[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

DE102013203615A1 - Gehäuse für galvanisches Element - Google Patents

Gehäuse für galvanisches Element Download PDF

Info

Publication number
DE102013203615A1
DE102013203615A1 DE201310203615 DE102013203615A DE102013203615A1 DE 102013203615 A1 DE102013203615 A1 DE 102013203615A1 DE 201310203615 DE201310203615 DE 201310203615 DE 102013203615 A DE102013203615 A DE 102013203615A DE 102013203615 A1 DE102013203615 A1 DE 102013203615A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
housing
pressure compensation
tempering
casing
compensation device
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.)
Pending
Application number
DE201310203615
Other languages
English (en)
Inventor
Clemens Schupp
Matthias Oechsle
Gergely Galamb
Stefan Ziegler
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 DE201310203615 priority Critical patent/DE102013203615A1/de
Publication of DE102013203615A1 publication Critical patent/DE102013203615A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/66Heat-exchange relationships between the cells and other systems, e.g. central heating systems or fuel cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625Vehicles
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf Gehäuse (10), für mindestens ein galvanisches Element (14) insbesondere mindestens eine Batteriezelle (14). Das Gehäuse (10) umfasst eine Druckausgleichsvorrichtung (22), eine Temperiereinrichtung (16) zum Kühlen und/oder Erwärmen des mindestens einen galvanischen Elementes (14) im Gehäuseinneren. Die Temperiereinrichtung (16) ist von einem Temperierfluid durchströmt. Die Druckausgleichseinrichtung (22) umfasst mindestens ein Einlassventil (26), eine Auslassöffnung (36) und eine Öffnung (32) in das Gehäuseinnere (12) mit einer selektiv permeablen Membran (44). Die Druckausgleichseinrichtung (22) steht mit der Temperiereinrichtung (16) in thermischem Kontakt.

Description

  • Stand der Technik
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gehäuse für mindestens ein galvanisches Element, insbesondere mindestens eine Batteriezelle, umfassend eine Druckausgleichseinrichtung mit einer Entfeuchtungsvorrichtung zur Verminderung von Kondensatbildung im Inneren des Gehäuses.
  • In der Automobiltechnik werden elektrische Energiespeicher, insbesondere elektrochemische Energiespeicher, wie hochkapazitive Lithium-Ionen-Batterien etc. als Antriebsquellen in elektrisch anzutreibenden Kraftfahrzeugen (EV), in Hybrid-Elektro-Fahrzeugen (HEV), in Plug-in-Hybridfahrzeugen (PHEV) und/oder Brennstoffzellenfahrzeugen verstärkt eingesetzt. Aufgrund ihrer hohen spezifischen Energiedichte und geringen Selbstentladung eignen sie sich als Traktionsbatterien, wobei zur Erzielung erforderlicher Leistungs- und Energiedaten einzelne elektrochemische Energiespeicher, auch als Akkumulatoren bezeichnet, in Serie und/oder parallel geschaltet werden. Bei einer optimalen Systemauslegung werden Gesamtspannungen (z.B. Nennspannung oder Maximalspannung) erreicht, welche typischerweise im Bereich von 100 bis 1000 V liegen. Allerdings treten beim Lade- und Entladevorgang teilweise starke Temperaturerhöhungen auf, welche im verstärkten Maße den Alterungseffekt und dadurch die Lebensdauer der Batterien beeinflussen. Zur Gewährleistung einer ausreichenden Betriebssicherheit, einer Lebensdauer von mehr als zehn Jahren, sowie der Leistungsbereitstellung der Batterien, ist die Einhaltung eines bestimmten Temperaturbereiches während des Betriebs erforderlich, insbesondere bei Lithium-Ionen Batterien im Bereich von –40°C bis +60°C, wodurch sich die Notwendigkeit einer Klimatisierung ergibt. Eine Klimatisierung, d.h. Kühlung oder Erwärmung wird im Wesentlichen mittels gezielter Luftführung und/oder einem Kühlsystem, im Allgemeinen auf Wasser/Glykol-Basis, realisiert.
  • Ein Gehäuse, in dem mindestens ein galvanisches Element, insbesondere mindestens eine Batteriezelle aufgenommen ist, schützt diese gegenüber Umgebungseinflüssen und gewährleistet eine elektrische Isolation. Neben den Batteriemodulen und einem als Temperaturmanagementsystem ausgebildeten Kühlsystem sind ferner eine Leistungselektronik und elektrische Leitungen zur Steuerung von Batteriemodulen angeordnet. Entsprechende Gehäuse sind im Wesentlichen luftdicht, wobei ein Druckausgleich zwischen dem Inneren und der Umgebung vorzusehen ist. Insbesondere werden Druckausgleichselemente (Pressure Balancing Unit ≙ PBU) vorgesehen, welche ab einem gewissen Differenzdruck zwischen dem Gehäuseinneren und der Umgebung einen Druckausgleich über Druckausgleichsöffnungen sicherstellen. Die in der einströmenden Luft enthaltene Feuchtigkeit kann im Gehäuseinneren, insbesondere bei im Vergleich zur Umgebung niedrigeren Innentemperaturen, kondensieren und möglicherweise Schäden an den spannungsführenden Bauteilen anrichten.
  • DE 10 2009 058 880 A1 betrifft ein elektrisches Energiespeichersystem, welches in einer Gehäuseanordnung angeordnet ist, wobei diese eine Luftaustauschpassage mit einer Entfeuchtungseinrichtung aufweist. Der Feuchteentzug erfolgt in einem gekühlten Luftkanal durch eine Kondensationstrocknung unter Bildung von Kondenswasser, welches schwerkraftbedingt nach Außen abfließt. Die Kühlung umfasst beispielsweise einen Wärmetauscher, wobei dieser ein Bestandteil eines Kühlmittelkreislaufs ist, welcher auch zur Kühlung anderer Komponenten genutzt werden kann. Nachteilig hierbei ist, dass das gebildete Kondenswasser nur mittels der Schwerkraft über eine Öffnung nach außen gelangt, welche gleichzeitig die Eintrittsöffnung der Luft ist und somit gegenüber Verstopfungen und Verschmutzung gefährdet ist.
  • DE 10 2009 054 921 A1 betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Minderung der Feuchtigkeit eines Gases in einem Batteriegehäuseinnenraum, wobei Gas durch eine erste selektiv permeable Membran in einen Zwischenraum eintritt, in dem eine Kühleinrichtung vorgesehen ist, beispielsweise mindestens ein Peltier-Element oder ein Bestandteil eines in dem Batteriegehäuseinnerem angeordneten Kühlsystems, mittels dem das eintretende Gas – Umgebungsluft – abgekühlt und Feuchtigkeit entzogen wird. Das abgekühlte Gas mit reduziertem Wasserdampfanteil tritt über eine zweite selektiv permeable Membran, undurchlässig für Flüssigkeiten, in den Gehäuseinnenraum ein. Das Kondenswasser wird über ein Rückschlagventil in die Umgebung abgegeben. Nachteilig hierbei ist, dass die beschriebene Vorrichtung kein Druckausgleichselement darstellt, mit dem geregelt Gas einströmt.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Erfindungsgemäß wird ein Gehäuse für mindestens ein galvanisches Element, insbesondere mindestens eine Batteriezelle, vorgeschlagen, umfassend eine Druckausgleichseinrichtung und eine aktive Temperiereinrichtung zum Kühlen und/oder Erwärmen des mindestens einen galvanischen Elements im Gehäuseinneren, wobei die Temperiereinrichtung von einem Temperierfluid durchströmt wird. Unter einem Gehäuse ist dabei eine Vorrichtung zu verstehen, die einen Innenraum aufweist, der geeignet ist, Komponenten aufzunehmen und diese gegenüber der Umgebung vollständig abzugrenzen. Bevorzugt ist das Gehäuse luftdicht ausgeführt und umfasst lediglich zum Zweck eines Druckausgleichs zwischen Gehäuseinnerem und der Umgebung luftdurchlässige Öffnungen, welche in der Druckausgleichseinrichtung vorgesehen sind. Die Druckausgleichseinrichtung umfasst mindestens ein Einlassventil, eine Auslassöffnung und als Öffnung in das Gehäuseinnere eine selektiv permeable Membran. Ferner steht die Druckausgleichseinrichtung mit der Temperiereinrichtung in thermischen Kontakt, wobei eine Entfeuchtungsvorrichtung vorgesehen ist.
  • Die Temperiereinrichtung umfasst Abschnitte zur Temperierung der in dem Gehäuse angeordneten Elemente, insbesondere einer Anzahl galvanischer Elemente. Unter galvanischen Elementen sind insbesondere elektrochemische Energiespeicher, wie beispielsweise Batteriezellen, zu verstehen, die Energie mittels elektrochemischer Prozesse speichern und bei Bedarf wieder bereitstellen. Grundsätzlich können in dem erfindungsgemäßen Gehäuse Batteriezellen jedes Akkumulator- oder Batteriezellentyps aufgenommen sein. Beispielsweise sind dies Batteriezellen der Typen Lithium-Ionen-Zellen, Lithium-Polymer-Zellen, Lithium-Metall-Zellen und vergleichbare, welche als Batteriezellen, Batteriemodule und/oder als Batteriepack funktional zusammengefasst sind. In dem erfindungsgemäßen Gehäuse können eine oder mehrere Batteriezellen, oder ein oder mehrere Batteriemodule aufgenommen sein, wobei die Batteriemodule jeweils eine Anzahl von Batteriezellen aufweisen. Ferner können die einzelnen Batteriezellen derart elektrisch leitend miteinander verbunden sein, dass diese zu Batteriemodulen oder Batteriepacks arrangiert vorliegen. Ferner können in dem Gehäuse Komponenten, beispielsweise eines Batteriemanagementsystems zur Steuerung oder Regelung des Batterieverhaltens aufgenommen sein. Die Temperierung derartiger elektrochemischer Energiespeicher wird über einen Temperierkreislauf vorteilhaft im Rahmen der Erfindung dargestellt.
  • Bei einem entsprechenden Druckunterschied zwischen dem Gehäuseinneren und der Umgebung strömt über ein Einlassventil der Druckausgleichseinrichtung Luft aus der Umgebung in das Gehäuse ein. Die einströmende Luft enthält entsprechend ihrer Temperatur einen Wasserdampfanteil. Die einströmende Luft gelangt in die Druckausgleichseinrichtung, bzw. in einen Raum zwischen dem Einlassventil und einer Öffnung in das Gehäuseinnere, welche durch eine selektiv permeable Membran gebildet wird. In dem Raum gelangt die einströmende Luft in thermischen Kontakt mit der Temperiereinrichtung, insbesondere mit einem Einlassbereich der Temperierflüssigkeit. Durch Abkühlung der eintretenden Luft kondensiert ein Wasserdampfanteil der Luft, es kommt zur Bildung von Kondensat. Die abgekühlte und eine geringere Feuchte aufweisende Luft gelangt über die Öffnung, bzw. über die in dieser vorgesehene selektive permeable Membran in das Gehäuseinnere, wobei das angefallene Kondensat zuvor abgeleitet wird. Eine derartige Membran ist vorzugsweise eine selektiv permeable Membran. Eine in der Öffnung zum Gehäuseinneren angeordnete selektiv permeable Membran, welche luftdurchlässig, aber wasserundurchlässig ist, unterbindet im Wesentlichen den unmittelbaren Durchtritt von Flüssigkeit.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform liegt die mit der selektiv permeable Membran versehene Öffnung im Gehäuseinneren oberhalb des Auslasses der Druckausgleichseinrichtung nach außen. Durch die Schwerkraft sammelt sich angefallenes Kondensat unterhalb der Öffnung ins Gehäuseinnere, beispielsweise in einem Auffangreservoir und fließt über den Auslass ab. Durch die oberhalb des Auslasses positionierte Öffnung ins Gehäuseinnere ist sichergestellt, dass das gesammelte Kondensat nicht in Richtung Gehäuseinneren gelangt.
  • Das angefallene Kondensat kann in einem als Auffangreservoir ausgebildeten Bereich der Druckausgleichseinrichtung gesammelt und über einen geeignet angeordneten Auslass abfließen, oder in Zeitintervallen abgelassen werden. Hierfür ist erfindungsgemäß an dem Auffangreservoir eine verschließbare Öffnung vorgesehen, welche beispielsweise mittels einer Verschlussschraube oder einem Stopfen verschlossen werden kann. Durch Öffnen der Verschlussschraube oder des Stopfens, beispielsweise beim Service, kann das gesammelte Kondensat abgelassen werden. In einer Ausführungsform ist ein Auslassventil an dem Auslass der Druckausgleichseinrichtung angeordnet, beispielsweise in einem unteren Bereich des Auffangreservoirs. Bei einem im Gegensatz zur Umgebung höheren Druck in dem Gehäuse kann das angefallene und gesammelte Kondensat über das Auslassventil ausgeblasen werden, wofür eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung vorgesehen ist.
  • Das erfindungsgemäße Gehäuse ist derart ausgebildet, dass die Druckausgleichseinrichtung mit der Temperiereinrichtung in unmittelbarem thermischen Kontakt steht, insbesondere mit einem Einlassbereich des Temperierfluids in die Temperiereinrichtung. Das Temperierfluid wird demnach zunächst dazu genutzt, im Falle eines Druckausgleichs zwischen einem niedrigeren Druck im Gehäuseinneren und einem höheren Umgebungsdruck einströmende Luft mit einem Wasserdampfanteil zu kühlen. In diesem Falle kommt es durch die Abkühlung zu einer Kondensation eines Wasserdampfanteils der Luft, welche so getrocknet wird. Da die Temperatur des Temperierfluids am Einlassbereich der Temperiereinrichtung am niedrigsten ist, wird die einströmende Luft effektiv gekühlt und getrocknet. Die gekühlte und getrocknete Luft gelangt in das Gehäuseinnere und kommt im Gehäuseinneren weitgehend nur mit Komponenten in Berührung, welche eine höhere Temperatur aufweisen. So kann eine Kondensatbildung an in dem Gehäuse aufgenommenen Komponenten vermieden werden. Ferner ist sichergestellt, dass eine Kondensatbildung lokal in der erfindungsgemäßen Druckausgleichseinrichtung bzw. der Entfeuchtungsvorrichtung und nicht im Inneren des Gehäuses stattfindet.
  • Zur Verbesserung des thermischen Kontaktes zwischen der einströmenden, zu trocknenden Luft und der Temperiereinrichtung in der Druckausgleichseinrichtung ist der Einlassbereich der Temperiereinrichtung als Wärmetauscher ausgebildet. Des Weiteren können Mittel zur Oberflächenvergrößerung im Bereich des Wärmetauschers vorgesehen sein. Eine möglichst effektive Trocknung der Luft kann durch geeignete Wahl des Werkstoffs der Temperiereinrichtung unterstützt werden, welcher sich insbesondere durch eine gute Wärmeleitfähigkeit auszeichnet. Ferner kann eine Oberflächenvergrößerung der Kontaktflächen zwischen der abzukühlenden Luft und der Temperiereinrichtung eine effektive Trocknung unterstützen. So kann insbesondere der Einlassbereich der Temperiereinrichtung zusätzlich Rippen, Rillen, Wände, Flügel und/oder Stege oder andere Oberflächenvergrößerungen aufweisen.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf ein Kraftfahrzeug, welches ein in einem erfindungsgemäßen Gehäuse aufgenommenes Batteriepack umfasst. Dabei stehen das Kraftfahrzeug und das in dem erfindungsgemäßen Gehäuse aufgenommene Batteriepack in einem funktionalen Kontakt, beispielsweise stellt das Batteriepack einen Teil einer Traktionsbatterie für einen Elektroantrieb eines Fahrzeugs dar.
  • Vorteile der Erfindung
  • Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung zeichnet sich dadurch aus, dass das erfindungsgemäß vorgeschlagene Gehäuse für mindestens ein galvanisches Element, insbesondere eine Batteriezelle, derart ausgeführt ist, dass im Wesentlichen nur Luft über die Druckausgleichseinrichtung zum Druckausgleich in das Gehäuse gelangt, wobei der Volumenstrom stark verringert ist. Bei einem bestimmten Druckunterschied zwischen dem Gehäuseinneren und der Umgebung kann das Einlassventil der Druckausgleichseinrichtung mittels einer Steuer-oder Regeleinrichtung geöffnet werden.
  • Die in die Druckausgleichseinrichtung einströmende Luft wird auf einfache und zuverlässige Weise derart abgekühlt, dass die Luft unter Kondensatbildung getrocknet wird. Vorteilhaft wird hierfür eine Temperiereinrichtung genutzt, welche bereits im Gehäuse zur Temperierung der Batteriezellen vorgesehen ist. Insbesondere ergibt sich vorteilhaft, dass die Abkühlung der Luft mittels des in die Temperiereinrichtung eintretenden Temperierfluids erfolgt, wobei das Temperierfluid – im Falle einer Kühlung – in dem Einlassbereich die niedrigste Temperatur des Kreislaufes aufweist. Somit ist gewährleistet, dass die in das Gehäuseinnere eintretende Luft an den dort vorhandenen Komponenten nicht weiter abkühlt und eine Kondensatbildung an Komponenten im Gehäuseinneren vermieden wird.
  • Die Kondensatbildung erfolgt gezielt in der Druckausgleichseinrichtung, insbesondere dort in einer Entfeuchtungsvorrichtung, welche vorteilhaft in das Gehäuse integriert ist. Dies erlaubt ein Auffangen des Kondensats in einem separaten Bereich und ein gezieltes Ablassen des Kondensats. Insbesondere vorteilhaft ergibt sich ein gesteuertes oder geregeltes Ablassen des Kondensats über ein Auslassventil der Druckausgleichseinrichtung, so dass der Einbau einer in einem erfindungsgemäßen Gehäuse aufgenommenen Batterie in einem Kraftfahrzeug auch an unzugänglichen Stellen erfolgen kann. Die Entfeuchtung der Luft verläuft weitgehend wartungsfrei, so dass dementsprechende Gehäuse mit Druckausgleichvorrichtungen auch an nur schwer zugänglichen Bereichen eines einen Elektroantrieb aufweisenden Fahrzeugs untergebracht werden können, da sie wartungsfrei sind und eine Zugänglichkeit aus diesem Grunde nicht erforderlich ist.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Weitere Vorteile und Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Gegenstände werden durch die Zeichnungen veranschaulicht und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1 eine Darstellung eines erfindungsgemäßen Gehäuses;
  • 2 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gehäuses.
  • Ausführungsvarianten
  • Aus der Darstellung gemäß 1 geht ein erfindungsgemäßes Gehäuse 10 für mindestens ein galvanisches Element hervor, beispielsweise eine Batteriezelle 14.
  • Das Gehäuse 10 umschließt ein Gehäuseinneres 12, in dem in dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine Anzahl an Batteriezellen 14 angeordnet ist. Ferner ist in dem Gehäuseinneren 12 eine Temperiereinrichtung 16 vorgesehen, umfassend beispielsweise eine Kühlplatte 18, welche von einem Temperierfluid durchströmt wird. Gemäß der Darstellung in 1 ist ein Einlass des Temperierfluids in die Temperiereinrichtung 16 mit Bezugszeichen 18 bezeichnet. Die Temperiereinrichtung 16, welche den Batteriezellen 14 zugeordnet ist, ermöglicht eine Zufuhr von Wärme zu den Batteriezellen 14 und/oder eine Abfuhr der Wärme von den Batteriezellen 14. Insbesondere ist in dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel die Temperiereinrichtung 16 von einem gekühlten Temperierfluid durchströmt, wobei ein Auslass aus der Temperiereinrichtung 16 nicht dargestellt ist. Am Einlass 18 des Temperierfluids ist ein als Wärmetauscher ausgebildeter Bereich 20 ausgebildet. Der Wärmeaustauscherbereich 20 steht in thermischen Kontakt mit einer in bzw. an dem Gehäuse 10 integrierten Druckausgleichseinrichtung 22 mit einer Entfeuchtungsvorrichtung 24. Die Druckausgleichseinrichtung 22 umfasst ein Einlassventil 26, welches bei einem Druckunterschied zwischen dem Gehäuseinneren 12 und der Umgebung steuer- bzw. regelbar öffnet, so dass Umgebungsluft in die Druckausgleichseinrichtung 22 gelangt.
  • Wie in 1 dargestellt, tritt die Umgebungsluft mit einer bestimmten Temperatur und einem Wasserdampfanteil in die Druckausgleichseinrichtung 22 ein, insbesondere in einen Zwischenraum 28, welcher sich – wie dargestellt – innerhalb des Gehäuses 10 befindet. Der Zwischenraum 28 wird zum Gehäuseinneren 12 durch Wände 30 begrenzt, wobei eine Öffnung 32 zum Gehäuseinneren 12 vorgesehen ist. Die Öffnung 32 umfasst eine selektiv permeable Membran 44, wobei aus dem Zwischenraum 28 Luft in das Gehäuseinnere 12 gelangen kann. Ferner ist ersichtlich, dass in der in 1 dargestellten Ausführungsform der Wärmeaustauscherbereich 20 der Temperiereinrichtung 16 in dem Zwischenraum 28 vorgesehen ist, so dass die durch das Einlassventil 26 eintretende Luft in thermischen Kontakt mit diesem Wärmeaustauscherbereich 20 steht. Durch den thermischen Kontakt der eingetretenen Umgebungsluft wird dieser Wärme entzogen, wobei mit sinkender Temperatur die Sättigungsgrenze an Wasserdampf in der Luft überschritten wird und eine Kondensation eintritt. Die derart gekühlte und getrocknete Luft gelangt nun über die selektiv permeable Membran 44 der Öffnung 32 in das Gehäuseinnere 12. Dadurch, dass die Öffnung 32 die selektiv permeable Membran 44 umfasst, welche für Luft durchlässig, aber für Flüssigkeit undurchlässig ist, wird gewährleistet, dass im Zwischenraum 28 anfallendes Kondensat nicht in das Gehäuseinnere 12 gelangen kann. Das gebildete Kondensat verbleibt demnach zunächst im Zwischenraum 28. In einer Ausführungsform umfasst die Druckausgleichseinrichtung 22 ein Auffangreservoir 34, in welchem sich Kondensat sammelt.
  • Insbesondere liegt die selektiv permeable Membran 44 der Öffnung 32 oberhalb des Auffangreservoirs 34 und oberhalb einer Auslassöffnung 36, über welchen das aufgefangene Kondensat abgelassen werden kann. Insbesondere kann die Auslassöffnung 36 als Auslassventil 38 gestaltet sein, so dass das Ablassen des Kondensats gesteuert bzw. geregelt erfolgt. Eine entsprechende Steuer- und/oder Regeleinheit ist nicht dargestellt.
  • Aus der Darstellung der 2 geht eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gehäuses 10 hervor, wobei insbesondere der Bereich der Druckausgleichseinrichtung 22 dargestellt ist.
  • Das Temperierfluid gelangt über den Einlass 18 in den Wärmeaustauscherbereich 20 der Temperiereinrichtung 16, wobei insbesondere eine als Wärmeaustauschfläche vorgesehene Fläche vergrößert ist. Insbesondere ist der Wärmeaustauscherbereich 20 mit Rippen versehen, wobei auch Wände, Flügel, Stege oder andere oberflächenvergrößernde Geometrien 40 denkbar sind.
  • Ein unterer Bereich der Druckausgleichseinrichtung 22 ist als das Auffangreservoir 34 ausgebildet, in dem sich gebildetes Kondensat sammelt. In der in 2 dargestellten Ausführungsform ist die Auslassöffnung 36 der Druckausgleichseinrichtung 22 als Öffnung gestaltet, die von einer Verschlussschraube 42 verschlossen wird.
  • Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Ausführungsvarianten gemäß der 1 und 2 – wie vorstehend beschrieben – kann der Zustrom größerer Mengen von in Umgebungsluft enthaltener Feuchte in das Gehäuseinnere 12 des Gehäuses 10, in dem mindestens ein galvanisches Element, bevorzugt eine Anzahl von elektrisch miteinander verschalteten galvanischen Elementen 14 aufgenommen sind, wirkungsvoll verhindert werden. Damit wird zu einer erhöhten Sicherheit bei Betrieb eines teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs beigetragen. Mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung wird einströmende Luft getrocknet, d.h. deren Luftfeuchte vermindert. Dies erfolgt nach der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung durch die konstruktive Trennung eines kleinen Bereiches, d.h. des Zwischenraumes 28, in dem das Auffangreservoir 34 und der Wärmeaustauscherbereich 20 aufgenommen sind, vom Gehäuseinneren 12 des Gehäuses 10, in dem die Anzahl von galvanischen Elementen 14 in Form von Batteriezellen aufgenommen ist. In der von dem Gehäuse 10 abgetrennten Druckausgleichseinrichtung 22 sind in dem als Wärmeaustauscherbereich 20 ausgebildeten Abschnitt der Temperiereinrichtung 16 Oberflächenvergrößerungen 40 in Form von Rippen, Stegen oder Wellungen oder dergleichen angeordnet, welche demnach an den gleichen Kühlkreis wie die Temperiereinrichtung 16 angeschlossen sind. Durch die Abkühlung des einströmenden Luftvolumens und die Kondensation des im einströmenden Luftvolumen enthaltenen Wasserdampfanteiles, wird die Feuchtigkeitsspeicherkapazität der Luft deutlich reduziert. Kondensat tropft nach unten in das Auffangreservoir 34 ab, welches sich im Boden des vom Gehäuseinneren 12 separierten Zwischenraumes 28 bildet und sammelt sich dort. Sobald innerhalb des Gehäuses 10 sich die getrocknete Luft aufgrund einer Erwärmung der galvanischen Elemente 14, beispielsweise Batteriezellen, ausdehnt, wird das Kondensat durch das Auslassventil 38 nach außen gedrückt und verlässt den Zwischenraum 28.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102009058880 A1 [0004]
    • DE 102009054921 A1 [0005]

Claims (10)

  1. Gehäuse (10), für mindestens ein galvanisches Element (14), insbesondere mindestens eine Batteriezelle, umfassend eine Druckausgleichseinrichtung (22) und eine Temperiereinrichtung (16), zum Kühlen und/oder Erwärmen des mindestens einen galvanischen Elements (14) im Gehäuseinneren (12), wobei die Temperiereinrichtung (16) von einem Temperierfluid durchströmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckausgleichseinrichtung (22) mindestens ein Einlassventil (26), eine Auslassöffnung (36), eine Öffnung (32) in das Gehäuseinnere (12) mit einer selektiv permeable Membran (44) umfasst und mit der Temperiereinrichtung (16) in thermischen Kontakt steht.
  2. Gehäuse (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (32) der Druckausgleichseinrichtung (22) in das Gehäuseinnere (12) oberhalb der Auslassöffnung (36) der Druckausgleichseinrichtung (22) angeordnet ist.
  3. Gehäuse (10) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckausgleichseinrichtung (22) in thermischen Kontakt mit einem Einlassbereich (18) des Temperierfluids in die Temperiereinrichtung (16) steht.
  4. Gehäuse (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckausgleichseinrichtung (22) über einen als Wärmeaustauscherbereich (20) ausgebildeten Einlassbereich (18) in thermischem Kontakt mit der Temperiereinrichtung (16) steht.
  5. Gehäuse (10) gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der als Wärmeaustauscherbereich (20) ausgebildete Einlassbereich (18) der Temperiereinrichtung (16) eine Oberflächenvergrößerung (40) aufweist, insbesondere ausgestaltet als Rippen, Rillen, Flügel, Wände und/oder Stege.
  6. Gehäuse (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckausgleichseinrichtung (22) ein Auffangreservoir (34) zum Auffangen von Kondensat umfasst, das vom Gehäuseinneren (12) getrennt ist.
  7. Gehäuse (10) gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Auffangreservoir (34) eine verschließbare Auslassöffnung (36) zum Ablassen des Kondensats umfasst.
  8. Gehäuse (10) gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Auffangreservoir (34) ein Auslassventil (38) umfasst, durch welches das Kondensat nach außen gedrückt wird.
  9. Gehäuse (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuer- und Regeleinheit umfasst ist, wobei entsprechend einem Druckunterschied zwischen dem Gehäuseinneren (12) und der Umgebung das Einlassventil (26) und/oder das Auslassventil (38) steuerbar und/oder regelbar ist.
  10. Kraftfahrzeug enthaltend ein Gehäuse (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9.
DE201310203615 2013-03-04 2013-03-04 Gehäuse für galvanisches Element Pending DE102013203615A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201310203615 DE102013203615A1 (de) 2013-03-04 2013-03-04 Gehäuse für galvanisches Element

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201310203615 DE102013203615A1 (de) 2013-03-04 2013-03-04 Gehäuse für galvanisches Element

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102013203615A1 true DE102013203615A1 (de) 2014-09-04

Family

ID=51353082

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE201310203615 Pending DE102013203615A1 (de) 2013-03-04 2013-03-04 Gehäuse für galvanisches Element

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102013203615A1 (de)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ305849B6 (cs) * 2015-05-20 2016-04-06 Jaroslav PolĂ­vka Lithiový akumulátor
DE102015111747A1 (de) * 2015-07-20 2017-01-26 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Batteriekühlungssystem
CN109204059A (zh) * 2017-06-30 2019-01-15 比亚迪股份有限公司 一种电池包除湿方法、除湿装置及车辆
DE102019129611A1 (de) * 2019-11-04 2021-05-06 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Druckausgleichsvorrichtung für ein Batteriegehäuse sowie Traktionsbatterie
DE102020133655B3 (de) 2020-12-16 2022-02-03 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Kraftfahrzeug-Hochvolt-Komponente
DE102021203296A1 (de) 2021-03-31 2022-10-06 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Steuergerät mit einem gekühlten Gehäuse

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009054921A1 (de) 2009-12-18 2011-06-22 SB LiMotive Company Ltd., Kyonggi Verfahren und Vorrichtung zur Minderung der Feuchtigkeit eines Gases in einem Gehäuseinnenraum
DE102009058880A1 (de) 2009-12-18 2011-06-22 Continental Automotive GmbH, 30165 Elektrisches Energiespeichersystem sowie Betriebsverfahren hierfür, insbesondere für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009054921A1 (de) 2009-12-18 2011-06-22 SB LiMotive Company Ltd., Kyonggi Verfahren und Vorrichtung zur Minderung der Feuchtigkeit eines Gases in einem Gehäuseinnenraum
DE102009058880A1 (de) 2009-12-18 2011-06-22 Continental Automotive GmbH, 30165 Elektrisches Energiespeichersystem sowie Betriebsverfahren hierfür, insbesondere für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ305849B6 (cs) * 2015-05-20 2016-04-06 Jaroslav PolĂ­vka Lithiový akumulátor
DE102015111747A1 (de) * 2015-07-20 2017-01-26 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Batteriekühlungssystem
CN109204059A (zh) * 2017-06-30 2019-01-15 比亚迪股份有限公司 一种电池包除湿方法、除湿装置及车辆
CN109204059B (zh) * 2017-06-30 2021-05-14 比亚迪股份有限公司 一种电池包除湿方法、除湿装置及车辆
DE102019129611A1 (de) * 2019-11-04 2021-05-06 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Druckausgleichsvorrichtung für ein Batteriegehäuse sowie Traktionsbatterie
DE102020133655B3 (de) 2020-12-16 2022-02-03 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Kraftfahrzeug-Hochvolt-Komponente
DE102021203296A1 (de) 2021-03-31 2022-10-06 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Steuergerät mit einem gekühlten Gehäuse

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102013203615A1 (de) Gehäuse für galvanisches Element
DE102014203715B4 (de) Effizient kühlbares Gehäuse für ein Batteriemodul
DE112007002809T5 (de) Elektrisches Leistungszuführsystem
DE102015013377A1 (de) Temperiereinrichtung für ein Batteriesystem
DE102008059966A1 (de) Batterie mit mehreren in einem Zellenverbund angeordneten Batteriezellen
DE102013218674A1 (de) Batteriezelle, Batterie und Fahrzeug
EP2617083B1 (de) Batterie mit verminderter kondensatbildung durch wasserabscheidung
DE102010009732A1 (de) Batterie für einen Kraftwagen
DE102013223357A1 (de) Batteriemodul
DE102015222703A1 (de) Ladestation zum Aufladen von Energiespeichern von Kraftwagen sowie Speichereinrichtung für einen Kraftwagen
DE102004021280B3 (de) Vorrichtung zur Kühlung von abwärmeerzeugenden elektrischen oder elektronischen Bauteilen und Verwendung der Vorrichtung
DE102016102531A1 (de) Kraftfahrzeugbatterie
DE102017005593A1 (de) Hochvoltbatterievorrichtung für einen Kraftwagen
DE102014218377A1 (de) Temperiereinrichtung zur Temperierung einer elektrischen Energieversorgungseinheit
DE102015201580A1 (de) Batteriemodul umfassend ein Gehäuse, eine Batteriezelle und eine Kühlvorrichtung sowie Verfahren zum Kühlen einer Batteriezelle
EP2442390B1 (de) Batterie mit verminderter Brandgefahr
DE102018219249A1 (de) Akkumulatoranordnung
DE102016210884A1 (de) Batteriemodul einer Batterie, Batterie und Kraftfahrzeug
DE102021120074A1 (de) Kühlanordnung, Batterie und Verfahren zum Temperieren von Batteriezellen
DE102009013776A1 (de) Kühlvorrichtungen für ein Brennstoffzellensystem
DE102018000278B4 (de) Batterieanordnung
DE102017217583A1 (de) Anordnung von Batteriezellen und Flugzeug mit einer derartigen Anordnung
DE102009045012A1 (de) Batteriesystem mit externer Prallkühlung
DE102008034878A1 (de) Batterie mit einer Wärmeleitplatte zum Temperieren der Batterie
DE102014105123A1 (de) Batteriesystem und Verfahren zum Betreiben eines Batteriesystems

Legal Events

Date Code Title Description
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H01M0010500000

Ipc: H01M0010600000

R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication