WO2024160643A1 - Druckentlastungseinrichtung und gehäuse - Google Patents

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WO2024160643A1
WO2024160643A1 PCT/EP2024/051761 EP2024051761W WO2024160643A1 WO 2024160643 A1 WO2024160643 A1 WO 2024160643A1 EP 2024051761 W EP2024051761 W EP 2024051761W WO 2024160643 A1 WO2024160643 A1 WO 2024160643A1
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WO
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closing element
cover
pressure relief
relief device
housing
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PCT/EP2024/051761
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French (fr)
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Axel Streicher
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ElringKlinger AG
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ElringKlinger AG
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    • 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
    • H01M50/317—Re-sealable arrangements
    • 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
    • H01M50/394—Gas-pervious parts or elements
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a pressure relief device for opening a relief opening in a housing, in particular a battery storage housing, and to a housing, in particular a battery storage housing, for accommodating one or more battery modules.
  • the present invention is based on the object of providing a pressure relief device which provides a safe mode of operation and has a simple structural design.
  • a pressure relief device for opening a relief opening in a housing, in particular a battery storage housing, comprising a base body which can be arranged in the relief opening and which has a passage which connects an inlet and an outlet for the flow of a medium, a closing element which, when a defined activation pressure is exceeded, can be transferred from a closed position in which the closing element closes the passage to an open position in which the closing element opens the passage, and a cover which covers the closing element and/or the passage at least in part and which carries out an adjusting movement with the closing element to open the passage.
  • batteries that are housed in a battery storage housing can overheat and degas if there is a defect, such as a short circuit, or if the ambient temperature is too high. This can release large quantities of gases that must be removed from the housing.
  • the pressure relief device can allow the medium, in particular a gas, to escape from an interior of the housing when the defined activation pressure is exceeded, i.e. when there is an excess pressure in the interior of the housing, for example a so-called bursting pressure.
  • the closing element is moved from the closed position to the open position by an adjusting movement due to a gas pressure in the interior of the housing which exceeds the defined activation pressure, thereby releasing the passage.
  • the passage is opened by the adjusting movement of the closing element from the closed position to the open position in such a way that the medium flows through the passage via the inlet and flows out of the outlet.
  • the medium can also flow through the pressure relief device in the opposite direction.
  • the cover which covers the closing element and/or the passage at least in part, can provide protection against external influences, such as dust, dirt, liquids and the like.
  • the cover can be coupled to the closing element and carry out the adjusting movement together with an adjusting movement of the closing element from the closed position to the open position.
  • the closing element and the cover can be operatively connected to one another.
  • the closing element and the cover By operatively connecting the closing element and the cover, the closing element and the cover can be moved together into the opening position when either the actuating movement of the closing element or the actuating movement of the cover is controlled.
  • An advantageous embodiment of the pressure relief device can provide that the cover is attached to the closing element.
  • the cover can be attached to the locking element by means of a plug connection, snap connection, welded connection, adhesive connection or the like.
  • one or more retaining elements can be provided on the cover, by means of which the cover can be attached to the closing element.
  • the cover can be either detachably attached to the locking element or firmly fixed to the locking element.
  • the cover is formed integrally with the closing element or with a component of the closing element.
  • the cover and the closing element or the component of the closing element can be formed as a common molded body, for example a plastic molded body.
  • cover and the closure element or the cover and the closure element component may be formed as an integral injection-molded component.
  • a particularly preferred development of the pressure relief device can provide that the outlet in the opening position of the closing element and the cover has a flow path that is free of deflection in the radial direction for the medium flowing through the outlet to an outside.
  • the medium can be deflected in the radial direction by the closing element after flowing through the passage and then discharged to the outside in the radial direction without deflection.
  • the medium can be discharged to the outside with a low pressure loss.
  • the pressure relief device therefore allows a maximized volume flow to be discharged from the interior of the housing to the outside.
  • a further advantageous embodiment of the pressure relief device can also provide that the cover and the closing element are arranged in the opening position in a raised position with respect to the base body, in which the Passage is released through a free circumferential flow cross-section of the outlet to an outside.
  • the cover and the closing element are moved into the raised position relative to the base body by the adjusting movement.
  • the base body and the closing element as well as the cover can be arranged at a distance from each other.
  • the free circumferential flow cross-section of the outlet is formed by a distance between the base body and the closing element as well as the cover.
  • One embodiment of the pressure relief device can provide that the cover has a lid portion and a peripheral portion delimiting the lid portion, wherein the peripheral portion extends in such a way that it at least partially covers an outer circumference of the closing element.
  • the cover is designed as a molded body, for example as a plastic molded body, in particular an injection molded element.
  • the cover has a circular geometry in plan view.
  • the cover can have a plate-shaped or pot-shaped configuration.
  • the peripheral portion completely surrounds the cover portion and extends from the cover portion in a shape bent toward the base body, so that the peripheral portion covers the outer circumference of the closing element.
  • one end of the peripheral portion extends in the direction of the base body substantially up to the level of an underside of the closing element facing the passage.
  • the pressure relief device can also be provided with the fact that, in the opening position, the deflection-free flow path of the outlet to the outside is formed by a distance formed in an adjusting movement direction between an end section of the cover and the base body, in particular an edge region of the base body delimiting the passage.
  • the closing element has a gas passage through which, in the closed position of the closing element, a gas exchange is provided between an inlet-side interior and an outlet-side exterior.
  • the gas passage enables gas exchange between the interior and the outside and prevents liquid exchange between the interior and the outside.
  • the gas exchange can be enabled by the gas passage both from the interior towards the outside and in the opposite flow direction.
  • the gas passage can be formed by one or more openings, channels, bores or the like.
  • a further development of the pressure relief device can provide that a gas-permeable and liquid-impermeable element, in particular a permeable membrane, is provided in the gas passage.
  • a gas-permeable and liquid-impermeable element in particular a permeable membrane
  • the permeable membrane enables gas exchange between the interior and the outside and prevents liquid from penetrating from the outside into the interior of the housing.
  • the membrane may be made of any suitable material that allows gas exchange and prevents the penetration of liquid from the outside towards the interior of the housing.
  • the pressure relief device can be provided with an actuating device by means of which the actuating movement of the closing element and/or the cover from the closed position to the open position can be controlled when the defined activation pressure is exceeded.
  • the actuating device can have a pressure activation device associated with the inlet, on which a gas pressure on the inlet side, in particular a gas pressure in the interior of the housing, acts.
  • the pressure activation device can be configured to control the actuating device when the defined activation pressure is exceeded and to trigger the actuating movement of the closing element and/or the cover.
  • a preferred development of the pressure relief device can also provide that the actuating device has a force storage element which is operatively connected to the closing element and/or the cover and controls the actuating movement of the closing element and/or the cover when the defined activation pressure is exceeded.
  • the force storage element is designed as one or more spring elements.
  • the force storage element is arranged in an activated configuration in the closed position of the closing element and the cover, for example a pre-tensioned configuration.
  • the activated force storage element is triggered to act on the closing element and/or the cover and to control the adjustment movement of the closing element and the cover into the opening position.
  • the base body and/or the closing element and/or the cover can be formed at least partially from a composite material or a thermoplastic material.
  • the base body and/or the closing element and/or the cover can be made of any thermoplastic material or any composite material, for example PBT-GF30.
  • the base body and/or the closing element and/or the cover can each be made of the same material or can be made of different materials.
  • the base body can be made of any other suitable material, for example a metal, in particular light metal.
  • An embodiment of the pressure relief device can also provide that the base body can be fixed in the relief opening of the housing, in particular by means of a bayonet lock, a plug connection, screw connection, snap connection, clip connection or the like, or the base body is formed integrally with the housing or a component of the housing.
  • connecting elements corresponding to one another are formed on the base body and on the housing, which form the bayonet lock, the plug connection, the screw connection, the snap connection, the clip connection or the like.
  • the base body can be fixed to the housing by means of a bayonet lock, a plug connection, a screw connection, a snap connection, a clip connection or the like.
  • the base body can be formed integrally with the housing or the component of the housing.
  • the base body can be welded, glued or the like to the housing or the component of the housing, or the base body can be formed with the housing or the component of the housing as an integral component, for example as an injection-molded component.
  • the invention is also based on the object of proposing a housing, in particular a battery storage housing for accommodating one or more battery modules, which enables safe operation and has a simple structure.
  • a housing in particular a battery storage housing for accommodating one or more battery modules, comprising a housing body which encloses an interior space, and at least one relief opening provided in the housing body which forms a connection between the interior space and an outside, wherein a pressure relief device according to one of the previously described embodiments is provided in the at least one relief opening.
  • the housing preferably comprises one or more pressure relief devices according to the invention, each of which is provided in a relief opening in the housing.
  • Such a battery storage housing is preferably suitable for use in motor vehicles, buses, trucks and the like. Further preferred features and/or advantages of the invention are the subject of the following description and the drawings of embodiments.
  • Fig. 1 is a schematic sectional view of an inventive
  • Fig. 2 is a schematic sectional view of the pressure relief device in
  • Fig. 1 in an open configuration.
  • FIG. 1 and 2 show schematic sectional views of an embodiment of a pressure relief device according to the invention, designated as a whole by 100.
  • Fig. 1 shows the pressure relief device 100 in a closed configuration in which a medium is prevented from flowing through the pressure relief device 100.
  • Fig. 2 shows the pressure relief device 100 in an open configuration in which the medium is allowed to flow through the pressure relief device 100.
  • the pressure relief device 100 can have a substantially round geometry. Likewise, the pressure relief device 100 can have any other geometry, for example an oval geometry, angular geometry or the like.
  • the pressure relief device 100 comprises a base body 102, a closing element 104 and a cover 106.
  • the pressure relief device 100 is designed in particular for arrangement in a relief opening 108 in a housing 110.
  • the housing 110 can in particular be a battery storage housing in which several battery modules (not shown in the drawings) can be accommodated.
  • a battery module can preferably comprise one or more battery cells.
  • the housing 110 may preferably enclose an interior space 112.
  • a fluidic connection can be formed between the interior 112 and an exterior 114.
  • the pressure relief device 100 can be arranged in the relief opening 108 to close the relief opening 108 of the housing 110 and is designed to open the relief opening 108 when a defined activation pressure in the interior 112 of the housing 110 is exceeded, for example an overpressure or bursting pressure.
  • a defined activation pressure in the interior 112 of the housing 110 is exceeded, for example an overpressure or bursting pressure.
  • the medium located in the interior 112 for example a gas, can be discharged to an outside 114.
  • the base body 102 can be fixed in the relief opening 108 of the housing 110.
  • a bayonet lock 116 is formed on the base body 102, by means of which the base body 102 can be fixed in the relief opening 108 by means of corresponding engagement elements 118 which are formed on the housing 110.
  • the base body 102 can be fixed to the housing 110 in the relief opening 108 by means of a plug connection, screw connection, snap connection, clip connection or the like.
  • the base body 102 can be formed integrally with the housing 110 or a housing component of the housing 110.
  • the base body 102 has a substantially round geometry.
  • the geometry of the base body 102 is adapted to a geometry of the relief opening 108.
  • the base body 102 can have an oval, square or any other geometry.
  • the base body 102 is preferably at least partially made of a suitable thermoplastic or of a composite material, for example PBT-GF30.
  • the base body 102 can preferably be designed as a molded body, in particular a plastic molded body, for example an injection molded element.
  • the base body 102 can be made of any other suitable material, for example a metal, in particular light metal.
  • the base body 102 comprises a passage 120 which connects an inlet 122 and an outlet 124 for the flow of the medium, in particular the gas.
  • a recess 128 is provided on the outer peripheral portion 126, in which a sealing element 130 is arranged.
  • the sealing element 130 forms a gas-tight and/or liquid-tight seal between the base body 102 and the housing 110.
  • the passage 120 has a preferably round flow cross-section.
  • the passage 120 can be closed by the closing element 104.
  • the closing element 104 is arranged in a closed position 132 in which flow of the medium through the passage 120 is prevented.
  • the closing element 104 in the closed position 132 rests against a contact section 134 of the base body 102 delimiting the passage 120.
  • the closing element 104 has a substantially round geometry.
  • the geometry of the closing element 104 is adapted to the geometry of the passage 120.
  • the closing element 104 is preferably at least partially made of a suitable thermoplastic or of a composite material, for example PBT-GF30.
  • the closing element 104 can be made of any other suitable material, for example a metal, in particular light metal.
  • the locking element 104 can be composed of several components.
  • the closing element 104 or the multiple components of the closing element 104 can be designed as molded bodies, in particular as plastic molded bodies, for example injection molded parts.
  • a sealing element 136 is provided on the closing element 104, with which the closing element 104 in the closed position 132 rests in a sealing manner on the contact section 134 of the base body 102.
  • the sealing element 136 can be designed as a ring seal and arranged on a peripheral portion of the closing element 104.
  • the sealing element 136 can be formed as a separate component and attached to the closing element 104.
  • sealing element 136 can be injection-molded onto the closing element 104; for example, the closing element 104 and the sealing element 136 can be formed as a two-component injection-molded part.
  • the sealing element 136 can be made of an elastomeric plastic.
  • the closing element 104 can be moved from the closed position 132 into an opening position 138 shown in Fig. 2 by an adjusting movement.
  • the actuating movement for transferring the closing element 104 from the closed position 132 to the opening position 138 can be controlled by an actuating device 140.
  • the actuating device 140 is in particular designed to control the actuating movement of the closing element 104 from the closed position 132 to the opening position 138 when the defined activation pressure is exceeded.
  • the actuating device 140 comprises a piston 142 which is coupled to the closing element 132 and a force storage element 144 which controls the actuating movement.
  • the piston 142 and the closing element 132 can be two separate components that are coupled together or can be formed integrally with each other.
  • the force storage element 144 is in particular a spring element, for example a spiral spring.
  • the force storage element 144 is provided in an activated configuration, in particular the spring element is provided in a preloaded configuration.
  • the force storage element 144 When the defined activation pressure is exceeded, the force storage element 144 is activated or triggered and controls the actuating movement of the piston 142, which acts on the closing element 104 in order to move it from the closed position 132 to the opening position 138.
  • the spring element is activated when the defined
  • Activation pressure is released by activating or triggering and acts with a spring force on the piston 142 in order to control the adjusting movement and to transfer the closing element 104 from the closed position 132 to the opening position 138.
  • the actuating device 140 can preferably have a pressure activation device 146.
  • the pressure activation device 146 can be assigned to the inlet side of the interior 112 of the housing 110.
  • the pressure activation device 146 can be configured such that an inlet-side media pressure, in particular a gas pressure in the interior 112 of the housing 110, acts on it, and when the defined activation pressure is exceeded, the pressure activation device 146 can activate or trigger the force storage element 144 so that the actuating movement of the closing element 104 is controlled via the piston 142.
  • the adjusting movement of the closing element 104 from the closed position 136 into the opening position 138 is carried out in particular relative to the base body 102 in an adjusting movement direction R in the direction of the outer side 114.
  • the closing element 104 is designed to release the passage 120 by the adjusting movement when the defined activation pressure in the interior 112 of the housing 110 is exceeded.
  • the cover 106 is coupled to the closing element 104 and, together with the adjusting movement of the closing element 104, carries out an adjusting movement from the closed position 132 to the opening position 138 in order to release the passage 120.
  • the cover 106 is attached to the closing element 104.
  • the cover 106 can be attached to the closing element 104 by a plug connection, snap connection, weld connection, adhesive connection or the like.
  • the cover 106 may be formed integrally with the closure member 104 or with a component of the closure member 104.
  • the cover 106 can preferably be designed as a molded body, in particular a plastic molded body, for example an injection molded element.
  • the cover 106 is formed by a cover portion 148 and a peripheral portion 150 surrounding the cover portion 148 on the circumference.
  • One or more retaining elements 152 may be provided on the cover 106, by means of which the cover 106 is attached to the closing element 104.
  • the cover 106 can be attached to the closing element 104 at a distance therefrom, for example a gap can be formed between the cover 106 and the closing element 104.
  • the peripheral portion 150 of the cover 106 extends from the lid portion 148 in a shape bent toward the base body 102 such that the peripheral portion 150 covers an outer periphery 154 of the closing element 104.
  • an end portion 156 of the peripheral portion 150 of the cover 106 does not extend further in the direction of the base body 102 than an underside of the closing element 104 facing the passage 120.
  • the cover 106 and the closing element 104 are arranged in a raised position with respect to the base body 102, in particular with respect to an outlet-side edge region 158 of the base body 120 delimiting the passage 120.
  • the passage 120 is exposed to the outside 114 by a free circumferential flow cross-section Q in the opening position 138, i.e. in the raised position of the cover 106 and the closing element 104.
  • the outlet 124 to the outside 114 is formed by the free circumferential flow cross-section Q in the opening position 138 of the cover 106 and the closing element 104, i.e. in the raised position of the cover 106 and the closing element 104.
  • a flow path S which is free of deflection in the radial direction is formed by the free circumferential flow cross-section Q in the opening position 138 of the closing element 104 and the cover 106 for the medium flowing through the outlet 124 to the outside 114.
  • This flow path S which is free of deflection in the radial direction, is preferably formed in that the cover 106 in the opening position 138, ie in the position raised with respect to the base body 102, is formed by a distance A in the direction of adjustment movement R between the end section 156 of the cover 106 and the base body 102, in particular the edge region 158 of the base body 120 delimiting the passage 120.
  • the distance A provided in the direction of adjustment movement R between the end portion 156 of the cover 106 and the base body 102, in particular the edge region 158 of the base body 120 delimiting the passage 120, can be 10 mm or more, preferably 20 mm or more, particularly preferably 30 mm or more.
  • the cover 106 in particular the end section 156, does not form a flow obstacle, so that the medium flowing out of the outlet 124 can exit to the outside 114 in the radial direction without deflection.
  • the passage 120 can be opened up by a flow cross-section Q of the outlet 124 that is as large as possible, so that the medium can flow to the outside 114 with a large volume flow or the medium can flow through the passage 120 from the interior 112 to the outside 114 with little pressure loss.
  • a gas passage 160 can preferably be provided in the closing element 104. In the closed position 132 of the closing element 104, a gas exchange between the inlet-side interior 112 and the outlet-side exterior 114 can be ensured by the gas passage 160.
  • pressure equalization between the interior 112 of the housing 110 and the outside 114 can be provided by the gas passage 160 in the closed position 132 of the closing element 104 below the defined activation pressure.
  • the gas passage 160 can enable gas exchange from the interior 112 toward the exterior 114 as well as in the reverse flow direction.
  • the gas passage 160 enables, in particular, gas exchange between the interior 112 and the exterior 114 and prevents liquid exchange between the interior 112 and the exterior 114.
  • the gas passage 160 is formed by one or more openings, channels, bores or the like.
  • a gas-permeable and liquid-impermeable element 162 is arranged in the gas passage 160.
  • the gas-permeable element 162 can in particular be designed as a permeable membrane.
  • One or more openings 164 can be formed in the cover 106, through which the medium exiting through the gas passage 160 can be diverted to the outside 114.
  • the medium exiting through the gas passage 160 can be diverted to the outside 114 through the distance or gap formed between the cover 106 and the closing element 104.

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Abstract

Um eine Druckentlastungseinrichtung zum Öffnen einer Entlastungsöffnung in einem Gehäuse, insbesondere einem Batteriespeichergehäuse, bereitzustellen, welche eine sichere Funktionsweise bereitstellt und einen einfachen Aufbau aufweist, wird vorgeschlagen, dass die Druckentlastungseinrichtung einen Grundkörper aufweist, der in der Entlastungsöffnung anordenbar ist und der einen Durchlass aufweist, welcher einen Einlass und einen Auslass zum Durchströmen eines Mediums verbindet, ein Schließelement, das bei Überschreiten eines definierten Aktivierungsdrucks aus einer Schließposition, in der das Schließelement den Durchlass verschließt, in eine Öffnungsposition überführbar ist, in der das Schließelement den Durchlass freigibt, sowie eine Abdeckung, die das Schließelement und/oder den Durchlass zumindest bereichsweise überdeckt und zum Freigeben des Durchlasses eine Stellbewegung mit dem Schließelement ausführt.

Description

Druckentlastungseinrichtung und Gehäuse
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Druckentlastungseinrichtung zum Öffnen einer Entlastungsöffnung in einem Gehäuse, insbesondere einem Batteriespeichergehäuse, sowie ein Gehäuse, insbesondere Batteriespeichergehäuse zum Aufnehmen eines oder mehrerer Batteriemodule.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Druckentlastungseinrichtung bereitzustellen, welche eine sichere Funktionsweise bereitstellt sowie einen einfachen konstruktiven Aufbau aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Druckentlastungseinrichtung zum Öffnen einer Entlastungsöffnung in einem Gehäuse, insbesondere einem Batteriespeichergehäuse, gelöst, aufweisend einen Grundkörper, der in der Entlastungsöffnung anordenbar ist und der einen Durchlass aufweist, welcher einen Einlass und einen Auslass zum Durchströmen eines Mediums verbindet, ein Schließelement, das bei Überschreiten eines definierten Aktivierungsdrucks aus einer Schließposition, in der das Schließelement den Durchlass verschließt, in eine Öffnungsposition überführbar ist, in der das Schließelement den Durchlass freigibt, sowie eine Abdeckung, die das Schließelement und/oder den Durchlass zumindest bereichsweise überdeckt und zum Freigeben des Durchlasses eine Stellbewegung mit dem Schließelement ausführt.
Insbesondere Batterien, die in einem Batteriespeichergehäuse aufgenommen sind, können bei einem Defekt, beispielsweise einem Kurzschluss, oder bei zu hohen Umgebungstemperaturen überhitzen und entgasen. Dabei können große Mengen Gase freigesetzt werden, die aus dem Gehäuse abgeführt werden müssen.
Die Druckentlastungseinrichtung kann bei Überschreiten des definierten Aktivierungsdrucks, d.h. bei einem Überdruck im Innenraum des Gehäuses, beispielsweise einem so genannten Berstdruck, ein Entweichen des Mediums, insbesondere eines Gases, aus einem Innenraum des Gehäuses ermöglichen. Vorzugsweise wird das Schließelement aufgrund eines Gasdrucks im Innenraum des Gehäuses, der den definierten Aktivierungsdruck überschreitet, durch eine Stellbewegung aus der Schließposition in die Öffnungsposition überführt und gibt dadurch den Durchlass frei.
Bevorzugt wird der Durchlass durch die Stellbewegung des Schließelements aus der Schließposition in die Öffnungsposition in der Weise freigegeben, dass das Medium über den Einlass den Durchlass durchströmt und aus dem Auslass ausströmt. Ebenso kann das Medium in umgekehrter Richtung die Druckentlastungseinrichtung durchströmen.
Durch die das Schließelement und/oder den Durchlass zumindest bereichsweise überdeckende Abdeckung kann ein Schutz vor äußeren Einflüssen, beispielsweise Staub, Schmutz, Flüssigkeiten und dergleichen, vorgesehen sein.
In einer Weiterbildung der Druckentlastungseinrichtung kann die Abdeckung mit dem Schließelement gekoppelt sein und die Stellbewegung zusammen mit einer Stellbewegung des Schließelements aus der Schließposition in die Öffnungsposition ausführen.
Bevorzugt können das Schließelement und die Abdeckung miteinander wirkverbunden sein.
Indem das Schließelement und die Abdeckung miteinander wirkverbunden sind, können das Schließelement und die Abdeckung gemeinsam in die Öffnungsposition überführt werden, wenn entweder die Stellbewegung des Schließelements oder die Stellbewegung der Abdeckung angesteuert wird.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Druckentlastungseinrichtung kann vorsehen, dass die Abdeckung an dem Schließelement angebracht ist.
Insbesondere kann die Abdeckung durch eine Steckverbindung, Rastverbindung, Schweißverbindung, Klebeverbindung oder dergleichen an dem Schließelement angebracht sein. Vorzugsweise können an der Abdeckung ein oder mehrere Halteelement vorgesehen sein, durch welche die Abdeckung an dem Schließelement angebracht sein kann.
Die Abdeckung kann sowohl lösbar an dem Schließelement angebracht sein als auch fest an dem Schließelement fixiert sein.
In einer alternativen Ausgestaltung der Druckentlastungseinrichtung kann vorgesehen sein, dass die Abdeckung integral mit dem Schließelement oder mit einer Komponente des Schließelements ausgebildet ist.
Bevorzugt können die Abdeckung und das Schließelement oder die Komponente des Schließelements als ein gemeinsamer Formkörper, beispielsweise Kunststoffformkörper, ausgebildet sein.
Beispielsweise können die Abdeckung und das Schließelement oder die Abdeckung und die Komponente des Schließelements als eine integrale Spritzgusskomponente ausgebildet sein.
Eine besonders bevorzugte Weiterbildung der Druckentlastungseinrichtung kann vorsehen, dass der Auslass in der Öffnungsposition des Schließelements und der Abdeckung einen in radialer Richtung umlenkungsfreien Strömungsweg für das durch den Auslass zu einer Außenseite strömende Medium aufweist.
Vorzugsweise kann das Medium nach dem Durchströmen des Durchlasses durch das Schließelement in die radiale Richtung umgelenkt werden und dann in der radialen Richtung umlenkungsfrei zur Außenseite ausgeleitet werden.
Durch den in radialer Richtung umlenkungsfreien Strömungsweg des Auslasses, kann das Medium mit einem geringen Druckverlust zur Außenseite ausleitbar sein. Durch die Druckentlastungseinrichtung kann dadurch ein maximierter Volumenstrom aus dem Innenraum des Gehäuses zur Außenseite ausleitbar sein.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Druckentlastungseinrichtung kann zudem vorsehen, dass die Abdeckung und das Schließelement in der Öffnungsposition in einer bezüglich des Grundkörpers angehobenen Position angeordnet sind, in welcher der Durchlass durch einen freien umfangsseitigen Strömungsquerschnitt des Auslasses zu einer Außenseite freigegeben ist.
Insbesondere werden die Abdeckung und das Schließelement durch die Stellbewegung in die gegenüber den Grundkörper angehobene Position überführt.
In der Öffnungsposition bzw. der angehobenen Position können der Grundkörper und das Schließelement sowie die Abdeckung beabstandet zueinander angeordnet sein.
Insbesondere ist in der Öffnungsposition der freie umfangsseitige Strömungsquerschnitt des Auslasses durch einen Abstand zwischen dem Grundkörper und dem Schließelement sowie der Abdeckung ausgebildet.
Vorzugsweise weist der Auslass einen Strömungsquerschnitt auf, der in einer radialen Richtung vollumfänglich zwischen dem Grundkörper und dem Schließelement sowie der Abdeckung ausgebildet ist.
Eine Ausgestaltung der Druckentlastungseinrichtung kann vorsehen, dass die Abdeckung einen Deckelabschnitt und einen den Deckelabschnitt begrenzenden Umfangsabschnitt aufweist, wobei sich der Umfangsabschnitt in der Weise erstreckt, dass dieser einen Außenumfang des Schließelements zumindest teilweise überdeckt.
Vorzugsweise ist die Abdeckung als ein Formkörper ausgebildet, beispielsweise als ein Kunststoffformkörper, insbesondere ein Spritzgusselement.
Insbesondere weist die Abdeckung in der Draufsicht eine kreisförmige Geometrie auf. Die Abdeckung kann eine tellerförmige oder topfförmige Gestalt aufweisen.
Bevorzugt umgibt der Umfangsabschnitt den Deckelabschnitt vollumfänglich und erstreckt sich von dem Deckelabschnitt in einer zum Grundkörper gebogenen Form, so dass der Umfangsabschnitt den Außenumfang des Schließelements überdeckt.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass sich ein Ende des Umfangsabschnitts in Richtung des Grundkörpers im Wesentlich bis auf Höhe einer zum Durchlass weisenden Unterseite des Schließelements erstreckt. Vorteilhaft kann bei der Druckentlastungseinrichtung zudem vorgesehen sein, dass in der Öffnungsposition der umlenkungsfreie Strömungsweg des Auslasses zur Außenseite durch einen in einer Stellbewegungsrichtung gebildeten Abstand zwischen einem Endabschnitt der Abdeckung und dem Grundkörper, insbesondere einem den Durchlass begrenzenden Randbereich des Grundkörpers, ausgebildet ist.
Bevorzugt kann der in der Stellbewegungsrichtung vorgesehene Abstand zwischen dem Endabschnitt der Abdeckung und dem Grundkörper, insbesondere dem den Durchlass begrenzenden Randbereich des Grundkörpers, 10 mm oder mehr, vorzugsweise, 20 mm oder mehr, besonders bevorzugt 30 mm oder mehr, betragen.
In einer Ausgestaltung der Druckentlastungseinrichtung kann zudem vorgesehen sein, dass das Schließelement einen Gasdurchgang aufweist, durch den in der Schließposition des Schließelements ein Gasaustausch zwischen einem einlassseitigen Innenraum und einer auslassseitigen Außenseite vorgesehen ist.
Aufgrund des Gasaustauschs durch den Gasdurchgang kann in der Schließposition des Schließelements ein Druckausgleich zwischen dem Innenraum des Gehäuses und einer Außenseite ermöglicht sein.
Insbesondere ist durch den Gasdurchgang ein Gasaustausch zwischen dem Innenraum und der Außenseite ermöglicht und ein Flüssigkeitsaustausch zwischen dem Innenraum und der Außenseite verhindert.
Bevorzugt kann der Gasaustausch durch den Gasdurchgang sowohl vom Innenraum in Richtung der Außenseite als auch in umgekehrter Strömungsrichtung ermöglicht sein.
Vorzugsweise kann der Gasdurchgang durch eine oder mehrere Durchbrechungen, Kanäle, Bohrungen oder dergleichen ausgebildet sein.
Eine Weiterbildung der Druckentlastungseinrichtung kann vorsehen, dass in dem Gasdurchgang ein gasdurchlässiges und flüssigkeitsundurchlässiges Element, insbesondere eine permeable Membran, vorgesehen ist. Insbesondere ermöglicht die permeable Membran den Gasaustausch zwischen dem Innenraum und der Außenseite und verhindert ein Eindringen von Flüssigkeit von der Außenseite in den Innenraum des Gehäuses.
Die Membran kann aus einem beliebigen geeigneten Werkstoff ausgebildet sein, der den Gasaustausch ermöglicht und das Eindringen von Flüssigkeit von der Außenseite in Richtung des Innenraums des Gehäuses verhindert.
Vorteilhaft kann bei der Druckentlastungseinrichtung vorgesehen sein, dass eine Stelleinrichtung vorgesehen ist, durch welche beim Überschreiten des definierten Aktivierungsdrucks die Stellbewegung des Schließelements und/oder der Abdeckung aus der Schließposition in die Öffnungsposition ansteuerbar ist.
Die Stelleinrichtung kann eine dem Einlass zugeordnete Druckaktivierungsvorrichtung aufweisen, auf welche ein einlassseitiger Gasdruck, insbesondere ein Gasdruck im Innenraum des Gehäuses, wirkt.
Bevorzugt kann die Druckaktivierungsvorrichtung eingerichtet sein, die Stelleinrichtung beim Überschreiten des definierten Aktivierungsdrucks anzusteuern und die Stellbewegung des Schließelements und/oder der Abdeckung auszulösen.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Druckentlastungseinrichtung kann zudem vorsehen, dass die Stelleinrichtung ein Kraftspeicherelement aufweist, das mit dem Schließelement und/oder der Abdeckung wirkverbunden ist und beim Überschreiten des definierten Aktivierungsdrucks die Stellbewegung des Schließelements und/oder der Abdeckung ansteuert.
Insbesondere ist das Kraftspeicherelement als ein oder mehrere Federelemente ausgebildet.
Bevorzugt ist das Kraftspeicherelement in der Schließposition des Schließelements und der Abdeckung in einer aktivierten Konfiguration angeordnet, beispielsweise einer vorgespannten Konfiguration. Beim Überschreiten des definierten Aktivierungsdrucks löst das aktivierte Kraftspeicherelement aus, um auf das Schließelement und/oder die Abdeckung zu wirken und die Stellbewegung des Schließelements und der Abdeckung in die Öffnungsposition anzusteuern.
In einer Weiterbildung der Druckentlastungseinrichtung kann der Grundkörper und/oder das Schließelement und/oder die Abdeckung zumindest teilweise aus einem Verbundwerkstoff oder einem thermoplastischen Kunststoff ausgebildet sein.
Vorzugsweise kann der Grundkörper und/oder das Schließelement und/oder die Abdeckung aus einem beliebigen thermoplastischen Kunststoff oder einem beliebigen Verbundwerkstoff, beispielsweise PBT-GF30, ausgebildet sein.
Der Grundkörper und/oder das Schließelement und/oder die Abdeckung können jeweils aus demselben Material ausgebildet sein oder aus verschiedenen Materialien ausgebildet sein.
Ebenso kann der Grundkörper aus einem beliebigen anderen geeigneten Material, beispielsweise einem Metall, insbesondere Leichtmetall, ausgebildet sein.
Eine Ausgestaltung der Druckentlastungseinrichtung kann zudem vorsehen, dass der Grundkörper in der Entlastungsöffnung des Gehäuses fixierbar ist, insbesondere durch einen Bajonettverschluss, eine Steckverbindung, Schraubverbindung, Rastverbindung, Clipsverbindung oder dergleichen, oder der Grundkörper integral mit dem Gehäuse oder eine Komponente des Gehäuses ausgebildet ist.
Bevorzugt sind an dem Grundkörper und an dem Gehäuse zueinander korrespondierende Verbindungselemente ausgebildet, welche den Bajonettverschluss, die Steckverbindung, die Schraubverbindung, die Rastverbindung, die Clipsverbindung oder dergleichen bilden.
Durch den Bajonettverschluss, die Steckverbindung, die Schraubverbindung, die Rastverbindung, die Clipsverbindung oder dergleichen kann der Grundkörper an dem Gehäuse fixiert werden.
In einer alternativen Ausgestaltung der Druckentlastungseinrichtung kann der Grundkörper integral mit dem Gehäuse oder der Komponente des Gehäuses ausgebildet sein. Beispielsweise kann der Grundkörper mit dem Gehäuse oder der Komponente des Gehäuses verschweißt, verklebt oder dergleichen sein, oder der Grundkörper kann mit dem Gehäuse oder der Komponente des Gehäuses als ein integrales Bauteil, beispielsweise als ein Spritzgussbauteil, ausgebildet sein.
Der Erfindung liegt zudem die Aufgabe zugrunde, ein Gehäuse, insbesondere ein Batteriespeichergehäuse zum Aufnehmen eines oder mehrerer Batteriemodule, vorzuschlagen, welches einen sicheren Betrieb ermöglicht und einen einfachen Aufbau aufweist.
Diese Aufgabe wird durch ein Gehäuse, insbesondere Batteriespeichergehäuse zum Aufnehmen eines oder mehrerer Batteriemodule, aufweisend einen Gehäusekörper, der einen Innenraum umschließt, und wenigstens eine in dem Gehäusekörper vorgesehene Entlastungsöffnung, die eine Verbindung zwischen dem Innenraum und einer Außenseite bildet, gelöst, wobei in der wenigstens einen Entlastungsöffnung eine Druckentlastungseinrichtung gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen vorgesehen ist.
Das Gehäuse umfasst vorzugsweise ein oder mehrere erfindungsgemäße Druckentlastungseinrichtungen, die jeweils in einer Entlastungsöffnung in dem Gehäuse vorgesehen ist.
Insbesondere bei einem Defekt von in einem Batteriespeichergehäuse aufgenommenen Batterien können große Mengen Gase freigesetzt werden, die aus dem Gehäuse abzuleiten sind.
Durch das Vorsehen einer oder mehrerer Druckentlastungseinrichtungen kann bei Überschreiten eines definierten Aktivierungsdrucks im Innenraum des Gehäuses, insbesondere bei einem kritischen Überdruck, ein Entweichen der Gase aus dem Innenraum des Gehäuses ermöglicht sein.
Ein derartiges Batteriespeichergehäuse eignet sich vorzugsweise für die Verwendung in Kraftfahrzeugen, Bussen, Lastkraftwagen und dergleichen. Weitere bevorzugte Merkmale und/oder Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen.
In den Figuren zeigen:
Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen
Ausführungsform einer Druckentlastungseinrichtung in einer geschlossenen Konfiguration;
Fig. 2 eine schematische Schnittansicht der Druckentlastungseinrichtung in
Fig. 1 in einer geöffneten Konfiguration.
Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in sämtlichen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
Die Fig. 1 und 2 zeigen schematische Schnittansichten einer erfindungsgemäßen Ausführungsform einer als Ganzes mit 100 bezeichneten Druckentlastungseinrichtung.
Fig. 1 zeigt die Druckentlastungseinrichtung 100 in einer geschlossenen Konfiguration, in der ein Durchströmen der Druckentlastungseinrichtung 100 durch ein Medium verhindert ist. Fig. 2 zeigt die Druckentlastungseinrichtung 100 in einer geöffneten Konfiguration, in der das Durchströmen der Druckentlastungseinrichtung 100 durch das Medium ermöglicht ist.
Die Druckentlastungseinrichtung 100 kann eine im Wesentlichen runde Geometrie aufweisen. Ebenso kann die Druckentlastungseinrichtung 100 eine beliebige andere Geometrie, beispielsweise eine ovale Geometrie, eckige Geometrie oder dergleichen, aufweisen.
Die Druckentlastungseinrichtung 100 umfasst einen Grundkörper 102, ein Schließelement 104 und eine Abdeckung 106.
Die Druckentlastungseinrichtung 100 ist insbesondere zum Anordnen in einer Entlastungsöffnung 108 in einem Gehäuse 110 ausgebildet. Bei dem Gehäuse 110 kann es sich insbesondere um ein Batteriespeichergehäuse handeln, in dem mehrere in den Figuren zeichnerisch nicht dargestellte Batteriemodule aufnehmbar sind. Ein Batteriemodul kann vorzugsweise eine oder mehrere Batteriezellen umfassen.
Das Gehäuse 110 kann vorzugsweise einen Innenraum 112 umschließen.
Durch die Entlastungsöffnung 108 in dem Gehäuse 110 kann eine fluidische Verbindung zwischen dem Innenraum 112 und einer Außenseite 114 ausgebildet werden.
Die Druckentlastungseinrichtung 100 ist zum Verschließen der Entlastungsöffnung 108 des Gehäuses 110 in der Entlastungsöffnung 108 anordenbar und ist eingerichtet, die Entlastungsöffnung 108 bei Überschreiten eines definierten Aktivierungsdrucks im Innenraum 112 des Gehäuses 110, beispielsweise einem Überdruck bzw. Berstdruck, zu öffnen. Dadurch kann das sich im Innenraum 112 befindende Medium, beispielsweise ein Gas, zu einer Außenseite 114 ausgeleitet werden.
Der Grundkörper 102 ist in der Entlastungsöffnung 108 des Gehäuses 110 fixierbar.
Bevorzugt ist an dem Grundkörper 102 ein Bajonettverschluss 116 ausgebildet, durch welchen der Grundkörper 102 in der Entlastungsöffnung 108 mittels korrespondierenden Eingriffselementen 118, die am Gehäuse 110 ausgebildet sind, fixierbar ist.
Alternativ kann der Grundkörper 102 am Gehäuse 110 durch eine Steckverbindung, Schraubverbindung, Rastverbindung, Clipsverbindung oder dergleichen in der Entlastungsöffnung 108 fixierbar sein.
In einer weiteren alternativen Ausgestaltung kann der Grundkörper 102 integral mit dem Gehäuse 110 oder einer Gehäusekomponenten des Gehäuses 110 ausgebildet sein.
Der Grundkörper 102 weist eine im Wesentlichen runde Geometrie auf. Vorzugsweise ist die Geometrie des Grundkörpers 102 an eine Geometrie der Entlastungsöffnung 108 angepasst. Ebenso kann der Grundkörper 102 eine ovale, eckige oder beliebige andere Geometrie aufweisen. Der Grundkörper 102 ist bevorzugt zumindest teilweise aus einem geeigneten thermoplastischen Kunststoff oder aus einem Verbundwerkstoff, beispielsweise PBT- GF30, ausgebildet.
Der Grundkörper 102 kann bevorzugt als ein Formkörper, insbesondere ein Kunststoffformkörper, beispielsweise ein Spritzgusselement, ausgebildet sein.
Ebenso kann der Grundkörper 102 aus einem beliebigen anderen geeigneten Material, beispielsweise einem Metall, insbesondere Leichtmetall, ausgebildet sein.
Der Grundkörper 102 umfasst einen Durchlass 120, der einen Einlass 122 und einen Auslass 124 zum Durchströmen des Mediums, insbesondere des Gases, verbindet.
Der Grundkörper 102 weist einen Außenumfangsabschnitt 126 auf, der einen zum Gehäuse 110 weisenden Anlagebereich bildet.
Vorzugsweise ist an dem Außenumfangsabschnitt 126 eine Ausnehmung 128 vorgesehen, in der ein Dichtungselement 130 angeordnet ist. Durch das Dichtungselement 130 ist eine gasdichte und/oder flüssigkeitsdichte Abdichtung zwischen dem Grundkörper 102 und dem Gehäuse 110 ausgebildet.
Der Durchlass 120 weist einen vorzugsweise runden Strömungsquerschnitt auf.
Der Durchlass 120 ist durch das Schließelement 104 verschließbar.
In Fig. 1 ist das Schließelement 104 in einer Schließposition 132 angeordnet, in der ein Durchströmen des Durchlasses 120 mit dem Medium verhindert ist.
Bevorzugt liegt das Schließelement 104 in der Schließposition 132 an einem den Durchlass 120 begrenzenden Anlageabschnitt 134 des Grundkörpers 102 an.
Das Schließelement 104 weist eine im Wesentlichen runde Geometrie auf. Insbesondere ist die Geometrie des Schließelements 104 an die Geometrie des Durchlasses 120 angepasst. Das Schließelement 104 ist bevorzugt zumindest teilweise aus einem geeigneten thermoplastischen Kunststoff oder aus einem Verbundwerkstoff, beispielsweise PBT- GF30, ausgebildet.
Ebenso kann das Schließelement 104 aus einem beliebigen anderen geeigneten Material, beispielsweise einem Metall, insbesondere Leichtmetall, ausgebildet sein.
Das Schließelement 104 kann aus mehreren Bauteilen zusammengesetzt sein.
Das Schließelement 104 oder die mehreren Bauteile des Schließelements 104 können als Formkörper ausgebildet sein, insbesondere als Kunststoffformkörper, beispielsweise Spritzgussformteile.
Vorzugsweise ist an dem Schließelement 104 ein Dichtelement 136 vorgesehen, mit welchem das Schließelement 104 in der Schließposition 132 in abdichtender Weise an dem Anlageabschnitt 134 des Grundkörpers 102 anliegt.
Das Dichtelement 136 kann als Ringdichtung ausgebildet sein und an einem Umfangsabschnitt des Schließelements 104 angeordnet sein.
Bevorzugt kann das Dichtelement 136 als separate Komponente ausgebildet sein und an das Schließelement 104 angebracht sein.
Ebenso kann das Dichtelement 136 an das Schließelement 104 angespritzt sein, beispielsweise können das Schließelement 104 und das Dichtelement 136 als Zweikomponenten-Spritzgussteil ausgebildet sein.
Das Dichtelement 136 kann aus einem elastomeren Kunststoff ausgebildet sein.
Das Schließelement 104 ist durch eine Stellbewegung aus der Schließposition 132 in eine in Fig. 2 dargestellte Öffnungsposition 138 überführbar.
Die Stellbewegung zum Überführen des Schließelements 104 aus der Schließposition 132 in die Öffnungsposition 138 ist durch eine Stelleinrichtung 140 ansteuerbar. Die Stelleinrichtung 140 ist insbesondere eingerichtet, beim Überschreiten des definierten Aktivierungsdrucks die Stellbewegung des Schließelements 104 aus der Schließposition 132 in die Öffnungsposition 138 anzusteuern.
Bevorzugt umfasst die Stelleinrichtung 140 einen Kolben 142, der mit dem Schließelement 132 gekoppelt ist, und ein Kraftspeicherelement 144, das die Stellbewegung ansteuert.
Der Kolben 142 und das Schließelement 132 können zwei separate Bauteile sein, die miteinander gekoppelt sind, oder integral miteinander ausgebildet sein.
Bei dem Kraftspeicherelement 144 handelt es sich insbesondere um ein Federelement, beispielsweise eine Spiralfeder.
In der Schließposition 132 des Schließelements 104 ist das Kraftspeicherelement 144 in einer aktivierten Konfiguration vorgesehen, insbesondere ist das Federelement in einer vorgespannten Konfiguration vorgesehen.
Bei Überschreiten des definierten Aktivierungsdrucks wird das Kraftspeicherelement 144 aktiviert bzw. ausgelöst und steuert die Stellbewegung des Kolbens 142 an, der auf das Schließelement 104 wirkt, um dieses aus der Schließposition 132 in die Öffnungsposition 138 zu überführen.
Insbesondere wird das Federelement bei Überschreiten des definierten
Aktivierungsdrucks durch aktivieren bzw. auslösen entspannt und wirkt mit einer Federkraft auf den Kolben 142, um die Stellbewegung anzusteuern und das Schließelement 104 aus der Schließposition 132 in die Öffnungsposition 138 zu überführen.
Zum Aktivieren des Kraftspeicherelements 144 kann die Stelleinrichtung 140 bevorzugt eine Druckaktivierungsvorrichtung 146 aufweisen.
Die Druckaktivierungsvorrichtung 146 kann einlassseitig dem Innenraum 112 des Gehäuses 110 zugeordnet sein. Vorzugsweise kann die Druckaktivierungsvorrichtung 146 eingerichtet sein, dass ein einlassseitiger Mediendruck, insbesondere ein Gasdruck im Innenraum 112 des Gehäuses 110, auf diese wirkt, und bei Überschreiten des definierten Aktivierungsdrucks kann die Druckaktivierungsvorrichtung 146 das Kraftspeicherelement 144 aktivieren bzw. auslösen, sodass über den Kolben 142 die Stellbewegung des Schließelements 104 angesteuert wird.
Die Stellbewegung des Schließelements 104 aus der Schließposition 136 in die Öffnungsposition 138 wird insbesondere relativ zum Grundkörper 102 in eine Stellbewegungsrichtung R in Richtung zur Außenseite 114 ausgeführt.
Das Schließelement 104 ist eingerichtet, bei Überschreiten des definierten Aktivierungsdrucks im Innenraum 112 des Gehäuses 110 den Durchlass 120 durch die Stellbewegung freizugeben.
Die Abdeckung 106 ist mit dem Schließelement 104 gekoppelt und führt zum Freigeben des Durchlasses 120 zusammen mit der Stellbewegung des Schließelements 104 eine Stellbewegung aus der Schließposition 132 in die Öffnungsposition 138 aus.
Insbesondere ist die Abdeckung 106 an dem Schließelement 104 angebracht, beispielsweise kann die Abdeckung 106 durch eine Steckverbindung, Rastverbindung, Schweißverbindung, Klebeverbindung oder dergleichen, an dem Schließelement 104 angebracht sein.
Alternativ kann die Abdeckung 106 integral mit dem Schließelement 104 oder mit einer Komponente des Schließelements 104 ausgebildet sein.
Die Abdeckung 106 kann bevorzugt als ein Formkörper, insbesondere ein Kunststoffformkörper, beispielsweise ein Spritzgusselement, ausgebildet sein.
Die Abdeckung 106 ist durch einen Deckelabschnitt 148 und einen den Deckelabschnitt 148 umfangsseitig umgebenden Umfangsabschnitt 150 ausgebildet. An der Abdeckung 106 können ein oder mehrere Halteelemente 152 vorgesehen sein, durch welche die Abdeckung 106 an dem Schließelement 104 angebracht ist.
Bevorzugt kann die Abdeckung 106 mit einem Abstand zum Schließelement 104 an diesem angebracht sein, beispielsweise kann ein Spalt zwischen der Abdeckung 106 und dem Schließelement 104 gebildet sein.
Der Umfangsabschnitt 150 der Abdeckung 106 erstreckt sich von dem Deckelabschnitt 148 in der Weise in einer zum Grundkörper 102 gebogenen Form, dass der Umfangsabschnitt 150 einen Außenumfang 154 des Schließelements 104 überdeckt.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass sich ein Endabschnitt 156 des Umfangsabschnitts 150 der Abdeckung 106 nicht weiter in Richtung des Grundkörpers 102 erstreckt als eine zum Durchlass 120 weisende Unterseite des Schließelements 104.
In der Öffnungsposition 138 sind die Abdeckung 106 und das Schließelement 104 in einer angehobenen Position bezüglich des Grundkörpers 102, insbesondere bezüglich eines den Durchlass 120 begrenzenden auslassseitigen Randbereichs 158 des Grundkörpers 120, angeordnet.
Vorzugsweise ist der Durchlass 120 in der Öffnungsposition 138, d.h. in der angehobenen Position der Abdeckung 106 und des Schließelements 104, durch einen freien umfangsseitigen Strömungsquerschnitt Q zur Außenseite 114 freigegeben.
Insbesondere ist durch den freien umfangsseitigen Strömungsquerschnitt Q in der Öffnungsposition 138 der Abdeckung 106 und des Schließelements 104, d.h. in der angehobenen Position der Abdeckung 106 und des Schließelements 104, der Auslass 124 zur Außenseite 114 gebildet.
Bevorzugt ist durch den freien umfangsseitigen Strömungsquerschnitt Q in der Öffnungsposition 138 des Schließelements 104 und der Abdeckung 106 für das durch den Auslass 124 zur Außenseite 114 strömende Medium ein in radialer Richtung umlenkungsfreier Strömungsweg S ausgebildet. Dieser in radialer Richtung umlenkungsfreie Strömungsweg S ist vorzugsweise dadurch gebildet, dass die Abdeckung 106 in der Öffnungsposition 138, d.h. in der bezüglich des Grundkörpers 102 angehobenen Position, durch einen Abstand A in Stellbewegungsrichtung R zwischen dem Endabschnitt 156 der Abdeckung 106 und dem Grundkörper 102, insbesondere dem den Durchlass 120 begrenzenden Randbereich 158 des Grundkörpers 120, gebildet ist.
Der in der Stellbewegungsrichtung R vorgesehene Abstand A zwischen dem Endabschnitt 156 der Abdeckung 106 und dem Grundkörper 102, insbesondere dem den Durchlass 120 begrenzenden Randbereich 158 des Grundkörpers 120, kann 10 mm oder mehr, vorzugsweise, 20 mm oder mehr, besonders bevorzugt 30 mm oder mehr, betragen.
Auf diese Weise bildet die Abdeckung 106, insbesondere der Endabschnitt 156, kein Strömungshindernis, so dass das aus dem Auslass 124 strömende Medium in der radialen Richtung umlenkungsfrei zur Außenseite 114 austreten kann.
Dadurch kann der Durchlass 120 durch einen größtmöglichen Strömungsquerschnitt Q des Auslasses 124 freigegeben werden, so dass das Medium mit einem großen Volumenstrom zur Außenseite 114 strömen kann bzw. für das Medium ein druckverlustarmes Durchströmen des Durchlasses 120 aus dem Innenraum 112 zur Außenseite 114 ermöglicht ist.
Dadurch kann ein schnelles Ableiten des Mediums aus dem Innenraum 112 des Gehäuses 110 ermöglicht sein.
In dem Schließelement 104 kann bevorzugt ein Gasdurchgang 160 vorgesehen sein. Durch den Gasdurchgang 160 kann in der Schließposition 132 des Schließelements 104 ein Gasaustausch zwischen dem einlassseitigen Innenraum 112 und der auslassseitigen Außenseite 114 sichergestellt werden.
Insbesondere kann durch den Gasdurchgang 160 in der Schließposition 132 des Schließelements 104 unterhalb des definierten Aktivierungsdrucks ein Druckausgleich zwischen dem Innenraum 112 des Gehäuses 110 und der Außenseite 114 vorgesehen sein. Der Gasdurchgang 160 kann sowohl den Gasaustausch vom Innenraum 112 in Richtung der Außenseite 114 als auch in umgekehrter Strömungsrichtung ermöglichen.
Durch den Gasdurchgang 160 ist insbesondere der Gasaustausch zwischen dem Innenraum 112 und der Außenseite 114 ermöglicht und ein Flüssigkeitsaustausch zwischen dem Innenraum 112 und der Außenseite 114 verhindert.
Vorzugsweise ist der Gasdurchgang 160 durch eine oder mehrere Durchbrechungen, Kanäle, Bohrungen oder dergleichen ausgebildet.
Vorzugsweise ist in dem Gasdurchgang 160 ein gasdurchlässiges und flüssigkeitsundurchlässiges Element 162 angeordnet. Das gasdurchlässige Element 162 kann insbesondere als eine permeable Membran ausgebildet sein.
In der Abdeckung 106 können eine oder mehrere Durchbrechungen 164 ausgebildet sein, durch die das durch den Gasdurchgang 160 austretende Medium zur Außenseite 114 abgeleitet werden kann.
Ebenso kann das durch den Gasdurchgang 160 austretende Medium durch den Abstand bzw. den Spalt, der zwischen der Abdeckung 106 und dem Schließelement 104 ausgebildet ist, zur Außenseite 114 abgeleitet werden.
Bezugszeichenliste
Druckentlastungseinrichtung Grundkörper Schließelement Abdeckung Entlastungsöffnung Gehäuse Innenraum Außenseite
Bajonettverschluss Eingriffselemente Durchlass
Einlass Auslass Außenumfangsabschnitt Dichtungselement Ausnehmung Schließposition Anlageabschnitt Dichtelement Öffnungsposition Stelleinrichtung Kolben
Kraftspeicherelement Druckaktivierungsvorrichtung Deckelabschnitt Umfangsabschnitt Halteelement Außenumfang Endabschnitt Randbereich Gasdurchgang gasdurchlässiges Element Durchbrechung

Claims

Patentansprüche
1. Druckentlastungseinrichtung (100) zum Öffnen einer Entlastungsöffnung (108) in einem Gehäuse (110), insbesondere einem Batteriespeichergehäuse, mit einem Grundkörper (102), der in der Entlastungsöffnung (108) anordenbar ist und der einen Durchlass (120) aufweist, welcher einen Einlass (122) und einen Auslass (124) zum Durchströmen eines Mediums verbindet, mit einem Schließelement (104), das bei Überschreiten eines definierten Aktivierungsdrucks aus einer Schließposition (132), in der das Schließelement (104) den Durchlass (120) verschließt, in eine Öffnungsposition (138) überführbar ist, in der das Schließelement (104) den Durchlass (120) freigibt, und mit einer Abdeckung (106), die das Schließelement (104) und/oder den Durchlass (120) zumindest bereichsweise überdeckt und zum Freigeben des Durchlasses (120) eine Stellbewegung mit dem Schließelement (104) ausführt.
2. Druckentlastungseinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (106) mit dem Schließelement (104) gekoppelt ist und die Stellbewegung zusammen mit einer Stellbewegung des Schließelements (104) aus der Schließposition (132) in die Öffnungsposition (138) ausführt.
3. Druckentlastungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (106) an dem Schließelement (104) angebracht ist, insbesondere durch eine Steckverbindung, Rastverbindung, Schweißverbindung, Klebeverbindung oder dergleichen.
4. Druckentlastungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (106) integral mit dem Schließelement (104) oder mit einer Komponente des Schließelements (104) ausgebildet ist.
5. Druckentlastungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslass (124) in der Öffnungsposition (138) des Schließelements (104) und der Abdeckung (106) einen in radialer Richtung umlenkungsfreien Strömungsweg (S) für das durch den Auslass (124) zu einer Außenseite (114) strömende Medium aufweist.
6. Druckentlastungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (106) und das Schließelement (104) in der Öffnungsposition (138) in einer bezüglich des Grundkörpers (102) angehobenen Position angeordnet sind, in welcher der Durchlass (120) durch einen freien umfangsseitigen Strömungsquerschnitt (Q) des Auslasses (124) zu einer Außenseite (114) freigegeben ist.
7. Druckentlastungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (106) einen Deckelabschnitt (148) und einen den Deckelabschnitt (148) begrenzenden Umfangsabschnitt (150) aufweist, wobei sich der Umfangsabschnitt (150) in der Weise erstreckt, dass dieser einen Außenumfang (154) des Schließelements (104) zumindest teilweise überdeckt.
8. Druckentlastungseinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Öffnungsposition (132) der umlenkungsfreie Strömungsweg (S) des Auslasses (124) zur Außenseite (114) durch einen in einer Stellbewegungsrichtung (R) gebildeten Abstand (A) zwischen einem Endabschnitt (156) der Abdeckung (106) und dem Grundkörper (102), insbesondere einem den Durchlass (120) begrenzenden Randbereich (158) des Grundkörpers (120), ausgebildet ist.
9. Druckentlastungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schließelement (104) einen Gasdurchgang (160) aufweist, durch den in der Schließposition (138) des Schließelements (104) ein Gasaustausch zwischen einem einlassseitigen Innenraum (112) und einer auslassseitigen Außenseite (114) vorgesehen ist.
10. Druckentlastungseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gasdurchgang (160) ein gasdurchlässiges und flüssigkeitsundurchlässiges Element (162), insbesondere eine permeable Membran, vorgesehen ist.
11. Druckentlastungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stelleinrichtung (140) vorgesehen ist, durch welche beim Überschreiten des definierten Aktivierungsdrucks die Stellbewegung des Schließelements (104) und/oder der Abdeckung (106) aus der Schließposition (132) in die Öffnungsposition (138) ansteuerbar ist.
12. Druckentlastungseinrichtung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (140) ein Kraftspeicherelement (144) aufweist, das mit dem Schließelement (104) und/oder der Abdeckung (106) wirkverbunden ist und beim Überschreiten des definierten Aktivierungsdrucks die Stellbewegung des Schließelements (104) und/oder der Abdeckung (106) ansteuert.
13. Druckentlastungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (102) und/oder das Schließelement (104) und/oder die Abdeckung (106) zumindest teilweise aus einem Verbundwerkstoff oder einem thermoplastischen Kunststoff ausgebildet ist.
14. Druckentlastungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (102) in der Entlastungsöffnung (108) des Gehäuses (110) fixierbar ist, insbesondere durch einen Bajonettverschluss (116), eine Steckverbindung, Schraubverbindung, Rastverbindung, Clipsverbindung oder dergleichen, oder der Grundkörper (102) integral mit dem Gehäuse (110) oder einer Komponente des Gehäuses (110) ausgebildet ist.
15. Gehäuse (110), insbesondere Batteriespeichergehäuse zum Aufnehmen eines oder mehrerer Batteriemodule, mit einem Gehäusekörper, der einen Innenraum (112) umschließt, und wenigstens einer in dem Gehäusekörper vorgesehenen Entlastungsöffnung (108), die eine Verbindung zwischen dem Innenraum (112) und einer Außenseite (114) bildet, wobei in der wenigstens einen Entlastungsöffnung (108) eine Druckentlastungseinrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 vorgesehen ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7837399B2 (ja) * 2022-04-27 2026-03-30 株式会社ニフコ 調圧弁

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019100085A1 (de) * 2019-01-04 2020-07-09 Mann+Hummel Gmbh Entgasungseinheit, Elektronikgehäuse, insbesondere Batteriegehäuse, und Kraftfahrzeug
DE102020210388A1 (de) * 2020-08-14 2022-02-17 Elringklinger Ag Druckausgleichsvorrichtung und elektrochemisches System
US20220090688A1 (en) * 2017-04-28 2022-03-24 Nitto Denko Corporation Ventilation unit

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019204859A1 (de) * 2019-04-04 2020-10-08 Elringklinger Ag Druckausgleichsvorrichtung und elektrochemisches System
DE102021125558A1 (de) * 2021-10-01 2023-04-06 Woco Industrietechnik Gmbh KFZ-Batterie-Druckausgleichsventil

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220090688A1 (en) * 2017-04-28 2022-03-24 Nitto Denko Corporation Ventilation unit
DE102019100085A1 (de) * 2019-01-04 2020-07-09 Mann+Hummel Gmbh Entgasungseinheit, Elektronikgehäuse, insbesondere Batteriegehäuse, und Kraftfahrzeug
DE102020210388A1 (de) * 2020-08-14 2022-02-17 Elringklinger Ag Druckausgleichsvorrichtung und elektrochemisches System

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