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DE102013200739A1 - Battery system installed in motor vehicle, has degassing unit that is coupled with fan such that fan increases degassing of degassing unit in case of damage - Google Patents

Battery system installed in motor vehicle, has degassing unit that is coupled with fan such that fan increases degassing of degassing unit in case of damage Download PDF

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Publication number
DE102013200739A1
DE102013200739A1 DE201310200739 DE102013200739A DE102013200739A1 DE 102013200739 A1 DE102013200739 A1 DE 102013200739A1 DE 201310200739 DE201310200739 DE 201310200739 DE 102013200739 A DE102013200739 A DE 102013200739A DE 102013200739 A1 DE102013200739 A1 DE 102013200739A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
degassing
battery
fan
damage
battery unit
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
DE201310200739
Other languages
German (de)
Inventor
Markus Kohlberger
Johannes Biedert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Samsung SDI Co Ltd
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Samsung SDI Co Ltd
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 Robert Bosch GmbH, Samsung SDI Co Ltd filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE201310200739 priority Critical patent/DE102013200739A1/en
Publication of DE102013200739A1 publication Critical patent/DE102013200739A1/en
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Abstract

The battery system (1) has degassing unit (3) that removes gases from battery unit (2) in case of damage such as during electrical overload, mechanical stress, and thermal overheating. The degassing unit is coupled with fan (6) such that the fan increases degassing of degassing unit in case of damage. An independent claim is included for a method for responding to battery system.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Batteriesystem mit zumindest einer Batterieeinheit und einem Entgasungssystem zum Abführen von Gasen aus der zumindest einen Batterieeinheit in Schadensfällen.The invention relates to a battery system with at least one battery unit and a degassing system for removing gases from the at least one battery unit in cases of damage.

Die Erfindung betrifft außerdem ein Kraftfahrzeug mit einem Batteriesystem und ein Verfahren zur Reaktion auf einen Schadensfall eines Batteriesystems. The invention also relates to a motor vehicle with a battery system and a method for responding to a damage case of a battery system.

Lithium-Ionen-Zellen können sich durch elektrische Überladung, mechanische Beanspruchung, thermische Überhitzung oder durch interne oder externe Kurzschlüsse mehr oder weniger stark erwärmen. Um den Druckanstieg in einer Lithium-Ionen-Zelle kontrolliert abzuleiten, verfügen moderne Lithium-Ionen-Zellen über eine Berstöffnung, die eine Berstmembran aufweisen kann. Die beim Bersten austretenden Flüssigkeiten, Dämpfe oder Gase können unzersetzte Elektrolytkomponenten, wie zum Beispiel Dimethylcarbonat (DMC) oder Ethylencarbonat (EC), oder auch brennbare Zersetzungsprodukte wie beispielsweise Kohlenmonoxid (CO), Wasserstoff (H2) oder Methan (CH4) enthalten, sowie Zersetzungsprodukte des Leitsalzes Fluorwasserstoff (HF) oder phosphorhaltige Verbindungen wie beispielsweise Phosphoryltrifluorid (POF3). Auch durch Korrosion oder einfache mechanische Beschädigungen der Berstmembran oder des Gehäuses generell, beispielsweise durch Feuchtigkeit oder Kriechströme kann es zum Austritt von Gasen und Elektrolyt kommen, was sich nur langsam durch abfallende Zellspannungen und sich erhöhende Innenwiderstände der Batterie bemerkbar macht. Lithium-ion cells may become more or less hot due to electrical overload, mechanical stress, thermal overheating, or internal or external short circuits. In order to derive the increase in pressure in a controlled lithium-ion cell, modern lithium-ion cells have a burst opening, which may have a bursting membrane. The bursting liquids, vapors or gases may contain undecomposed electrolyte components such as dimethyl carbonate (DMC) or ethylene carbonate (EC) or combustible decomposition products such as carbon monoxide (CO), hydrogen (H 2 ) or methane (CH 4 ). and decomposition products of the conductive salt hydrogen fluoride (HF) or phosphorus-containing compounds such as phosphoryl trifluoride (POF 3 ). Also by corrosion or simple mechanical damage of the bursting membrane or the housing in general, for example by moisture or leakage currents may lead to the escape of gases and electrolyte, which makes itself felt only slowly by falling cell voltages and increasing internal resistance of the battery.

Bei Batteriesystemen werden die beim Bersten austretenden Flüssigkeiten, Dämpfe oder Gase über ein Entgasungssystem, beispielsweise über Kunststoffrohre oder Schläuche gesammelt und aus dem Batteriegehäuse nach außen geleitet. Außen wird das Entgasungssystem durch ein einfaches Ventil verschlossen. Ein üblicher Aufbau ist hierzu ein Deckel über einer oder mehreren Batteriezellen. Der Abtransport des Gases erfolgt durch Verwendung des Überdrucks, mit dem das Gas ausströmt. In battery systems, the exiting bursting liquids, vapors or gases are collected via a degassing system, for example via plastic pipes or hoses and directed out of the battery case to the outside. Outside the degassing system is closed by a simple valve. A common structure for this purpose is a cover over one or more battery cells. The removal of the gas takes place by using the overpressure with which the gas flows out.

Ein derartiges Batteriezellenmodul ist beispielsweise in der DE 10 2011 002 631 A1 beschrieben. Das Batteriezellenmodul umfasst eine Mehrzahl von Batteriezellen, die jeweils eine Entgasungsöffnung aufweisen, sowie einen damit abdichtend verbundenen Deckel, der einen Gasaufnahmeraum zur temporären Aufnahme von aus den Batteriezellen entwichenem Gas aufweist und der sich über mehrere Batteriezellen erstreckt. Such a battery cell module is for example in the DE 10 2011 002 631 A1 described. The battery cell module comprises a plurality of battery cells, each having a degassing opening, and a cover sealingly connected thereto, which has a gas receiving space for temporarily receiving gas escaped from the battery cells and which extends over a plurality of battery cells.

Aus der DE 10 2009 046 835 A1 ist ebenfalls eine Batterie mit einem Entgasungssystem bekannt, wobei die Batteriezellen Entgasungsöffnungen aufweisen, die mit Bezug auf die Schwerkraft unterhalb der Batteriezellen angeordnet sind, um ein besseres Abführen von Austretungen, d. h. von Gasen und flüssigem Elektrolyt aus den Batteriezellen zu ermöglichen. From the DE 10 2009 046 835 A1 Also, a battery with a degassing system is known, wherein the battery cells have vent openings, which are arranged with respect to gravity below the battery cells to allow a better discharge of leaks, ie gases and liquid electrolyte from the battery cells.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das erfindungsgemäße Batteriesystem umfasst einen Lüfter, der derart mit dem Entgasungssystem gekoppelt ist, dass der Lüfter bei einem Schadensfall eine Entgasungsleistung des Entgasungssystems erhöht. Der Abtransport des Gases erfolgt hierbei vorteilhaft nicht allein durch Verwendung des Überdrucks, mit dem das Gas ausströmt, sondern wird von zusätzlichen Einbauten und/oder systemischen Veränderungen unterstützt und beschleunigt. The battery system according to the invention comprises a fan which is coupled to the degassing system such that the fan increases a degassing performance of the degassing system in the event of a damage. The removal of the gas is advantageously carried out not only by using the overpressure with which the gas flows, but is supported and accelerated by additional installations and / or systemic changes.

Als Entgasung kann im Rahmen der Erfindung das Abführen von Gasen, aber auch von austretenden Flüssigkeiten oder Dämpfen, d. h. gesättigten Gasen bezeichnet werden. Als Entgasungsleistung wird ein Volumendurchsatz, ein Massendurchsatz und/oder ein geeignetes Maß für die Reduzierung der Teilchenzahl in der beschädigten Batterieeinheit bezeichnet, was jeweils auf ein definiertes Zeitintervall bezogen ist. Der Lüfter kann dabei an verschiedenen Stellen an das Entgasungssystem gekoppelt sein, daher kann sich die Entgasungsleistung auf Gas beziehen, welches sich in der Batterieeinheit befindet oder auch auf Gas, welches sich im Sammelbecken oder in Leitungen des Entgasungssystems befindet. As degassing can in the context of the invention, the removal of gases, but also of escaping liquids or vapors, d. H. Saturated gases are called. As a degassing performance, a volume flow rate, a mass flow rate and / or a suitable measure for the reduction of the number of particles in the damaged battery unit is referred to, which in each case is based on a defined time interval. The fan can be coupled at different points to the degassing, therefore, the degassing can refer to gas, which is located in the battery unit or on gas, which is located in the reservoir or in lines of the degassing.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch vorgegebenen Vorrichtung möglich. The measures listed in the dependent claims advantageous refinements and improvements of the independent claim predetermined device are possible.

Der Schadensfall kann beispielsweise eine Überladung der Batterieeinheit, eine Beschädigung eines Gehäuses der Batterieeinheit und/oder eine Überhitzung der Batterieeinheit sein. Oftmals bedeutet der Schadensfall eine Überschreitung eines definierten Drucks im Gehäuse der Batterieeinheit und kann hierdurch festgestellt werden. The damage can be, for example, an overcharge of the battery unit, damage to a housing of the battery unit and / or overheating of the battery unit. Often the loss means exceeding a defined pressure in the housing of the battery unit and can be determined by this.

Besonders vorteilhaft ist, wenn der Lüfter eingerichtet ist, Gase aus der Batterieeinheit, aus Sammelbecken und/oder Leitungen des Entgasungssystems zu saugen. Hierdurch wird verhindert, dass bei einer undichten Stelle im System, das zum Beispiel durch mechanischen Schaden in Folge eines Unfalls entstanden ist, zusätzlich Gas durch die undichten Stellen aus dem Gehäuse der betroffenen Batterieeinheiten gedrückt wird. Die Gase werden aus dem Fahrzeug nach außen geleitet, ohne dass zusätzliches Gas in das beschädigte System oder gar in den Fahrzeuginnenraum eingeführt wird. Ein saugender Lüfter kann auch dadurch beschrieben werden, dass er an einer Ableitung des Entgasungssystems angeordnet ist.It is particularly advantageous when the fan is arranged to suck gases from the battery unit, from reservoir and / or lines of the degassing system. This prevents that in case of a leak in the system, which is caused for example by mechanical damage as a result of an accident, in addition gas is pressed through the leaks from the housing of the affected battery units. The gases are directed out of the vehicle without additional gas is introduced into the damaged system or even into the vehicle interior. A sucking fan may also be described as being located at a drain of the degassing system.

Alternativ hierzu oder zusätzlich hierzu kann der Lüfter eingerichtet sein, zusätzliche Luft von außen in des Entgasungssystem einzublasen. In diesem Fall ist der Lüfter an einer Zuleitung des Entgasungssystems angeordnet. Alternatively, or in addition to this, the fan may be configured to inject additional air from outside into the degassing system. In this case, the fan is arranged on a supply line of the degassing system.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist der Lüfter zur Kühlung der Batterieeinheit eingerichtet. Vorteilhaft wird dabei erreicht, ein bestehendes System, d. h. eine schon vorhandene Einrichtung, durch wenige bauliche Veränderungen so einzurichten, dass es im Schadfall zur Erhöhung der Entgasungsleistung des Entgasungssystems beiträgt. Bei Systemen mit Luftkühlung wird der Luftstrom des Kühlsystems der Batterieeinheit zum Unterstützen der Entgasung verwendet. Bei ungekühlten oder flüssig gekühlten Systemen wird ein zusätzlicher Lüfter eingerichtet. According to a preferred embodiment, the fan for cooling the battery unit is set up. It is advantageously achieved, an existing system, d. H. an already existing device to set up by a few structural changes so that it contributes to increase the degassing performance of the degassing system in the event of damage. In systems with air cooling, the air flow of the cooling system of the battery unit is used to assist in degassing. For uncooled or liquid cooled systems, an additional fan is set up.

Bevorzugt umfasst das Batteriesystem zumindest eine Klappe und/oder ein Ventil, welche ein Eindringen von Schadgasen in Zugängen zu der Batterieeinheit und Zuleitungen eines Kühlsystems und/oder des Entgasungssystems verhindern. Wenn blasende Lüfter vorhanden sind, das heißt Lüfter in Zuleitungen des Systems angeordnet sind, werden derartige Ventile beispielsweise eingesetzt, um ungewollte Strömungen entgegen die Strömungsrichtung in die Zuleitungen zu verhindern, was insbesondere dann wichtig ist, wenn die Lüfter im Normalbetrieb zur Kühlung der Batteriemodule eingesetzt werden und/oder wenn die Zuleitungen mit dem Fahrzeuginnenraum in Verbindung stehen. Die Ventile werden bevorzugt zwischen dem Lüfter und der Batterieeinheit angeordnet. Wenn die Lüfter angeschaltet sind, ist durch Öffnung des Ventils die Luftbewegung in der Leitung möglich. Das Ventil kann als Rückschlagventil ausgebildet oder elektronisch und/oder hydraulisch steuerbar sein. Bevorzugt ist aus Kostengründen ein Rückschlagventil. Die Klappen sind bevorzugt elektronisch steuerbar. Drosselvorrichtungen können für den Einsatz als Klappe ebenso gut geeignet sein.Preferably, the battery system comprises at least one flap and / or a valve which prevent ingress of noxious gases in access to the battery unit and supply lines of a cooling system and / or the degassing system. If blowing fans are present, that is fans are arranged in supply lines of the system, such valves are used, for example, to prevent unwanted currents against the direction of flow into the supply lines, which is particularly important when the fans are used in normal operation for cooling the battery modules be and / or when the leads are in communication with the vehicle interior. The valves are preferably arranged between the fan and the battery unit. When the fans are turned on, opening the valve will allow air to move in the duct. The valve can be designed as a check valve or electronically and / or hydraulically controllable. For cost reasons, a check valve is preferred. The flaps are preferably electronically controllable. Throttle devices may also be suitable for use as a flap.

Nach einer Ausführungsform umfasst das Batteriesystem eine Gaspatrone, die an das Entgasungssystem derartig gekoppelt ist, dass bei einem Schadensfall in der Gaspatrone enthaltenes Gas in das Batteriesystem einführbar ist. Die Gaspatrone kann zur einmaligen oder mehrmaligen Verwendung ausgelegt sein und beispielsweise elektronisch betätigbar sein. Die Zuleitung zum Entgasungssystem kann durch Überdruck in der Gaspatrone oder durch einen blasenden Lüfter erfolgen, der Luft zum Schadgasabtransport in das Entgasungssystem einbläst. Bevorzugt enthält die Gaspatrone ein Inertgas und/oder ein neutralisierendes Gas. Die Gaspatrone kann darüber hinaus weitere Gase enthalten, welche zu weiteren Zwecken bestimmt sind. Beispielsweise kann die Gaspatrone mit CO2 und/oder mit Stickstoff gefüllt sein, was einer Inertisierung der Batterieeinheit und/oder des Entgasungssystems zuträglich ist. Ein neutralisierendes Gas umfasst beispielsweise Komponenten, welche Fluorwasserstoff oder Phosphoroxidtrifluorid binden, mit diesen Stoffen reagieren und/oder flammenhemmend sind. According to one embodiment, the battery system comprises a gas cartridge which is coupled to the degassing system in such a way that gas contained in the gas cartridge in the event of a damage can be introduced into the battery system. The gas cartridge may be designed for single or multiple use and, for example, be electronically actuated. The supply line to the degassing can be done by overpressure in the gas cartridge or by a blowing fan, which injects air for Schadgasabtransport in the degassing system. Preferably, the gas cartridge contains an inert gas and / or a neutralizing gas. The gas cartridge may also contain other gases which are intended for further purposes. For example, the gas cartridge may be filled with CO 2 and / or with nitrogen, which is conducive to inerting the battery unit and / or the degassing system. A neutralizing gas includes, for example, components which bind hydrogen fluoride or phosphorus oxytrifluoride, react with these substances and / or are flame retardant.

Die Gaspatrone kann zusätzlich hierzu oder alternativ hierzu ein Gas mit einem Farbstoff enthalten, der beispielsweise zumindest eine sich auf Leitungen des Entgasungssystems niederschlagende Komponente aufweist. Der Farbstoff weist bevorzugt eine Signalfarbe wie rot oder orange auf. Beteiligte können hierdurch sofort erkennen, ob das Entgasungssystem ausgelöst hat, auch wenn sich die austretenden Gase bereits verflüchtigt haben oder wenn das System erst während eines Einsatzes auslöst, zum Beispiel bei einem Fahrzeugbrand während des Löschens. In addition to this or alternatively, the gas cartridge may contain a gas with a dye which, for example, has at least one component which precipitates on lines of the degassing system. The dye preferably has a signal color such as red or orange. Participants can thus immediately detect whether the degassing system has triggered, even if the escaping gases have already volatilized or if the system triggers only during an operation, for example in a vehicle fire during extinguishing.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, das mit einem der oben beschriebenen Batteriesysteme ausgestattet ist. Bevorzugt ist als Batteriesystem ein Hochvolt-Batteriesystem, das Lithium-Ionen-Zellen umfasst und zum Antrieb des Fahrzeugs geeignet ist. According to a further aspect of the invention, a motor vehicle is proposed, which is equipped with one of the battery systems described above. As a battery system, a high-voltage battery system which comprises lithium-ion cells and is suitable for driving the vehicle is preferred.

Nach einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren vorgeschlagen zur Reaktion auf einen Schadensfall eines Batteriesystems, das zumindest eine Batterieeinheit, ein Entgasungssystem zum Abführen von Gasen aus der zumindest einen Batterieeinheit in Schadensfällen und einen Lüfter umfasst, mit den Schritten:

  • a) Ermitteln eines Schadensfalls,
  • b) Ansteuern des Lüfters zur Erhöhung einer Entgasungsleistung des Entgasungssystems.
According to a further aspect, a method is proposed for responding to a damage situation of a battery system comprising at least one battery unit, a degassing system for discharging gases from the at least one battery unit in cases of damage and a fan, with the steps:
  • a) determining a damage event,
  • b) driving the fan to increase a degassing of the degassing system.

In einem Fall, wenn der Lüfter Kühlung der Batterieeinheit eingerichtet ist, umfasst das Verfahren zusätzlich den Schritt

  • c) Schließen von Zugängen zu der Batterieeinheit und/oder Zuleitungen eines Kühlsystems und/oder des Entgasungssystems.
In a case where the cooling fan of the battery unit is set, the method additionally includes the step
  • c) closing accesses to the battery unit and / or supply lines of a cooling system and / or the degassing system.

Vorteile der Erfindung Advantages of the invention

Der Abtransport des Gases erfolgt im Schadensfall vorteilhaft nicht allein durch Verwendung des Überdrucks, mit dem das Gas ausströmt, sondern wird durch zusätzliche Einbauten und/oder systemische Veränderungen unterstützt und beschleunigt.In the event of damage, the removal of the gas advantageously does not take place solely by using the overpressure with which the gas flows out, but is supported and accelerated by additional installations and / or systemic changes.

Vorteilhaft an allen beschriebenen Systemen ist, dass sie den Druckabfall im System z.B. durch einen Staubfilter oder Schadstoffiltern wie sie bei solchen Systemen zum Teil zum Einsatz kommen, der sonst zu einem Stau der Gase in der Batterie und Austritt in den Innenraum führen kann, verhindern bzw. ausgleichen.An advantage of all systems described is that they reduce the pressure in the system, for example a dust filter or pollutant filters as they are used in such systems partly used, which can otherwise lead to a congestion of the gases in the battery and leakage into the interior, prevent or compensate.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and explained in more detail in the following description.

Es zeigenShow it

1 ein Batteriesystem nach einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform mit einem saugenden Lüfter, 1 a battery system according to a first embodiment of the invention with a sucking fan,

2 ein Batteriesystem nach einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform mit einem saugenden Lüfter, 2 a battery system according to a second embodiment of the invention with a sucking fan,

3 ein Batteriesystem nach einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform mit einem saugenden Lüfter, 3 a battery system according to a third embodiment of the invention with a sucking fan,

4 ein Batteriesystem nach einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform mit einem blasenden Lüfter und 4 a battery system according to a first embodiment of the invention with a blowing fan and

5 ein Batteriesystem nach einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform mit einem blasenden Lüfter. 5 a battery system according to a second embodiment of the invention with a blowing fan.

In 1 ist ein Batteriesystem 1 dargestellt, das eine Batterieeinheit 2 umfasst. Das Batteriesystem 1 kann beispielsweise bei elektrisch angetriebenen Fahrzeugen als Energiequelle eingesetzt werden. Bei Elektro- und Hybridfahrzeugen werden vermehrt auf Lithium basierende Akkuzellen eingesetzt, da diese derzeit die größte verfügbare Energiedichte bei geringstem Gewicht aufweisen, insbesondere im Vergleich zu auf Nickel oder Blei basierenden Akkumulatoren. Die Begriffe "Batterie" und "Batteriesystem" werden in der vorliegenden Beschreibung im üblichen Sprachgebrauch angepasst für Akkumulator beziehungsweise Akkumulatorsystem verwendet. In 1 is a battery system 1 represented, which is a battery unit 2 includes. The battery system 1 can be used as an energy source, for example, in electrically powered vehicles. In electric and hybrid vehicles, battery cells based on lithium are increasingly being used since they currently have the largest available energy density with the lowest weight, in particular in comparison with nickel or lead-based accumulators. The terms "battery" and "battery system" are used in the present description adapted in the usual language for accumulator or accumulator system.

Die Batterieeinheit 2 kann eine oder mehrere Batteriezellen, Batteriemodule und/oder Batteriemodulstränge aufweisen. Beispielsweise kann eine Batterie mehrere Batteriemodulstränge aufweisen, welche jeweils eine Mehrzahl von in Serie oder parallel geschalteten Batteriemodulen umfasst, wobei jedes Batteriemodul wiederum einzelne oder eine Mehrzahl von parallel oder in Serie geschalteten Batteriezellen umfasst. Die Batterieeinheit 2 ist an ein Entgasungssystem 3 gekoppelt, welches in der dargestellten Ausführungsform vier an die Batterieeinheit gekoppelte Sammelbecken 4 und eine Leitung 5 umfasst. Die Batterieeinheit 2 kann ebenso ein einzelnes, sich über die Batteriemodule oder -stränge erstreckendes Sammelbecken 4 aufweisen, das einen einzigen Abfluss in die Leitung 5 aufweist. The battery unit 2 may include one or more battery cells, battery modules, and / or battery module strings. For example, a battery may include a plurality of battery module strings, each comprising a plurality of battery modules connected in series or in parallel, each battery module in turn comprising individual or a plurality of battery cells connected in parallel or in series. The battery unit 2 is to a degassing system 3 coupled, which in the illustrated embodiment, four coupled to the battery unit collection tank 4 and a line 5 includes. The battery unit 2 may also be a single reservoir extending across the battery modules or strands 4 that have a single drain in the pipe 5 having.

Das Batteriesystem 1 umfasst weiterhin einen Lüfter 6, der an einer Ableitung 7 des Entgasungssystems 4 angeordnet ist. Die Ableitung 7 des Entgasungssystems 3 fällt in dieser Ausführungsform mit der Ableitung 20 eines Kühlsystems 10 zusammen, welches eingerichtet ist, die Batterieeinheit 2 zu kühlen. Das Kühlsystem 10 zur Kühlung der Batterieeinheit 2 umfasst im dargestellten Ausführungsbeispiel einen weiteren Lüfter 9, der in einer Leitung 19 des Kühlsystems 10 angeordnet ist, kann aber ebenso nur mit Hilfe des ableitungsseitig angeordneten Lüfters 6 betrieben werden. Eine gemeinsame Leitung 8 wird vom Kühlsystem 10 und vom Entgasungssystem 3 verwendet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel gehen von der gemeinsamen Leitung 8 Zugänge 11 zu der Batterieeinheit 2 ab, worüber diesen die Kühlluft zugeführt wird.The battery system 1 also includes a fan 6 who is at a derivative 7 the degassing system 4 is arranged. The derivative 7 the degassing system 3 falls in this embodiment with the derivative 20 a cooling system 10 together, which is set up, the battery unit 2 to cool. The cooling system 10 for cooling the battery unit 2 includes in the illustrated embodiment, another fan 9 who is in a leadership 19 of the cooling system 10 is arranged, but can also just with the help of the discharge side arranged fan 6 operate. A common leadership 8th is from the cooling system 10 and the degassing system 3 used. In the illustrated embodiment go from the common line 8th Additions 11 to the battery unit 2 from what this the cooling air is supplied.

Das System weist verschiedene Klappen 12, 13, 17 auf, welche jeweils in eine Durchlass- und in eine Sperrrichtung gestellt werden können, um für die jeweiligen Leitungszweige die notwendigen Zustände der Evakuierung oder der Beströmung mit Luft einmal für den Kühlbetrieb der Batterieeinheit 2 und für den Entgasungsbetrieb der Batterieeinheit 2 bereitzustellen. Das System ist im Entgasungsbetrieb dargestellt. Eine erste Klappe 12, welche in der Leitung 19 des Kühlsystems 10 angeordnet ist, ist geschlossen, so dass austretende Gase in diesen Teil der Anlage nicht vordringen können. Eine zweite Klappe 13, welche in der Leitung 5 des Entgasungssystems 3 angeordnet ist, befindet sich dagegen in Durchlassstellung, so dass das ausströmende Gas vom Lüfter 6 abgesaugt werden kann. Die Klappen sind bevorzugt elektrisch schaltbar. Um zu verhindern, dass das austretende Gas in das Batteriesystem 2 gelangt, verschließen dritte Klappen 17 die Zugänge 11 zum Batteriesystem 2. Im Kühlbetrieb werden die Klappen 12, 13, 17 umgeschaltet, so dass sich die erste Klappe 12 und die dritten Klappen 17 in Durchlassstellung befinden und die zweite Klappe 13 sperrt. The system has several flaps 12 . 13 . 17 on, which can be placed in a forward and in a reverse direction, respectively, for the respective line branches the necessary states of evacuation or the flow of air once for the cooling operation of the battery unit 2 and for the degassing operation of the battery unit 2 provide. The system is shown in the degassing operation. A first flap 12 which in the line 19 of the cooling system 10 is arranged is closed so that escaping gases can not penetrate into this part of the plant. A second flap 13 which in the line 5 the degassing system 3 is arranged, however, is in the passage position, so that the outflowing gas from the fan 6 can be sucked off. The flaps are preferably electrically switchable. To prevent the leaking gas in the battery system 2 passes, close third flaps 17 the accesses 11 to the battery system 2 , In cooling mode, the flaps 12 . 13 . 17 Switched so that the first flap 12 and the third flaps 17 in the forward position and the second flap 13 locks.

2 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Batteriesystems 1 mit einem Leitungssystem 5, 8, 19, welches sich nur wenig von dem in 1 dargestellten Beispiel unterscheidet. Der Lüfter 6 ist an der gemeinsamen Ableitung 7, 20 des Entgasungssystems 3 und des Kühlsystems 10 angeordnet. Im Gegensatz zu dem in 1 dargestellten Beispiel gehen die Zugänge 11 zu der Batterieeinheit 2 nicht von der gemeinsamen Leitung 8 ab, sondern von der Leitung 19 des Kühlsystems 10. Dies hat den Vorteil, dass die in 1 dargestellten dritten Klappen 17 in den Zugängen 11 zu der Batterieeinheit 2 nicht notwendig sind. In diesem Fall reicht die erste Klappe 12 aus, welche das Kühlsystem 10 vom Entgasungssystem 3 trennt. 2 shows a further embodiment of the battery system according to the invention 1 with a pipe system 5 . 8th . 19 , which is little of the in 1 example differs. The fan 6 is at the common derivative 7 . 20 the degassing system 3 and the cooling system 10 arranged. Unlike the in 1 The example shows the accesses 11 to the battery unit 2 not from the common line 8th but from the line 19 of the cooling system 10 , This has the advantage that the in 1 illustrated third flaps 17 in the entrances 11 to the battery unit 2 are not necessary. In this case, enough the first flap 12 from which the cooling system 10 from the degassing system 3 separates.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Batteriesystem 1 außerdem eine Gaspatrone 14 auf, welche über einen Zugang 15 an den Entgasungstrakt gekoppelt ist. Die Gaspatrone 14 kann verschiedene Zwecke erfüllen und es sind je nach Einsatzart verschiedene Anordnungen der Gaspatrone 14 in der Leitung 5 des Entgasungssystems 3 denkbar. Enthält die Gaspatrone 14 beispielsweise ein Inertgas oder ein neutralisierendes Gas, so ist eine Anordnung an einem Endstück 22 der Leitung 5 des Entgasungssystems 3 besonders vorteilhaft, so dass beim Öffnen der Gaspatrone 14 das enthaltene Gas in die Batterieeinheit 2 gelangen kann. Ist dagegen vornehmlich eine Signalwirkung erwünscht, welche einen bestimmten, beispielsweise besonders gut einsehbaren Teil der Leitung 5 des Entgasungssystems 3 benetzen soll, so kann die Gaspatrone 14 ebenso an der gut einsehbaren Stelle angeordnet sein. In the illustrated embodiment, the battery system 1 also a gas cartridge 14 on which one has access 15 is coupled to the degassing. The gas cartridge 14 can fulfill various purposes and there are different arrangements of the gas cartridge depending on the Einsatzart 14 in the pipe 5 the degassing system 3 conceivable. Contains the gas cartridge 14 For example, an inert gas or a neutralizing gas, so is an arrangement on an end piece 22 the line 5 the degassing system 3 particularly advantageous, so that when opening the gas cartridge 14 the gas contained in the battery unit 2 can get. If, on the other hand, it is primarily a signal effect that is desired, which is a specific part of the line, for example, which is particularly easy to see 5 the degassing system 3 should wet, so the gas cartridge 14 also be arranged at the well-visible place.

3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Batteriesystems 1, deren Batterieeinheit 2 ungekühlt oder flüssiggekühlt ist oder ein separates Luftkühlungssystem aufweist, was nicht dargestellt ist. Das Batteriesystem 1 umfasst das Entgasungssystem 3, das die Leitung 5 und mehrere Sammelbehälter 4 aufweist, die an die Batterieeinheit 2 gekoppelt sind. Der Lüfter 6 ist ableitungsseitig im Entgasungssystem 3 angeordnet und saugt im Schadensfall die Schadgase aus der Leitung 5, den Sammelbehältern 4 und der Batterieeinheit 2. 3 shows an embodiment of a battery system 1 , their battery unit 2 uncooled or liquid cooled or has a separate air cooling system, which is not shown. The battery system 1 includes the degassing system 3 that the line 5 and several storage tanks 4 which is connected to the battery unit 2 are coupled. The fan 6 is on the discharge side in the degassing system 3 arranged and sucks the harmful gases from the line in case of damage 5 , the collection containers 4 and the battery unit 2 ,

4 zeigt ein Beispiel eines Batteriesystems 1, welches ein Entgasungssystem mit einem blasenden Lüfter 60 aufweist. Der blasende Lüfter 60 ist in der gemeinsamen Leitung 19 des Entgasungssystems 3 und des Kühlsystems 10 angeordnet, die hier eine Zuleitung 21 des Entgasungssystems 3 bildet. Die Ableitung 7 des Entgasungssystems 3 wird hier beispielsweise durch ein Kunststoffrohr oder einen Schlauch gebildet, welche gegebenenfalls durch ein Ventil verschlossen sind. Das Kühlsystem 10 weist eine separate Ableitung 20 auf. Die erste Klappe 12 trennt die Leitung 19 des Kühlsystems 10, von welcher die Zugänge 11 zur Batterieeinheit 2 abgehen von der gemeinsamen Leitung 8. Die zweite Klappe 13 trennt die Leitung 5 des Entgasungssystems 3 von der gemeinsamen Leitung 8. Das System ist in einem Entgasungszustand dargestellt, das heißt die erste Klappe 12 ist geschlossen und die zweite Klappe 13 geöffnet. Der blasende Lüfter 60 drückt die Luft durch das Entgasungssystem 3, wodurch es im Bereich der Batterieeinheit 2 und/oder im Bereich der Sammelbecken zu Verwirbelungen mit dem Schadgas kommt und dieses herausgedrückt wird. Im Kühlbetrieb werden die Klappen 12, 13 umgeschaltet, so dass sich die erste Klappe 12 in Durchlassstellung befindet und die zweite Klappe 13 sperrt. Weiterhin umfasst das Batteriesystem 1 wiederum die Gaspatrone 14 mit dem Zugang 15, welche zwischen der Batterieeinheit 2 und dem blasenden Lüfter 6 angeordnet ist, so dass sie sich für den Einsatz des Inertgases, neutralisierenden Gases und/oder Signalgases eignet. 4 shows an example of a battery system 1 which is a degassing system with a blowing fan 60 having. The blowing fan 60 is in the common management 19 the degassing system 3 and the cooling system 10 arranged here a supply line 21 the degassing system 3 forms. The derivative 7 the degassing system 3 is formed here for example by a plastic tube or a hose, which are optionally closed by a valve. The cooling system 10 has a separate derivative 20 on. The first flap 12 disconnects the line 19 of the cooling system 10 from which the accesses 11 to the battery unit 2 depart from the common line 8th , The second flap 13 disconnects the line 5 the degassing system 3 from the common line 8th , The system is shown in a degassing state, that is the first flap 12 is closed and the second door 13 open. The blowing fan 60 pushes the air through the degassing system 3 , which makes it in the area of the battery unit 2 and / or in the area of the reservoir to turbulence with the noxious gas comes and this is pushed out. In cooling mode, the flaps 12 . 13 Switched so that the first flap 12 located in Durchlassstellung and the second flap 13 locks. Furthermore, the battery system includes 1 turn the gas cartridge 14 with the access 15 which between the battery unit 2 and the blowing fan 6 is arranged so that it is suitable for the use of the inert gas, neutralizing gas and / or signal gas.

5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Batteriesystems 1, deren Batterieeinheit 2 ungekühlt oder flüssiggekühlt ist oder ein separates Luftkühlungssystem aufweist, was nicht dargestellt ist. Die Batterieeinheit umfasst an einer Zuleitung 21 den blasenden Lüfter 60 und ein Ventil 16, das hier als Rückschlagventil ausgebildet ist. Wenn der Lüfter 60 in Betrieb ist, befindet sich das Rückschlagventil 16 in Durchlassrichtung und ermöglicht damit einen Luftstrom zur Erhöhung der Entgasungsleistung des Entgasungssystems 3. Die Gaspatrone 15 ist wiederum in Stromrichtung vor der Batterieeinheit 2 angeordnet, so dass diese mit dem Inertgas, neutralisierenden Gas und/oder Signalgas eingesetzt werden kann. 5 shows a further embodiment of a battery system 1 , their battery unit 2 uncooled or liquid cooled or has a separate air cooling system, which is not shown. The battery unit comprises on a supply line 21 the blowing fan 60 and a valve 16 , which is designed here as a check valve. If the fan 60 is in operation, there is the check valve 16 in the forward direction and thus allows an air flow to increase the degassing performance of the degassing system 3 , The gas cartridge 15 is again in the flow direction in front of the battery unit 2 arranged so that it can be used with the inert gas, neutralizing gas and / or signal gas.

Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen. The invention is not limited to the embodiments described herein and the aspects highlighted therein. Rather, within the scope given by the claims a variety of modifications are possible, which are within the scope of expert action.

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  • DE 102011002631 A1 [0005] DE 102011002631 A1 [0005]
  • DE 102009046835 A1 [0006] DE 102009046835 A1 [0006]

Claims (10)

Batteriesystem (1) umfassend zumindest eine Batterieeinheit (2), ein Entgasungssystem (3) zum Abführen von Gasen aus der zumindest einen Batterieeinheit (2) in Schadensfällen und einen Lüfter (6, 60), wobei das Entgasungssystem (3) mit dem Lüfter (6, 60) derart gekoppelt ist, dass der Lüfter (6, 60) bei einem Schadensfall eine Entgasungsleistung des Entgasungssystems (3) erhöht. Battery system ( 1 ) comprising at least one battery unit ( 2 ), a degassing system ( 3 ) for removing gases from the at least one battery unit ( 2 ) in cases of damage and a fan ( 6 . 60 ), wherein the degassing system ( 3 ) with the fan ( 6 . 60 ) is coupled in such a way that the fan ( 6 . 60 ) in case of damage a degassing of the degassing system ( 3 ) elevated. Batteriesystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schadensfall eine Überladung der Batterieeinheit (2), eine Beschädigung eines Gehäuses der Batterieeinheit (2) und/oder eine Überhitzung der Batterieeinheit (2) ist. Battery system ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the case of damage an overcharge of the battery unit ( 2 ), damage to a housing of the battery unit ( 2 ) and / or overheating of the battery unit ( 2 ). Batteriesystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lüfter (6) eingerichtet ist, Gase aus der Batterieeinheit (2), aus Sammelbecken (4) und/oder Leitungen (5) des Entgasungssystems (3) zu saugen.Battery system ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the fan ( 6 ), gases from the battery unit ( 2 ), from reservoirs ( 4 ) and / or lines ( 5 ) of the degassing system ( 3 ) to suck. Batteriesystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lüfter (6, 60) zur Kühlung der Batterieeinheit (2) eingerichtet ist.Battery system ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the fan ( 6 . 60 ) for cooling the battery unit ( 2 ) is set up. Batteriesystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriesystem (1) zumindest eine Klappe (12, 17) und/oder ein Ventil (16) aufweist, welche ein Eindringen von Schadgasen in Zugängen (11) zu der Batterieeinheit (2) und Zuleitungen (18, 21) eines Kühlsystems (10) und/oder des Entgasungssystems (3) verhindern. Battery system ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the battery system ( 1 ) at least one flap ( 12 . 17 ) and / or a valve ( 16 ), which prevents ingress of noxious gases into accesses ( 11 ) to the battery unit ( 2 ) and supply lines ( 18 . 21 ) of a cooling system ( 10 ) and / or the degassing system ( 3 ) prevent. Batteriesystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend eine Gaspatrone (15), die an das Entgasungssystem (3) derartig gekoppelt ist, dass bei einem Schadensfall in der Gaspatrone (15) enthaltenes Gas in das Batteriesystem (1) einführbar ist.Battery system ( 1 ) according to one of the preceding claims, comprising a gas cartridge ( 15 ) connected to the degassing system ( 3 ) is coupled such that in case of damage in the gas cartridge ( 15 ) contained gas in the battery system ( 1 ) is insertable. Batteriesystem (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaspatrone (15) ein Inertgas und/oder ein neutralisierendes Gas enthält. Battery system ( 1 ) according to claim 6, characterized in that the gas cartridge ( 15 ) contains an inert gas and / or a neutralizing gas. Batteriesystem (1) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaspatrone (15) ein Gas mit einem Farbstoff enthält, das insbesondere zumindest eine sich auf Leitungen (5) des Entgasungssystems (3) niederschlagende Komponente aufweist. Battery system ( 1 ) according to one of claims 6 or 7, characterized in that the gas cartridge ( 15 ) contains a gas with a dye, in particular at least one on lines ( 5 ) of the degassing system ( 3 ) has precipitating component. Kraftfahrzeug mit einem Batteriesystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.Motor vehicle with a battery system ( 1 ) according to one of claims 1 to 8. Verfahren zur Reaktion auf einen Schadensfall eines Batteriesystems (1), das zumindest eine Batterieeinheit (2), ein Entgasungssystem (3) zum Abführen von Gasen aus der zumindest einen Batterieeinheit (2) in Schadensfällen und einen Lüfter (6, 60) umfasst, mit den Schritten: a) Ermitteln eines Schadensfalls, b) Ansteuern des Lüfters (6, 60) zur Erhöhung einer Entgasungsleistung des Entgasungssystems (3). Method for the reaction to a damage situation of a battery system ( 1 ), the at least one battery unit ( 2 ), a degassing system ( 3 ) for removing gases from the at least one battery unit ( 2 ) in cases of damage and a fan ( 6 . 60 ), comprising the steps of: a) determining a damage event, b) activating the fan ( 6 . 60 ) to increase a degassing performance of the degassing system ( 3 ).
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