DE102019117828B3

DE102019117828B3 - Venting unit for a motor vehicle battery

Info

Publication number: DE102019117828B3
Application number: DE102019117828.2A
Authority: DE
Inventors: Dominik Grass
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2019-07-02
Filing date: 2019-07-02
Publication date: 2020-07-02
Anticipated expiration: 2039-07-03

Abstract

Es ist eine Entlüftungseinheit (16) für eine Kraftfahrzeugbatterie (10) vorgesehen mit einem Zuluftkanal (24) zur Zuführung von Umgebungsluft (30) in ein Batteriegehäuse (12), wobei der Zuluftkanal (24) eine gasdurchlässige Membran (32) zur Abweisung von Flüssigkeiten und eine Trocknungseinheit (34) zum Entzug von Luftfeuchtigkeit aus der Umgebungsluft (30) aufweist, und einem Abfuhrkanal (38) sowohl zur Abfuhr von Luft (44) als auch von Kondenswasser (50) aus dem Batteriegehäuse (12) an die Umgebung, wobei der Zuluftkanal (24) und der Abfuhrkanal (38) über eine gemeinsame Trennwand (40) voneinander getrennt sind. Mit Hilfe der gemeinsamen Trennwand (40) kann die Funktion des Zuluftkanals (24) getrocknete Umgebungsluft (30) zuzuführen und die Funktion des Abfuhrkanals (38) Luft (44) und Kondenswasser (50) abzuführen kostengünstig realisiert werden, so dass eine lange trocken gehaltene kostengünstige Kraftfahrzeugbatterie (10) ermöglicht ist.

A ventilation unit (16) for a motor vehicle battery (10) is provided with an air inlet duct (24) for supplying ambient air (30) into a battery housing (12), the air inlet duct (24) being a gas-permeable membrane (32) for repelling liquids and a drying unit (34) for extracting air humidity from the ambient air (30), and a discharge channel (38) for both the removal of air (44) and of condensed water (50) from the battery housing (12) to the environment, wherein the supply air duct (24) and the discharge duct (38) are separated from one another by a common partition (40). With the help of the common partition (40), the function of the supply air duct (24) can supply dried ambient air (30) and the function of the discharge duct (38) air (44) and condensate (50) can be implemented inexpensively, so that a long dry one inexpensive motor vehicle battery (10) is made possible.

Description

Die Erfindung betrifft eine Entlüftungseinheit für eine Kraftfahrzeugbatterie, mit deren Hilfe ein Druckausgleich zwischen einem Inneren eines Batteriegehäuses der Kraftfahrzeugbatterie und einer Umgebung erreicht werden kann.The invention relates to a ventilation unit for a motor vehicle battery, with the aid of which pressure equalization between an interior of a battery housing of the motor vehicle battery and an environment can be achieved.

Aus DE 10 2017 004 990 A1 ist es bekannt an einer Seite eines Batteriegehäuses für eine Kraftfahrzeugbatterie Umgebungsluft, die mit Hilfe einer Membran entfeuchtet wird, zuzuführen und an einer entgegengesetzten Seite des Batteriegehäuses bei einem entsprechend hohen Überdruck Luft aus dem Batteriegehäuse an die Umgebung abzugeben.Out DE 10 2017 004 990 A1 it is known to supply ambient air, which is dehumidified with the aid of a membrane, to one side of a battery housing for a motor vehicle battery and to discharge air from the battery housing to the environment at a correspondingly high overpressure on an opposite side of the battery housing.

Aus DE 10 2013 004 754 A1 ist es bekannt in eine Öffnung eines Batteriegehäuses für eine Kraftfahrzeugbatterie eine Dichtungsanordnung einzusetzen, bei der im Falle einer Druckdifferenz zwischen der Umgebung und dem Inneren des Batteriegehäuses ein druckausgleichender Luftstrom beim Belüften und beim Entlüften durch eine gasdurchlässige Membran und einer Trockenmittelkammer zum Entzug von Feuchtigkeit geleitet wird.Out DE 10 2013 004 754 A1 it is known to use a sealing arrangement in an opening of a battery housing for a motor vehicle battery, in which, in the event of a pressure difference between the surroundings and the interior of the battery housing, a pressure-compensating air stream is passed through a gas-permeable membrane and a desiccant chamber to remove moisture when ventilating and venting .

Aus DE 10 2014 210 231 A1 und DE 10 2012 202 103 A1 ist jeweils eine Entlüftungseinheit für eine Kraftfahrzeugbatterie bekannt, bei der Umgebungsluft über einen Zuluftkanal und eine gasdurchlässige Membran einer Trocknungseinheit zugeführt wird und Luft aus dem Batteriegehäuse über einen Abfuhrkanal an die Umgebung abgeführt wird, wobei der der Zuluftkanal und der Abfuhrkanal über eine gemeinsame Trennwand voneinander getrennt sind.Out DE 10 2014 210 231 A1 and DE 10 2012 202 103 A1 In each case, a ventilation unit for a motor vehicle battery is known, in which ambient air is supplied to a drying unit via an inlet air duct and a gas-permeable membrane, and air is discharged from the battery housing to the surroundings via an outlet duct, the inlet air duct and the outlet duct being separated from one another by a common partition are.

Aus DE 10 2015 217 076 A1 ist es bekannt Kondenswasser aus einem Batteriegehäuse in einer Gehäusevertiefung zu sammeln und über ein Ventil aus dem Batteriegehäuse zu entfernen.Out DE 10 2015 217 076 A1 it is known to collect condensate from a battery housing in a housing recess and to remove it from the battery housing via a valve.

Es besteht ein ständiges Bedürfnis eine Kraftfahrzeugbatterie möglichst lange kostengünstig trocken zu halten.There is a constant need to keep a motor vehicle battery dry inexpensively for as long as possible.

Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die eine lange trocken gehaltene kostengünstige Kraftfahrzeugbatterie ermöglichen.It is the object of the invention to show measures which enable an inexpensive motor vehicle battery to be kept dry for a long time.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine Entlüftungseinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.The object is achieved according to the invention by a ventilation unit with the features of claim 1. Preferred embodiments of the invention are specified in the subclaims and the following description, which can each represent an aspect of the invention individually or in combination.

Erfindungsgemäß ist eine Entlüftungseinheit für eine Kraftfahrzeugbatterie vorgesehen mit einem Zuluftkanal zur Zuführung von Umgebungsluft in ein Batteriegehäuse, wobei der Zuluftkanal eine gasdurchlässige Membran zur Abweisung von Flüssigkeiten und eine Trocknungseinheit zum Entzug von Luftfeuchtigkeit aus der Umgebungsluft aufweist, und einem Abfuhrkanal sowohl zur Abfuhr von Luft als auch von Kondenswasser aus dem Batteriegehäuse an die Umgebung, wobei der Zuluftkanal und der Abfuhrkanal über eine gemeinsame Trennwand voneinander getrennt sind.According to the invention, a ventilation unit for a motor vehicle battery is provided with a supply air duct for supplying ambient air into a battery housing, the supply air duct having a gas-permeable membrane for repelling liquids and a drying unit for extracting atmospheric moisture from the ambient air, and a discharge duct both for removing air and also of condensed water from the battery housing to the environment, the supply air duct and the discharge duct being separated from one another by a common partition.

Wenn ein Druck innerhalb des Batteriegehäuses, beispielsweise aufgrund einer besonders niedrigen Temperatur von in dem Batteriegehäuse aufgenommenen Batteriezellen, besonders niedrig ist, kann das Batteriegehäuse über den Zuluftkanal belüftet werden und Umgebungsluft zugeführt werden. Durch die Membran in dem Zuluftkanal können von der Umgebungsluft mitgeführte Wassertropfen zurückgehalten werden, so dass keine Wassertropfen in das Innere des Batteriegehäuses gelangen können. In der Umgebungsluft enthaltener Wasserdampf kann zumindest zu einem Teil in der Trocknungseinheit absorbiert werden, so dass die Umgebungsluft möglichst trocken in das Batteriegehäuse gelangen kann. Aufgrund der hohen Trockenheit der zugeführten Umgebungsluft kann vermieden werden, dass Feuchtigkeit innerhalb des Batteriegehäuses auskondensiert und die in dem Batteriegehäuse vorgesehenen Batteriezellen beschädigt und/oder deren Wirkungsweise beeinträchtigt. Dadurch kann die Kraftfahrzeugbatterie lange trocken gehalten werden. Wenn der Druck innerhalb des Batteriegehäuses, beispielsweise aufgrund einer besonders hohen Temperatur von in dem Batteriegehäuse aufgenommenen Batteriezellen, besonders hoch ist, kann das Batteriegehäuse über den Abfuhrkanal entlüftet werden und Luft aus dem Batteriegehäuse an die Umgebung abgelassen werden. Hierbei ist der Abfuhrkanal derart ausgestaltet, dass nicht nur Luft, sondern auch Kondenswasser abgeführt werden kann. Falls in dem Batteriegehäuse trotz der zugeführten getrockneten Umgebungsluft Kondenswasser anfallen sollte, kann dieses Kondenswasser durch die Ausgestaltung des Abfuhrkanals von der bei einem Entlüftungsvorgang abgelassenen Luft mitgerissen und entfern werden. Hierzu können die Strömungswege der Luft innerhalb des Batteriegehäuses bei einem Entlüftungsvorgang derart geführt sein, dass die über den Abfuhrkanal abgeführte Luft das Kondenswasser mitreißen kann. Der Abfuhrkanal kann hierzu an einer Stelle hydraulisch angeschlossen sein, an der von der abgeführten Luft mitgerissenes Kondenswasser aufgenommen und von dem Druck der abgeführten Luft über den Abfuhrkanal aus dem Batteriegehäuse herausgefördert werden kann. Dadurch kann das Batteriegehäuse auch bei auftretenden Kondenswasser lange trocken gehaltenen werden.If a pressure inside the battery housing is particularly low, for example due to a particularly low temperature of battery cells accommodated in the battery housing, the battery housing can be ventilated via the supply air duct and ambient air can be supplied. Water droplets entrained in the ambient air can be retained by the membrane in the supply air duct, so that no water droplets can get into the interior of the battery housing. At least some of the water vapor contained in the ambient air can be absorbed in the drying unit, so that the ambient air can get as dry as possible into the battery housing. Due to the high dryness of the ambient air supplied, it can be avoided that moisture condenses inside the battery housing and damages and / or impairs the battery cells provided in the battery housing. As a result, the motor vehicle battery can be kept dry for a long time. If the pressure inside the battery housing is particularly high, for example due to a particularly high temperature of battery cells accommodated in the battery housing, the battery housing can be vented via the discharge duct and air can be released from the battery housing to the environment. The discharge duct is designed in such a way that not only air but also condensed water can be discharged. If condensate should occur in the battery housing despite the supplied dried ambient air, this condensate can be entrained and removed from the air discharged during a venting process by the design of the discharge duct. For this purpose, the air flow paths within the battery housing can be guided in such a way during a venting process that the air discharged via the discharge duct can entrain the condensed water. For this purpose, the discharge duct can be hydraulically connected at a point at which condensed water entrained by the discharged air can be taken up and conveyed out of the battery housing via the discharge duct by the pressure of the discharged air. As a result, the battery housing can be kept dry for a long time even when condensation occurs.

Der Zuluftkanal und der Abfuhrkanal können beispielsweise einen rechteckigen Strömungsquerschnitt aufweisen. Da sich der Zuluftkanal und der Abfuhrkanal eine gemeinsame Trennwand teilen, kann die Trennwand an einer Seite einen Teil des Zuluftkanals und an der anderen Seite einen Teil des Abfuhrkanals begrenzen. Da nicht für den Zuluftkanal und den Abfuhrkanal separate Wandungen vorgesehen sind, kann durch die gemeinsame Trennwand der Materialeinsatz und die Herstellungskosten reduziert werden. Zudem ist es möglich den Zuluftkanal und den Abfuhrkanal unmittelbar nebeneinander vorzusehen, so dass der Zuluftkanal und der Abfuhrkanal in eine gemeinsame Öffnung des Batteriegehäuses eingesteckt werden können. Das Batteriegehäuse kann dadurch einfacher und dichter aufgebaut sein. Mit Hilfe der gemeinsamen Trennwand kann die Funktion des Zuluftkanals getrocknete Umgebungsluft zuzuführen und die Funktion des Abfuhrkanals Luft und Kondenswasser abzuführen kostengünstig realisiert werden, so dass eine lange trocken gehaltene kostengünstige Kraftfahrzeugbatterie ermöglicht ist. The supply air duct and the discharge duct can have, for example, a rectangular flow cross section. Since the supply air duct and the discharge duct share a common partition, the partition can delimit part of the supply air duct on one side and part of the discharge duct on the other side. Since separate walls are not provided for the supply air duct and the discharge duct, the use of materials and the manufacturing costs can be reduced by the common partition. In addition, it is possible to provide the supply air duct and the discharge duct directly next to one another, so that the supply air duct and the discharge duct can be inserted into a common opening in the battery housing. As a result, the battery housing can be constructed more simply and more densely. With the help of the common partition, the function of the supply air duct can supply dried ambient air and the function of the discharge duct air and condensate can be carried out inexpensively, so that a long-lasting inexpensive motor vehicle battery is made possible.

Die Membran kann beispielsweise als poröse Folie ausgestaltet sein, deren Poren groß genug sind Gasmoleküle durchzulassen aber eng genug sind, um Flüssigkeitsmoleküle zurückzuhalten. Die Membran weist insbesondere eine hydrophobe Oberfläche auf. Die Trocknungseinheit weist beispielsweise ein Trockenmittel auf, das als von der Umgebungsluft durchströmbares Granulat ausgestaltet sein kann. Das Granulat kann grobkörnig genug sein, dass die Umgebungsluft an den Körnern des Granulats vorbei die Trocknungseinheit durchströmen kann. Hierbei kann die Umgebungsluft mehrere Umwege nehmen, so dass eine besonders große Oberfläche überstrichen werden kann. Die Körner sind beispielsweise porös und/oder hydrophil, so dass der Wasserdampf aus der Umgebungsluft zur Reduktion der Luftfeuchtigkeit von den Körnern absorbiert werden kann.The membrane can be designed, for example, as a porous film, the pores of which are large enough to let gas molecules pass through but narrow enough to retain liquid molecules. The membrane in particular has a hydrophobic surface. The drying unit has a desiccant, for example, which can be designed as granules through which ambient air can flow. The granules can be coarse-grained enough that the ambient air can flow past the granules of the granules through the drying unit. The ambient air can take several detours, so that a particularly large surface can be covered. The grains are, for example, porous and / or hydrophilic, so that the water vapor from the ambient air can be absorbed by the grains to reduce the air humidity.

Insbesondere sind der Zuluftkanal und der Abfuhrkanal einstückig ausgestaltet. Die Bauteileanzahl kann dadurch gering sein, wodurch der Montageaufwand reduziert werden kann. Beispielsweise kann der Zuluftkanal und der Abfuhrkanal aus einem gemeinsamen Kunststoffspritzgussteil hergestellt sein.In particular, the supply air duct and the discharge duct are designed in one piece. As a result, the number of components can be small, which means that the assembly effort can be reduced. For example, the supply air duct and the exhaust duct can be made from a common plastic injection molded part.

Vorzugsweise sind der Zuluftkanal und der Abfuhrkanal, insbesondere einstückig, mit einem gemeinsamen Befestigungsflansch zur Befestigung mit dem Batteriegehäuse verbunden. Der Zuluftkanal und der Abfuhrkanal können gemeinsam in eine Öffnung des Batteriegehäuses einsteckt werden und über den Befestigungsflansch mit dem Batteriegehäuse befestigt werden. Insbesondere kann zwischen dem Befestigungsflansch und dem Batteriegehäuse eine ringförmige Dichtung vorgesehen sein, so dass besonders einfach und kostengünstig eine Abdichtung zwischen der Entlüftungseinheit und dem Batteriegehäuse herbeigeführt werden kann.The supply air duct and the discharge duct are preferably connected, in particular in one piece, to a common fastening flange for fastening to the battery housing. The supply air duct and the discharge duct can be inserted together into an opening in the battery housing and fastened to the battery housing via the fastening flange. In particular, an annular seal can be provided between the fastening flange and the battery housing, so that a seal between the ventilation unit and the battery housing can be brought about particularly easily and inexpensively.

Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass der Zuluftkanal ein, insbesondere als Rückschlagventil, ausgestaltetes Zuluftventil zum Öffnen bei einem vordefinierten Unterdruck in dem Batteriegehäuse zu einem Umgebungsdruck und/oder der Abfuhrkanal ein, insbesondere als Rückschlagventil, ausgestaltetes Abfuhrventil zum Öffnen bei einem vordefinierten Überdruck in dem Batteriegehäuse zu einem Umgebungsdruck aufweist. Dies ermöglicht es zwischen dem Inneren des Batteriegehäuses und der Umgebung eine vorgegebene Druckdifferenz vorzusehen. Erst wenn ein im Vergleich zum Umgebungsdruck zulässiger Unterdruck unterschritten und/oder ein im Vergleich zum Umgebungsdruck zulässiger Überdruck überschritten wird, öffnet das entsprechende Ventil, so dass nicht bei jeder Druckschwankung ein Druckausgleich erfolgt. Dadurch kann die Luftmenge, die durch Umgebungsluft ersetzt werden soll, gering gehalten werden. Die Trocknungseinheit kann dadurch für eine geringere Trocknungsleistung ausgelegt werden und/oder über einen entsprechend längeren Zeitraum eine ausreichende Trocknungsleistung bereitstellen ohne ausgetauscht zu werden.It is particularly preferably provided that the supply air duct has a supply air valve designed, in particular as a check valve, for opening at a predefined negative pressure in the battery housing to an ambient pressure, and / or the discharge duct has a discharge valve designed, in particular as a check valve, for opening at a predefined excess pressure in the battery housing to an ambient pressure. This makes it possible to provide a predetermined pressure difference between the interior of the battery housing and the surroundings. The corresponding valve opens only when the vacuum falls below a permissible negative pressure compared to the ambient pressure and / or an excess pressure permissible compared to the ambient pressure is exceeded, so that a pressure equalization does not take place with every pressure fluctuation. This allows the amount of air to be replaced by ambient air to be kept low. As a result, the drying unit can be designed for a lower drying capacity and / or provide a sufficient drying capacity over a correspondingly longer period without being replaced.

Insbesondere ist an dem Abfuhrkanal ein, insbesondere schlauchartig ausgestaltetes, zu einem Boden des Batteriegehäuses reichendes Tauchrohr zur Abfuhr von Kondenswasser angeschlossen. Das freie Ende des Tauchrohrs kann hinreichend nah an dem Boden des Batteriegehäuses positioniert sein, dass über den Abfuhrkanal abgeführte Luft am Boden des Batteriegehäuses befindliches Kondenswasser in das Tauchrohr und in den Abfuhrkanal hinein mitreißen kann. Beispielsweise kann das freie Ende des Tauchrohrs im Wesentlichen horizontal auf dem Boden des Batteriegehäuses aufliegen, so dass eine Eingangsöffnung des Tauchrohrs nur über die Materialdicke des Tauchrohrs zu dem Boden des Batteriegehäuses beabstandet ist. Alternativ kann das Tauchrohr möglichst knapp oberhalb des Bodens des Batteriegehäuses enden, dass ein Spalt zwischen der Eingangsöffnung des Tauchrohrs und dem Boden des Batteriegehäuses zwar vorhanden, aber sehr klein ist. Die abzuführende Luft kann über den Boden des Batteriegehäuses zu der Eingangsöffnung des Tauchrohrs strömen und an dem freien Ende des Tauchrohrs um ca. 90° umgelenkt werden, so dass die abzuführende Luft Kondenswasser über den Boden zum Tauchrohr drückt und in die Eingangsöffnung des Tauchrohrs aufwirbelt. Das Kondenswasser kann hierbei tropfenweise in das Tauchrohr gelangen und von der abzuführenden Luft soweit mitgerissen werden, dass das Kondenswasser tropfenweise aus dem Batteriegehäuse herausgefördert werden kann.In particular, an immersion pipe, in particular a hose-like design and extending to a bottom of the battery housing, is connected to the discharge channel for the removal of condensed water. The free end of the immersion tube can be positioned sufficiently close to the bottom of the battery housing that air discharged via the discharge channel can carry condensation water on the bottom of the battery housing into the immersion tube and into the discharge channel. For example, the free end of the immersion tube can lie essentially horizontally on the bottom of the battery housing, so that an inlet opening of the immersion tube is only spaced apart from the bottom of the battery housing by the material thickness of the immersion tube. Alternatively, the immersion tube can end as close as possible above the bottom of the battery housing, so that a gap is present between the inlet opening of the immersion tube and the bottom of the battery housing, but is very small. The air to be discharged can flow via the bottom of the battery housing to the inlet opening of the immersion tube and be deflected by about 90 ° at the free end of the immersion tube, so that the air to be discharged presses condensed water over the floor to the immersion tube and swirls into the inlet opening of the immersion tube. The condensed water can drop by drop into the immersion tube and be carried away by the air to be discharged to such an extent that the condensed water can be conveyed out of the battery housing in drops.

Vorzugsweise weist der Abfuhrkanal eine in Schwerkraftrichtung an einem unteren Kanalboden des Abfuhrkanals vorgesehene Auslassöffnung zur schwerkraftbedingten Abfuhr von Kondenswasser aus dem Abfuhrkanal auf. Der Abfuhrkanal kann beispielsweise im Wesentlichen horizontal ausgerichtet sein oder zur Umgebung hin nach unten leicht angeschrägt verlaufen. Wenn das von der abzuführenden Luft mitgerissene Kondenswasser in dem Abfuhrkanal angekommen ist, kann das Kondenswasser schwerkraftbedingt auf dem Boden des Abfuhrkanals absinken und schließlich über die Auslassöffnung abtropfen. Das Kondenswasser kann durch die kinetische Energie der abzuführenden Luft entgegen der Schwerkraft bis zum Abfuhrkanal gefördert werden, wobei das Kondenswasser innerhalb des Abfuhrkanals auch ohne Unterstützung der abzuführenden Luft rein schwerkraftbedingt aus dem Abfuhrkanal über die Auslassöffnung gefördert werden kann. The discharge channel preferably has an outlet opening provided in the direction of gravity on a lower channel floor of the discharge channel for gravity-related removal of condensate from the discharge channel. The discharge channel can, for example, be oriented essentially horizontally or can be slightly beveled towards the surroundings. When the condensed water entrained by the air to be removed has arrived in the discharge duct, the condensed water can sink to the bottom of the discharge duct due to gravity and finally drip off through the outlet opening. The condensed water can be conveyed against the force of gravity to the discharge duct by the kinetic energy of the air to be discharged, the condensed water within the discharge duct being able to be conveyed out of the discharge duct via the outlet opening purely due to gravity even without the support of the air to be discharged.

Besonders bevorzugt sind ausschließlich in dem Zuluftkanal eine Membran und eine Trocknungseinheit vorgesehen. Das bedeutet, dass der Abfuhrkanal frei von Membranen und Trocknungseinheiten ist. Eine Trocknung von Luft sowie ein Zurückhalten von Flüssigkeit findet in dem Abfuhrkanal nicht statt. Ein unnötiger Druckverlust kann dadurch vermieden werden. Zudem kann die Abfuhr von Kondenswasser aus dem Batteriegehäuse ohne störende Einbauten verbessert sein.Particularly preferably, a membrane and a drying unit are provided exclusively in the supply air duct. This means that the discharge channel is free of membranes and drying units. Air is not dried and liquid is not retained in the discharge duct. An unnecessary loss of pressure can be avoided. In addition, the removal of condensed water from the battery housing can be improved without disruptive installations.

Die Erfindung betrifft ferner eine Kraftfahrzeugbatterie für ein Kraftfahrzeug, mit einem Batteriegehäuse zur Aufnahme von Batteriezellen und einer in eine Öffnung des Batteriegehäuses eingesetzten Entlüftungseinheit, die wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, zur Herstellung eines Druckausgleichs mit der Umgebung. Mit Hilfe der gemeinsamen Trennwand in der Entlüftungseinheit kann die Funktion des Zuluftkanals getrocknete Umgebungsluft zuzuführen und die Funktion des Abfuhrkanals Luft und Kondenswasser abzuführen kostengünstig realisiert werden, so dass eine lange trocken gehaltene kostengünstige Kraftfahrzeugbatterie ermöglicht ist.The invention further relates to a motor vehicle battery for a motor vehicle, with a battery housing for accommodating battery cells and a ventilation unit inserted into an opening in the battery housing, which can be designed and developed as described above, for producing pressure compensation with the surroundings. With the help of the common partition in the ventilation unit, the function of the supply air duct can supply dried ambient air and the function of the discharge duct air and condensate water can be implemented inexpensively, so that a long-lasting inexpensive motor vehicle battery is made possible.

Insbesondere weist das Batteriegehäuse eine bodenseitige Sammelmulde zur Sammlung von Kondenswasser auf, wobei der Abfuhrkanal der Entlüftungseinheit, insbesondere ausschließlich, mit der Sammelmulde hydraulisch kommuniziert. Das in dem Batteriegehäuse auftretende Kondenswasser kann schwerkraftbedingt zur Sammelmulde fließen und sich dort sammeln. Dadurch kann das Kondenswasser an einer Stelle konzentriert werden und entsprechend leichter sowie in besonders hohen Ausmaß über die Entlüftungseinheit abgeführt und/oder abgesaugt werden. Die Menge an im Batteriegehäuse verbleibenden Kondenswasser kann dadurch minimiert werden. Eine alternative Erfindung betrifft eine Entlüftungseinheit für eine Kraftfahrzeugbatterie mit einem Zuluftkanal zur Zuführung von Umgebungsluft in ein Batteriegehäuse, wobei insbesondere der Zuluftkanal eine gasdurchlässige Membran zur Abweisung von Flüssigkeiten und/oder eine Trocknungseinheit zum Entzug von Luftfeuchtigkeit aus der Umgebungsluft aufweist, und einem Abfuhrkanal sowohl zur Abfuhr von Luft als auch von Kondenswasser aus dem Batteriegehäuse an die Umgebung, wobei der Abfuhrkanal ein, insbesondere schlauchartig ausgestaltetes, zu einem Boden des Batteriegehäuses reichendes Tauchrohr zur Abfuhr von Kondenswasser aufweist und eine Auslassöffnung zur Abfuhr des Kondenswassers aus dem Batteriegehäuse heraus in Schwerkraftrichtung auf einem niedrigeren Niveau als eine Einlassöffnung zum des Tauchrohrs angeordnet ist. Die Entlüftungseinheit kann insbesondere im Übrigen wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein. Wenn bei einem hinreichenden Überdruck im Inneren des Batteriegehäuses Kondenswasser über die Einlassöffnung in den Abfuhrkanal gefördert wird, kann zumindest ein Teil des Transportvorgangs zur Abfuhr des Kondenswassers schwerkraftbedingt erfolgen. Vorzugsweise kann der Abtransport des Kondenswassers ausschließlich schwerkraftbedingt erfolgen, so dass der Überdruck im Inneren des Batteriegehäuses beispielsweise ausschließlich zum Öffnen eines den Abfuhrkanal verschließenden Abfuhrventils verwendet werden kann. Die über den Abfuhrkanal abgeführte Luft kann hierbei den Abtransport des Kondenswassers unterstützen und/oder beschleunigen. Vorzugsweise verläuft zumindest ein Teil des Abfuhrkanals, insbesondere des Tauchrohrs, in Schwerkraftrichtung sowohl oberhalb der Einlassöffnung als auch oberhalb der Auslassöffnung. Dadurch kann ein Siphon ausgebildet werden, der durch das am Boden des Batteriegehäuses, insbesondere in einer örtlich begrenzten Sammelmulde, gesammelte Kondenswasser geschlossen werden kann, wobei die Höhe des ausgebildeten Siphons so gering ist, dass bei einem hinreichend großen zu erwartenden Überdruck im Batteriegehäuse das Kondenswasser den Siphon überwinden und über den Abfuhrkanal abgeführt werden kann. Besonders bevorzugt sind der Zuluftkanal und der Abfuhrkanal als separate und voneinander getrennte Leitungen ausgeführt. Der Zuluftkanal kann dadurch am oberen Rand des Batteriegehäuses vorgesehen werden, während der Abfuhrkanal am unteren Rand des Batteriegehäuses vorgesehen sein kann. Beispielsweise kann der Abfuhrkanal durch eine, insbesondere zur Bodenkühlung des Batteriegehäuses vorgesehene, Bodenplatte hindurchgeführt sein, so dass das Kondenswasser an einen Untergrund abtropfen kann und nicht im Kraftfahrzeug verbleibt. Insbesondere kann die Auslassöffnung des Abfuhrkanals an einem Unterboden des Kraftfahrzeugs münden, so dass ein am Unterboden des Kraftfahrzeugs entlangströmender Fahrwind während der Fahrt des Kraftfahrzeugs nach dem Prinzip der Strahlpumpe einen Unterdruck an der Auslassöffnung des Abfuhrkanals erzeugen kann, der den Abtransport des Kondenswassers zusätzlich unterstützt.In particular, the battery housing has a collecting trough on the bottom for collecting condensed water, the discharge channel of the ventilation unit communicating, in particular exclusively, hydraulically with the collecting trough. The condensation water occurring in the battery housing can flow to the collecting trough due to gravity and collect there. As a result, the condensed water can be concentrated at one point and can be removed and / or suctioned off more easily and to a particularly large extent via the venting unit. The amount of condensed water remaining in the battery housing can be minimized as a result. An alternative invention relates to a ventilation unit for a motor vehicle battery with a supply air duct for supplying ambient air into a battery housing, the supply air duct in particular having a gas-permeable membrane for repelling liquids and / or a drying unit for extracting atmospheric moisture from the ambient air, and a discharge duct both for Removal of air as well as condensed water from the battery housing to the environment, the discharge channel having a dip tube, in particular a hose-like design, reaching to a bottom of the battery housing for removing condensed water, and an outlet opening for removing the condensed water from the battery housing in the direction of gravity on one lower level than an inlet opening to the dip tube is arranged. The venting unit can, in particular, be designed and further developed as described above. If condensate is conveyed through the inlet opening into the discharge channel when there is sufficient overpressure inside the battery housing, at least part of the transport process for removing the condensate can take place due to gravity. The condensate can preferably be removed solely due to gravity, so that the excess pressure in the interior of the battery housing can be used, for example, exclusively to open a discharge valve closing the discharge channel. The air discharged via the discharge duct can support and / or accelerate the removal of the condensed water. At least part of the discharge channel, in particular the immersion tube, preferably runs in the direction of gravity both above the inlet opening and above the outlet opening. As a result, a siphon can be formed, which can be closed by the condensed water collected at the bottom of the battery housing, in particular in a locally limited collecting trough, the height of the formed siphon being so low that the condensate water can be expected at a sufficiently large overpressure in the battery housing overcome the siphon and can be discharged via the discharge channel. The supply air duct and the exhaust duct are particularly preferably designed as separate and separate lines. The supply air duct can thereby be provided on the upper edge of the battery housing, while the discharge duct can be provided on the lower edge of the battery housing. For example, the discharge channel can be passed through a base plate, in particular for cooling the bottom of the battery housing, so that the condensed water can drip onto a surface and does not remain in the motor vehicle. In particular, the outlet opening of the discharge duct can open onto an underbody of the motor vehicle, so that a driving wind flowing along the underbody of the motor vehicle while driving the motor vehicle can generate a vacuum at the outlet opening of the discharge duct according to the jet pump principle, which additionally supports the removal of the condensed water.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:

1: eine schematische Schnittansicht einer Kraftfahrzeugbatterie und
2: eine schematische Detailansicht der Kraftfahrzeugbatterie aus 1.

In the following, the invention is explained by way of example with reference to the attached drawings using preferred exemplary embodiments, the features shown below being able to represent an aspect of the invention both individually and in combination. Show it:

1 : a schematic sectional view of a motor vehicle battery and
2nd : a schematic detailed view of the motor vehicle battery from 1 .

Die in 1 dargestellte Kraftfahrzeugbatterie 10 weist ein Batteriegehäuse 12 auf, in dem mehrere Batteriezellen aufgenommen sein können. In einer Seitenwand 14 des Batteriegehäuses 12 ist eine Entlüftungseinheit 16 dichtend eingesetzt, um bei einem hinreichend großen Unterdruck das Batteriegehäuse 12 mit getrockneter Umgebungsluft 30 zu belüften und bei einem hinreichend großen Überdruck zu entlüften. Das Batteriegehäuses 12 weist zudem einen Boden 18 auf, in dem im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Sammelmulde 20 zur Sammlung von Kondenswasser 50 ausgebildet ist. Mit der Sammelmulde 20 kommuniziert ein als Schlauch ausgestaltetes Tauchrohr 22, so dass bei einem Entlüftungsereignis die aus dem Batteriegehäuse 12 abzuführende Luft 44 das Kondenswasser 50 aus der Sammelmulde 20 mitreißen und über die Entlüftungseinheit 16 abführen kann.In the 1 Motor vehicle battery shown 10th has a battery case 12th on, in which several battery cells can be accommodated. In a side wall 14 of the battery case 12th is a ventilation unit 16 used sealingly to the battery housing with a sufficiently large negative pressure 12th with dried ambient air 30th to ventilate and to vent at a sufficiently high overpressure. The battery case 12th also has a bottom 18th on, in the illustrated embodiment, a collecting trough 20 for the collection of condensed water 50 is trained. With the collector 20 communicates a dip tube designed as a hose 22 , so that in the event of a venting event, the battery housing 12th air to be discharged 44 the condensed water 50 from the collection bin 20 carry along and over the ventilation unit 16 can dissipate.

Die in 2 im Detail dargestellte Entlüftungseinheit 16 weist einen im Wesentlichen horizontal verlaufenden Zuluftkanal 24 auf, der über eine Öffnung 26 der Seitenwand 14 des Batteriegehäuses 12 Umgebungsluft 30 zuführen kann. Die Umgebungsluft 30 muss hierzu zunächst eine Membran 32 passieren, die einen Eintritt von Wasser verhindert. Danach muss die Umgebungsluft 30 eine Trocknungseinheit 34 passieren, in der möglichst viel Wasserdampf absorbiert wird, um die Luftfeuchtigkeit der Umgebungsluft 30 zu minimieren. Schließlich passiert die Umgebungsluft 30 ein Zuluftventil 36, das bei einer vordefinierten hinreichend großen Druckdifferenz zwischen einem Druck im Innern des Batteriegehäuses 12 und dem Umgebungsdruck, der durch einen Unterdruck im Innern des Batteriegehäuses 12 im Vergleich zum Umgebungsdruck verursacht ist, öffnet, um das Batteriegehäuse 12 durch Zufuhr von getrockneter Umgebungsluft 30 zu belüften.In the 2nd ventilation unit shown in detail 16 has an essentially horizontal supply air duct 24th on that through an opening 26 the side wall 14 of the battery case 12th Ambient air 30th can supply. The ambient air 30th This requires a membrane 32 happen, which prevents entry of water. Then the ambient air 30th a drying unit 34 happen in which as much water vapor as possible is absorbed to the humidity of the ambient air 30th to minimize. Finally the ambient air passes 30th a supply air valve 36 , which occurs at a predefined sufficiently large pressure difference between a pressure inside the battery housing 12th and the ambient pressure caused by a negative pressure inside the battery housing 12th in comparison to the ambient pressure is caused to open the battery case 12th by supplying dried ambient air 30th to ventilate.

Die Entlüftungseinheit 16 weist zudem einen Abfuhrkanal 38 auf, der einstückig mit dem Zuluftkanal 24 ausgeführt ist und sich mit dem Zuluftkanal 24 eine gemeinsame Trennwand 40 teilt. Zudem weist die Entlüftungseinheit 16 einen Befestigungsflansch 42 auf, der ebenfalls einstückig mit dem Zuluftkanal 24 und dem Abfuhrkanal 38 ausgestaltet sein kann. Der Befestigungsflansch 42 kann flächig an dem Batteriegehäuse 12 angesetzt sein und vorzugsweise eine ringförmige Dichtung zwischen dem Batteriegehäuse 12 und dem Befestigungsflansch 42 verpressen, um die Öffnung 26 gegen die Umgebung abzudichten. Der Abfuhrkanal 38 kann dicht mit dem Tauchrohr 22 verbunden sein, so dass die bei einem Entlüftungsereignis abzuführende Luft 44 nur über das Tauchrohr 22 in den Abfuhrkanal 38 gelangen kann. Der Abfuhrkanal 38 weist bodenseitig, insbesondere an der tiefsten Stelle, eine Auslassöffnung 46 auf, über welche die abzuführende Luft 44 und mitgerissenes Kondenswasser 50 an die Umgebung abgeführt werden kann. Das Kondenswasser 50 kann hierbei schwerkraftbedingt innerhalb des Abfuhrkanals 38 zur Auslassöffnung 46 gelangen. Die Auslassöffnung 46 kann von einem Abfuhrventil 48 verschlossen sein, das bei einer vordefinierten hinreichend großen Druckdifferenz zwischen einem Druck im Innern des Batteriegehäuses 12 und dem Umgebungsdruck, der durch einen Überdruck im Innern des Batteriegehäuses 12 im Vergleich zum Umgebungsdruck verursacht ist, öffnet, um das Batteriegehäuse 12 durch Abfuhr von Luft 44 zu entlüften.The ventilation unit 16 also has a discharge channel 38 on the one piece with the supply air duct 24th is executed and with the supply air duct 24th a common partition 40 Splits. In addition, the ventilation unit 16 a mounting flange 42 on, which is also in one piece with the supply air duct 24th and the discharge channel 38 can be designed. The mounting flange 42 can be flat on the battery housing 12th be attached and preferably an annular seal between the battery housing 12th and the mounting flange 42 crimp to the opening 26 to seal against the environment. The discharge channel 38 can be tight with the dip tube 22 be connected so that the air to be discharged during a venting event 44 only through the dip tube 22 in the discharge channel 38 can reach. The discharge channel 38 has an outlet opening on the bottom, especially at the lowest point 46 on which the air to be discharged 44 and entrained condensation 50 can be dissipated to the environment. The condensation 50 can occur due to gravity within the discharge channel 38 to the outlet opening 46 reach. The outlet opening 46 can from a drain valve 48 be closed at a predefined, sufficiently large pressure difference between a pressure inside the battery housing 12th and the ambient pressure caused by overpressure inside the battery case 12th compared to the ambient pressure caused, opens to the battery case 12th by removing air 44 to vent.

Claims

Venting unit for a motor vehicle battery (10), with an air supply duct (24) for supplying ambient air (30) into a battery housing (12), wherein the supply air duct (24) has a gas permeable membrane (32) for repelling liquids and a drying unit (34) for extracting atmospheric moisture from the ambient air (30), and a discharge duct (38) for the discharge of air (44) as well as condensed water (50) from the battery housing (12) to the environment, the supply air duct (24) and the discharge duct (38) being separated from one another by a common partition (40).

Ventilation unit after Claim 1 characterized in that the supply air duct (24) and the discharge duct (38) are designed in one piece.

Ventilation unit after Claim 1 or 2nd characterized in that the supply air duct (24) and the discharge duct (38) are connected to the battery housing (12) by a common fastening flange (42) for fastening.

Venting unit according to one of the Claims 1 to 3rd characterized in that the supply air duct (24) closes a supply air valve (36) for opening at a predefined negative pressure in the battery housing (12) an ambient pressure and / or the discharge channel (38) has a discharge valve (48) for opening at a predefined excess pressure in the battery housing (12) to an ambient pressure.

Venting unit according to one of the Claims 1 to 4th characterized in that an immersion tube (22) extending to a bottom (18) of the battery housing (12) for removing condensed water (50) is connected to the discharge channel (38).

Venting unit according to one of the Claims 1 to 5 characterized in that the discharge duct (38) has an outlet opening (46) provided in the direction of gravity on a lower duct bottom of the discharge duct (38) for the gravity-related discharge of condensate (50) from the discharge duct (38).

Venting unit according to one of the Claims 1 to 6 characterized in that a membrane (32) and a drying unit (34) are provided exclusively in the supply air duct (24).

Motor vehicle battery for a motor vehicle, with a battery housing (12) for receiving battery cells and a ventilation unit (16) inserted into an opening (26) of the battery housing (12) according to one of the Claims 1 to 7 to balance the pressure with the environment.

Motor vehicle battery after Claim 8 characterized in that the battery housing (12) has a collecting trough (20) on the bottom for collecting condensed water (50), the discharge channel (38) of the ventilation unit (16) communicating hydraulically with the collecting trough (20).