DE102013200726A1 - Apparatus for providing safety measures during gas release from vehicle battery arranged in e.g. hybrid vehicle, fills shroud element partially with carbon dioxide gas that is discharged into volume space as contents of shroud element - Google Patents

Apparatus for providing safety measures during gas release from vehicle battery arranged in e.g. hybrid vehicle, fills shroud element partially with carbon dioxide gas that is discharged into volume space as contents of shroud element Download PDF

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Abstract

The apparatus has shroud element (7,7') that is filled with gas. The shroud element having openings is expanded into volume space (1) based upon expansion of shroud element so that openings in shroud element are enlarged and contents of shroud element are discharged into volume space through enlarged openings in shroud element. The shroud element is partially filled with carbon dioxide gas based upon reception of trigger signal such that carbon dioxide gas is discharged into the volume space partially as contents of shroud element. Independent claims are included for the following: (1) a volume space for vehicle battery; and (2) a method for providing safety measures during gas release from vehicle battery arranged in volume space.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bereitstellung von Sicherheitsmaßnahmen bei Gasfreisetzung von einer Fahrzeugbatterie, insbesondere von einem beschädigten Lithium-Ionen-Akkumulator für Hybrid- oder Elektrofahrzeuge. Ferner betrifft die Erfindung einen Einbauraum für eine Fahrzeugbatterie.The invention relates to an apparatus and a method for providing safety measures for gas release from a vehicle battery, in particular from a damaged lithium-ion battery for hybrid or electric vehicles. Furthermore, the invention relates to an installation space for a vehicle battery.

Stand der TechnikState of the art

In Elektro- und Hybridelektrokraftfahrzeugen kommen galvanische Zellen als Energiespeicher zum Einsatz. Als Fahrzeugbatterie, welche die für den Antrieb notwendige Energie bereitstellt, werden dabei insbesondere Lithium-Ionen-Akkumulatoren (auch Lithium-Ionen-Batterie genannt) eingesetzt. Diese, sowie grundsätzlich auch andere galvanische Zellen, weisen dabei diverse Probleme auf. So können Störungen, wie ein Auftreten von hohen elektrischen Strömen, ein Überladen der Fahrzeugbatterie beim Ladevorgang oder hohe Außentemperaturen, zu einem sogenannten thermischen Durchgehen (auch „thermal runaway“ genannt) und in Folge dessen zu einer Überhitzung der Batteriezellen der Fahrzeugbatterie führen. Dabei entsteht in den betroffenen Batteriezellen entflammbares Gas, wie beispielsweise Ethan, Methan und andere Kohlenwasserstoffgase, wobei diese Gasentstehung einen Druckanstieg innerhalb der Batteriezellen bewirkt. In electric and hybrid electric vehicles galvanic cells are used as energy storage. As a vehicle battery, which provides the necessary energy for the drive, in particular lithium-ion batteries (also called lithium-ion battery) are used. These, and in principle also other galvanic cells, have various problems. Thus, disturbances, such as the occurrence of high electrical currents, overcharging of the vehicle battery during the charging process or high outside temperatures, can lead to a so-called thermal runaway and as a result to an overheating of the battery cells of the vehicle battery. Flammable gas, such as ethane, methane and other hydrocarbon gases, is produced in the affected battery cells, this gas formation causing a pressure rise within the battery cells.

Im Stand der Technik sind als Vorrichtungen zur Bereitstellung von Sicherheitsmaßnahmen bei Gasfreisetzung von einer Fahrzeugbatterie Sicherheitsentlüftungen beziehungsweise Entlüftungsöffnungen bekannt, welche an dem oberen Ende der Gehäuse von Batteriezellen angeordnet sind. Diese Sicherheitsentlüftungen sind derart ausgebildet, dass sie sich bei innerhalb der Batteriezelle ansteigendem Druck öffnen und somit eine Freisetzung des Gasgemisches (nachfolgend auch Freisetzung von Gas genannt) aus der Batteriezelle ermöglichen. Als weitere Vorrichtungen zur Bereitstellung von Sicherheitsmaßnahmen bei Gasfreisetzung von einer Fahrzeugbatterie sind im Stand der Technik sogenannte Entgasungskanäle bekannt. Bei Zusammenschaltung mehrerer Batteriezellen zu einem Batteriemodul wird ein solcher Entgasungskanal über den Entlüftungsöffnungen der Batteriezellen angeordnet und ist auf diese Weise mit den einzelnen Batteriezellen verbunden. Der Entgasungskanal leitet dabei von den Batteriezellen freigesetzte Gase über eine Ablassöffnung aus dem Einbauraum für die Fahrzeugbatterie an die Atmosphäre und somit aus dem Fahrzeug ab, wodurch insbesondere die Fahrzeuginsassen vor den freigesetzten Gasen geschützt werden.In the prior art, as devices for providing safety measures in gas release from a vehicle battery safety vents or vents are known, which are arranged at the upper end of the housing of battery cells. These safety vents are designed in such a way that they open when the pressure within the battery cell rises and thus enable a release of the gas mixture (also referred to below as the release of gas) from the battery cell. As other devices for providing safety measures for gas release from a vehicle battery so-called degassing channels are known in the art. When interconnecting a plurality of battery cells to a battery module, such a degassing channel is arranged above the ventilation openings of the battery cells and is connected in this way to the individual battery cells. The degassing channel leads from the battery cells released gases via a discharge opening from the installation space for the vehicle battery to the atmosphere and thus from the vehicle, which in particular the vehicle occupants are protected from the released gases.

Die Verwendung solcher Entgasungskanäle führt allerdings zu dem konstruktionstechnischen Nachteil, dass elektronische Komponenten, insbesondere solche, die für das Batterie-Management erforderlich sind, nicht auf den Batteriemodulen angeordnet werden können. Eine Anordnung der elektronischen Komponenten auf den Batteriemodulen hat sich aber als konstruktionstechnisch günstig erwiesen. Ein weiterer Nachteil bei der Verwendung derartiger Entgasungskanäle besteht darin, dass der Durchsatz an freigesetztem Gas oftmals unbefriedigend ist. So kann von beschädigten Batteriezellen freigesetztes Gas oftmals nicht schnell genug über den Entgasungskanal abgeführt werden, wodurch der Innendruck in dem Entgasungskanal stark ansteigt. Durch den erhöhten Innendruck werden die Entlüftungsöffnungen auch bislang nicht beschädigter Batteriezellen geöffnet beziehungsweise aufgebrochen, wodurch das freigesetzte Gas auch in diese zuvor unbeschädigten Batteriezellen eindringt und diese somit ebenfalls beschädigt werden können. Insbesondere kann der ansteigende Innendruck in den Batteriezellen durch das freigesetzte Gas zu einer Kaskade von Explosionen führen, die nicht nur die Fahrzeugbatterie zerstören können, sondern darüber hinaus ein Sicherheitsrisiko für das Fahrzeug und dessen Insassen darstellen.However, the use of such degassing leads to the constructional disadvantage that electronic components, in particular those which are required for the battery management, can not be arranged on the battery modules. However, an arrangement of the electronic components on the battery modules has proven to be structurally favorable. Another disadvantage with the use of such degassing channels is that the throughput of released gas is often unsatisfactory. Thus, gas released from damaged battery cells can often not be removed quickly enough via the degassing channel, as a result of which the internal pressure in the degassing duct rises sharply. Due to the increased internal pressure, the vents are opened or broken so far not damaged battery cells, whereby the released gas also penetrates into these previously undamaged battery cells and these can thus also be damaged. In particular, the increasing internal pressure in the battery cells by the released gas can lead to a cascade of explosions, which can not only destroy the vehicle battery, but also represent a safety risk for the vehicle and its occupants.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, unter Meidung der oben genannten Nachteile das Abführen von von beschädigten Batteriezellen freigesetztem Gas zu verbessern.Against this background, the invention has the object, while avoiding the above-mentioned disadvantages, to improve the removal of gas released from damaged battery cells.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Zur Lösung der Aufgabe wird eine Vorrichtung zur Bereitstellung von Sicherheitsmaßnahmen bei Gasfreisetzung von einer Fahrzeugbatterie, insbesondere von einer beschädigten Fahrzeugbatterie, insbesondere von einem beschädigten Lithium-Ionen-Akkumulator für Hybrid- oder Elektrofahrzeuge, wobei die Fahrzeugbatterie in einem eine Öffnung aufweisenden Volumenraum angeordnet ist, vorgeschlagen, welche gekennzeichnet ist durch wenigstens ein mit einem Gas befüllbares Hüllelement, welches ausgebildet ist, sich durch Befüllen mit Gas in den Volumenraum auszudehnen, derart, dass in dem Volumenraum freigesetztes Gas durch die Öffnung des Volumenraums verdrängt wird, und wenigstens eine Einrichtung zur Befüllung des Hüllelementes, welche ausgebildet ist, bei Empfang eines Auslösesignals das Hüllelement mit Gas zu befüllen. Der Volumenraum wird dabei insbesondere durch den Einbauraum für die Fahrzeugbatterie gebildet, welcher vorteilhafterweise eine Ablassöffnung aufweist. Insbesondere kann der Einbauraum für eine Fahrzeugbatterie der Kofferraum oder eine Mulde, beispielsweise die Reserveradmulde unterhalb der Bodenabdeckung des Kofferraums, eines Kraftfahrzeugs sein. Das Hüllelement ist dabei vorteilhafterweise als Kunststoffsack, vorzugsweise als Nylonsack, ausgebildet. Besonders bevorzugt ist das Hüllelement zusammen mit der Einrichtung zur Befüllung des Hüllelementes nach Art eines für den Insassenschutz in Automobilen Verwendung findenden Airbags ausgestaltet. To achieve the object, a device for providing safety measures during gas release from a vehicle battery, in particular from a damaged vehicle battery, in particular from a damaged lithium-ion accumulator for hybrid or electric vehicles, wherein the vehicle battery is disposed in an opening having a volume space, proposed, which is characterized by at least one can be filled with a gas envelope element which is adapted to expand by filling with gas in the volume space, such that in the volume space released gas is displaced through the opening of the volume space, and at least one means for filling the enveloping element, which is designed to fill the enveloping element with gas upon receipt of a triggering signal. The volume space is formed in particular by the installation space for the vehicle battery, which advantageously has a discharge opening. In particular, the installation space for a vehicle battery, the trunk or a trough, for example, the spare wheel well below the bottom cover of the trunk, a motor vehicle. The enveloping element is advantageously designed as a plastic bag, preferably as a nylon bag. Particularly preferred is the enveloping element configured together with the device for filling the enveloping element in the manner of an airbag for occupant protection in automobiles use.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Vorrichtung eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Einrichtung zur Befüllung des Hüllelementes auf, wobei die Steuereinrichtung ausgebildet ist, bei Empfang eines Detektionssignals ein Auslösesignal an die Einrichtung zur Befüllung des Hüllelementes zu übertragen. Insbesondere ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass sich das Hüllelement nach dem Empfang eines Detektionssignals durch die Steuereinrichtung innerhalb von wenigen Sekunden/Sekundenbruchteilen, besonders bevorzugt innerhalb von 10 bis 750 Millisekunden, vollständig in den freien Volumenraum ausgedehnt hat. Vorteilhafterweise nimmt das vollständig ausgedehnte Hüllelement beziehungsweise nehmen die vollständig ausgedehnten Hüllelemente wenigstens 20 %, vorzugsweise 35 % bis 95 %, des Volumenraums ein, in den sich von der Fahrzeugbatterie freigesetztes Gas ausbreiten kann. Die Form des Hüllelementes ist vorteilhafterweise derart ausgebildet, dass eine ungehinderte Ausbreitung des Hüllelement in den Freiraum des Volumenraumes erfolgen kann, und eine Ausdehnung in den Volumenraum insbesondere nicht durch die Fahrzeugbatterie behindert wird. According to an advantageous embodiment of the invention, the device has a control device for controlling the device for filling the Hüllelementes, wherein the control device is adapted to transmit a trigger signal to the device for filling the Hüllelementes upon receipt of a detection signal. In particular, it is provided according to the invention that, after receiving a detection signal by the control device, the enveloping element has completely expanded within a few seconds / second fractions, particularly preferably within 10 to 750 milliseconds, into the free volume space. Advantageously, the completely expanded enveloping element or take the fully extended enveloping elements at least 20%, preferably 35% to 95% of the volume space, in which can be spread from the vehicle battery released gas. The shape of the Hüllelementes is advantageously designed such that an unhindered propagation of the Hüllelement can be carried out in the free space of the volume space, and an expansion in the volume space is not hindered in particular by the vehicle battery.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass von einer in einem Einbauraum angeordneten Fahrzeugbatterie, insbesondere von einem Lithium-Ionen-Akkumulator, freigesetztes Gas – grundsätzlich aber auch von einer anderen galvanischen Zelle freigesetztes Gas – besonders effizient durch Verdrängung aus dem Einbauraum in die Atmosphäre abgeführt werden kann, wobei die Verdrängung durch ein airbagartiges Hüllelement realisiert wird, welches sich bei Detektion einer Gasfreisetzung in den Einbauraum ausdehnt, wodurch das freigesetzte Gas durch eine Öffnung in dem Einbauraum an die Atmosphäre abgeführt wird. Vorteilhafterweise wird dazu erfindungsgemäß kein Entgasungskanal benötigt. Durch das Fehlen eines Entgasungskanals sind die Entlüftungsöffnungen der Batteriezellen vorteilhafterweise seitlich an den Batteriezellen anordbar, wodurch elektronische Komponenten, wie insbesondere das Batterie-Management-System, vorteilhafterweise auf den Batteriezellen angeordnet werden können.The invention is based on the finding that gas released from a vehicle battery arranged in an installation space, in particular from a lithium-ion accumulator-in principle also gas released from another galvanic cell-is discharged from the installation space into the atmosphere particularly efficiently by displacement can be, wherein the displacement is realized by an airbag-like enveloping element which expands upon detection of gas release into the installation space, whereby the released gas is discharged through an opening in the installation space to the atmosphere. Advantageously, this invention no degassing required. Due to the absence of a degassing channel, the ventilation openings of the battery cells can advantageously be arranged laterally on the battery cells, as a result of which electronic components, in particular the battery management system, can advantageously be arranged on the battery cells.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung weist das Hüllelement Öffnungen auf, welche sich beim Befüllen des Hüllelementes, vorzugsweise bei einsetzender elastischer Ausdehnung des Hüllelementes, derart vergrößern, dass das Gas aus dem Hüllelement durch die Öffnungen in den Volumenraum abgegeben wird. Das aus dem Hüllelement ausströmende Gas trägt vorteilhafterweise dazu bei, dass noch in dem Volumenraum befindliche von der Fahrzeugbatterie freigesetzte Gase aus dem Volumenraum verdrängt werden. Darüber hinaus trägt das ausströmende Gas neben der Verdrängung des freigesetzten Gases als weitere durch die erfindungsgemäße Vorrichtung bereitgestellte Sicherheitsmaßnahme vorteilhafterweise zur Kühlung der Batterie bei, wodurch die Gefahr eines thermischen Durchgehens weiterer Batteriezellen verringert wird. Erfindungsgemäß können sich die Öffnungen des Hüllelements derart ausdehnen, dass das ausgedehnte Hüllelement zu einem Zeitpunkt maximaler Ausdehnung instabil wird und nach Entweichen des Inhalts in sich zusammenfällt. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Öffnungen des Hüllelementes eine Vielzahl gekreuzter Schlitze, vorzugsweise nach Art eines „X“ und/oder „+“, welche sich bei Ausdehnung des Hüllelementes aufweiten beziehungsweise vergrößern. According to a particularly preferred embodiment variant of the invention, the enveloping element has openings which, upon filling of the enveloping element, preferably when the elastic expansion of the enveloping element begins, increase in such a way that the gas is released from the enveloping element through the openings into the volume space. The gas flowing out of the enveloping element advantageously contributes to the fact that gases still released in the volume space from the vehicle battery are displaced from the volume space. In addition, in addition to displacing the released gas, the outflowing gas advantageously contributes to the cooling of the battery as further safety measures provided by the device according to the invention, thereby reducing the risk of thermal runaway of further battery cells. According to the invention, the openings of the enveloping element can expand in such a way that the expanded enveloping element becomes unstable at a point of maximum expansion and collapses after the contents have escaped. According to an advantageous embodiment, the openings of the enveloping element are a plurality of crossed slots, preferably in the manner of an "X" and / or "+", which expand or enlarge upon expansion of the enveloping element.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Einrichtung zur Befüllung des Hüllelementes ein Druckspeicher mit vorgespanntem Gas ist. Vorzugsweise ist der Druckspeicher mit komprimierter Luft vorgespannt. Vorteilhafterweise ist eine Befüllung des Hüllelementes bei Einsatz von derartigen Druckspeichern durch mechanisches Öffnen des Druckspeichers möglich. Ein pyrotechnisches Zünden wie bei Gasgeneratoren, das ohne weitergehende Sicherheitsmaßnahmen das von der Fahrzeugbatterie freigesetzte Gas entzünden könnte, entfällt vorteilhafterweise. Gas- und Hybridgasgeneratoren als Einrichtung zur Befüllung des Hüllelementes sind allerdings als weitere Ausgestaltungsvariante der Erfindung ebenfalls vorgesehen. Vorteilhafterweise öffnet der Druckspeicher beziehungsweise zündet der Gasgenerator bei Empfang eines elektrischen Signals automatisch.A further advantageous embodiment of the invention provides that the means for filling the Hüllelementes is a pressure accumulator with biased gas. Preferably, the accumulator is biased with compressed air. Advantageously, a filling of the Hüllelementes when using such accumulators by mechanical opening of the accumulator is possible. A pyrotechnic ignition as in gas generators, which could ignite the released from the vehicle battery gas without further security measures, advantageously eliminated. Gas and hybrid gas generators as means for filling the Hüllelementes are however also provided as a further embodiment variant of the invention. Advantageously, the pressure accumulator opens or ignites the gas generator upon receipt of an electrical signal automatically.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die erfindungsgemäße Vorrichtung wenigstens eine Einrichtung zur Detektion von von einer Fahrzeugbatterie, insbesondere von einem beschädigten Lithium-Ionen-Akkumulator für Hybrid- oder Elektrofahrzeuge, freigesetztem Gas auf, wobei die Einrichtung ausgebildet ist, bei Detektion einer Gasfreisetzung ein Detektionssignal an die Steuereinrichtung zu übertragen. Vorzugsweise ist die Einrichtung zur Detektion von von einer Fahrzeugbatterie freigesetztem Gas ein Sensor. Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht einen Gassensor und/oder einen in der Fahrzeugbatterie angeordneten, das Öffnen einer Entlüftungsöffnung einer Batteriezelle registrierenden Sensor als Einrichtung zur Detektion einer Gasfreisetzung vor. Das Übertragen eines Detektionssignals an die Steuereinrichtung kann erfindungsgemäß insbesondere durch eine von der Steuereinrichtung registrierbare Änderung einer an dem Sensor anliegenden elektrischen Spannung erfolgen. Vorteilhafterweise ist wenigstens ein Gassensor nahe, d.h. vorzugsweise in einem Abstand von nicht mehr als 40 cm, besonders bevorzugt in einem Abstand von nicht mehr als 10 cm, von der Fahrzeugbatterie angeordnet und/oder an der Fahrzeugbatterie angeordnet. Vorzugsweise ist innerhalb eines Batteriemoduls jeweils ein Gassensor angeordnet. Zusätzlich oder als vorteilhafte Ausgestaltungsvariante ist an jeder Batteriezelle ein Sensor angeordnet, welcher beim Öffnen der Entlüftungsöffnung der jeweiligen Batteriezelle, beispielsweise durch Öffnen eines elektrischen Kontaktes, ein Detektionssignal an die Steuereinrichtung überträgt.According to a further aspect of the invention, the device according to the invention comprises at least one device for detecting gas released from a vehicle battery, in particular from a damaged lithium-ion accumulator for hybrid or electric vehicles, the device being designed upon detection of gas release To transmit detection signal to the control device. Preferably, the means for detecting gas released from a vehicle battery is a sensor. A particularly preferred embodiment of the invention provides a gas sensor and / or arranged in the vehicle battery, the opening of a vent opening of a battery cell registering sensor as a means for detecting a release of gas. According to the invention, the transmission of a detection signal to the control device can be effected, in particular, by a change of an electrical voltage applied to the sensor that can be registered by the control device. Advantageously, at least one Near gas sensor, ie preferably at a distance of not more than 40 cm, more preferably at a distance of not more than 10 cm, arranged from the vehicle battery and / or arranged on the vehicle battery. Preferably, a gas sensor is arranged in each case within a battery module. Additionally or as an advantageous embodiment variant, a sensor is arranged on each battery cell, which transmits a detection signal to the control device when opening the vent opening of the respective battery cell, for example by opening an electrical contact.

Vorteilhafterweise wird der Volumenraum durch einen Einbauraum für eine Fahrzeugbatterie gebildet ist, wobei das mit einem Gas befüllbare Hüllelement und die Einrichtung zur Befüllung des Hüllelementes mit einem Gas in dem Einbauraum, vorzugsweise an dessen Innenwand, angeordnet sind. Der Einbauraum weist dabei eine Öffnung auf, durch die in dem Einbauraum freigesetztes Gas mittels des wenigstens einen Hüllelementes verdrängt werden kann. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind das mit einem Gas befüllbare Hüllelement und die Einrichtung zur Befüllung des Hüllelementes mit einem Gas in einem an dem Einbauraum angeordneten Modul angeordnet, vorteilhafterweise nach Art der Anordnung eines Airbags in einem Airbagmodul.Advantageously, the volume space is formed by an installation space for a vehicle battery, wherein the fillable with a gas envelope element and the means for filling the Hüllelementes with a gas in the installation space, preferably on the inner wall, are arranged. The installation space in this case has an opening through which gas released in the installation space can be displaced by means of the at least one enveloping element. According to a preferred embodiment of the invention, the envelopable with a gas enveloping element and the means for filling the Hüllelementes are arranged with a gas in a module arranged on the installation space, advantageously on the type of arrangement of an airbag in an airbag module.

Zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe wird ferner ein Einbauraum für eine Fahrzeugbatterie, insbesondere für einen Lithium-Ionen-Akkumulator für Hybrid- oder Elektrofahrzeuge, mit wenigstens einer Öffnung vorgeschlagen, wobei durch den Einbauraum ein Volumenraum zur Anordnung einer Fahrzeugbatterie gebildet ist, und wobei der Einbauraum eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bereitstellung von Sicherheitsmaßnahmen bei Gasfreisetzung von einer Fahrzeugbatterie, insbesondere von einem beschädigten Lithium-Ionen-Akkumulator für Hybrid- oder Elektrofahrzeuge, umfasst. Vorzugsweise ist die Öffnung von der Fahrgastzelle weg weisend angeordnet, sodass Fahrzeuginsassen vor den freigesetzten Gasen noch besser geschützt sind.To solve the above object, an installation space for a vehicle battery, in particular for a lithium-ion battery for hybrid or electric vehicles, further proposed with at least one opening, wherein through the installation space, a volume space for the arrangement of a vehicle battery is formed, and wherein the Installation space comprises a device according to the invention for providing safety measures for gas release from a vehicle battery, in particular a damaged lithium-ion battery for hybrid or electric vehicles, comprising. Preferably, the opening is arranged facing away from the passenger compartment, so that vehicle occupants are better protected from the released gases.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist in die Öffnung des Einbauraumes eine zumindest teilweise gasdurchlässige Verschlusseinrichtung, vorzugsweise ein Ventil, eine Membran und/oder eine Abdeckeinrichtung, eingebracht, welche derart ausgebildet ist, dass in dem durch den Einbauraum ausgebildeten Volumenraum freigesetztes Gas bei Ausdehnung des Hüllelementes durch dieses Verschlusselement entweichen kann. Die teilweise Gasdurchlässigkeit ist erfindungsgemäß insbesondere auch dadurch realisiert, dass das Verschlusselement geöffnet werden kann. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Steuereinrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgebildet, die Verschlusseinrichtung anzusteuern. Dabei ist die Steuereinrichtung vorteilhafterweise ausgebildet, ein Signal an das Verschlusselement zu übertragen, worauf sich das Verschlusselement öffnet. Insbesondere ist vorgesehen, dass sich das Verschlusselement bei Empfang eines Detektionssignals öffnet, sodass freigesetztes Gas durch dieses entweichen beziehungsweise durch dieses aus dem Einbauraum verdrängt werden kann.According to an advantageous embodiment, in the opening of the installation space, an at least partially gas-permeable closure device, preferably a valve, a membrane and / or a covering introduced, which is designed such that in the space formed by the installation space volume released gas upon expansion of the Hüllelementes this closure element can escape. The partial gas permeability according to the invention is realized in particular also by the fact that the closure element can be opened. According to an advantageous embodiment of the invention, the control device of the device according to the invention is designed to control the closure device. In this case, the control device is advantageously designed to transmit a signal to the closure element, whereupon the closure element opens. In particular, it is provided that the closure element opens upon receipt of a detection signal, so that released gas can escape through it or be displaced out of the installation space by it.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Einbauraum in einem Kraftfahrzeug mit einer Fahrgastzelle angeordnet, wobei die Öffnung des Einbauraums von der Fahrgastzelle weg weisend angeordnet ist. Vorteilhafterweise ist ferner vorgesehen, dass das wenigstens eine Hüllelement in Relation zu der Öffnung derart in dem Einbauraum angeordnet ist, dass freigesetztes Gas durch Ausdehnung des Hüllelementes durch die Öffnung aus dem durch den Einbauraum ausgebildeten Volumenraum verdrängt werden kann. Insbesondere ist vorgesehenen, dass die Öffnung des Einbauraumes in Verlängerung der Ausdehnungsrichtung des Hüllelementes angeordnet ist.According to a preferred embodiment, the installation space is arranged in a motor vehicle with a passenger compartment, wherein the opening of the installation space is arranged pointing away from the passenger compartment. Advantageously, it is further provided that the at least one enveloping element is arranged in relation to the opening in the installation space such that released gas can be displaced by expansion of the enveloping element through the opening from the volume space formed by the installation space. In particular, it is provided that the opening of the installation space is arranged in extension of the extension direction of the enveloping element.

Zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe wird des Weiteren ein Verfahren zur Bereitstellung von Sicherheitsmaßnahmen bei Gasfreisetzung von einer Fahrzeugbatterie, insbesondere von einem beschädigten Lithium-Ionen-Akkumulator für Hybrid- oder Elektrofahrzeuge, wobei die Fahrzeugbatterie in einem eine Öffnung aufweisenden Volumenraum angeordnet ist, vorgeschlagen, vorzugsweise unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei eine Einrichtung zur Befüllung eines Hüllelementes mit einem Gas bei Empfang eines Auslösesignals wenigstens ein Hüllelement mit Gas befüllt, wobei sich das wenigstens eine Hüllelement durch das Befüllen mit Gas in den Volumenraum ausdehnt, derart, dass in dem Volumenraum freigesetztes Gas durch die Öffnung des Volumenraumes verdrängt wird. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird das Auslösesignal von einer Steuereinrichtung an die Einrichtung zur Befüllung eines Hüllelementes übertragen. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird das Auslösesignal von der Steuereinrichtung bei Empfang eines Detektionssignals generiert. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass eine Einrichtung zur Detektion einer Gasfreisetzung das Detektionssignal bei Detektion einer Gasfreisetzung an die Steuereinrichtung überträgt.To achieve the object mentioned at the outset, there is furthermore proposed a method for providing gas release safety measures from a vehicle battery, in particular from a damaged lithium ion accumulator for hybrid or electric vehicles, wherein the vehicle battery is arranged in a volume space having an opening. preferably using a device according to the invention, wherein a device for filling a Hüllelementes with a gas upon receipt of a trigger signal at least one Hüllelement filled with gas, wherein the at least one Hüllelement expands by filling with gas in the volume space, such that in the volume space released gas is displaced by the opening of the volume space. According to an advantageous embodiment of the method, the trigger signal is transmitted from a control device to the device for filling a Hüllelementes. According to a further advantageous embodiment of the method, the trigger signal is generated by the control device upon receipt of a detection signal. A further advantageous embodiment of the method provides that a device for detecting a gas release transmits the detection signal upon detection of a gas release to the control device.

Vorteilhafterweise nimmt das Hüllelement zum Zeitpunkt der maximalen Ausdehnung nahezu den vollständigen freien Volumenraum ein, mindestens aber 30% bis 80 %. Der Volumenraum ist dabei vorzugsweise der Einbauraum für eine Fahrzeugbatterie.Advantageously, the enveloping element occupies almost the complete free volume space at the time of maximum expansion, but at least 30% to 80%. The volume space is preferably the installation space for a vehicle battery.

Weitere vorteilhafte Einzelheiten, Merkmale und Ausgestaltungsdetails der Erfindung werden im Zusammenhang mit den in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigt: Further advantageous details, features and design details of the invention are explained in more detail in connection with the exemplary embodiments illustrated in the figures. Showing:

1 in einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Vorrichtung, welche in einem erfindungsgemäßen Einbauraum für eine Fahrzeugbatterie angeordnet ist; 1 in a schematic representation of an embodiment of a device according to the invention, which is arranged in an installation space according to the invention for a vehicle battery;

2 in einer schematischen Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Vorrichtung, welche in einem erfindungsgemäßen Einbauraum für eine Fahrzeugbatterie angeordnet ist, im Fall einer Gasfreisetzung; 2 in a schematic representation of another embodiment of a device according to the invention, which is arranged in an installation space according to the invention for a vehicle battery, in the case of a gas release;

3 in einer schematischen Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung, welche in einem erfindungsgemäßen Einbauraum für eine Fahrzeugbatterie angeordnet ist, im Fall einer Gasfreisetzung; und 3 in a schematic representation of another embodiment of the device according to the invention, which is arranged in an installation space according to the invention for a vehicle battery, in the case of a gas release; and

4 Ausführungsbeispiele für die Anordnung von Entlüftungsöffnungen an Batteriezellen. 4 Embodiments for the arrangement of vents on battery cells.

Bei den in 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispielen wird ein Volumenraum 1, in welchem eine Fahrzeugbatterie 2 angeordnet ist, jeweils durch einen Einbauraum für eine Fahrzeugbatterie 2 ausgebildet. Der Einbauraum ist eine besondere Ausgestaltung für einen Volumenraum zur Anordnung einer Fahrzeugbatterie. Zur Bezeichnung des Einbauraums wird daher im Zusammenhang mit den in 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispielen der Erfindung das Bezugszeichen „1“ gleichsam für den Einbauraum und den durch diesen ausgebildeten Volumenraum verwendet.At the in 1 to 3 shown embodiments is a volume space 1 in which a vehicle battery 2 is arranged, each through an installation space for a vehicle battery 2 educated. The installation space is a special embodiment of a volume space for the arrangement of a vehicle battery. For the designation of the installation space is therefore in connection with the in 1 to 3 illustrated embodiments of the invention, the reference numeral " 1 "Used as it were for the installation space and the volume space formed by this.

In 1 ist ein Einbauraum 1 für eine Fahrzeugbatterie 2 dargestellt. Der Einbauraum 1 ist dabei ein Teilbereich eines in den Figuren nicht dargestellten Elektrofahrzeugs. Die Fahrzeugbatterie 2 ist ein Lithium-Ionen-Akkumulator mit einer Vielzahl von zusammengeschalteten Batteriezellen 3. Die Batteriezellen 3 weisen jeweils eine in der Figur nicht explizit dargestellte Sicherungsentlüftung beziehungsweise Entlüftungsöffnung auf. Im Falle einer Gasentwicklung in einer Batteriezelle 3, beispielsweise aufgrund von Überhitzung, erhöht sich der Innendruck in der Batteriezelle 3, wodurch sich die Sicherungsöffnung beziehungsweise die Entlüftungsöffnung öffnet und das Gas durch die Entlüftungsöffnung in den Einbauraum 1 freigesetzt wird. Der Einbauraum 1 weist eine Öffnung 4 auf, welche von der Fahrgastzelle des Elektrofahrzeugs weg gerichtet ist, sodass freigesetzte Gase nicht über die Öffnung 4 in die Fahrgastzelle eindringen. In 1 is an installation space 1 for a vehicle battery 2 shown. The installation space 1 is a part of an electric vehicle, not shown in the figures. The vehicle battery 2 is a lithium-ion battery with a large number of interconnected battery cells 3 , The battery cells 3 each have a not explicitly shown in the figure backup ventilation or vent on. In the case of gas evolution in a battery cell 3 For example, due to overheating, the internal pressure in the battery cell increases 3 , whereby the securing opening or the vent opening opens and the gas through the vent opening into the installation space 1 is released. The installation space 1 has an opening 4 on which is directed away from the passenger compartment of the electric vehicle, so that released gases do not over the opening 4 penetrate into the passenger compartment.

An einer Innenwand des Einbauraums 1 ist ein Modul 5 angeordnet, in welchem ein in 1 nicht explizit dargestelltes mit einem Gas befüllbares Hüllelement und eine in 1 ebenfalls nicht explizit dargestellte Einrichtung zur Befüllung des Hüllelementes mit einem Gas angeordnet sind. Die Einrichtung zur Befüllung des Hüllelementes ist ein Druckspeicher mit komprimierter Luft. Das Hüllelement ist ein Nylonsack, welcher nach Art eines aus dem Insassenschutz bekannten Airbags zusammengefaltet in dem Modul 5 angeordnet ist. Das Hüllelement ist dabei ausgebildet, sich bei Befüllung mit Druckluft durch den Druckspeicher in den Einbauraum 1 auszudehnen. Eine auf dem Modul 5 angeordnete Abdeckung (in 1 nicht explizit dargestellt) wird dabei, wie aus der Anwendung von Airbags für den Insassenschutz bekannt, durch das sich ausdehnende Hüllelement weggedrückt, sodass sich das Hüllelement in den Einbauraum 1 ausdehnen kann und diesen je nach Ausgestaltung bei maximaler Ausdehnung teilweise oder nahezu vollständig ausfüllt.On an inner wall of the installation space 1 is a module 5 arranged in which a in 1 not explicitly illustrated can be filled with a gas envelope element and a in 1 also not explicitly shown means for filling the Hüllelementes are arranged with a gas. The device for filling the Hüllelementes is a pressure accumulator with compressed air. The wrapping element is a nylon bag, which folded in the manner of a known from the occupant protection airbags in the module 5 is arranged. The enveloping element is designed to be filled with compressed air through the pressure accumulator into the installation space 1 expand. One on the module 5 arranged cover (in 1 not explicitly shown) is, as known from the application of airbags for occupant protection, pushed away by the expansive enveloping element, so that the enveloping element in the installation space 1 can expand and this partially or almost completely fills depending on the configuration at maximum extent.

Ebenfalls an der Innenwand des Einbauraums 1 angeordnet ist eine Steuereinrichtung 6, welche vorliegend durch eine Mikrocontrollerschaltung realisiert ist. Diese Steuereinrichtung 6 ist mit mehreren an den Entlüftungsöffnungen der Batteriezellen 3 angeordneten Sensoren verbunden (in 1 nicht explizit dargestellt). Ein solcher Sensor liefert ein Signal (Detektionssignal) an die Steuereinrichtung 6, wenn sich die Entlüftungsöffnung einer Batteriezelle 3 öffnet. Darüber hinaus ist die Steuereinrichtung 6 mit einem Chemosensor verbunden (in 1 nicht explizit dargestellt), welcher ausgebildet ist, ein Signal (Detektionssignal) an die Steuereinrichtung 6 zu liefern, wenn von einer Batteriezelle 3 Gas freigesetzt wird. Die Steuereinrichtung 6 ist insbesondere ausgebildet, den in dem Modul 5 angeordneten Druckspeicher anzusteuern, wobei die Steuereinrichtung 6 ein Auslösesignal an den Druckspeicher überträgt, woraufhin der Druckspeicher die komprimierte Luft in das Hüllelement entweichen lässt, und somit das Hüllelement befüllt. Die Verdrängung von von einem Lithium-Ionen-Akkumulator freigesetztem Gas als Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird nachfolgend beispielhaft anhand des in 2 dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung näher erläutert.Also on the inner wall of the installation space 1 arranged is a control device 6 , which is realized in the present case by a microcontroller circuit. This control device 6 is with several at the vents of the battery cells 3 arranged sensors connected (in 1 not explicitly shown). Such a sensor supplies a signal (detection signal) to the control device 6 when the vent of a battery cell 3 opens. In addition, the control device 6 connected to a chemosensor (in 1 not explicitly shown), which is designed, a signal (detection signal) to the control device 6 to deliver when from a battery cell 3 Gas is released. The control device 6 is in particular designed in the module 5 to drive arranged pressure accumulator, wherein the control device 6 transmits a trigger signal to the pressure accumulator, whereupon the pressure accumulator allows the compressed air to escape into the enveloping element, and thus fills the enveloping element. The displacement of gas released by a lithium-ion accumulator as a function of the device according to the invention will be described below by way of example with reference to FIG 2 illustrated embodiment of the invention explained in more detail.

Dazu ist in 2 ein Einbauraum 1 für eine Fahrzeugbatterie 2 mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Abweichend von dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Einbauraum 1 teilweise mit einer Innenverkleidung 8, 9 ausgekleidet. Diese verbessert vorteilhafterweise die Verdrängung von freigesetztem Gas, weil durch die Innenverkleidung 8, 9 einer Ausbreitung des freigesetzten Gases in die Ecken beziehungsweise Randbereiche des Einbauraumes 1 entgegengewirkt wird.This is in 2 an installation space 1 for a vehicle battery 2 represented with a device according to the invention. Notwithstanding the in 1 illustrated embodiment, the installation space 1 partly with an interior lining 8th . 9 lined. This advantageously improves the displacement of released gas, because through the inner lining 8th . 9 a spread of the released gas in the corners or edge regions of the installation space 1 counteracted.

Werden von einer Batteriezelle 3 der Fahrzeugbatterie 2, beispielsweise aufgrund einer thermischen Instabilität der Batteriezelle 3 als Beschädigung der Fahrzeugbatterie 2, Gase beziehungsweise ein Gasgemisch (nachfolgend auch kurz Gas genannt) freigesetzt, so werden von der erfindungsgemäßen Vorrichtung insbesondere die folgenden Verfahrensschritte ausgeführt: eine Einrichtung zur Detektion einer Gasfreisetzung, vorliegend ein an einer Batteriezelle 3 angeordneter Sensor (in 2 nicht explizit dargestellt), welcher mit einer Steuereinrichtung 6 verbunden ist, detektiert die Freisetzung von Gas. Der Sensor überträgt daraufhin ein verändertes Signal an die Steuereinrichtung 6, welches von der Steuereinrichtung 6 als Detektionssignal interpretiert wird. Hat die Steuereinrichtung 6 auf diese Weise ein Detektionssignal empfangen, überträgt die Steuereinrichtung 6 ein Auslösesignal an eine Einrichtung zur Befüllung eines Hüllelementes mit einem Gas, vorliegend einem in dem Modul 5 angeordneten Druckluftspeicher (in 2 nicht explizit dargestellt). Der Empfang des Auslösesignal bewirkt, dass die in dem Druckluftspeicher vorgespannte Luft in ein Hüllelement 7, 7‘ abgegeben wird. Das in 2 mittels einer durchgezogenen Linie dargestellte Hüllelement 7 stellt das Hüllelement zu einem Zeitpunkt t1, beispielsweise 95 Millisekunden nach dem die Steuereinrichtung 6 das Detektionssignal empfangen hat, dar. Das mittels einer gestrichelten Linie dargestellte Hüllelement 7‘ stellt dasselbe Hüllelement zu einem späteren Zeitpunkt t1 + t, beispielsweise 100 Millisekunden nach dem die Steuereinrichtung 6 das Detektionssignal von einem Sensor empfangen hat, dar. Das Hüllelement 7, 7‘ ist vorliegend ein Kunststoffsack, welcher eine Vielzahl von in der Figur nicht explizit dargestellten, wenigen Mikrometer großen Öffnungen aufweist. Durch das Befüllen des Kunststoffsackes 7, 7‘ mit Luft dehnt sich der Kunststoffsack 7, 7‘ ähnlich wie ein für den Insassenschutz eingesetzter Airbag in die mit dem Pfeil 10 in 2 gekennzeichnete Richtung in den Einbauraum 1 aus. Die Öffnungen auf der Oberfläche des Kunststoffsackes 7, 7‘ sind zunächst nicht geeignet, die einströmende Luft aus dem Kunststoffsack entweichen zu lassen. Durch die Ausdehnung des Kunststoffsackes 7, 7‘ in den Einbauraum 1 wird das von der Fahrzeugbatterie 2 beziehungsweise der Batteriezelle 3 freigesetzte Gas durch die Öffnung 4 des Einbauraums 1 aus dem Einbauraum 1 verdrängt, was in 2 durch den Pfeil 11 schematisch dargestellt ist. Mit zunehmender Ausdehnung des Kunststoffsackes 7, 7‘ vergrößern sich zudem die auf dem Kunststoffsack 7, 7‘ befindlichen Öffnungen irreversibel, wodurch die Luft aus dem Kunststoffsack 7, 7‘ nahezu vollständig entweicht. Die aus dem Kunststoffsack 7, 7‘ entweichende Luft kühlt vorteilhafterweise die Batteriezellen 3. Hierdurch kann vorteilhafterweise einer weiteren Gasfreisetzung durch thermische Überhitzung weiterer Batteriezellen entgegengewirkt werden. Aufgrund der aus dem Kunststoffsack 7, 7‘ entweichenden Luft fällt der Kunststoffsack schließlich in sich zusammen.Are from a battery cell 3 the vehicle battery 2 , for example due to thermal instability of the battery cell 3 as damage to the vehicle battery 2 , Gases or a gas mixture (hereinafter also referred to as short gas) released, so the device according to the invention in particular the following process steps are performed: a device for detecting a release of gas, in this case a on a battery cell 3 arranged sensor (in 2 not explicitly shown), which with a control device 6 is connected, detects the release of gas. The sensor then transmits an altered signal to the control device 6 that of the control device 6 is interpreted as a detection signal. Has the controller 6 receive a detection signal in this way, transmits the control device 6 a trigger signal to a device for filling a Hüllelementes with a gas, in this case one in the module 5 arranged compressed air storage (in 2 not explicitly shown). The receipt of the triggering signal causes the biased in the compressed air reservoir air in an enveloping element 7 . 7 ' is delivered. This in 2 by means of a solid line enveloping element 7 represents the envelope element at a time t 1 , for example 95 milliseconds after the controller 6 The envelope signal shown by a dashed line 7 ' represents the same envelope element at a later time t 1 + t, for example 100 milliseconds after the controller 6 has received the detection signal from a sensor. The envelope element 7 . 7 ' is presently a plastic bag, which has a plurality of not explicitly shown in the figure, a few microns in size openings. By filling the plastic bag 7 . 7 ' with air the plastic bag expands 7 . 7 ' similar to an airbag used for occupant protection in the with the arrow 10 in 2 marked direction in the installation space 1 out. The openings on the surface of the plastic bag 7 . 7 ' are initially not suitable to let the incoming air escape from the plastic bag. Due to the expansion of the plastic bag 7 . 7 ' in the installation space 1 will that of the vehicle battery 2 or the battery cell 3 released gas through the opening 4 of the installation space 1 from the installation space 1 displaces what is in 2 through the arrow 11 is shown schematically. With increasing expansion of the plastic bag 7 . 7 ' In addition, those on the plastic bag enlarge 7 . 7 ' located openings irreversibly, causing the air from the plastic bag 7 . 7 ' almost completely escapes. The from the plastic bag 7 . 7 ' escaping air advantageously cools the battery cells 3 , This can advantageously be counteracted further gas release by thermal overheating of other battery cells. Because of the plastic bag 7 . 7 ' escaping air, the plastic bag finally collapses.

3 zeigt eine weitere Ausgestaltungsvariante der vorliegenden Erfindung. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dabei zu einem Zeitpunkt t2, etwa 200 Millisekunden nach dem die Steuereinrichtung 6 ein Detektionssignal empfangen hat, dargestellt. Die in dem Einbauraum 1 angeordnete erfindungsgemäße Vorrichtung weist zwei mit einem Gas befüllbare Hüllelemente 7, 12 auf, welche jeweils zur Befüllung mit einem Gas mit einem mit Gas vorgespannten Druckspeicher 13, 14 verbunden sind. Das Hüllelement 12 verbessert dabei die Verdrängung von freigesetztem Gas, indem es eine Ausbreitung des Gases in den freien Raum neben der Fahrzeugbatterie 2 weitestgehend vermeidet. Die Steuereinrichtung 6 ist dabei so konfiguriert, dass sie das Auslösesignal geringfügig verzögert, d.h. etwa 1 bis 10 Millisekunden später an den Druckspeicher 14 überträgt als an den Druckspeicher 13. 3 shows a further embodiment variant of the present invention. The device according to the invention is at a time t 2 , about 200 milliseconds after the control device 6 has received a detection signal shown. The in the installation space 1 arranged inventive device has two fillable with a gas envelope elements 7 . 12 on, which in each case for filling with a gas with a gas-biased pressure accumulator 13 . 14 are connected. The wrapping element 12 thereby improving the displacement of released gas by allowing the gas to spread in the free space adjacent to the vehicle battery 2 largely avoids. The control device 6 It is configured to slightly delay the trigger signal, ie to the accumulator about 1 to 10 milliseconds later 14 transfers as to the accumulator 13 ,

In der in 3 dargestellten Ausführungsvariante der Erfindung weist der Einbauraum 1 ein Ventil 15 auf, welches als Verschlusseinrichtung in die Öffnung 4 des Einbauraums 1 eingebracht ist. Dieses Ventil 15 ist von der Steuereinrichtung 6 ansteuerbar. Die Steuereinrichtung 6 ist dabei konfiguriert, nach Empfang eines Detektionssignals ein Auslösesignal an das Ventil 15 zu übertragen, wobei das Auslösesignal ein Öffnen des Ventils 15 veranlasst. In einer weiteren, nicht in den Figuren dargestellten Ausführungsvariante der Erfindung kann das Verschlusselement eine gasdurchlässige Membran oder eine Abdeckung sein, welche sich bei in dem Einbauraum ansteigendem Innendruck öffnet.In the in 3 illustrated embodiment of the invention, the installation space 1 a valve 15 on, which as a closure device in the opening 4 of the installation space 1 is introduced. This valve 15 is from the controller 6 controllable. The control device 6 is configured to receive a trip signal to the valve upon receipt of a detection signal 15 to transmit, wherein the trigger signal is an opening of the valve 15 causes. In a further variant of the invention not shown in the figures, the closure element may be a gas-permeable membrane or a cover which opens when the internal pressure rises in the installation space.

Wie den in 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispielen zu entnehmen ist, wird von der Fahrzeugbatterie 2 freigesetztes Gas abgeführt, ohne dass die Batterie 2 einen Entgasungskanal aufweist. Hierdurch wird die Möglichkeit geschaffen, das Batterie-Management-System (BMS) zumindest teilweise auf den Batteriezellen 3 anzuordnen, indem, wie in 4 dargestellt, die Entlüftungsöffnungen 18 der Batteriezellen an den Seitenwänden des Gehäuses 17 angeordnet werden. In 4 sind dabei unterschiedliche Positionen für Entlüftungsöffnungen 18 in dem Gehäuse 17 einer Batteriezelle dargestellt. Batteriezellen mit den in 4 dargestellten Öffnungen 18 sind zusammen mit der vorliegenden Erfindung nutzbar.Like the in 1 to 3 shown embodiments is shown by the vehicle battery 2 released gas is discharged without the battery 2 having a degassing channel. This creates the possibility of the battery management system (BMS) at least partially on the battery cells 3 to arrange by, as in 4 shown, the vents 18 the battery cells on the side walls of the housing 17 to be ordered. In 4 are different positions for vents 18 in the case 17 a battery cell shown. Battery cells with the in 4 illustrated openings 18 are useful with the present invention.

Die in den Figuren dargestellten und in Zusammenhang mit diesen erläuterten Ausführungsbeispiele dienen der Erläuterung der Erfindung und sind für diese nicht beschränkend. The exemplary embodiments illustrated in the figures and explained in connection therewith serve to explain the invention and are not restrictive of it.

Claims (14)

Vorrichtung zur Bereitstellung von Sicherheitsmaßnahmen bei Gasfreisetzung von einer Fahrzeugbatterie (2), insbesondere von einem beschädigten Lithium-Ionen-Akkumulator für Hybrid- oder Elektrofahrzeuge, wobei die Fahrzeugbatterie (2) in einem eine Öffnung (4) aufweisenden Volumenraum (1) angeordnet ist, gekennzeichnet durch wenigstens ein mit einem Gas befüllbares Hüllelement (7, 7‘, 12), welches ausgebildet ist, sich durch Befüllen mit Gas in den Volumenraum (1) auszudehnen, derart, dass in dem Volumenraum (1) freigesetztes Gas durch die Öffnung (4) des Volumenraums (1) verdrängt wird, und wenigstens eine Einrichtung (13, 14) zur Befüllung des Hüllelementes, welche ausgebildet ist, bei Empfang eines Auslösesignals das Hüllelement (7, 7‘, 12) mit Gas zu befüllen.Device for providing safety measures for gas release from a vehicle battery ( 2 ), especially from a damaged one Lithium ion accumulator for hybrid or electric vehicles, whereby the vehicle battery ( 2 ) in an opening ( 4 ) having volume space ( 1 ) is arranged, characterized by at least one enveloping element which can be filled with a gas ( 7 . 7 ' . 12 ), which is formed by filling with gas in the volume space ( 1 ) in such a way that in the volume space ( 1 ) released gas through the opening ( 4 ) of the volume space ( 1 ) and at least one device ( 13 . 14 ) for filling the enveloping element, which is formed upon receipt of a trigger signal, the enveloping element ( 7 . 7 ' . 12 ) to fill with gas. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung (6) zur Steuerung der Einrichtung zur Befüllung des Hüllelementes (7, 7‘, 12), wobei die Steuereinrichtung (6) ausgebildet ist, bei Empfang eines Detektionssignals ein Auslösesignal an die Einrichtung (13, 14) zur Befüllung des Hüllelementes zu übertragen.Apparatus according to claim 1, characterized by a control device ( 6 ) for controlling the device for filling the enveloping element ( 7 . 7 ' . 12 ), wherein the control device ( 6 ) is formed upon receipt of a detection signal, a trigger signal to the device ( 13 . 14 ) for filling the Hüllelementes to transfer. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hüllelement (7, 7‘, 12) Öffnungen aufweist, welche sich beim Befüllen des Hüllelementes (7, 7‘, 12) derart vergrößern, dass das Gas aus dem Hüllelement (7, 7‘, 12) durch die Öffnungen in den Volumenraum (1) abgegeben wird.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the enveloping element ( 7 . 7 ' . 12 ) Has openings which, when filling the enveloping element ( 7 . 7 ' . 12 ) such that the gas from the enveloping element ( 7 . 7 ' . 12 ) through the openings into the volume space ( 1 ) is delivered. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (13, 14) zur Befüllung des Hüllelementes ein Druckspeicher mit vorgespanntem Gas ist. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device ( 13 . 14 ) is an accumulator with biased gas for filling the Hüllelementes. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens eine Einrichtung zur Detektion von von einer Fahrzeugbatterie (2) freigesetztem Gas.Device according to one of the preceding claims, characterized by at least one device for the detection of a vehicle battery ( 2 ) released gas. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen Gassensor und/oder einen in der Fahrzeugbatterie (2) angeordneten, das Öffnen einer Entlüftungsöffnung einer Batteriezelle (3) registrierenden Sensor als Einrichtung zur Detektion einer Gasfreisetzung.Apparatus according to claim 5, characterized by a gas sensor and / or in the vehicle battery ( 2 ), the opening of a vent opening of a battery cell ( 3 ) registering sensor as means for detecting a gas release. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenraum (1) durch einen Einbauraum für eine Fahrzeugbatterie (2) gebildet ist, wobei das mit einem Gas befüllbare Hüllelement (7, 7‘, 12) und die Einrichtung (13, 14) zur Befüllung des Hüllelementes mit einem Gas in dem Einbauraum, vorzugsweise an dessen Innenwand, angeordnet sind.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the volume space ( 1 ) through an installation space for a vehicle battery ( 2 ) is formed, wherein the fillable with a gas envelope element ( 7 . 7 ' . 12 ) and the facility ( 13 . 14 ) for filling the Hüllelementes with a gas in the installation space, preferably on the inner wall, are arranged. Einbauraum für eine Fahrzeugbatterie (2), insbesondere für einen Lithium-Ionen-Akkumulator für Hybrid- oder Elektrofahrzeuge, mit wenigstens einer Öffnung (4), wobei durch den Einbauraum ein Volumenraum (1) zur Anordnung einer Fahrzeugbatterie (2) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Einbauraum eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 umfasst.Installation space for a vehicle battery ( 2 ), in particular for a lithium ion accumulator for hybrid or electric vehicles, having at least one opening ( 4 ), whereby through the installation space a volume space ( 1 ) for arranging a vehicle battery ( 2 ), characterized in that the installation space comprises a device according to one of claims 1 to 7. Einbauraum nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in die Öffnung (4) des Einbauraumes eine zumindest teilweise gasdurchlässige Verschlusseinrichtung (15) eingebracht ist, welche derart ausgebildet ist, dass in dem durch den Einbauraum ausgebildeten Volumenraum (1) freigesetztes Gas bei Ausdehnung des Hüllelementes (7, 7‘, 12) durch die Öffnung (4) entweichen kann.Installation space according to claim 8, characterized in that in the opening ( 4 ) of the installation space an at least partially gas-permeable closure device ( 15 ) is introduced, which is designed such that in the space formed by the installation space ( 1 ) released gas upon expansion of the enveloping element ( 7 . 7 ' . 12 ) through the opening ( 4 ) can escape. Einbauraum nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Anordnung in einem Kraftfahrzeug mit einer Fahrgastzelle, wobei die Öffnung (4) von der Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs weg weisend angeordnet ist und das wenigstens eine Hüllelement (7, 7‘, 12) in Relation zu der Öffnung (4) derart in dem Einbauraum angeordnet ist, dass freigesetztes Gas durch Ausdehnung des Hüllelementes (7, 7‘, 12) durch die Öffnung (4) aus dem durch den Einbauraum ausgebildeten Volumenraum (1) verdrängt werden kann. Installation space according to claim 8 or claim 9, characterized by an arrangement in a motor vehicle with a passenger compartment, wherein the opening ( 4 ) is arranged facing away from the passenger compartment of the motor vehicle and the at least one envelope element ( 7 . 7 ' . 12 ) in relation to the opening ( 4 ) is arranged in the installation space such that gas released by expansion of the enveloping element ( 7 . 7 ' . 12 ) through the opening ( 4 ) from the space formed by the installation space ( 1 ) can be displaced. Verfahren zur Bereitstellung von Sicherheitsmaßnahmen bei Gasfreisetzung von einer Fahrzeugbatterie (2), insbesondere von einem beschädigten Lithium-Ionen-Akkumulator für Hybrid- oder Elektrofahrzeuge, wobei die Fahrzeugbatterie (2) in einem eine Öffnung (4) aufweisenden Volumenraum (1) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung (13, 14) zur Befüllung eines Hüllelementes mit einem Gas bei Empfang eines Auslösesignals wenigstens ein Hüllelement (7, 7‘, 12) mit Gas befüllt, wobei sich das wenigstens eine Hüllelement (7, 7‘, 12) durch das Befüllen mit Gas in den Volumenraum (1) ausdehnt, derart, dass in dem Volumenraum (1) freigesetztes Gas durch die Öffnung (4) des Volumenraumes (1) verdrängt wird.Method for providing gas release safety measures from a vehicle battery ( 2 ), in particular a damaged lithium ion accumulator for hybrid or electric vehicles, wherein the vehicle battery ( 2 ) in an opening ( 4 ) having volume space ( 1 ), characterized in that a device ( 13 . 14 ) for filling an enveloping element with a gas upon receipt of a triggering signal at least one enveloping element ( 7 . 7 ' . 12 ) is filled with gas, wherein the at least one envelope element ( 7 . 7 ' . 12 ) by filling with gas into the volume space ( 1 ), such that in the volume space ( 1 ) released gas through the opening ( 4 ) of the volume space ( 1 ) is displaced. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslösesignal von einer Steuereinrichtung (6) an die Einrichtung (13, 14) zur Befüllung eines Hüllelementes übertragen wird.A method according to claim 11, characterized in that the trigger signal from a control device ( 6 ) to the institution ( 13 . 14 ) is transferred to fill a Hüllelementes. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslösesignal von der Steuereinrichtung (6) bei Empfang eines Detektionssignals generiert wird.A method according to claim 12, characterized in that the trigger signal from the control device ( 6 ) is generated upon receipt of a detection signal. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zur Detektion einer Gasfreisetzung das Detektionssignal bei Detektion einer Gasfreisetzung an die Steuereinrichtung (6) überträgt.A method according to claim 13, characterized in that a means for detecting a gas release the detection signal upon detection of a gas release to the control device ( 6 ) transmits.
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