diese unter einen Überdruck zu setzen und zu beobachten, wie sich der Druck über die Zeit verändert. Falls der Druck in dem abgeschlossenen Volumen sinkt, liegt eine Undichtheit vor. Für Starterbatterien beschreibt die DE 40 34 106 A1 einen solchen Vorgang.

Im praktischen Einsatz für die Gehäuse von Traktionsbatterien ist eine solche Dichtheitsprüfung jedoch ungeeignet, da aus technischen Gründen die Batterie nur mit einem relativ geringen Überdruck von typischerweise nur 50 mbar beaufschlagt werden darf. Damit ist das Erfassen eines Druckabfalls in einer für die Produktion und Wartung vertretbaren Zeitspanne nicht möglich.

In der Praxis wird deshalb häufig ein Prüfgas, beispielsweise Helium, unter einem solchen für die Batterie unschädlichen geringen Überdruck in das montierte und abgedichtete Batteriegehäuse eingeleitet. Anschließend werden die Schnittstellen mit einem Prüfgasdetektor mit einer Schnüffelsonde abgefahren, um sicherheitsrelevante Undichtheiten an den Schnittstellen des Batteriegehäuses festzustellen. Dies ist vergleichsweise aufwändig und lässt sich zwar in der Produktion noch umsetzen, stellt aber für die erneute Dichtheitsprüfung nach einer Wartung der Batterie, bei welcher das Batteriegehäuse geöffnet wurde, einen erheblichen Aufwand dar.

Ein weiteres Problem bei derartigen Batteriegehäusen besteht darin, dass sowohl das Gehäuseunterteil als auch das Gehäuseoberteil typischerweise als metallische Wannen ausgebildet sind oder in anderer Art elektrisch leitend bzw. elektrisch leitend beschichtet sind. Eine Verbindung zwischen diesen beiden Teilen des Gehäuses dient somit auch der Abschirmung elektromagnetischer Felder, indem diese Bauteile einen Faraday-Käfig ausbilden. Es ist daher wichtig, dass diese Bauteile elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Häufig wird dies durch ein Verschrauben der Bauteile erreicht. Bei modernen Fertigungsverfahren wird jedoch zunehmend auf ein reines Verkleben der Gehäuseteile des Batteriegehäuses gesetzt, sodass zusätzliche Maßnahmen zur elektrischen Kontaktierung der Gehäuseteile notwendig sind, welche einen entsprechenden Aufwand bei der Montage, bezüglich der benötigten Bauteile und des benötigten Bauraums, verursachen.

Aus der DE 102020 107 043 A1 ist ein Batteriegehäuse für eine Kraftfahrzeugbatterie bekannt. Dieses Batteriegehäuse umfasst zwei Gehäuseteile sowie in der Schnittstelle zwischen diesen Gehäuseteilen eine innere Dichtung, welche zwischen dem Innenraum des Gehäuses und einer Verschraubung angeordnet ist sowie eine beabstandet davon angeordnete äußere Dichtung, welche zwischen dem Außenbereich des Gehäuses und der Verschraubungen angeordnet ist. Außerdem sind Laschen beschrieben, welche beim Verbinden der Gehäuseteile eine elektrische Kontaktierung zwischen diesen ermöglichen.

Die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein verbessertes Batteriegehäuse anzugeben, welches diese Nachteile vermeidet und eine einfache und effiziente Dichtheitsprüfung bei einfacher elektrischer Kontaktierung ermöglicht. Außerdem ist es die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Dichtheitsprüfung einer solchen Batterie anzugeben.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Batteriegehäuse mit den Merkmalen im Anspruch 1 , und hier insbesondere im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1, gelöst. Außerdem löst ein Verfahren gemäß Anspruch 9 die Aufgabe. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Batteriegehäuses bzw. des Verfahrens ergeben sich aus den hiervon jeweils abhängigen Unteransprüchen.

Das erfindungsgemäße Batteriegehäuse sieht ein zumindest zweiteiliges Gehäuse mit einer Schnittstelle zwischen den Gehäuseteilen vor. Die Gehäuseteile werden über Dicht- und/oder Klebemittel miteinander verbunden. Im Bereich der Schnittstelle sind dabei Dichtelemente zum Abdichten der Schnittstelle, also zum Abdichten des Innenvolumens des Batteriegehäuses gegenüber der äußeren Umgebung, angeordnet. Erfindungsgemäß ist es nun so, dass im Bereich der Schnittstelle wenigstens ein über die Dichtelemente sowohl gegenüber dem Innenvolumen als auch gegenüber der Umgebung abgedichtetes Prüfvolumen ausgebildet ist, welches wenigstens einen Prüfanschluss aufweist. Es wird also ein Prüfvolumen vorgesehen, welches durch die Dichtelemente sowohl gegenüber dem Innenraum als auch gegenüber der Umgebung abgedichtet wird. Dieses Prüfvolumen kann nun dazu genutzt werden, um es mit Druck zu beaufschlagen. Dabei kann im Bereich des Prüfvolumens ein vergleichsweise hoher Überdruck angelegt werden, da dieser weder das Innenvolumen des Batteriegehäuses und die dort angebrachten Bauteile noch die Umgebung erreicht, sofern alles dicht ist. Da das Prüfvolumen im Bereich der Schnittstelle liegt ist es in seinem Gesamtvolumen sehr viel kleiner als das Innenvolumen der Batterie. Der höhere angelegte Druck kann also auch bei einer Undichtheit gegenüber dem Innenraum der Batterie nicht zu einem technischen Schaden der Batterie führen.

Das Prüfvolumen lässt sich nun mit einem vergleichsweise hohen Druck und einem herkömmlichen Prüfmedium, beispielsweise Druckluft, beaufschlagen. Durch den höheren Druck kann relativ einfach und sehr schnell ein eventueller Druckabfall in Falle einer Undichtheit erfasst werden, sodass eine effiziente Prüfung der Dichtheit dieses Prüfvolumens möglich wird. Da das Prüfvolumen von den Dichtelementen sowohl gegenüber dem Innenvolumen des Batteriegehäuses als auch gegenüber der Umgebung abgedichtet wird, kann durch dieses im Schnittstellenbereich eingeschlossene Prüfvolumen sowohl die Dichtheit gegenüber dem Innenvolumen des Batteriegehäuses als auch gegenüber der Umgebung festgestellt werden, wenn kein unerwarteter Druckabfall auftritt. Damit kann über das Prüfvolumen die Dichtheit der gesamten Schnittstelle sehr einfach und effizient geprüft und verifiziert werden. Dies ist dabei in annähernd jeder Werkstatt möglich, da keine Spezialausrüstung benötigt wird, und da die Prüfung aufgrund der höheren im Bereich des Prüfvolumens verwendbaren Drücke schnell und aussagekräftig erfolgen kann.

Um die elektrische Kontaktierung zwischen den beiden Gehäuseteilen zu gewährleisten ist es nun außerdem vorgesehen, dass in das Prüfvolumen ein elektrisch leitendes elastisches und für Gase durchlässiges Element eingebracht wird. Dies ist so bemessen, dass es in seinem entlastenden Zustand eine Breite quer zur Erstreckungsrichtung des Prüfvolumens aufweist, welche größer als die Ausdehnung des Querschnitts des Prüfvolumens in diese Richtung ist. Das elektrisch leitende elastische Element füllt das Prüfvolumen also vollständig aus und überragt dieses zumindest minimal, sodass es beim Aufeinandersetzen der Gehäuseteile und ihrem Verbinden beispielsweise durch Verkleben mittels einer das Dichtelement ausbildenden Klebemasse sowohl an dem einen als auch an dem anderen Gehäuseteil zur Anlage kommt und dabei elastisch verformt wird. Durch seine Elastizität und die Rückstellkraft liegt es also zuverlässig an beiden Gehäuseteilen an und verbindet diese elektrisch miteinander.

Das elastische elektrisch leitende Element kann beispielsweise als Schlauch aus einem Metallgeflecht ausgebildet sein oder auch als Spirale aus Draht, als Spiralfeder oder als andersartiges Gebilde beispielsweise aus Draht oder Metallgestrick. Dieses ist für ein Prüfgas wie beispielsweise Druckluft problemlos durchlässig, ist elastisch ausreichend verformbar, um das Verschließen der Gehäuseteile nicht zu behindern und sorgt gleichzeitig für eine zuverlässige Anlage an beiden Gehäuseteilen, vorzugsweise über eine große Länge in Erstreckungsrichtung des Prüfvolumens, um so eine sichere elektrische Kontaktierung der Gehäuseteile zu gewährleisten. Dadurch lassen sich Anforderungen an die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) ideal erfüllen.

Die Schnittstelle kann dabei gemäß einer sehr günstigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Batteriegehäuses als um das Innenvolumen umlaufend ausgebildet sein. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung dieser Weiterbildung des erfindungsgemäßen Batteriegehäuses kann es dann vorgesehen sein, dass das Prüfvolumen als ein umlaufendes Prüfvolumen ausgebildet ist, welches über eine Dichtung quer zur Umfangsrichtung unterbrochen ist. Das Prüfvolumen läuft also nicht vollständig um den Umfang um, sondern ist durch eine entsprechende Dichtung unterbrochen, sodass es quasi von der Dichtung in die eine Richtung um den gesamten Umfang bis zur gegenüberliegenden Seite der Dichtung umläuft. In Umfangsrichtung auf beiden Seiten benachbart zu der Dichtung kann in dieser besonders günstigen Weiterbildung dann jeweils ein Prüfanschluss angeordnet sein. Die Verwendung von zwei Prüfanschlüssen ermöglicht neben der eigentlichen Prüfung der Dichtheit auch eine Prüfung der Funktion des Prüfvolumens. Ist dieses für Gase von dem einen zum anderen Prüfanschluss durchgängig, dann ist sichergestellt, dass das Prüfvolumen selbst nicht blockiert ist. Läuft das Prüfvolumen dann um den gesamten Umfang um, kann auf diese Art sichergestellt werden, dass auch der gesamte Umfang getestet wird und nicht nur ein Teil des Umfangs, bis hin zu einer eventuellen Blockade des Prüfvolumens, sodass der sich daran anschließende Teil in der Praxis ungeprüft bliebe.

Eine weitere sehr günstige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Batteriegehäuses sieht es vor, dass das Prüfvolumen durch zwei parallele Materialraupen eines Dicht- und/oder Klebemittels ausgebildet ist. Auf einem Flansch, welcher die Schnittstelle zwischen den beiden Gehäuseteilen idealerweise ausbildet, können also zwei parallele Raupen eines Dicht- und/oder Klebemittels aufgebracht werden, um einerseits das Prüfvolumen auszubilden und andererseits den Aufbau zwischen den beiden Gehäuseteilen zuverlässig abzudichten. Dabei kann beispielsweise die außenliegende Raupe ein Dicht- und Klebemittel sein, welche sowohl für die Abdichtung als auch die mechanische Stabilisierung der Verbindung sorgt, wohingegen die innenliegende, also auf der dem Innenvolumen zugewandten Seite der Schnittstelle liegende Raupe als reine Dichtraupe ausgebildet ist. Zwischen den Materialraupen lässt sich dann bei Bedarf die oben angesprochene Dichtung als quer zu den anderen Raupen verlaufende Materialraupe einbringen, vorzugsweise zwischen den beiden Prüfanschlüssen.

Alternativ dazu kann diese Dichtung auch durch ein Überkreuzen der beiden Materialraupen zwischen den beiden Prüfanschlüssen erreicht werden, wenn die Bahnen des Dicht- und/oder Klebemittels dementsprechend aus demselben Material während der Montage des Batteriegehäuses ausgebildet werden.

Das elektrisch leitende elastische Element kann gemäß einer sehr vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Batteriegehäuses wie bereits angesprochen als Metallgestrick, als Drahtteil oder als Federelement ausgebildet sein. Das Metallgestrick kann gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung als Schlauch, als quer zur seiner Erstreckungsrichtung aufgewickelte Rolle oder als im Querschnitt zur Erstreckungsrichtung U- oder S-förmig geformtes Element ausgebildet sein. Einfach und effizient ist insbesondere der Einsatz eines Schlauchs aus Metallgestrick oder -geflecht, welcher so als Standardbauteil am Markt einfach verfügbar ist. Alternativ könnte eine quer zu seiner Erstreckungsrichtung aufgewickelte Rolle zum Einsatz kommen, also quasi ein Metallschlauch, welcher in Umfangsrichtung nicht umlaufend ausgebildet ist, sondern in Umfangsrichtung eine Trennfuge aufweist. Der gesamte Umfang der Rolle kann dabei dem Umfang eines Metallschlauchs entsprechend, es kann jedoch auch mehr Material eingesetzt werden, sodass die Rolle also mehr als einen Umlauf in Umfangsrichtung aufweist. Dabei kann auch lediglich ein leichter Überlapp der beiden Enden in Umfangsrichtung vorgesehen sein. Alternativ dazu lässt sich ein entsprechend geformtes Metallgestrick einsetzen, welches beispielsweise U-förmig oder S-förmig vorgeformt ist und in das Prüfvolumen eingelegt wird.

Neben dem Einsatz solcher Metallgestricke, welche auch als Drahtgestricke oder Geflechte bezeichnet werden könnten, ist auch der Einsatz von Drahtteilen denkbar, welche lediglich aus gebogenem Draht bestehen, und beispielsweise als in Erstreckungsrichtung laufende Spirale ausgebildet sind, und welche durch die Formgebung der Spirale eine gewisse Eigenelastizität aufweist. Auch Federelemente wären prinzipiell denkbar, insbesondere beispielsweise eine Spiralfeder, welche um den gesamten Umfang der Schnittstelle verläuft und somit eine gute elektrische Kontaktierung gewährleistet. Auch andersartige Federelemente wie beispielsweise Spiralfedern mit überstehenden Enden wären denkbar, sodass diese Enden zwischen den Flanschebenen der beiden Gehäuseteile zu liegen kämen und bei der Montage durch die Elastizität des Federteils entsprechend zusammengepresst werden, um die Flansche der Schnittstelle dauerhaft zu kontaktieren.

Eine weitere sehr vorteilhafte Ausgestaltung sieht es vor, dass die Schnittstelle durch zwei Flansche der Gehäuseteile, also einem Flansch je Gehäuseteil, gebildet wird. Zumindest einer der Flansche kann dabei eine Nut zur Aufnahme der Dichtelemente und/oder des elektrisch leitenden elastischen und für Gase durchlässigen Elements aufweisen. Hierdurch wird, insbesondere beim Einsatz von während der Montage in Form von aufgetragenen Materialraupen als Dicht- und/oder Klebemittel deren Positionierung erleichtert. Eine Nut für das elektrisch leitende elastische und für Gase durchlässige Element kann dafür sorgen, dass auch dieses während der Montage im gewünschten Bereich verbleibt, beispielsweise in der Mitte des Prüfvolumens zwischen den beiden Dichtelementen bzw. Materialraupen, um so eine zuverlässige Funktionalität zu gewährleisten. Eine stabile mittige Positionierung kann dabei das Eindringen von Dicht- und/oder Klebemittel zwischen das elastische Element und das Material des Flansches - zumindest großflächig - zu verhindern, sodass die elektrische Kontaktierung ohne großen Montageaufwand einfach und zuverlässig erreicht werden kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Prüfen eines derartigen Batteriegehäuses auf Dichtheit sieht es nun vor, dass das Prüfvolumen direkt oder über ein Adaptervolumen an eine Druckquelle und an einen Drucksensor angeschlossen wird, wobei der Druckverlauf an dem Drucksensor ausgewertet wird. Durch eine solche Auswertung des zeitlichen Druckverlaufs an dem Drucksensor kann also die Beaufschlagung mit Druck erkannt werden. Wird das System danach abgeschlossen und die Temperatur bleibt in etwa konstant, dann sollte der Druck ebenfalls konstant bleiben. Fällt er dahingegen deutlich ab, muss von einer Undichtheit des Batteriegehäuses ausgegangen werden.

Eine weitere sehr vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht es bei der Verwendung von zwei Prüfanschlüssen vor, dass vorab, als vor der eigentlichen Druckprüfung und Auswertung des zeitlichen Druckverlaufs, über die wenigstens zwei Prüfanschlüsse eine Durchlässigkeit des Prüfvolumens geprüft wird. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass sowohl an dem einen Prüfanschluss als auch an dem anderen Prüfanschluss ein Adaptionsvolumen angeschlossen wird. Wird die Druckquelle nun zugeschaltet, füllt sich zuerst das erste Adaptionsvolumen, dann das Prüfvolumen und anschließend das zweite Adaptionsvolumen. Ist der Drucksensor im zweiten Adaptionsvolumen angeordnet, kann so die Durchlässigkeit des Prüfvolumens bereits festgestellt werden, wenn der Druck in der erwarteten Art und Weise ansteigt. Tut er dies trotz geöffneter Verbindung zur Druckquelle nicht, könnte man unmittelbar auf einen Fehler des Prüfvolumens schließen, sodass die Prüfung nicht zuverlässig möglich ist. Ist diese dahingegen zuverlässig möglich, erfolgt die Prüfung analog dem oben beschriebenen Aufbau, in dem der zeitliche Verlauf des Drucks, hier dann vorzugsweise am zweiten Adaptionsvolumen, entsprechend ausgewertet wird. Dieser sollte, nach dem sich der gewünschte Nenndruck aufgebaut hat, über einen gewissen Zeitraum konstant bleiben, da ansonsten eine Undichtheit des Prüfvolumens und damit der Abdichtung des Batteriegehäuses vorliegt.

Die Prüfung kann vorzugsweise mit einem Prüfgas, im Prinzip jedoch auch mit einer Prüfflüssigkeit durchgeführt werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Batteriegehäuses und des Verfahrens ergeben sich auch aus den Ausführungsbeispielen, welche nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben sind.

Dabei zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Batterie mit einem Batteriegehäuse in einer Ausführungsform gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine Vergrößerung des Aufschnitts II in Fig. 1 vor der Montage des Batteriegehäuses;

Fig. 3 eine Vergrößerung des Aufschnitts II in Fig. 1 nach der Montage des Batteriegehäuses;

Fig. 4 eine Ausgestaltung des Dichtelements und des Prüfvolumens gemäß Fig. 2 in einer Draufsicht;

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer ersten Möglichkeit zur Druckprüfung; und

Fig. 6 eine schematische Darstellung einer weiteren Möglichkeit zur Druckprüfung.

In der Darstellung der Figur 1 ist eine Batterie 1 schematisch angedeutet, welche als Traktionsbatterie zur Bereitstellung von elektrischer Antriebsleistung in einem Fahrzeug ausgebildet sein soll. Die Batterie 1 ist dabei als sogenannte Hochvoltbatterie ausgebildet und umfasst typischerweise mehrere hier jeweils mit 2 bezeichnete Batteriemodule, welche innerhalb eines Batteriegehäuses 3 angeordnet sind. Das Batteriegehäuse 3 umfasst wenigstens zwei Gehäuseteile 4, 5, welche hier als ein Gehäuseunterteil 5 und ein Deckel 4 ausgebildet sind. Sie können z.B. als Tiefziehteile aus Blech hergestellt sein. Beide Gehäuseteile 4, 5 weisen einen zumindest teilweise umlaufend um das Batteriegehäuse 3 ausgebildeten Flansch 4‘, 5‘ auf, um die Gehäuseteile 4, 5 miteinander zu verbinden. Dies kann beispielsweise durch Verkleben erfolgen.

In der vergrößerten Darstellung der Figur 2 ist nun eine mögliche Ausführungsform im Detail angedeutet. Die beiden Gehäuseteile 4, 5 bilden jeweils den mit 4‘ bzw. 5‘ bezeichneten Flansch aus. Auf dem unteren Flansch 5‘ ist außen, also auf der einem Innenvolumen des Batteriegehäuses 3 abgewandten Seite, eine Kleberaupe 6 zum festen Verkleben und zusätzlichen Abdichten der Verbindung aufgebracht. Daneben ist auf der dem Innenvolumen zugewandten Seite des Flansches 5‘ eine weitere Kleberaupe als reines Dichtelement 7 angeordnet. Beide Elemente 6, 7 können auch vertauscht angeordnet sein oder beide können jeweils beide Aufgaben gleichermaßen übernehmen. Sie werden daher zur Vereinfachung nachfolgend beide mit dem Begriff des Dichtelements 6, 7 bezeichnet, was eine auch für konstruktiv tragende Verbindungen ausreichende Klebewirkung jedoch nicht ausschließen soll. Die Dichtelemente 6, 7 werden bevorzugt während der Montage durch das aufgetragen eines pastösen, vorzugsweise elastisch aushärtenden Dicht- und Klebematerials erzeugt.

Zwischen den beiden Dichtelementen 6, 7 verbleibt ein Freiraum, welcher später als Prüfvolumen 8 genutzt werden soll. In dem Bereich dieses späteren Prüfvolumens 8 wird nun vor dem Aufsetzen des anderen Flanschs 4‘ des Gehäuseoberteils 4 auf den Flansch 5‘ des Gehäuseunterteils 5 ein elektrisch leitendes elastisches und für Gase durchlässiges Element 9 eingelegt. Dieses Element 9 kann in vielfältiger Art und Weise ausgestaltet sein. Besonders bevorzugt wird ein Schlauch aus einem metallischen Gestrick oder Geflecht eingesetzt. Nachdem die beiden Dichtelemente 6, 7 auf dem unteren Flansch 5‘ aufgebracht und zwischen sie in das spätere Prüfvolumen 8 das elektrisch leitende elastische und für Gase durchlässige Element 9 eingelegt worden ist, wird das Gehäuseoberteil 4 mit seinem Flansch 4‘ aufgesetzt. Dieser aufgesetzte Zustand ist in der Darstellung der Figur 3 zu erkennen. Die Dichtelemente 6, 7 verbinden die beiden Flansche 4‘ und 5‘ nun abdichtend und verkleben diese miteinander, um das Batteriegehäuse 3 zu verschließen. Sie schließen zwischen den Dichtelementen 6, 7 und den beiden Flanschen 4, 5 das Prüfvolumen 8 mit dem darin angeordneten elektrisch leitenden elastischen und für Gase durchlässigen Element 9 ein. Das Element 9 wird dabei wie es in der Darstellung der Figur 3 zu erkennen ist in der Richtung des aufgesetzten oberen Flansches 4 also quer zur Erstreckungsrichtung des Prüfvolumens 8 in die Blattebene hinein elastisch verformt und liegt somit sicher sowohl an der Oberfläche des Flanschs 5‘ als auch an der Oberfläche des Flanschs 4 mit an. Es verbindet damit die beiden Gehäuseteile 4, 5 elektrisch miteinander und gewährleistet somit eine gute Abschirmung von elektromagnetischer Strahlung.

Anders als in der Darstellung der Figur 2 und 3 könnten dabei in dem Flansch 5‘ und/oder dem Flansch 4‘ Nuten für die Dichtelemente 6, 7 und/oder das Element 9 vorgesehen sein, sodass deren Positionierung bei der Montage erleichtert wird. Solche Nuten wären vorzugsweise kreissegmentförmig ausgebildet.

In den beiden Darstellungen der Figuren 2 und 3 ist in dem oberen Flansch 4‘ außerdem ein Prüfanschluss 10 zu erkennen, über weichen das Prüfvolumen 8 nun in später noch näher geschilderter Art und Weise außerordentlich genutzt werden kann, um die Dichtheit des Batteriegehäuses 3 zu prüfen.

Im Prinzip reicht hierfür ein einziger Prüfanaschluss 10 aus, um das um den gesamten Umfang des Batteriegehäuses umlaufende Prüfvolumen 8 zu überprüfen. Durch den Auftrag der Dichtelemente 6, 7 als pastöse Klebe- und/oder Dichtraupen während der Montage kann es jedoch dazu kommen, dass das Prüfvolumen 8 an mehreren Stellen unterbrochen ist, beispielsweise wenn pastöses Dichtmaterial zwischen die beiden Raupen des Dichtmaterials 6, 7 gelangt. Dies kann insbesondere dann auftreten, wenn das Element 9 nicht durchlaufend ausgebildet ist, sondern nur in einzelnen Abschnitten über den Umfang verteilt eingelegt worden ist, was prinzipiell möglich wäre.

Um einem solchen Fehlerszenario zu begegnen kann es entsprechend vorgesehen sein, dass zwei Prüfanschlüsse 10, 11 vorgesehen sind. Eine Draufsicht auf einen Abschnitt des Flansches 5‘ analog zur Darstellung in Figur 2 ist in Figur 4 dargestellt. Der dortige Abschnitt des Flanschs 5‘ weist die beiden Prüfanschlüsse 10, 11 , welche anstelle ihrer Anordnung im Flansch 4‘ selbstverständlich auch im Flansch 5‘ angeordnet sein könnten, auf. Oben in der Darstellung der Figur 4 verläuft dabei das Dichtelement 6, unten verläuft das Dichtelement 7. Das Prüfvolumen 8 soll hier umlaufend ausgebildet sein und von einem umlaufenden Element 9 teilweise gefüllt werden. Zwischen den beiden Prüfanschlüssen 10, 11 ist aus dem Dicht- und Klebematerial eine Dichtung 12 realisiert, welche das Prüfvolumen 8 in ein umlaufendes Prüfvolumen 8 mit zwei einander zugewandten Enden teilt. Im Bereich der jeweiligen Enden sind die beiden Prüfanschlüsse 10, 11 angeordnet. Hierdurch lässt sich nicht nur die Dichtheit des Prüfvolumens 8 bzw. des Teils des Prüfvolumens 8, welches mit dem jeweiligen Prüfanschluss 10, 11 verbunden ist, prüfen, sondern auch die Durchgängigkeit des Prüfvolumens 8, um sicherzustellen, dass dieses nicht durch Dicht- und/oder Klebematerial verstopft ist, sodass in den nicht von dem jeweiligen Prüfanschluss 10, 11 aus zugänglichen Bereich eine unentdeckte Undichtheit verbleiben könnte.

Eine erste einfache Variante der Dichtheitsprüfung soll nun anhand der schematischen Darstellung der Figur 5 beschrieben werden. Dabei ist eine Druckquelle 13 über eine Ventileinrichtung 14 mit einem Adaptionsvolumen 15 verbunden, in dessen Bereich ein Drucksensor 16 angeordnet ist. Über den Prüfanschluss 10 ist bei einem Aufbau, bei welchem nur ein solcher Prüfanschluss 10 existent ist, das Prüfvolumen 8 angeschlossen. Durch das Öffnen des Ventils 14 wird nun zuerst das Adaptionsvolumen 15 und anschließend das Prüfvolumen 8 mit dem Prüfmedium, vorzugsweise Druckluft, gefüllt. Nach dem Absperren der Ventileinrichtung 14 müsste der über den Drucksensor 16 festgestellte Druck in dem mit dem Adaptionsvolumen 15 verbundenen Prüfvolumen 8 bzw. in dem von diesen beiden Volumina 8, 15 gebildeten Volumen konstant bleiben, sofern die Temperatur in der Umgebung konstant bleibt. Ist dies der Fall, dann kann die Dichtheit des Prüfvolumens 8 und damit letztlich auch des Batteriegehäuses 3, da das Prüfvolumen 8 sowohl gegenüber dem Innenvolumen des Batteriegehäuses 3 als auch gegenüber dessen Umgebung abgedichtet ist, zuverlässig festgestellt werden. Wäre eine Undichtheit vorhanden, würde der Druck abfallen, da das Prüfmedium entweder in das Innenvolumen des Batteriegehäuses 3 oder in die Umgebung entweicht.

In der Darstellung der Figur 6 ist eine alternative verbesserte Variante dieses Verfahrens dargestellt. Auch hier wird eine Druckquelle 13 und ein Ventil 14 verwendet. Über ein erstes Adaptionsvolumen 15 und einen Prüfanschluss 10 wird das Prüfvolumen 8, welches hier als um einen der Flansche 5‘ umlaufender Prüfkanal ausgebildet ist, wie es beispielsweise im Rahmen der Figuren 4 und 5 erläutert worden ist, mit Druck beaufschlagt. Über den zweiten Prüfanschluss 11 ist dann ein zweites Adaptionsvolumen 17 angeschlossen, welches den Drucksensor 16 aufweist. Beim Öffnen des Ventils 14 wird zuerst das erste Adaptionsvolumen 15 gefüllt, bevor das Prüfgas durch das Prüfvolumen 8 zum zweiten Adaptionsvolumen 17 gelangt. Kommt es nach dem Öffnen des Ventils 14 am Drucksensor 16 zu einem Druckanstieg, dann kann von einer Durchgängigkeit des Prüfvolumens 8 ausgegangen werden. Ist dieses analog der Beschreibung in Figur 4 angeordnet, kann somit sichergestellt werden, dass der annähernd gesamte Umfang der Schnittstelle zwischen den beiden Gehäuseteilen 4, 5 des Batteriegehäuses 3 zuverlässig geprüft werden kann. Ist dies der Fall, wird die Ventileinrichtung 14 geschlossen und am Drucksensor 16 wird der zeitliche Verlauf des Drucks ausgewertet. Auch hier ist es so, dass ein über einen gewissen Zeitraum konstanter Druck, bei konstanter Temperatur und Umgebungsbedingungen ein Zeichen für die Dichtheit ist, während ein Druckabfall wiederum ein Zeichen für eine Undichtheit im Bereich der Schnittstelle zwischen den beiden Gehäuseteilen 4, 5 bzw. ihren Flanschen 4‘, 5‘ wäre.

Claims

Patentansprüche Batteriegehäuse (3) für eine Traktionsbatterie (1), mit wenigstens zwei ein Innenvolumen umschließenden Gehäuseteilen (4, 5), mit Verbindungselementen (6) zum Verbinden der Gehäuseteile (4, 5) im Bereich einer Schnittstelle, und mit Dichtelementen (6, 7) zum Abdichten der Schnittstelle, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Schnittstelle wenigstens ein über die Dichtelemente (6, 7) sowohl gegenüber dem Innenvolumen als auch gegenüber der Umgebung abgedichtetes Prüfvolumen (8) ausgebildet ist, welches wenigstens einen Prüfanschluss (10, 11) aufweist, wobei in dem Prüfvolumen (8) ein elektrisch leitendes elastisches und für Gase durchlässiges Element (9) angeordnet ist, welches in seinem entlasteten Zustand eine Breite quer zur Erstreckungsrichtung des Prüfvolumens (8) aufweist, welche größer als die Ausdehnung des Querschnitts des Prüfvolumens (8) in diese Richtung ist. Batteriegehäuse (3) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle um das Innenvolumen umlaufend ausgebildet ist. Batteriegehäuse (3) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Prüfvolumen (8) als ein umlaufendes Prüfvolumen (8) ausgebildet ist, welches nur über eine Dichtung (12) quer zur Umfangsrichtung unterbrochen ist, wobei in Umfangsrichtung auf beiden Seiten benachbart zu der Dichtung (12) jeweils ein Prüfanschluss (10, 11) angeordnet ist. Batteriegehäuse (3) nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Prüfvolumen (8) zwischen zwei parallelen Materialraupen eines Dicht- und/oder Klebemittels ausgebildet ist. Batteriegehäuse (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch leitende elastische Element (9) aus Metallgestrick oder -geflecht, als Drahtteil oder als Federelement ausgebildet ist. Batteriegehäuse (3) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallgestrick als Schlauch, als quer zu seiner Erstreckungsrichtung aufgewickelte Rolle ausgebildet oder im Querschnitt zur Erstreckungsrichtung U- oder S- förmig geformt ist. Batteriegehäuse (3) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Drahtteil oder das Federelement eine in Erstreckungsrichtung laufende Spirale aufweist. Batteriegehäuse (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle durch zwei Flansche (4‘, 5‘) der Gehäuseteile (4, 5) gebildet wird, zumindest einer der Flasche (4‘, 5‘) eine Nut zur Aufnahme der Dichtelemente (6, 7) und/oder des elektrisch leitenden elastischen und für Gase durchlässigen Elements (9) aufweist. Verfahren zur Dichtheitsprüfung eines montierten Batteriegehäuses (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Prüfvolumen (8) direkt oder über wenigstens ein Adaptionsvolumen (15, 17) an eine Druckquelle (13) und einen Drucksensor (16) angeschlossen wird, wobei der zeitliche Druckverlauf am Drucksensor (16) nach einer Druckbeaufschlagung des Prüfvolumens (8) ausgewertet wird. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass beim Vorhandensein von wenigstens zwei Prüfanschlüssen (10,11) vorab die Durchlässigkeit des Prüfvolumens (8) zwischen diesen Prüfanschlüssen (10, 11) geprüft wird.