DE102022129101A1 - Battery system and motor vehicle - Google Patents

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Abstract

Ein Batteriesystem mit Batteriezellen (10) und mit einer Mehrzahl von Umschließungen (12), mit Fluidauslass (20) an jeder Umschließung und einem Fluidabfuhrkanal (22) erhält einen besonderen Brandschutz durch Verwendung von feuerfesten Wandungen für die Umschließungen (12) und/oder durch ein Einstecken der Fluidauslässe in einen Stutzen (26) des Kanals.

Figure DE102022129101A1_0000
A battery system with battery cells (10) and with a plurality of enclosures (12), with fluid outlet (20) on each enclosure and a fluid discharge channel (22) receives special fire protection by using fireproof walls for the enclosures (12) and/or by inserting the fluid outlets into a nozzle (26) of the channel.
Figure DE102022129101A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Batteriesystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug. Die Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug mit diesem Batteriesystem. Es geht insbesondere um die Batterien, die einen elektrischen Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs speisen.The invention relates to a battery system, in particular for a motor vehicle. The invention also relates to a motor vehicle with this battery system. It particularly concerns the batteries that feed an electric drive motor of the motor vehicle.

Ein solches Batteriesystem umfasst eine Mehrzahl von Batteriezellen. Gegenwärtig enthalten typische Batteriezellen Lithium.Such a battery system comprises a plurality of battery cells. Currently, typical battery cells contain lithium.

Aus der DE 10 2013 210 323 A1 ist es bekannt, dass ein Energiespeicher des Batteriesystems von einer Außenhülle umgeben ist und eine Abführeinrichtung mit zwei Öffnungen umfasst. Dies hat dort den Sinn, möglicherweise entstehende Fluide, insbesondere Gase, abzuleiten, um einem Brand einer Batteriezelle (des Energiespeichers) vorzubeugen. Die Außenhülle und die Abführeinrichtung dienen somit also als mechanische Führung für Fluide. Fluidauslässe sind mit einem Fluid abführenden Kanal fest gekoppelt. Bei einer Beschädigung eines Auslasses wird das ganze System vollständig beschädigt. Das Batteriesystem aus der DE 10 2013 210 323 A1 hat somit den Nachteil, dass zwar möglicherweise tatsächlich in vielen Situationen ein Brand einer Batteriezelle vermieden wird. Brennt eine Batteriezelle nun einmal aber, so entzünden sich auch alle anderen Batteriezellen nach und nach, und das gesamte Kraftfahrzeug brennt ab.From the EN 10 2013 210 323 A1 It is known that an energy storage device of the battery system is surrounded by an outer shell and includes a discharge device with two openings. The purpose of this is to discharge any fluids that may arise, in particular gases, in order to prevent a fire in a battery cell (of the energy storage device). The outer shell and the discharge device thus serve as a mechanical guide for fluids. Fluid outlets are firmly coupled to a fluid-discharging channel. If an outlet is damaged, the entire system is completely damaged. The battery system from the EN 10 2013 210 323 A1 This has the disadvantage that, although it may actually be possible to prevent a battery cell from catching fire in many situations, if one battery cell catches fire, all the other battery cells will gradually ignite and the entire vehicle will burn down.

Mit dem Thema, Bränden vorzubeugen, befasst sich auch die WO 2016/010722 A1 . In einer gesonderten Kammer des Batteriesystems ist ein Material enthalten, welches einen Brand unterdrücken kann. Gemäß der CN 216133908 U können über eine Kühlkammer Batteriezellen gekühlt werden. The topic of preventing fires is also addressed by the WO 2016/010722 A1 . A separate chamber of the battery system contains a material that can suppress a fire. According to the CN 216133908 U Battery cells can be cooled using a cooling chamber.

Es ist Aufgabe der Erfindung, den Schutz vor einem Abbrennen eines Batteriesystems und damit des Kraftfahrzeugs zu erhöhen.The object of the invention is to increase the protection against a battery system and thus the motor vehicle burning out.

Die Aufgabe wird in einem Aspekt durch ein Batteriesystem gemäß Patentanspruch 1 und in einem anderen Aspekt durch ein Batteriesystem gemäß Patentanspruch 6 gelöst. Zur Erfindung gehört auch das Bereitstellen eines Kraftfahrzeugs mit einem solchen Batteriesystem.The object is achieved in one aspect by a battery system according to patent claim 1 and in another aspect by a battery system according to patent claim 6. The invention also includes the provision of a motor vehicle with such a battery system.

Das Batteriesystem umfasst gemäß dem ersten Aspekt Batteriezellen und eine Mehrzahl von Umschließungen, die jeweils zumindest eine der Batteriezellen zumindest abschnittsweise, vorzugsweise vollständig, umschließen, und die jeweils zumindest einen Fluidauslass aufweisen, wobei mehrere Fluidauslässe unterschiedlicher Umschließungen an einen Fluidabfuhrkanal gekoppelt sind, wobei erfindungsgemäß eine Wandung der Umschließungen feuerfest ist.According to the first aspect, the battery system comprises battery cells and a plurality of enclosures, each of which encloses at least one of the battery cells at least partially, preferably completely, and each of which has at least one fluid outlet, wherein a plurality of fluid outlets of different enclosures are coupled to a fluid discharge channel, wherein according to the invention a wall of the enclosures is fireproof.

Aufgrund der feuerfesten Ausbildung der Wandungen der Umschließungen wird ein Überspringen des Brandes einer Batteriezelle vermieden. Somit kann es zwar - in einem immer noch unwahrscheinlichen Fall - dazu kommen, dass sich eine Batteriezelle aufgrund von Widrigkeiten entzündet, in diesem Fall bleibt der Brand aber lokal, im Wesentlichen innerhalb der jeweiligen Umschließung, und das Kraftfahrzeug brennt nicht als Ganzes ab.The fireproof design of the enclosure walls prevents the fire from spreading to a battery cell. This means that although it is still unlikely that a battery cell will ignite due to adverse conditions, the fire will remain local, essentially within the enclosure, and the vehicle will not burn down as a whole.

Das Merkmal „feuerfest“ lässt sich insbesondere so definieren, dass die Wandungen der Umschließungen aus einem solchen Material und in einer solchen Wandstärke gebildet sind, dass ihre Temperatur bei einem Brand der in der jeweiligen Umschließung enthaltenen Batteriezellen unterhalb derjenigen Temperatur bleibt, bei der sich eine Batteriezelle in einer der jeweiligen Umschließung benachbarten Umschließung entzünden würde. Durch wenige Versuche und gegebenenfalls Berechnungen lässt sich bei vorgegebenem Material eine möglichst geringe Wandstärke, die dieses Merkmal immer noch erfüllt, wählen. Dies sorgt für eine Gewichtsoptimierung bei bleibendem Schutz vor einem Abbrennen des Kraftfahrzeugs.The feature "fireproof" can be defined in particular in such a way that the walls of the enclosures are made of such a material and with such a wall thickness that, in the event of a fire in the battery cells contained in the respective enclosure, their temperature remains below the temperature at which a battery cell in an enclosure adjacent to the respective enclosure would ignite. With a few tests and, if necessary, calculations, the smallest possible wall thickness can be selected for a given material that still meets this feature. This ensures weight optimization while maintaining protection against the vehicle burning down.

Eine Batteriezelle kann eine Temperatur von bis über 800°C, ja sogar über 1000°C, erzeugen. Vorzugsweise sind somit die Wandungen bezüglich einer Temperatur von 800°C, vorzugsweise von 1000°C, weiter vorzugsweise von 1200°C, in der Umschließung feuerfest ausgelegt.A battery cell can generate a temperature of up to over 800°C, even over 1000°C. Preferably, the walls in the enclosure are therefore designed to be fireproof with respect to a temperature of 800°C, preferably 1000°C, more preferably 1200°C.

Es lassen sich mit diesen Vorgaben Materialien und Wandstärken wählen.Materials and wall thicknesses can be selected using these specifications.

Ein Material der Wahl kann eine Metalllegierung umfassen, wobei sich etwa Stahlblech wegen seiner guten Biegbarkeit und generellen guten Verarbeitbarkeit in besonderem Maße eignet.A material of choice can include a metal alloy, with sheet steel being particularly suitable due to its good bendability and generally good processability.

Der zweite Aspekt - auch in der Rolle als bevorzugte Ausführungsform des ersten Aspekts - beinhaltet, dass bei dem Batteriesystem gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche 1 und 6 der Fluidauslass durch ein Auslassrohr bereitgestellt ist, wobei erfindungsgemäß das Auslassrohr in einen zum Fluidabfuhrkanal zugehörigen Stutzen eingesteckt ist, vorzugsweise dichtend eingepasst ist.The second aspect - also in the role as a preferred embodiment of the first aspect - includes that in the battery system according to the preamble of independent patent claims 1 and 6, the fluid outlet is provided by an outlet pipe, wherein according to the invention the outlet pipe is inserted into a nozzle associated with the fluid discharge channel, preferably fitted in a sealing manner.

Dies unterscheidet sich von der festen Kopplung der Rohre der DE 10 2013 210 323 A1 . Entsteht aufgrund eines Sich-Entzündens einer Batteriezelle in der jeweiligen Umschließung Hitze, so ist die Umschließung mit dem Fluidabfuhrkanal flexibler gekoppelt. Die Steckkopplung leitet die Wärme nicht so wie die feste Kopplung aus der der DE 10 2013 210 323 A1 (oder nicht in erhöhtem Maße) zu den benachbarten Umschließungen und damit auch nicht zu den in den benachbarten Umschließungen befindlichen Batteriezellen. Die Steckkopplung kann ein Sich-Ausdehnen des Fluidauslasses abpuffern. Beim Abbrand einer Batteriezelle können zwar im Prinzip Schäden an dem zugehörigen Fluidauslass und dessen Eintrittspunkt in den Fluidabfuhrkanal entstehen, was aber im Falle eines Brandes einer Batteriezelle in Anbetracht dieser Zerstörung ohnehin unbeachtlich ist. Wesentlich ist hier der Gedanke, dass ein Schutz vor einem Abbrennen eines Kraftfahrzeugs gewährleistet ist, indem die Fluidauslässe unterschiedlicher Umschließungen nicht fest miteinander gekoppelt sind. This differs from the fixed coupling of the pipes of the EN 10 2013 210 323 A1 If heat is generated in the respective enclosure due to the ignition of a battery cell, the enclosure is coupled more flexibly to the fluid discharge channel. The plug-in coupling conducts the heat not like the fixed coupling from which the EN 10 2013 210 323 A1 (or not to an increased extent) to the neighboring enclosures and thus also not to the battery cells located in the neighboring enclosures. The plug-in coupling can buffer the expansion of the fluid outlet. If a battery cell burns down, damage can in principle occur to the associated fluid outlet and its entry point into the fluid discharge channel, but in the event of a battery cell fire, this is irrelevant in view of the destruction. The key idea here is that protection against a motor vehicle burning down is guaranteed by the fact that the fluid outlets of different enclosures are not firmly coupled to one another.

Prinzipiell ist die Steckkopplung als Schiebesitz verwirklichbar. Die Gasführung wird hierbei etwa durch Ineinanderstecken von Innenhochdruck-Umformteilen ermöglicht.In principle, the plug-in coupling can be implemented as a sliding seat. The gas flow is made possible by inserting internal high-pressure formed parts into one another.

Bevorzugt allerdings lässt sich dieser Aspekt so verwirklichen, dass das Auslassrohr mittels eines temperaturbeständigen Dichtsystems in den Fluidabfuhrkanal eingedichtet ist, etwa unter Einsatz eines Drahtgestricks.Preferably, however, this aspect can be realized in such a way that the outlet pipe is sealed into the fluid discharge channel by means of a temperature-resistant sealing system, for example by using a wire mesh.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform zu beiden Aspekten ist die Umschließung als Aufsatzkörper ausgebildet oder umfasst einen solchen, der durch einen feuerfesten Boden des Batteriesystems oder einen feuerfesten Deckel des Batteriesystems oder einen feuerfesten Deckel der Umschließung abgeschlossen ist. Auf diese Weise lässt sich das Batteriesystem leicht zusammensetzen, indem der Aufsatzkörper, welchen man mit seinem zugehörigen Auslassrohr als „trichterförmig“ bezeichnen kann, einfach auf die Batteriezellen aufgesetzt wird. Der Fluidabfuhrkanal lässt sich so insbesondere seinerseits leicht aufsetzen. Dies gilt insbesondere, wenn ein Drahtgestrick bereits auf die Auslassrohre aufgebracht sind. Die Herstellung des Batteriesystems ist daher auch leichter als etwa bei festen Kopplungen von Umschließung und Fluidabfuhrkanal.According to a preferred embodiment of both aspects, the enclosure is designed as an attachment body or comprises one which is closed off by a fireproof base of the battery system or a fireproof cover of the battery system or a fireproof cover of the enclosure. In this way, the battery system can be easily assembled by simply placing the attachment body, which can be described as "funnel-shaped" with its associated outlet pipe, on the battery cells. The fluid discharge channel can thus be easily placed on itself. This is especially true if a wire mesh has already been applied to the outlet pipes. The battery system is therefore also easier to manufacture than, for example, with fixed couplings of the enclosure and the fluid discharge channel.

Gemäß einem weiteren bevorzugten Aspekt der Erfindung umfasst jede Umschließung einen Leerraum als Fluidpuffer. Wenn insbesondere das entstehende Gas zunächst in dem Leerraum gespeichert wird, bevor es über den Fluidabfuhrkanal abgeführt wird, erhitzt sich der Fluidabfuhrkanal weniger schnell, und auch dieser Aspekt sorgt dafür, dass ein Brand nicht ohne Weiteres überspringen kann.According to a further preferred aspect of the invention, each enclosure comprises an empty space as a fluid buffer. If in particular the gas that is produced is initially stored in the empty space before it is discharged via the fluid discharge channel, the fluid discharge channel heats up less quickly, and this aspect also ensures that a fire cannot easily spread.

Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug weist ein Batteriesystem gemäß der Erfindung auf. Naturgemäß umfasst es typischerweise einen elektrischen Antriebsmotor, der mittels des Batteriesystems gespeist wird.The motor vehicle according to the invention has a battery system according to the invention. Naturally, it typically comprises an electric drive motor that is powered by the battery system.

Insgesamt somit wird durch die Erfindung vermieden, dass eine heftige exotherme Reaktion einer sich entzündenden (kritischen) Batteriezelle zu massiven Beschädigungen innerhalb des gesamten Batteriesystems führt. Stattdessen bleibt die exotherme Reaktion auf eine Batteriezelle beschränkt und ist damit beherrschbar. Das Kraftfahrzeug kann nicht mehr abbrennen.Overall, the invention prevents a violent exothermic reaction of an igniting (critical) battery cell from causing massive damage to the entire battery system. Instead, the exothermic reaction remains limited to one battery cell and is therefore manageable. The vehicle can no longer burn down.

Für Anwendungsfälle oder Anwendungssituationen, die sich bei dem Verfahren zum Schützen vor einem Brand ergeben können und die hier nicht explizit beschrieben sind, kann vorgesehen sein, dass gemäß dem Verfahren eine Fehlermeldung und/oder eine Aufforderung zur Eingabe einer Nutzerrückmeldung ausgegeben und/oder eine Standardeinstellung und/oder ein vorbestimmter Initialzustand eingestellt wird.For use cases or application situations that may arise in the method for protecting against fire and which are not explicitly described here, it may be provided that, in accordance with the method, an error message and/or a request to enter user feedback is issued and/or a default setting and/or a predetermined initial state is set.

Zu der Erfindung gehört auch die Steuervorrichtung für das Kraftfahrzeug. Die Steuervorrichtung kann eine Datenverarbeitungsvorrichtung oder eine Prozessoreinrichtung aufweisen, die dazu eingerichtet ist, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Die Prozessoreinrichtung kann hierzu zumindest einen Mikroprozessor und/oder zumindest einen Mikrocontroller und/oder zumindest einen FPGA (Field Programmable Gate Array) und/oder zumindest einen DSP (Digital Signal Processor) aufweisen. Des Weiteren kann die Prozessoreinrichtung Programmcode aufweisen, der dazu eingerichtet ist, bei Ausführen durch die Prozessoreinrichtung die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Der Programmcode kann in einem Datenspeicher der Prozessoreinrichtung gespeichert sein. Eine Prozessorschaltung der Prozessoreinrichtung kann z.B. zumindest eine Schaltungsplatine und/oder zumindest ein SoC (System on Chip) aufweisen.The invention also includes the control device for the motor vehicle. The control device can have a data processing device or a processor device that is set up to carry out an embodiment of the method according to the invention. For this purpose, the processor device can have at least one microprocessor and/or at least one microcontroller and/or at least one FPGA (Field Programmable Gate Array) and/or at least one DSP (Digital Signal Processor). Furthermore, the processor device can have program code that is set up to carry out the embodiment of the method according to the invention when executed by the processor device. The program code can be stored in a data memory of the processor device. A processor circuit of the processor device can, for example, have at least one circuit board and/or at least one SoC (System on Chip).

Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des durchgeführten Verfahrens, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens hier nicht noch einmal beschrieben. The invention also includes further developments of the method carried out, which have features as have already been described in connection with the further developments of the motor vehicle according to the invention. For this reason, the corresponding further developments of the method according to the invention are not described again here.

Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus oder Motorrad ausgestaltet.The motor vehicle according to the invention is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car or truck, or as a passenger bus or motorcycle.

Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen. Die Erfindung umfasst also auch Realisierungen, die jeweils eine Kombination der Merkmale mehrerer der beschriebenen Ausführungsformen aufweisen, sofern die Ausführungsformen nicht als sich gegenseitig ausschließend beschrieben wurden.The invention also includes combinations of the features of the described embodiments. The invention therefore also includes implementations that each comprise a combination of the features of several of the described embodiments unless the embodiments are described as mutually exclusive.

Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:

  • 1 einen Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Batteriesystem, darstellend eine einzelne Umschließung mit einer einzelnen Batteriezelle.
Exemplary embodiments of the invention are described below.
  • 1 a section of a battery system according to the invention, showing a single enclosure with a single battery cell.

Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.The exemplary embodiments explained below are preferred embodiments of the invention. In the exemplary embodiments, the components of the embodiments described each represent individual features of the invention that are to be considered independently of one another and which also develop the invention independently of one another. Therefore, the disclosure should also include combinations of the features of the embodiments other than those shown. Furthermore, the described embodiments can also be supplemented by other features of the invention already described.

Eine im Ganzen mit 10 bezeichnete Batteriezelle eines Batteriesystems, das mehrere solche Batteriezellen aufweist, ist von einer trichterförmigen Umschließung 12 bedeckt, die aus Edelstahl besteht und beispielsweise eine Wanddicke von mindestens 0,3 cm, vorzugsweise von mindestens 0,5 cm, aufweist. Die Umschließung 12 umfasst einen Aufsatzkörper 14, der im Wesentlichen die Form der Batteriezelle 10 nachbildet, allerdings zusätzlich neben und/oder über der Batteriezelle Leerräume 16 bzw. 18 bereitstellt, die als Pufferräume für Gas dienen. Vom Aufsatzkörper 14 erstreckt sich ein Auslassrohr 20. Dieses ist mit einem Entgasungskanal (Fluidabfuhrkanal) 22 gekoppelt, der durch Wandungen 24 begrenzt ist. Der Fluidabfuhrkanal lässt sich auch nach dem in Batteriezellen entstehenden sogenannten „Ventgas“ als „Ventkanal“ bezeichnen. Vorliegend von Bedeutung ist es, dass das Auslassrohr 20 in einem Einlassstutzen 26 am Fluidabfuhrkanal 24 eingeführt ist und dort mittels eines Dichtsystems, insbesondere in Form eines radial angordneten Drahtgestricks 28 abgedichtet ist. Wie durch die Strichlierung gemäß 30 gezeigt, kann sich das Auslassrohr optional in den Fluidabfuhrkanal 22 in eine Richtung hinein (gekrümmt) erstrecken, um so eine Abfuhrrichtung für das Ventgas vorzugeben. Die Batteriezelle kann auf einem Boden 32 stehen, der Teil des Batteriesystems oder etwa nur Teil einer Fahrzeugkarosserie ist. Es kann dort jedoch ein gesonderter Deckel vorgesehen sein, wobei es sich entweder um einen Deckel für das gesamte Batteriesystem handeln kann, oder um einen Deckel, der lediglich die einzelne Batteriezelle abdeckt und damit den Aufsatzkörper 14 abschließt.A battery cell, designated as a whole by 10, of a battery system that has several such battery cells is covered by a funnel-shaped enclosure 12 that is made of stainless steel and has, for example, a wall thickness of at least 0.3 cm, preferably of at least 0.5 cm. The enclosure 12 comprises an attachment body 14 that essentially replicates the shape of the battery cell 10, but additionally provides empty spaces 16 and 18 next to and/or above the battery cell, which serve as buffer spaces for gas. An outlet pipe 20 extends from the attachment body 14. This is coupled to a degassing channel (fluid discharge channel) 22, which is delimited by walls 24. The fluid discharge channel can also be referred to as a "vent channel" after the so-called "vent gas" that arises in battery cells. In the present case, it is important that the outlet pipe 20 is introduced into an inlet nozzle 26 on the fluid discharge channel 24 and is sealed there by means of a sealing system, in particular in the form of a radially arranged wire mesh 28. As shown by the dashed lines according to 30, the outlet pipe can optionally extend into the fluid discharge channel 22 in one direction (curved) in order to specify a discharge direction for the vent gas. The battery cell can stand on a base 32 that is part of the battery system or just part of a vehicle body. However, a separate cover can be provided there, which can either be a cover for the entire battery system or a cover that only covers the individual battery cell and thus closes off the attachment body 14.

Insgesamt also ist in dem Ausführungsbeispiel jede Batteriezelle von einer trichterförmigen Umschließung oder Hülle umgeben, welche die Batteriezelle 10 gasdicht abschließt. Selbst, wenn sich eine Batteriezelle entzünden sollte, wird das entstehende Ventgas durch das Auslassrohr 20 in den Fluidabfuhrkanal 22 geleitet. Es kann gegebenenfalls mehrere „Kamine“ (Auslassrohre) für eine Umschließung geben. Die Umschließung ist feuerfest, so dass sie auch unter der Reaktion und des Abbrennens der betreffenden Batteriezelle 10 ihre Funktion eines Schutzes beibehält. Durch das Verwenden der radialen Dichtung 28 ist die Abdichtwirkung auch bei thermischer Dehnung der Vorrichtung und damit insbesondere auch des Auslassrohres 20 weiterhin gegeben. (Bei etwa einer thermischen Ausdehnung gemäß dem Pfeil 34 in Längserstreckung des Auslassrohres 20.) Durch die feuerfeste Umschließung 12 als zusätzlicher Materialschicht und dadurch entstehenden weiteren Kontaktwärmeübergängen kommt es zu einer weiteren Isolation der kritischen Batteriezelle.Overall, in the exemplary embodiment, each battery cell is surrounded by a funnel-shaped enclosure or casing which seals the battery cell 10 in a gas-tight manner. Even if a battery cell should ignite, the vent gas produced is guided through the outlet pipe 20 into the fluid discharge channel 22. There may be several "chimneys" (outlet pipes) for an enclosure. The enclosure is fireproof, so that it retains its protective function even when the battery cell 10 in question reacts and burns. By using the radial seal 28, the sealing effect is still present even when the device and thus in particular also the outlet pipe 20 thermally expands. (For example, with thermal expansion according to arrow 34 in the longitudinal extension of the outlet pipe 20.) The fireproof enclosure 12 as an additional material layer and the resulting further contact heat transfer result in further insulation of the critical battery cell.

Insgesamt zeigt das Beispiel, wie eine kontrollierte Führung des Ventgases im Batteriemodul zur Verhinderung von Thermal-Propagation bereitgestellt werden kann.Overall, the example shows how a controlled guidance of the vent gas in the battery module can be provided to prevent thermal propagation.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102013210323 A1 [0003, 0014]DE 102013210323 A1 [0003, 0014]
  • WO 2016010722 A1 [0004]WO 2016010722 A1 [0004]
  • CN 216133908 U [0004]CN 216133908 U [0004]

Claims (10)

Batteriesystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit Batteriezellen (10) und mit einer Mehrzahl von Umschließungen (12), die jeweils zumindest eine der Batteriezellen (10) zumindest abschnittsweise umschließen, und die jeweils zumindest einen Fluidauslass (20) aufweisen, wobei mehrere Fluidauslässe (20) unterschiedlicher Umschließungen (12) an einen Fluidabfuhrkanal (22) gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wandung der Umschließungen (12) feuerfest ist.Battery system, in particular for a motor vehicle, with battery cells (10) and with a plurality of enclosures (12), each of which encloses at least one of the battery cells (10) at least in sections, and each of which has at least one fluid outlet (20), wherein a plurality of fluid outlets (20) of different enclosures (12) are coupled to a fluid discharge channel (22), characterized in that a wall of the enclosures (12) is fireproof. Batteriesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandungen der Umschließungen (12) aus einem solchen Material und in einer solchen Wandstärke gebildet sind, dass ihre Temperatur bei einem Brand der in der jeweiligen Umschließung (12) enthaltenen Batteriezellen (10) unterhalb derjenigen Temperatur bleibt, bei der sich eine Batteriezelle (10) in einer der jeweiligen Umschließung benachbarten Umschließung entzünden würde.Battery system according to Claim 1 , characterized in that the walls of the enclosures (12) are made of such a material and with such a wall thickness that, in the event of a fire in the battery cells (10) contained in the respective enclosure (12), their temperature remains below the temperature at which a battery cell (10) would ignite in an enclosure adjacent to the respective enclosure. Batteriesystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandungen bezüglich einer Temperatur von 800°C, vorzugsweise von 1000°C, weiter vorzugsweise von 1200°C, in der Umschließung (12) feuerfest ausgelegt sind.Battery system according to Claim 1 or 2 , characterized in that the walls in the enclosure (12) are designed to be fireproof with respect to a temperature of 800°C, preferably 1000°C, more preferably 1200°C. Batteriesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung aus einem Material ausgebildet ist, welches eine Metalllegierung, vorzugsweise Stahlblech, umfasst.Battery system according to one of the preceding claims, characterized in that the wall is formed from a material which comprises a metal alloy, preferably sheet steel. Batteriesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidauslass durch ein Auslassrohr (20) bereitgestellt ist, welches in einen zum Fluidabfuhrkanal (22) zugehörigen Stutzen (26) eingesteckt ist.Battery system according to one of the preceding claims, characterized in that the fluid outlet is provided by an outlet pipe (20) which is inserted into a nozzle (26) associated with the fluid discharge channel (22). Batteriesystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit Batteriezellen (10) und mit einer Mehrzahl von Umschließungen (12), die jeweils zumindest eine der Batteriezellen (10) zumindest abschnittsweise, vorzugsweise vollständig, umschließen, und die jeweils zumindest einen Fluidauslass (20) aufweisen, wobei mehrere Fluidauslässe (20) unterschiedlicher Umschließungen (12) an einen Fluidabfuhrkanal (22) gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidauslass durch ein Auslassrohr (20) bereitgestellt ist, welches in einen zum Fluidabfuhrkanal (22) zugehörigen Stutzen (26) eingesteckt ist.Battery system, in particular for a motor vehicle, with battery cells (10) and with a plurality of enclosures (12), each of which encloses at least one of the battery cells (10) at least partially, preferably completely, and each of which has at least one fluid outlet (20), wherein a plurality of fluid outlets (20) of different enclosures (12) are coupled to a fluid discharge channel (22), characterized in that the fluid outlet is provided by an outlet pipe (20) which is inserted into a nozzle (26) associated with the fluid discharge channel (22). Batteriesystem nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Auslassrohr (20) mittels eines temperaturbeständigen Dichtsystems (28) eingedichtet ist, insbesondere radial eingedichtet ist.Battery system according to Claim 5 or 6 , wherein the outlet pipe (20) is sealed by means of a temperature-resistant sealing system (28), in particular is sealed radially. Batteriesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschließung (12) einen Aufsatzkörper (14) umfasst, der durch einen feuerfesten Boden (32) des Batteriesystems oder einen feuerfesten Deckel des Batteriesystems oder der Umschließung (12) abgeschlossen ist.Battery system according to one of the preceding claims, characterized in that the enclosure (12) comprises an attachment body (14) which is closed off by a fireproof base (32) of the battery system or a fireproof cover of the battery system or the enclosure (12). Batteriesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Leerraum (16, 18) in jeder Umschließung (12) als Fluidpuffer.Battery system according to one of the preceding claims, characterized by an empty space (16, 18) in each enclosure (12) as a fluid buffer. Kraftfahrzeug mit einem Batteriesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Motor vehicle with a battery system according to one of the preceding claims.
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