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DE102014201175A1 - Method and device for increasing safety when using battery systems - Google Patents

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DE102014201175A1
DE102014201175A1 DE102014201175.2A DE102014201175A DE102014201175A1 DE 102014201175 A1 DE102014201175 A1 DE 102014201175A1 DE 102014201175 A DE102014201175 A DE 102014201175A DE 102014201175 A1 DE102014201175 A1 DE 102014201175A1
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DE
Germany
Prior art keywords
battery
degassing
degassing system
gas
pressure
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Withdrawn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
DE102014201175.2A
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German (de)
Inventor
Till Froemling
Alexander Reitzle
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
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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 filed Critical Robert Bosch GmbH
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Priority to CN201510031918.7A priority patent/CN104810494B/en
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Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Erhöhung der Sicherheit beim Gebrauch eines Entgasungssystems von Batteriesystemen, wobei das Entgasungssystem mittels einer Vorrichtung (E) an ein Batteriesystem angeschlossen und zur kontrollierten Entgasung von Batteriesystemen geeignet ist, wobei in Abhängigkeit der Veränderung eines Druckes im Inneren des Entgasungssystems die Vorrichtung (E) des Entgasungssystems an das Batteriesystem gasdicht angeschlossen wird.The invention is based on a method for increasing the safety when using a degassing system of battery systems, wherein the degassing system by means of a device (E) connected to a battery system and suitable for the controlled degassing of battery systems, wherein in response to the change in pressure inside the Entgasungssystems device (E) of the degassing system is connected to the battery system gas-tight.

Description

Feld der ErfindungField of the invention

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erhöhung der Sicherheit beim Gebrauch von Batteriesystemen gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche. The present invention relates to a method and a device for increasing the safety in the use of battery systems according to the preamble of the independent claims.

Stand der TechnikState of the art

Aus dem Stand der Technik sind Verfahren zur Erhöhung der Sicherheit beim Gebrauch eines Entgasungssystems von Batteriesystemen, wobei das Entgasungssystem mittels eines Anschlusses an ein Batteriesystem angeschlossen und zur kontrollierten Entgasung von Batteriesystemen geeignet ist, bekannt. So offenbart beispielsweise die DE 10 2011 079037 A1 ein Batteriezellenmodul, ein Verfahren zum Betreiben eines Batteriezellenmoduls sowie eine Batterie und ein Kraftfahrzeug, wobei das Batteriezellenmodul eine Mehrzahl von Batteriezellen, insbesondere Lithium-Ionen-Batteriezellen umfasst, die jeweils eine Entgasungsöffnung aufweisen, sowie weiterhin einen mehreren Batteriezellen zugeordneten Gasaufnahmeraum. Dabei ist der Gasaufnahmeraum gemäß einer Ausgestaltung der offenbarten Erfindung vollständig fluiddicht und in bevorzugter Ausführungsform vollständig gasdicht an die Batteriezellenmodule angeschlossen. Methods are known from the prior art for increasing the safety when using a degassing system of battery systems, the degassing system being connected by means of a connection to a battery system and suitable for the controlled degassing of battery systems. For example, the DE 10 2011 079037 A1 a battery cell module, a method for operating a battery cell module and a battery and a motor vehicle, wherein the battery cell module comprises a plurality of battery cells, in particular lithium-ion battery cells, each having a vent opening, and further a plurality of battery cells associated gas receiving space. In this case, the gas receiving space according to one embodiment of the disclosed invention is completely fluid-tight and connected in a preferred embodiment completely gastight to the battery cell modules.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Erhöhung der Sicherheit beim Gebrauch eines Entgasungssystems von Batteriesystemen, wobei das Entgasungssystem mittels eines Anschlusses an ein Batteriesystem angeschlossen und zur kontrollierten Entgasung von Batteriesystemen geeignet ist. The invention is based on a method for increasing the safety when using a degassing system of battery systems, wherein the degassing system is connected by means of a connection to a battery system and suitable for the controlled degassing of battery systems.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Batterievorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. The invention relates to a method and a battery device with the characterizing features of the independent claims.

Der Kern der Erfindung besteht darin, dass in Abhängigkeit der Veränderung eines Druckes im Inneren des Entgasungssystems der Anschluss des Entgasungssystems an das Batteriesystem gasdicht angeschlossen wird. The essence of the invention is that, depending on the change in pressure inside the degassing system, the connection of the degassing system to the battery system is connected gas-tight.

Ein gasdichtes Anschließen bedeutet in diesem Zusammenhang, dass Substanzen aus dem Batteriesystem über den Anschluss in das Entgasungssystem gelangen, wobei diese Substanzen, während sie von dem Batteriesystem durch den Anschluss in das Entgasungssystem gelangen, weder aus einem Innenraum des Batteriesystems noch des Entgasungssystems noch des Anschlusses in die Umgebung des Batteriesystems, des Entgasungssystems oder des Anschlusses gelangen können. Allein, dass diese Substanzen von dem Batteriesystem über den Anschluss in das Entgasungssystem gelangen können, ist während des gasdichten Anschließens möglich. Im Unterschied zu dem Fall des gasdichten Anschließens, können Substanzen, während sie von dem Batteriesystem über den Anschluss in das Entgasungssystem gelangen, im Fall eines gasundichten Anschließens in die Umgebung des Batteriesystems, des Entgasungssystems oder des Anschlusses gelangen. A gas-tight connection in this context means that substances from the battery system pass through the connection in the degassing system, these substances, while they pass from the battery system through the connection in the degassing, neither an interior of the battery system nor the degassing system of the terminal into the environment of the battery system, the degassing system or the connection. The fact that these substances can pass from the battery system via the connection into the degassing system is possible during the gastight connection. In contrast to the case of gas-tight connection, substances, while passing from the battery system via the connection in the degassing, in the case of a gas-tight connection in the environment of the battery system, the degassing system or the connection can pass.

Hintergrund der Erfindung ist, dass Entgasungssysteme – beispielsweise über Entgasungskollektoren und/oder Schläuche – mit Batteriesystemen verbunden sind. Um die Entgasungssysteme während der Entgasung gasdicht an Batteriesysteme anzuschließen, werden derzeit Dichtgummis verwendet und/oder – mittels einer dafür vorgesehenen Aktorik – hohe Kräfte erzeugt, die den gasdichten Anschluss der Entgasungssysteme an ein Batteriesystem sicherstellen. Demgegenüber weist die erfindungsgemäße Lösung den Vorteil auf, Dichtgummis und/oder Vorrichtungen zur Erzeugung von Kräften zum Anschließen des Entgasungssystems an das Batteriesystem nicht zu benötigen und stattdessen den durch die Entgasung in den Entgasungssystemen entstehenden Druck selbst zu nutzen um den gasdichten Anschluss der Entgasungssysteme an ein Batteriesystem zu gewährleisten. The background of the invention is that degassing systems - for example via degassing collectors and / or hoses - are connected to battery systems. In order to connect the degassing systems gas-tight to battery systems during degassing, sealing rubbers are currently used and / or - by means of an actuator provided for this purpose - generates high forces which ensure the gas-tight connection of the degassing systems to a battery system. In contrast, the solution according to the invention has the advantage not to need sealing rubbers and / or devices for generating forces for connecting the degassing system to the battery system and instead to use the resulting by the degassing in the degassing pressure itself to the gas-tight connection of the degassing to a To ensure battery system.

Erfindungsgemäß ist zudem eine Batterievorrichtung, insbesondere eine Lithium-Ionen-Batterievorrichtung, enthaltend mindestens ein Batteriesystem, mit mindestens einer Vorrichtung zur Erhöhung der Sicherheit beim Gebrauch eines Entgasungssystems vorgesehen, wobei das Entgasungssystem zur kontrollierten Entgasung von Batteriesystemen geeignet ist. Dabei ist das Entgasungssystem mittels der mindestens einen Vorrichtung zur Erhöhung der Sicherheit beim Gebrauch eines Entgasungssystems von Batteriesystemen an das Batteriesystem angeschlossen, sodass die mindestens eine Vorrichtung zur Erhöhung der Sicherheit beim Gebrauch eines Entgasungssystems von Batteriesystemen abhängig von einem Druck im Inneren des Entgasungssystems gasdicht oder gasundicht an das Entgasungssystem des Batteriesystems angeschlossen ist.According to the invention, a battery device, in particular a lithium-ion battery device, containing at least one battery system, is provided with at least one device for increasing the safety when using a degassing system, wherein the degassing system is suitable for the controlled degassing of battery systems. In this case, the degassing system is connected by means of at least one device for increasing the safety of using a degassing system of battery systems to the battery system, so that the at least one device to increase safety when using a degassing system of battery systems depending on a pressure inside the degassing gas-tight or gas-tight connected to the degassing system of the battery system.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Further advantageous embodiments of the present invention are the subject of the dependent claims.

Gemäß einer vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung wird der Anschluss des Entgasungssystems an das Batteriesystem ab Erreichen oder Überschreiten eines Schwellenwertes des Drucks im Inneren des Entgasungssystems gasdicht angeschlossen. Dies führt zu dem erfindungsgemäßen Vorteil, den Anschluss des Entgasungssystems an das Batteriesystem in Abhängigkeit der physikalischen Parameter des Batteriesystems und dadurch bedarfsabhängig vornehmen zu können. According to a preferred embodiment of the invention, the connection of the degassing system is connected to the battery system from reaching or exceeding a threshold value of the pressure in the interior of the degassing gas-tight. This leads to that Advantage according to the invention, the connection of the degassing system to the battery system as a function of the physical parameters of the battery system and thereby make dependent on demand.

Der Umstand, in Abhängigkeit der Veränderung eines Druckes im Inneren des Entgasungssystems den Anschluss des Entgasungssystems an das Batteriesystem gasdicht anzuschließen, führt zu einer Erhöhung der Sicherheit beim Gebrauch von Entgasungssystemen, da diese dadurch, dass sie nur in Abhängigkeit eines bestimmten Druckes, insbesondere bei Erreichen oder Überschreiten eines Schwellenwertes des Drucks im Inneren eines Entgasungssystems gasdicht an das Batteriesystem angeschlossen werden, im Hinblick auf Materialermüdungen geschont werden. Die Verminderung der Wahrscheinlichkeit von Materialermüdungen führt zu einer Erhöhung der Sicherheit im Umgang mit solchen Entgasungssystemen.The fact that the connection of the degasification system to the battery system can be connected in a gastight manner as a function of the change in pressure in the interior of the degassing system leads to an increase in the safety when using degassing systems, since these are characterized in that they only depend on a specific pressure, in particular when they are reached or exceeding a threshold value of the pressure in the interior of a degassing system can be connected in a gas-tight manner to the battery system, be spared with regard to material fatigue. The reduction of the probability of material fatigue leads to an increase in the safety in dealing with such degassing systems.

Entsprechend einer nächsten vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung wird der Anschluss nach Unterschreiten des Schwellenwertes des Druckes im Inneren des Entgasungssystems wieder gasundicht. According to a next preferred embodiment of the invention, the connection is again gas leak after falling below the threshold value of the pressure inside the degassing system.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung beträgt der Schwellenwert ungefähr 2 bar bis 5 bar.According to a further advantageous embodiment of the invention, the threshold value is approximately 2 bar to 5 bar.

Gemäß einer weiteren vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung, ist die mindestens eine Vorrichtung zur Erhöhung der Sicherheit beim Gebrauch eines Entgasungssystems von Batteriesystemen an ein Berstventil, das zur kontrollierten Entgasung von Batteriesystemen geeignet ist, angeschlossen. Der Anschluss der Vorrichtung zur Erhöhung der Sicherheit beim Gebrauch eines Entgasungssystems von Batteriesystemen an das Berstventil führt zu dem erfindungsgemäßen Vorteil, die Vorrichtung zur Erhöhung der Sicherheit beim Gebrauch eines Entgasungssystems von Batteriesystemen räumlich direkt an einen Ort des Batteriesystems anzuschließen, an dem Gas aus dem Batteriesystem austreten soll.According to a further preferred embodiment of the invention, the at least one device for increasing the safety when using a degassing system of battery systems to a bursting valve, which is suitable for the controlled degassing of battery systems connected. The connection of the device for increasing the safety when using a degassing system of battery systems to the bursting valve leads to the inventive advantage, the device to increase the safety when using a degassing system of battery systems spatially connect directly to a location of the battery system, the gas from the battery system should exit.

Entsprechend einer nächsten vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung weist die mindestens eine Vorrichtung zur Erhöhung der Sicherheit beim Gebrauch eines Entgasungssystems von Batteriesystemen einen ersten röhrenförmigen Stutzen, geeignet zum Anschließen eines Entgasungssystems an ein Batteriesystem, auf, wobei der erste röhrenförmige Stutzen insbesondere Aluminium enthält. Dadurch, dass der erste röhrenförmige Stutzen der Vorrichtung Aluminium enthält, weist er eine hohe Unempfindlichkeit gegenüber aus dem Batteriesystem austretenden Substanzen auf. Zudem ist Aluminium aufgrund seiner physikalischen, insbesondere plastischen Eigenschaften gut zur Herausbildung eines gasdichten Anschlusses des Entgasungssystems an das Batteriesystem geeignet.According to a next preferred embodiment of the invention, the at least one device for increasing the safety when using a degassing system of battery systems, a first tubular nozzle, suitable for connecting a degassing system to a battery system, wherein the first tubular nozzle contains in particular aluminum. The fact that the first tubular nozzle of the device contains aluminum, it has a high insensitivity to emerging from the battery system substances. In addition, due to its physical, in particular plastic properties, aluminum is well suited for the formation of a gastight connection of the degasification system to the battery system.

Gemäß einer nächsten vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung weist das Berstventil einen zweiten röhrenförmigen Stutzen auf, wobei der zweite röhrenförmige Stutzen insbesondere Aluminium enthält und Bestandteil der mindestens einen Vorrichtung zur Erhöhung der Sicherheit beim Gebrauch eines Entgasungssystems von Batteriesystemen ist. According to a next preferred embodiment of the invention, the bursting valve has a second tubular nozzle, wherein the second tubular nozzle contains in particular aluminum and is part of the at least one device for increasing the safety in the use of a degassing system of battery systems.

Der zweite röhrenförmige Stutzen des Berstventils bildet mit dem ersten röhrenförmigen Stutzen der mindestens einen Vorrichtung zur Erhöhung der Sicherheit beim Gebrauch eines Entgasungssystems von Batteriesystemen eine Steckverbindung. The second tubular spigot of the bursting valve forms a plug connection with the first tubular spigot of the at least one device for increasing the safety when using a degassing system of battery systems.

Gemäß einer nächsten vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind der erste röhrenförmige Stutzen der mindestens einen Vorrichtung zur Erhöhung der Sicherheit beim Gebrauch eines Entgasungssystems von Batteriesystemen und/oder der zweite röhrenförmige Stutzen des Berstventils gebördelt. Die Bördelung des ersten röhrenförmigen Stutzens der mindestens einen Vorrichtung zur Erhöhung der Sicherheit beim Gebrauch eines Entgasungssystems von Batteriesystemen und die Bördelung des zweiten röhrenförmigen Stutzen des Berstventils führen zu dem erfindungsgemäßen Vorteil, dass die Bördelung mechanisch aufwandsgering durchzuführen ist und im Fall des gasdichten Anschließens, der erste röhrenförmige Stutzen der mindestens einen Vorrichtung zur Erhöhung der Sicherheit beim Gebrauch eines Entgasungssystems von Batteriesystemen und der zweite röhrenförmige Stutzen des Berstventils auf Grund der Bördelung miteinander verzahnt werden. Diese Verzahnung führt zu einem zuverlässig gasdichten Anschließen.According to a next advantageous embodiment of the invention, the first tubular neck of the at least one device for increasing the safety when using a degassing system of battery systems and / or the second tubular nozzle of the bursting valve are crimped. The crimping of the first tubular nozzle of the at least one device for increasing the safety when using a degassing system of battery systems and the crimping of the second tubular nozzle of the bursting valve lead to the advantage according to the invention that the crimping is carried out with little mechanical effort and in the case of the gas-tight connection first tubular nozzle of the at least one device for increasing the safety in the use of a degassing system of battery systems and the second tubular nozzle of the bursting valve due to the flange are interlocked with each other. This gearing leads to a reliable gas-tight connection.

Entsprechend einer nächsten vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung ist der erste röhrenförmige Stutzen der mindestens einen Vorrichtung zur Erhöhung der Sicherheit beim Gebrauch eines Entgasungssystems von Batteriesystemen mit einem Dichtungsring umschlossen, wobei der Dichtungsring insbesondere bis zu einer Temperatur von 600° C bis 700° C temperaturunempfindlich ist. Beispielhafte temperaturunempfindliche Materialien für den Dichtungsring sind Hochleistungskunststoffe oder duktile Metalle, insbesondere Aluminium oder Kupfer. Die Temperaturunempfindlichkeit stellt einen zuverlässig gasdichten Anschluss des Entgasungssystems an das Batteriesystem sicher. According to a next preferred embodiment of the invention, the first tubular nozzle of the at least one device for increasing the safety when using a degassing system of battery systems is enclosed with a sealing ring, wherein the sealing ring is temperature insensitive, in particular up to a temperature of 600 ° C to 700 ° C. Exemplary temperature insensitive materials for the gasket are high performance plastics or ductile metals, especially aluminum or copper. The temperature insensitivity ensures a reliable gas-tight connection of the degassing system to the battery system.

Entsprechend einer nächsten vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung ist zwischen dem Entgasungssystem und einer entgasenden Komponente des Batteriesystems, insbesondere zwischen dem Entgasungssystem und dem Berstventil des Batteriesystems, eine Matte aus einem Elastomer angeordnet. Dabei sind insbesondere an solchen Stellen, aus denen ein Gas aus dem Batteriesystem austreten und in das Entgasungssystem eintreten kann, Öffnungen in der Matte vorgesehen. According to a next preferred embodiment of the invention is between the degassing and a degassing component of the battery system, in particular between the degassing and the bursting valve of the battery system, a mat of an elastomer arranged. In this case, openings are provided in the mat, in particular at those points from which a gas can emerge from the battery system and enter the degassing system.

Kurze Beschreibung der FigurenBrief description of the figures

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen, aus denen sich weitere erfinderische Merkmale ergeben können auf die die Erfindung aber in ihrem Umfang nicht beschränkt ist, erläutert. Die Ausführungsbeispiele sind in den Figuren dargestellt. In the following, the invention will be explained with reference to exemplary embodiments from which further inventive features may result to which the invention is not limited in scope. The embodiments are shown in the figures.

Es zeigt:It shows:

1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erhöhung der Sicherheit beim Gebrauch eines Entgasungssystems von Batteriesystemen; 1 a schematic representation of the method according to the invention for increasing the safety when using a degassing system of battery systems;

2a und b eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die zum gasdichten Anschließen eines Entgasungssystems an ein Batteriesystem geeignet ist. 2a and b is a schematic representation of the device according to the invention, which is suitable for the gas-tight connection of a degassing system to a battery system.

In 1 ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Erhöhung der Sicherheit beim Gebrauch eines Entgasungssystems von Batteriesystemen schematisch dargestellt. Mit Verfahrensschritt 11 wird das Verfahren eingeleitet. In Druckprüfungsschritt 22 wird geprüft, ob ein Druck im Inneren des Entgasungssystems einen Schwellenwert des Drucks erreicht oder überschreitet. Der Druckschwellenwert kann insbesondere bei ungefähr 2 bar bis 5 bar liegen. Zur Prüfung des Drucks im Inneren des Entgasungssystems kann ein Drucksensor oder ein Sensor zu Bestimmung anderer, indirekter Größen, die zur Bestimmung des Drucks geeignet sind, verwendet werden. Bei den anderen Größen, die zur Bestimmung des Drucks geeignet sind, kann es sich beispielsweise um die Temperatur handeln. In 1 the method according to the invention for increasing the safety when using a degassing system of battery systems is shown schematically. With process step 11 the procedure is initiated. In pressure test step 22 it is checked whether a pressure inside the degassing system reaches or exceeds a threshold value of the pressure. The pressure threshold can be in particular about 2 bar to 5 bar. To test the pressure inside the degassing system, a pressure sensor or a sensor may be used to determine other, indirect quantities suitable for determining the pressure. The other variables which are suitable for determining the pressure may, for example, be the temperature.

Ferner kann beispielsweise auch ein Sensor, der zum Nachweis von aus dem Batteriesystem austretenden Substanzen geeignet ist, verwendet werden. Dabei kann beispielsweise in Abhängigkeit des Umstands, ob eine Substanz, insbesondere ein Gas aus dem Batteriesystem ausgetreten ist, das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden. Furthermore, for example, a sensor which is suitable for detecting substances emerging from the battery system can also be used. In this case, for example, depending on the circumstance, whether a substance, in particular a gas leaked from the battery system, the inventive method can be performed.

Falls der Druck im Inneren des Entgasungssystems den Schwellenwert des Drucks weder erreicht noch überschreitet, wird der Druckprüfungsschritt 22 wiederholt. If the pressure inside the degas system does not reach or exceed the pressure threshold, the pressure test step will be performed 22 repeated.

Falls hingegen der Druck den Schwellenwert des Drucks erreicht oder überschreitet, wird in Anschlussschritt 33 das gasdichte Anschließen des Entgasungssystems an das Batteriesystem vollzogen. Das gasdichte Anschließen wird mittels einer Vorrichtung des Entgasungssystems vollzogen. If, on the other hand, the pressure reaches or exceeds the threshold value of the pressure, the connection step 33 the gastight connection of the degassing system to the battery system completed. The gas-tight connection is performed by means of a device of the degassing system.

Der Vollzug, der zu einem gasdichten Anschließen führt, kann beispielsweise aktiv, insbesondere durch eine in Abhängigkeit des Drucks im Inneren des Entgasungssystems angesteuerte Aktorik, insbesondere einen Stellmotor, vorzugsweise einen Elektromotor, geschehen.The operation that leads to a gas-tight connection, for example, active, in particular by an actuated depending on the pressure in the interior of the degassing actuators, in particular a servomotor, preferably an electric motor happen.

Der Vollzug, der zu einem gasdichten Anschließen führt, kann beispielsweise auch passiv, insbesondere durch eine, durch den Druck im Inneren des Entgasungssystem verursachte plastische Verformung oder durch eine auf Druck oder austretende Gase reagierende und aufquellende Substanz, geschehen.The operation leading to a gas-tight connection can, for example, also be passive, in particular by a plastic deformation caused by the pressure in the interior of the degassing system or by a substance which reacts and swells on pressure or escaping gases.

Insbesondere kann der Vollzug, der zu einem gasdichten Anschließen führt, sowohl aktiv als auch passiv geschehen. Im Fall eines ausschließlich passiven Vollzugs der zu einem gasdichten Anschluss führt, ist der Druckprüfungsschritt 22 unnötig.In particular, the enforcement, which leads to a gas-tight connection, both active and passive happen. In the case of an exclusively passive operation leading to a gastight connection, the pressure test step is 22 unnecessary.

Nach Anschlussschritt 33 wird in einem Druckabfallprüfungsschritt 44 geprüft, ob der Druck im Inneren des Entgasungssystems den Schwellenwert des Drucks unterschreitet oder unterschritten hat. Wenn der Druck im Inneren des Entgasungssystems den Schwellenwert des Drucks weder unterschreitet noch unterschritten hat, wird Druckabfallprüfungsschritt 44 wiederholt. Falls der Druck im Inneren des Entgasungssystems den Schwellenwert des Drucks unterschreitet oder unterschritten hat, wird in Trennschritt 55 der Anschluss wieder gasundicht. After connecting step 33 is in a pressure drop test step 44 Checks whether the pressure inside the degassing system has fallen below or fallen below the threshold value of the pressure. If the pressure inside the degassing system does not go below or below the threshold pressure, the pressure drop test step will be performed 44 repeated. If the pressure in the interior of the degassing system has fallen below or falls below the threshold value of the pressure, this is in a separating step 55 the connection again gas-tight.

Der Vollzug, der zu einem gasundichten Anschließen führt, kann beispielsweise aktiv, insbesondere durch eine in Abhängigkeit des Drucks im Inneren des Entgasungssystems angesteuerte Aktorik, insbesondere einen Stellmotor, vorzugsweise einen Elektromotor, geschehen.The execution, which leads to a gas-tight connection, for example, active, in particular by an actuated depending on the pressure in the interior of the degassing actuators, in particular a servomotor, preferably an electric motor happen.

Der Vollzug, der zu einem gasundichten Anschließen führt, kann beispielsweise auch passiv, insbesondere durch eine, durch Nachlassen des Drucks im Inneren des Entgasungssystem verursachte plastische Verformung oder durch eine auf Druck oder austretende Gase reagierende und schrumpfende Substanz, geschehen. The operation which leads to a gas-tight connection can, for example, also be passive, in particular by a plastic deformation caused by a decrease in pressure inside the degassing system or by a substance reacting and shrinking on pressure or escaping gases.

Insbesondere kann der Vollzug, der zu einem gasundichten Anschließen führt, sowohl aktiv als auch passiv geschehen. Im Fall eines ausschließlich passiven Vollzugs der zu einem gasundichten Anschluss führt, ist der Druckabfallprüfungsschritt 44 unnötig.In particular, the operation leading to a gas-tight connection can be both active and passive. In the case of an exclusively passive operation leading to a gas-tight connection, the pressure drop test step is 44 unnecessary.

Für den Fall, dass sowohl der gasdichte Anschluss als auch der gasundichte Anschluss passiv vollzogen werden sind weder Druckprüfungsschritt 22 noch Druckabfallprüfungsschritt 44 notwendig. In the event that both the gas-tight connection and the gas-tight connection are performed passively are neither pressure test step 22 still pressure drop test step 44 necessary.

Mit Abschlussschritt 66 wird das erfindungsgemäße Verfahren beendet. With final step 66 the process according to the invention is ended.

In 2a und b ist die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erhöhung der Sicherheit beim Gebrauch eines Entgasungssystems von Batteriesystemen, die zum gasdichten Anschließen eines Entgasungssystems an ein Batteriesystem geeignet ist, schematisch dargestellt. Das Entgasungssystem und das Batteriesystem sind in dieser Figur nicht dargestellt. In 2a ist das Entgasungssystem gasundicht an das Batteriesystem angeschlossen; in 2b ist das Entgasungssystem gasdicht an das Batteriesystem angeschlossen. Der Übergang, von dem in 2a beschriebenen Zustand, zu dem in 2b beschriebenen Zustand erfolgt aktiv oder passiv in Abhängigkeit eines Drucks im Inneren des Entgasungssystems. In 2a and b is the device according to the invention for increasing the safety when using a degassing system of battery systems, which is suitable for the gas-tight connection of a degassing system to a battery system, shown schematically. The degassing system and the battery system are not shown in this figure. In 2a the degassing system is connected gas-tight to the battery system; in 2 B the degassing system is connected gas-tight to the battery system. The transition from which in 2a described state, to which in 2 B described state takes active or passive depending on a pressure inside the degassing system.

Der passive Übergang kann insbesondere durch eine, durch Ansteigen eines Drucks im Inneren des Entgasungssystems verursachte plastische Verformung oder durch eine auf Druck oder austretende Gase reagierende und aufquellende Substanz, mit QS bezeichnet, geschehen.The passive transition can be effected in particular by a plastic deformation caused by an increase in pressure in the interior of the degassing system or by a substance reacting and swelling on pressure or escaping gases, designated QS.

Ferner kann der Übergang, der zu einem gasdichten Anschließen führt, beispielsweise aktiv, insbesondere durch eine in Abhängigkeit des Drucks im Inneren des Entgasungssystems angesteuerte, in der Figur mit A bezeichnete Aktorik, insbesondere einen Stellmotor, vorzugsweise einen Elektromotor, geschehen.Furthermore, the transition, which leads to a gas-tight connection, for example, active, in particular by a depending on the pressure in the interior of the degassing system driven, in the figure designated A actuator, in particular a servo motor, preferably an electric motor happen.

Insbesondere kann der Vollzug, der zu einem gasdichten Anschließen führt, sowohl aktiv als auch passiv geschehen.In particular, the enforcement, which leads to a gas-tight connection, both active and passive happen.

Somit hängt der Umstand, ob das Entgasungssystem an das Batteriesystem gasdicht angeschlossen ist, von dem Druck im Inneren des Entgasungssystem ab.Thus, the fact that the degassing system is connected gas-tight to the battery system depends on the pressure inside the degassing system.

Wenn das Entgasungssystem gasdicht an das Batteriesystem angeschlossen ist, ist das Austreten von Gasen, die von dem Batteriesystem zu dem Entgasungssystem strömen, weitestgehend unmöglich.When the degassing system is gas-tightly connected to the battery system, the escape of gases that flow from the battery system to the degassing system is largely impossible.

Mit E wird ein erster röhrenförmiger Stutzen des Entgasungssystems bezeichnet. Der erste röhrenförmige Stutzen E kann insbesondere gebördelt sein und/oder Aluminium enthalten.E denotes a first tubular nozzle of the degassing system. The first tubular nozzle E may in particular be crimped and / or contain aluminum.

Mit SB wird ein zweiter röhrenförmiger Stutzen des Batteriesystems, insbesondere eines nicht dargestellten Berstventils des Batteriesystems bezeichnet. Der zweite röhrenförmige Stutzen SB des Batteriesystems kann beispielsweise gebördelt sein und/oder Aluminium enthalten.SB denotes a second tubular connection piece of the battery system, in particular a bursting valve, not shown, of the battery system. The second tubular socket SB of the battery system may be crimped and / or contain aluminum, for example.

E und SB bilden entsprechend der vorzugsweisen Ausführungsform gemäß 2a und 2b zusammen die Vorrichtung zur Erhöhung der Sicherheit beim Gebrauch von Entgasungssystemen.E and SB form according to the preferred embodiment according to 2a and 2 B together the device for increasing the safety when using degassing systems.

Mit der Aktorik A kann der erste röhrenförmige Stutzen E des Entgasungssystems in Richtung R1, in Richtung R2, in Richtung R3 und in Richtung R4 und/oder der zweite röhrenförmige Stutzen SB des Batteriesystems in Richtung R1, in Richtung R2, in Richtung R3 und in Richtung R4 bewegt werden. Beispielsweise ist die Ansteuerung der Aktorik A durch eine Steuereinheit S möglich. Die Ansteuerung der Aktorik A durch die Steuereinheit S ist in Abhängigkeit des Drucks im Inneren des Entgasungssystems und/oder des Umstands, ob eine Notentladung des Batteriesystems vorliegt, geschehen.With the actuator A, the first tubular nozzle E of the degassing system in the direction of R1, R2, R3 and R4 and / or the second tubular nozzle SB of the battery system in the direction R1, R2, R3 and in Direction R4 to be moved. For example, the actuation of the actuators A by a control unit S is possible. The actuation of the actuators A by the control unit S is done as a function of the pressure in the interior of the degassing system and / or the fact whether an emergency discharge of the battery system is present.

Insbesondere ist es auch möglich, dass durch eine innerhalb oder außerhalb des Entgasungssystems eintretende Druckveränderung selbst, der erste röhrenförmige Stutzen E des Entgasungssystems in Richtung R1, in Richtung R2, in Richtung R3 und in Richtung R4 und/oder der zweite röhrenförmige Stutzen SB des Batteriesystems in Richtung R1, in Richtung R2, in Richtung R3 und in Richtung R4 bewegt werden. Die Bewegungen des ersten röhrenförmigen Stutzens E des Entgasungssystems in Richtung R1 und in Richtung R2 und/oder die Bewegungen des zweiten röhrenförmigen Stutzens SB des Batteriesystems in Richtung R1 und in Richtung R2, können insbesondere durch eine sich hinsichtlich ihres Volumens verändernde nicht dargestellte Batterievorrichtung verursacht werden.In particular, it is also possible that by a pressure change occurring inside or outside the degassing system itself, the first tubular nozzle E of the degassing system in the direction R1, R2, R3 and R4 and / or the second tubular nozzle SB of the battery system in the direction of R1, in the direction of R2, in the direction of R3 and in the direction of R4. The movements of the first tubular nozzle E of the degassing system in the direction R1 and in the direction R2 and / or the movements of the second tubular nozzle SB of the battery system in the direction R1 and in the direction R2, may in particular be caused by a change in their volume, not shown battery device ,

Mit ZR wird mindestens ein Zwischenraum zwischen der Vorrichtung des Entgasungssystems und dem zweiten röhrenförmigen Stutzen SB des Batteriesystems bezeichnet. In dem mindestens einen Zwischenraum ZR kann eine selbstversiegelnde Dichtung angebracht sein. Die selbstversiegelnde Dichtung kann zur Unterstützung des gasdichten Anschließens des Entgasungssystems an das Batteriesystem dienen und insbesondere Teil der Vorrichtung zu Erhöhung der Sicherheit beim Gebrauch von Entgasungssystemen sein. Bei der selbstversiegelnden Dichtung handelt es sich insbesondere um die auf Druck oder austretende Gase reagierende und aufquellende Substanz QS, die am ersten röhrenförmigen Stutzen E des Entgasungssystems und/oder am zweiten röhrenförmigen Stutzen SB des Batteriesystems angebracht sein kann.ZR designates at least one gap between the device of the degassing system and the second tubular port SB of the battery system. In the at least one intermediate space ZR may be attached a self-sealing seal. The self-sealing gasket may serve to aid the gas-tight connection of the degassing system to the battery system and, in particular, be part of the device for increasing the safety of the use of degassing systems. The self-sealing seal is, in particular, the substance QS reacting and swelling on pressure or escaping gases, which substance may be attached to the first tubular neck E of the degassing system and / or to the second tubular neck SB of the battery system.

In dem in 2a schematisch dargestellten Zustand ist die auf Druck oder austretende Gase reagierende und aufquellende Substanz QS unaufgequollen: Der Anschluss ist gasundicht. In the in 2a schematically illustrated state is responsive to pressure or leaking gases and swelling substance QS unexpanded: The connection is gas-tight.

In dem in 2b schematisch dargestellten Zustand ist die auf Druck oder austretende Gase reagierende und aufquellende Substanz QS aufgequollen: Der Anschluss ist gasdicht.In the in 2 B schematically illustrated state is the pressure or leaking gases reacting and swelling substance QS swelled: The connection is gas-tight.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102011079037 A1 [0002] DE 102011079037 A1 [0002]

Claims (11)

Verfahren zur Erhöhung der Sicherheit beim Gebrauch eines Entgasungssystems von Batteriesystemen, wobei das Entgasungssystem mittels einer Vorrichtung (E) an ein Batteriesystem angeschlossen und zur kontrollierten Entgasung von Batteriesystemen geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit der Veränderung eines Druckes im Inneren des Entgasungssystems die Vorrichtung (E) des Entgasungssystems an das Batteriesystem gasdicht angeschlossen wird. Method for increasing the safety when using a degassing system of battery systems, wherein the degassing system by means of a device (E) connected to a battery system and suitable for the controlled degassing of battery systems, characterized in that depending on the change in pressure inside the degassing system, the device (E) of the degassing system is connected to the battery system gas-tight. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (E) des Entgasungssystems mit dem Batteriesystem ab Erreichen oder Überschreiten eines Schwellenwertes des Druckes im Inneren des Entgasungssystems gasdicht angeschlossen wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the device (E) of the degasification system is connected in a gastight manner to the battery system when the threshold value of the pressure in the interior of the degassing system is reached or exceeded. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (E) nach Unterschreiten des Schwellenwertes des Drucks in Inneren des Entgasungssystems wieder gasundicht wird.A method according to claim 2, characterized in that the device (E) is again gas leak after falling below the threshold value of the pressure in the interior of the degassing system. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenwert ungefähr 2 bar bis 5 bar beträgt.A method according to claim 2 or 3, characterized in that the threshold value is about 2 bar to 5 bar. Batterievorrichtung, insbesondere Lithium-Ionen-Batterievorrichtung, enthaltend mindestens ein Batteriesystem, mit mindestens einer Vorrichtung (E) zur Erhöhung der Sicherheit beim Gebrauch eines Entgasungssystems, wobei das Entgasungssystem zur kontrollierten Entgasung von Batteriesystemen geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Entgasungssystem mittels der mindestens einen Vorrichtung (E) an das Batteriesystem angeschlossen ist und die mindestens eine Vorrichtung (E) abhängig von einem Druck im Inneren des Entgasungssystems gasdicht oder gasundicht an das Entgasungssystem des Batteriesystem angeschlossen ist. Battery device, in particular lithium-ion battery device, containing at least one battery system, with at least one device (E) for increasing the safety when using a degassing system, wherein the degassing system is suitable for the controlled degassing of battery systems, characterized in that the degassing system by means of at least a device (E) is connected to the battery system and the at least one device (E) is connected in a gastight or gas-tight manner to the degassing system of the battery system as a function of a pressure in the interior of the degassing system. Batterievorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Vorrichtung (E) an ein Berstventil, dass zur kontrollierten Entgasung von Batteriesystemen geeignet ist, des Batteriesystems angeschlossen ist. Battery device according to claim 5, characterized in that the at least one device (E) to a bursting valve, which is suitable for the controlled degassing of battery systems, the battery system is connected. Batterievorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Vorrichtung (E) einen ersten röhrenförmigen Stutzen aufweist und der erste röhrenförmige Stutzen insbesondere Aluminium enthält. Battery device according to claim 6, characterized in that the at least one device (E) has a first tubular neck and the first tubular neck contains in particular aluminum. Batterievorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Berstventil einen zweiten röhrenförmigen Stutzen (SB), wobei der zweite röhrenförmige Stutzen (SB) insbesondere Aluminium enthält, aufweist und der zweite röhrenförmige Stutzen (SB) des Berstventils mit dem ersten röhrenförmigen Stutzen der mindestens einen Vorrichtung (E) eine Steckverbindung bildet. A battery device according to claim 7, characterized in that the bursting valve comprises a second tubular spigot (SB), the second tubular spigot (SB) containing in particular aluminum, and the second tubular spigot (SB) of the bursting valve having the first tubular spigot of the at least one Device (E) forms a plug connection. Batterievorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste röhrenförmige Stutzen der mindestens einen Vorrichtung (E) und/oder der zweite röhrenförmige Stutzen (SB) des Berstventils gebördelt sind.Battery device according to claim 8, characterized in that the first tubular neck of the at least one device (E) and / or the second tubular neck (SB) of the bursting valve are crimped. Batterievorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste röhrenförmige Stutzen der mindestens einen Vorrichtung (E) mit einem Dichtungsring umschlossen ist und der Dichtungsring insbesondere bis zu einer Temperatur von 600° C bis 700° C temperaturunempfindlich ist. Battery device according to one of claims 7 to 9, characterized in that the first tubular neck of the at least one device (E) is enclosed with a sealing ring and the sealing ring is temperature insensitive, in particular up to a temperature of 600 ° C to 700 ° C. Batterievorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Entgasungssystem und einer entgasenden Komponente des Batteriesystems, insbesondere zwischen dem Entgasungssystem und dem Berstventil des Batteriesystems, eine Matte aus einem Elastomer angeordnet ist, wobei an den Stellen, aus denen ein Gas aus dem Batteriesystem austritt und in das Entgasungssystem eintritt, eine Öffnung in der Matte vorgesehen ist. Battery device according to one of claims 5 to 12, characterized in that between the degassing system and a degassing component of the battery system, in particular between the degassing system and the bursting valve of the battery system, a mat is arranged made of an elastomer, wherein at the locations of which a gas exits the battery system and enters the degassing system, an opening is provided in the mat.
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