WO2024061544A1 - Vorrichtung zur erfassung eines feuchteintritts - Google Patents

Vorrichtung zur erfassung eines feuchteintritts Download PDF

Info

Publication number
WO2024061544A1
WO2024061544A1 PCT/EP2023/072533 EP2023072533W WO2024061544A1 WO 2024061544 A1 WO2024061544 A1 WO 2024061544A1 EP 2023072533 W EP2023072533 W EP 2023072533W WO 2024061544 A1 WO2024061544 A1 WO 2024061544A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gas
pressure
housing
generating element
pressure generating
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/072533
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Arnd Bressel
Diana Franz
Frank Klebba
Daniel Roth
Original Assignee
Mercedes-Benz Group AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mercedes-Benz Group AG filed Critical Mercedes-Benz Group AG
Publication of WO2024061544A1 publication Critical patent/WO2024061544A1/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/233—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions
    • H01M50/24—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions adapted for protecting batteries from their environment, e.g. from corrosion
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
    • H01M2200/20—Pressure-sensitive devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/342—Non-re-sealable arrangements

Definitions

  • the invention relates to a device for detecting the ingress of moisture into a housing with a high-voltage component according to the type defined in more detail in the preamble of claim 1.
  • a high-voltage component can, for example, be components of a drive circuit of a vehicle, such as a charger, power electronics or electrical or electronic machines. Furthermore, it can be a housing for high-voltage batteries that are used in electric vehicles or hybrid vehicles. With all of these components, even a small accumulation of water in the form of drops can lead to critical situations, particularly due to unwanted leakage currents or electrical short circuits.
  • a device for measuring pressure and/or humidity is known. Pressure and humidity can be measured via at least one sensor, comprising a capacitor with at least two electrodes. At least one dielectric layer is arranged between the electrodes. At least one electrode and/or the dielectric layer is arranged on a side facing away from a carrier material. The at least one electrode and/or the dielectric layer are arranged in a transverse direction between the carrier material and the moisture layer. A capacitance changes due to the liquid hitting the dielectric layer, which can be measured using a capacitive moisture sensor.
  • These and other known systems can detect the liquid, for example by closing an electrical contact, as long as the liquid or medium is between the two contact surfaces. Therefore, the conductivity of the water is primarily used as the detection principle to detect water ingress. Such devices, for example also called water monitors, can generally only reliably detect the entry of water from a certain amount of water and with sufficient conductivity.
  • pressure sensors can detect thermal events when battery cells malfunction.
  • Such pressure sensors can detect pressure fluctuations in a time-resolved manner, but have so far been unsuitable for detecting small amounts of liquid that penetrate into a leaky housing.
  • the object of the present invention is to create a device for detecting the ingress of moisture which overcomes the disadvantages mentioned above.
  • the core of the device according to the invention forms a gas or pressure generating element, which causes a gas or pressure development in contact with liquid in drop form, a gas or pressure sensor being arranged with the gas or pressure generating element in a common enveloping element, and that Envelope element is connected to the housing via at least one access opening, wherein the gas or pressure sensor detects an increase in pressure or gas development in the envelope element, and outputs a warning signal.
  • the access opening can be an interrupted support structure on the housing.
  • a pressure sensor already located in the housing for detecting a pressure increase due to thermal events in the high-voltage component can be supplemented by a gas or pressure sensor in a casing element with at least one access opening to the interior of the housing.
  • the gas or pressure generating element can be a chemical gas or pressure generating element that reacts in the form of drops when it comes into contact with liquid.
  • the casing element itself therefore forms a type of housing, which enables the increased pressure or gas increase to be detected in a defined area.
  • the device is designed to detect moisture entering a housing with a high-voltage component.
  • the housing can be, for example, a battery housing.
  • the device can also be arranged on all components that are at risk from water ingress, in particular water ingress in the form of drops. These can be, for example, control devices, power electronics or electric drives.
  • the increase in pressure or the evolution of gas can preferably have a gradient that deviates from a thermal event.
  • a quantity of gas can be generated which results in a drastic, i.e. H. leads to a very high pressure increase.
  • This increase in pressure can be detected by the gas or pressure sensor.
  • the gas increase preferably has such a high gradient that it can be distinguished from a gradient of a thermal event.
  • the gas or pressure generating element has a water-soluble coating.
  • This can prevent aging processes of the gas or pressure generating element. This means that the atmosphere can come into contact with reactants of the gas or Pressure generating element can be avoided.
  • the water-soluble coating can contain or consist of easily water-soluble salts, in particular chlorides, organic substances, in particular sugar, and/or varnishes, in particular shellac. The coating can dissolve upon contact with liquid substances, in particular water, and thus enable the gas-generating reaction of the gas or pressure-generating element.
  • the gas or pressure generating element contains a salt compound based on carbonates and/or bicarbonates.
  • a chemical gas or pressure generating element can cause intensive gas development when it comes into contact with a liquid.
  • a mixture of the above-mentioned salt compound with the salt of a water-soluble acid, in particular an organic acid, for example formates, acetates or citrates, may be included.
  • a further advantageous embodiment can provide that the casing element has a compensating hole to the interior of the housing. This can be arranged at any point on the casing element.
  • the gas or pressure generating element is arranged in a structural recess on the housing.
  • a further advantageous embodiment can provide that the gas or pressure generating element and the gas or pressure sensor are arranged in two subregions of the enveloping element.
  • the gas or pressure sensor can be arranged spatially separately from the gas or pressure generating element.
  • the gas or pressure generating element can be arranged at a position that is particularly susceptible to moisture or can be reached by water drops particularly early.
  • the gas or pressure sensor can be on one be arranged in a different position that is specifically protected from moisture or dripping.
  • a further advantageous embodiment can provide that the sub-areas are connected to one another via at least one supply line. This ensures that the increased pressure increase or gas increase is equally noticeable in all sub-areas.
  • the supply line can establish a gas-carrying and/or pneumatic connection between the sub-areas.
  • the gas or pressure sensor is arranged in an area that is elevated with respect to an upper edge of the housing. In this way, the gas or pressure sensor can be protected from moisture and thus from damage.
  • At least one further sensor for measuring carbon dioxide and/or residual oxygen levels can be included.
  • the carbon dioxide generated by the gas or pressure generating element or a displacement of atmospheric oxygen caused by this can be detected.
  • This function can also be integrated into the gas or pressure sensor. In the event of a thermal event, detection of the event can be ensured by the sensors, for example via the access opening or the compensation hole.
  • Fig. 1 shows a possible embodiment of the device
  • Fig. 2 shows a further possible embodiment of the device
  • Fig. 3 shows another possible embodiment of the device.
  • a possible embodiment of the device 1 is shown in the illustration in FIG.
  • a gas or pressure sensor 4 is arranged in the upper area and a gas or pressure generating element 3 in the bottom area.
  • the gas or pressure generating element 3 is directly connected to at least one access opening 6 connected, which establishes a connection to the housing 2 by arranging a high-voltage component.
  • a compensating hole 8 is arranged on the casing element 5 in the upper area. The embodiment would also be conceivable without this compensating hole 8.
  • the gas or pressure generating element 3 reacts and generates a significant increase in pressure within the enveloping element 5. This can be detected by the sensor 4. When such an event is detected, a targeted message can be sent, for example to a vehicle driver or operating personnel.
  • FIG. 1 A further embodiment variant of the device 1 can be seen in FIG.
  • the same components are provided with the same reference numbers, so there is no need to go into this in further detail.
  • the casing element 5 can be designed here as a type of top cover of a classic sensor.
  • a partition 13 is provided within the casing element 5, which prevents water from directly entering the gas or pressure sensor 4.
  • the covering element 5 can be divided into two sub-areas.
  • the gas or pressure sensor 4 is arranged in an area that is raised with respect to an upper edge 12 of the housing. This means that the sensor 4 can be protected from possible ingress of liquid, at least for a short time.
  • the gas or pressure generating element 3 is arranged locally separately from the sensor 4. Consequently, the casing element 5 has different subregions 10, which are connected to one another via supply lines 11. These supply lines 11 are gas-carrying and/or pneumatic connections and can be made of pipes or hoses.
  • one of the gas or pressure sensors 4 can be arranged in a structural recess 9 on the housing 2. This can be caused by gravity and/or dynamics Drops of liquid that move during operation collect in this area, so that a warning can be issued even when the total liquid volume is small.
  • the described embodiment variants of the device 1 in Figures 1 to 3 can also be combined with one another, so that various possibilities arise.
  • the embodiment according to FIG. 3 can be carried out without attaching the gas or pressure generating element 3 in a recess.
  • this embodiment can only have two partial areas 10, for example.
  • the shape of the covering element 5 is not limited to the shapes shown.
  • high-voltage components in particular can be protected against damage caused by leakage currents and short circuits.
  • a user can also be protected from cross-circuits on touchable surfaces. Since a warning is issued in drop form even with a very small amount of liquid, cost-intensive components, especially batteries or electric drives, can be protected or, if necessary, dried and repaired before they are unusable.
  • the device can also be designed cost-effectively if sensors already present in the battery are used for detection. Retrofitting series that are already in series is also conceivable.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur Erfassung eines Feuchteintritts in ein Gehäuse (2) mit einem Hochvolt-Bauteil. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Gas- oder Druckerzeugungselement (3) vorgesehen ist, das bei Kontakt mit Flüssigkeit in Tropfenform eine Gas- oder Druckentwicklung hervorruft, wobei ein Gas- oder Drucksensor (4) mit dem Gas- oder Druckerzeugungselement (3) in einem gemeinsamen Hüllelement (5) angeordnet ist, und das Hüllelement (5) über zumindest eine Zugangsöffnung (6) mit dem Gehäuse (3) verbunden ist, wobei der Gas- oder Drucksensor (4) einen Druckanstieg oder eine Gasentwicklung in dem Hüllelement (5) erkennt, und ein Warnsignal ausgibt.

Description

Vorrichtung zur Erfassung eines Feuchteintritts
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung eines Feuchteintritts in ein Gehäuse mit einem Hochvolt-Bauteil nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
Prinzipiell sind Vorrichtungen zur Erfassung eines Feuchteintritts aus dem Stand der Technik bekannt. Bei derartigen Vorrichtungen kann der Feuchteeintritt in ein Gehäuse mit einem Hochvolt-Bauteil erkannt werden. Bei einem Hochvolt-Bauteil kann es sich beispielsweise um Bauteile eines Antriebskreislaufs eines Fahrzeugs handeln, wie einem Ladegerät, Leistungselektronik oder elektrischen bzw. elektronischen Maschinen. Weiterhin kann es sich um ein Gehäuse von Hochvoltbatterien handeln, die in Elektrofahrzeugen oder Hybridfahrzeugen verwendet werden. Bei all diesen Bauteilen kann es bereits bei einer geringen Ansammlung von Wasser in Tropfenform zu kritischen Situationen kommen, insbesondere durch ungewollte Kriechströme oder elektrische Kurzschlüsse.
Aus der DE 102018 117 349 A1 ist eine Vorrichtung zur Messung von Druck und/oder Feuchtigkeit bekannt. Über zumindest einen Sensor, umfassend einen Kondensator mit zumindest zwei Elektroden, kann Druck sowie Feuchtigkeit gemessen werden. Zwischen den Elektroden ist zumindest eine dielektrische Schicht angeordnet. Auf einer einem Trägermaterial abgewandten Seite ist zumindest eine Elektrode und/oder die dielektrische Schicht angeordnet. Dabei sind die zumindest eine Elektrode und/oder die dielektrische Schicht in einer Querrichtung zwischen dem Trägermaterial und der Feuchteschicht angeordnet. So verändert sich eine Kapazität durch die auf die dielektrische Schicht auftreffende Flüssigkeit, die über einen kapazitiven Feuchtesensor gemessen werden kann. Diese und weitere bekannte Systeme können die Flüssigkeit beispielsweise durch Schließen eines elektrischen Kontakts detektieren, solange sich die Flüssigkeit bzw. das Medium zwischen den beiden Kontaktflächen befindet. Daher wird zur Detektion von Wassereintritt primär die Leitfähigkeit des Wassers als Detektionsprinzip verwendet. Derartige Vorrichtungen, beispielsweise auch Wasserwächter genannt, können in der Regel nur ab einer gewissen Wassermenge sowie bei einer ausreichenden Leitfähigkeit den Wassereintritt sicher detektieren.
Handelt es sich nun um nur wenige Tropfen, ist die Detektion eines Feuchteeintritts schwierig bzw. kaum möglich, da sich diese Tropfen entweder genau im elektrischen Kontakt der Sensoren befinden müssen, oder, bei einer Messung über die Leitfähigkeit, einen Messraum zwischen den Elektronen ausfüllen müssen. Tritt beispielsweise Wasser in Form von Luftfeuchtigkeit in das Bauteil ein, wird eine Flüssigkeitsphase aus Kondensat gebildet. Diese hat nur eine sehr geringe Leitfähigkeit, wodurch die elektrische Erfassung sehr erschwert ist.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, Drucksensoren zur Erkennung von thermischen Ereignissen bei Fehlfunktionen von Batteriezellen zu verwenden. Derartige Drucksensoren können Druckschwankungen zeitaufgelöst erfassen, sind jedoch bisher ungeeignet zur Erfassung von geringen Flüssigkeitsmengen, die in ein undichtes Gehäuse eindringen.
Die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung besteht nun darin, eine Vorrichtung zur Erfassung eines Feuchteintritts zu schaffen, welche die zuvor genannten Nachteile überwindet.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen im Anspruch 1 und hier insbesondere im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den hiervon abhängigen Unteransprüchen.
Den Kern der erfindungsgemäßen Vorrichtung bildet ein Gas- oder Druckerzeugungselement, das bei Kontakt mit Flüssigkeit in Tropfenform eine Gas- oder Druckentwicklung hervorruft, wobei ein Gas- oder Drucksensor mit dem Gas- oder Druckerzeugungselement in einem gemeinsamen Hüllelement angeordnet ist, und das Hüllelement über zumindest eine Zugangsöffnung mit dem Gehäuse verbunden ist, wobei der Gas- oder Drucksensor einen Druckanstieg oder eine Gasentwicklung in dem Hüllelement erkennt, und ein Warnsignal ausgibt. Bei der Zugangsöffnung kann es sich um eine unterbrochene Stützstruktur an dem Gehäuse handeln. Vorteilhafterweise handelt es sich um mehrere, kleinflächige Bohrungen zum Gehäuseinnenraum.
Beispielsweise kann in einer Ausführungsform ein sich bereits im Gehäuse befindender Drucksensor zur Erfassung eines Druckanstiegs durch thermische Ereignisse des Hochvolt-Bauteils um einen Gas- oder Drucksensor in einem Hüllelement, mit mindestens einer Zugangsöffnung zu dem Innenraum des Gehäuses, ergänzt werden. Bei dem Gasoder Druckerzeugungselement kann es sich um ein chemisches Gas- oder Druckerzeugungselement handeln, das bei Kontakt mit Flüssigkeit in Tropfenform reagiert. Das Hüllelement bildet daher selbst eine Art Gehäuse aus, wodurch der erhöhte Druck- oder Gasanstieg in einem abgegrenzten Bereich ermöglicht wird und erfasst werden kann.
Die Vorrichtung ist zur Erfassung eines Feuchteintritts in ein Gehäuse mit einem Hochvolt-Bauteil ausgelegt. Bei dem Gehäuse kann es sich beispielsweise um ein Batteriegehäuse handeln. Ebenso kann die Vorrichtung jedoch an alle durch einen Wassereintritt, insbesondere einen Wassereintritt in Tropfenform, gefährdeten Bauteilen angeordnet werden. Dies können beispielsweise Steuergeräte, Leistungselektroniken oder Elektroantriebe sein.
Bevorzugt kann der Druckanstieg oder die Gasentwicklung einen von einem thermischen Ereignis abweichende Gradenten aufweisen. Durch den Aufbau des Gas- oder Druckerzeugungselements kann eine Gasmenge erzeugt werden, die innerhalb des Hüllelements zu einem drastischen, d. h. einen sehr hohen, Druckanstieg führt. Dieser Druckanstieg kann von dem Gas- oder Drucksensor erfasst werden. Dabei weist der Gasanstieg bevorzugt einen derart hohen Gradienten auf, sodass dieser von einem Gradienten eines thermischen Ereignisses unterschieden werden kann.
Gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Idee kann es dabei vorgesehen sein, dass das Gas- oder Druckerzeugungselement einen wasserlöslichen Überzug aufweist. Dies kann Alterungsprozessen des Gas- oder Druckerzeugungselementes vorbeugen. So kann der Kontakt der Atmosphäre mit Reaktionsstoffen des Gas- oder Druckerzeugungselements vermieden werden. Der wasserlösliche Überzug kann leicht wasserlösliche Salze, insbesondere Chloride, organische Substanzen, insbesondere Zucker, und/oder Lacke, insbesondere Schellack, enthalten oder daraus bestehen. Der Überzug kann sich bei Kontakt mit flüssigen Substanzen, insbesondere Wasser, auflösen und damit die gaserzeugende Reaktion des Gas- oder Druckerzeugungselements ermöglichen.
Dabei kann es gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen sein, dass das Gasoder Druckerzeugungselement eine Salzverbindung auf Basis von Carbonaten und/oder Hydrogencarbonaten enthält. Ein derart chemisches Gas- oder Druckerzeugungselement kann bei Kontakt mit einer Flüssigkeit eine intensive Gasentwicklung hervorrufen. Insbesondere kann ein Gemisch der oben genannten Salzverbindung mit dem Salz einer wasserlöslichen Säure, insbesondere einer organischen Säure, beispielsweise Formiaten, Acetaten oder Citraten, enthalten sein.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann es vorsehen, dass das Hüllelement eine Ausgleichsbohrung zum Innenbereich des Gehäuses aufweist. Diese kann an jeder beliebigen Stelle an dem Hüllelement angeordnet sein.
Dabei kann es gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen sein, dass das Gasoder Druckerzeugungselement in einer Strukturvertiefung an dem Gehäuse angeordnet ist. Dadurch kann sich durch die Schwerkraft und/oder Dynamik im Betrieb ein vorkommender Flüssigkeitstropfen bereits bei einer sehr geringen Gesamtflüssigkeitsmenge in der Strukturvertiefung ansammeln bzw. dorthin geleitet werden. Damit kann das Vorkommen von Flüssigkeit in Tropfenform bereits sehr früh detektiert werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann es vorsehen, dass das Gas- oder Druckerzeugungselement und der Gas- oder Drucksensor in zwei Teilbereichen des Hüllelements angeordnet sind. So kann beispielsweise der Gas- oder Drucksensor räumlich getrennt von dem Gas- oder Druckerzeugungselement angeordnet werden. Dabei kann das Gas- oder Druckerzeugungselement an einer Position angeordnet werden, die besonders anfällig für Feuchtigkeit ist, oder besonders frühzeitig von Wassertropfen erreicht werden kann. Hingegen kann der Gas- oder Drucksensor an einer anderen Position angeordnet werden, die speziell vor Feuchtigkeit bzw. Tropfenentwicklung geschützt ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann es vorsehen, dass die Teilbereiche über zumindest eine Zuleitung miteinander verbunden sind. Dadurch wird sichergestellt, dass der erhöhte Druckanstieg bzw. Gasanstieg in allen Teilbereichen gleichermaßen spürbar ist. Die Zuleitung kann eine gasführende und/oder pneumatische Verbindung zwischen den Teilbereichen herstellen.
Dabei kann es gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen sein, dass der Gasoder Drucksensor in einem bezüglich einer Gehäuseoberkante erhöhten Bereich angeordnet ist. So kann der Gas- oder Drucksensor vor Feuchtigkeit und damit vor Beschädigung geschützt werden.
In einer weiteren Ausführungsform kann zumindest ein weiterer Sensor zur Messung von Gehalten an Kohlendioxid und/oder Restsauerstoff umfasst sein. Damit können sowohl thermische Ereignisse innerhalb des Gehäuses, insbesondere Ereignisse an Batteriezellen durch Abbau von Sauerstoff bzw. Bildung von Kohlendioxid detektiert werden. Weiterhin können die von dem Gas- oder Druckerzeugungselement erzeugte Kohlendioxid bzw. eine durch diese hervorgerufene Verdrängung von Luftsauerstoff erfasst werden. Ebenso kann diese Funktion in den Gas- oder Drucksensor integriert sein. Im Falle eines thermischen Ereignisses kann beispielsweise über die Zugangsöffnung oder die Ausgleichsbohrung eine Detektion des Ereignisses von den Sensoren sichergestellt werden.
Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich ferner aus den restlichen abhängigen Unteransprüchen und werden anhand der Ausführungsbeispiele deutlich, welche nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben werden.
Dabei zeigen:
Fig. 1 eine mögliche Ausführungsform der Vorrichtung;
Fig. 2 eine weitere mögliche Ausführungsform der Vorrichtung; Fig. 3 eine weitere mögliche Ausführungsform der Vorrichtung.
In der Darstellung der Fig. 1 ist eine mögliche Ausführungsform der Vorrichtung 1 dargestellt. Innerhalb eines Hüllelements 5, das in dieser Ausführungsform in Form einer Haube ausgeführt ist, ist im oberen Bereich ein Gas- oder Drucksensor 4 angeordnet, im Bodenbereich ein Gas- oder Druckerzeugungselement 3. Das Gas- oder Druckerzeugungselement 3 ist direkt mit zumindest einer Zugangsöffnung 6 verbunden, welche eine Verbindung zu dem Gehäuse 2 herstellt, indem ein Hochvolt-Bauteil angeordnet ist. Im oberen Bereich ist an dem Hüllelement 5 eine Ausgleichsbohrung 8 angeordnet. Die Ausführungsform wäre ebenso ohne diese Ausgleichsbohrung 8 denkbar. Bei einem Eintritt von Wasser in Tropfenform reagiert das Gas- bzw. Druckerzeugungselement 3 und erzeugt innerhalb des Hüllelements 5 einen erheblichen Druckanstieg. Dieser kann von dem Sensor 4 detektiert werden. Bei Detektion eines derartigen Ereignisses kann eine gezielte Meldung abgegeben werden, beispielsweise an einen Fahrzeugführer oder ein Bedienpersonal.
Eine weitere Ausführungsvariante der Vorrichtung 1 ist in Fig. 2 zu erkennen. Dieselben Bauteile sind dabei mit denselben Bezugszeichen versehen, sodass hierauf im Detail nicht weiter eingegangen werden muss. Im Unterschied zu Fig. 1 ist hier eine Kombination mit bereits konstruktiv auf dem Gehäuse 2 bzw. auf Platinen angebrachten Sensoren gezeigt. Das Hüllelement 5 kann hier als eine Art Aufsatzhaube eines klassischen Sensors ausgebildet sein. Innerhalb des Hüllelements 5 ist eine Trennwand 13 vorgesehen, die einen direkten Zutritt des Wassers zu dem Gas- bzw. Drucksensor 4 vermeidet. Dadurch kann das Hüllelement 5 in zwei Teilbereiche unterteilt werden.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung 1 , wobei der Gas- oder Drucksensor 4 in einem bezüglich einer Gehäuseoberkante 12 erhöhten Bereich angeordnet ist. Damit kann der Sensor 4 vor einem eventuellen Flüssigkeitszutritt zumindest kurzzeitig geschützt sein. In dieser Ausführungsform erfolgt die Anordnung des Gas- oder Druckerzeugungselements 3 örtlich getrennt von dem Sensor 4. Folglich weist das Hüllelement 5 unterschiedliche Teilbereiche 10 auf, die über Zuleitungen 11 miteinander verbunden sind. Diese Zuleitungen 11 sind gasführende und/oder pneumatische Verbindungen und können aus Rohren oder Schläuchen ausgebildet sein. Optional kann einer der Gas- oder Drucksensor 4 in einer Strukturvertiefung 9 an dem Gehäuse 2 angeordnet werden. So können sich durch die Schwerkraft und/oder Dynamik des Betriebs bewegte Flüssigkeitstropfen in diesem Bereich sammeln, sodass bereits bei geringer Gesamtflüssigkeitsvolumina eine Warnung ausgegeben werden kann.
Selbstverständlich lassen sich die beschriebenen Ausführungsvarianten der Vorrichtung 1 in den Figuren 1 bis 3 auch untereinander kombinieren, sodass verschiedene Möglichkeiten entstehen. So kann beispielsweise die Ausführung gemäß Fig. 3 ohne Anbringung des Gas- oder Druckerzeugungselements 3 in einer Vertiefung erfolgen. Ebenso kann diese Ausführungsform beispielsweise nur zwei Teilbereiche 10 aufweisen. Weiterhin ist selbst verständlich die Form des Hüllelements 5 nicht auf die dargestellten Formen beschränkt.
Mit der vorgeschlagenen Vorrichtung 1 können daher insbesondere Hochvolt-Bauteile gegen Schäden durch Kriechströme und Kurzschluss geschützt werden. Ebenso kann ein Schutz eines Nutzers vor Querschlüssen an berührbaren Oberflächen erfolgen. Da eine Warnung bereits bei einer sehr geringen Flüssigkeitsmeng in Tropfenform hervorgeht, können kostenintensive Bauteile, insbesondere Batterien oder Elektroantriebe, geschützt oder gegebenenfalls getrocknet und repariert werden, bevor diese unbrauchbar sind. Die Vorrichtung kann weiterhin kostengünstig ausgeführt sein, wenn bereits in der Batterie vorhandene Sensoren zur Detektion verwendet werden. Ein Nachrüsten an bereits in Serie befindlichen Baureihen ist ebenso denkbar.

Claims

Patentansprüche Vorrichtung (1) zur Erfassung eines Feuchteintritts in ein Gehäuse (2) mit einem Hochvolt-Bauteil, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gas- oder Druckerzeugungselement (3) vorgesehen ist, das bei Kontakt mit Flüssigkeit in Tropfenform eine Gas- oder Druckentwicklung hervorruft, wobei ein Gas- oder Drucksensor (4) mit dem Gas- oder Druckerzeugungselement (3) in einem gemeinsamen Hüllelement (5) angeordnet ist, und das Hüllelement (5) über zumindest eine Zugangsöffnung (6) mit dem Gehäuse (3) verbunden ist, wobei der Gas- oder Drucksensor (4) einen Druckanstieg oder eine Gasentwicklung in dem Hüllelement (5) erkennt, und ein Warnsignal ausgibt. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckanstieg oder die Gasentwicklung einen von einem thermischen Ereignis abweichende Gradenten aufweist. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas- oder Druckerzeugungselement (3) einen wasserlöslichen Überzug (7) aufweist. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas- oder Druckerzeugungselement (3) eine Salzverbindung auf Basis von Carbonaten und/oder Hydrogencarbonaten enthält. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Hüllelement (5) eine Ausgleichsbohrung (8) zum Innenbereich des Gehäuses (2) aufweist. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas- oder Druckerzeugungselement (3) in einer Strukturvertiefung (9) an dem Gehäuse (2) angeordnet ist. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas- oder Druckerzeugungselement (3) und der Gas- oder Drucksensor (4) in zwei Teilbereichen (10) des Hüllelements (5) angeordnet sind. Vorrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilbereiche (10) über zumindest eine Zuleitung (11) miteinander verbunden sind. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Gas- oder Drucksensor (4) in einem bezüglich einer Gehäuseoberkante (12) erhöhten Bereich angeordnet ist.
PCT/EP2023/072533 2022-09-19 2023-08-16 Vorrichtung zur erfassung eines feuchteintritts WO2024061544A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022003452.2A DE102022003452B3 (de) 2022-09-19 2022-09-19 Vorrichtung zur Erfassung eines Feuchteintritts
DE102022003452.2 2022-09-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024061544A1 true WO2024061544A1 (de) 2024-03-28

Family

ID=87762943

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2023/072533 WO2024061544A1 (de) 2022-09-19 2023-08-16 Vorrichtung zur erfassung eines feuchteintritts

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102022003452B3 (de)
WO (1) WO2024061544A1 (de)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018117349A1 (de) 2018-07-18 2020-01-23 B-Horizon GmbH Vorrichtung zur Messung von Druck und/oder Feuchtigkeit
DE102019206106A1 (de) * 2019-04-29 2020-10-29 Audi Ag Entwässerungsvorrichtung und Gehäuseanordnung für eine elektrische Komponente eines Kraftfahrzeugs
DE102020001393A1 (de) * 2020-03-04 2021-09-09 Daimler Ag Vorrichtung zur Überwachung eines Batteriegehäuses

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020000907A1 (de) 2020-02-13 2021-08-19 Daimler Ag Detektion einer Leckage eines Kühlkreislaufs

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018117349A1 (de) 2018-07-18 2020-01-23 B-Horizon GmbH Vorrichtung zur Messung von Druck und/oder Feuchtigkeit
DE102019206106A1 (de) * 2019-04-29 2020-10-29 Audi Ag Entwässerungsvorrichtung und Gehäuseanordnung für eine elektrische Komponente eines Kraftfahrzeugs
DE102020001393A1 (de) * 2020-03-04 2021-09-09 Daimler Ag Vorrichtung zur Überwachung eines Batteriegehäuses

Also Published As

Publication number Publication date
DE102022003452B3 (de) 2023-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2791689B1 (de) Strommessschaltung, batterie und kraftfahrzeug
DE102012102836B4 (de) Korrosionsumgebungssensor und Verfahren zum Messen einer korrosiven Umgebung
EP2646785A1 (de) Vorrichtung zum erfassen der temperatur eines energiespeichers
DE102010030362A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur kapazitiven Bestimmung eines Füllstandes einer Flüssigkeit in einem Behälter
WO2019141698A1 (de) Erfasssungsvorrichtung zum erfassen einer deformation eines gehäuses eines hochvoltspeichers eines kraftfahrzeugs
DE102012223708A1 (de) Batteriezelle mit Drucksensor
DE102022003452B3 (de) Vorrichtung zur Erfassung eines Feuchteintritts
DE102009026444A1 (de) Steuergerät mit Drucksensor
DE102018222454B4 (de) Detektionsanordnung, Kraftfahrzeug und Verfahren zur Detektion von Flüssigkeit
DE102020202857A1 (de) Vorrichtung sowie Verfahren zur thermischen Überwachung einer Batterie
EP3154115B1 (de) Fehlerdetektion bei batteriezellen
DE102021203706A1 (de) Verfahren zur Isolationsprüfung eines elektrischen Energiespeichers
CH705731B1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur kapazitiven Bestimmung eines Füllstandes eines Fluids in einem Behälter.
WO2002046011A1 (de) Sensoranordnung für einen unterdruck-bremskraftverstärker
WO2015090787A1 (de) Vorrichtung zur erhöhung der sicherheit beim gebrauch von batteriesystemen
DE102020213280A1 (de) Batterie und Verfahren zum Ermitteln eines Fehlerzustandes einer solchen Batterie
DE102020105440A1 (de) Verfahren zum Überwachen einer Batterie mittels einer Sensorvorrichtung, Batterie mit einer Sensorvorrichtung sowie Kraftfahrzeug mit einer Batterie
WO2014095145A1 (de) Batteriezelle mit beschleunigungssensor
DE102022203664B3 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Erkennen eines Defekts einer Batterieanordnung für ein Fahrzeug und Batterieanordnung für ein Fahrzeug
EP3899563B1 (de) Schaltungsvorrichtung für ein fahrzeug und verfahren zum betreiben einer schaltungsvorrichtung
DE102022002966A1 (de) Vorrichtung zur Detektion von Wasser in einem Gehäuse eines elektrischen Energiespeichers
DE102018006104A1 (de) Hochvoltschutzsystem für eine Hochvolt-Batterie sowie Verfahren zum Überwachen der Hochvolt-Batterie
LU501224B1 (de) Steckverbinder mit einem ersten und einem zweiten Sensorelement zur Erfassung eines Kriechstroms, Anordnung mit zwei Steckverbindern und Verfahren zur Erkennung eines Kriechstroms in einem Steckverbinder
EP2728752A2 (de) Elektronische Sensoreinheit zur Erfassung einer berührungslosen Betätigung einer Tür oder Klappe an einem Kraftfahrzeug
DE102022213760B3 (de) Verfahren zur Fremdkörpererkennung in einer Batterie für Kraftfahrzeug, Messvorrichtung sowie ein Kraftfahrzeug

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23758281

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1