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Title:
BATTERY HOUSING COMPRISING ACCELERATION-SENSITIVE ELEMENTS, BATTERY, AND MOTOR VEHICLE COMPRISING A BATTERY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/019972
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a battery housing (10) for a battery (11), on the outside of which at least one acceleration-sensitive element (12) is disposed, to a battery, and to a motor vehicle comprising a battery. The at least one acceleration-sensitive element (12) changes the state thereof depending on a predetermined threshold value for an acceleration, wherein the change is visually perceptible. The battery (11) preferably has lithium ion battery cells.

Inventors:
MOEHLE, Martin (Starkenaeckerstr. 32, Steinheim, 71711, DE)
SEEBICH, Hans-Peter (Wiesentalstr. 11, Stuttgart, 70597, DE)
SCHNEPEL, Guenter (Magdeburger Weg 5, Marbach/Neckar, 71672, DE)
FRIES, Romuald (Hoelderlinstr. 45/1, Weissach, 71287, DE)
REITZLE, Alexander (Zeisigweg 1, Neu-Ulm, 89231, DE)
ZIMMERMANN, Ulrich (Ahornstr. 5, Hessigheim, 74394, DE)
JAUERNIG, Udo (Seestr. 107, Leonberg, 71229, DE)
LEUTHNER, Stephan (Schmalzaeckerstr. 8, Leonberg, 71229, DE)
KERN, Rainer (Hoelderlinstr. 31b, Stuttgart, 70174, DE)
Application Number:
EP2011/063547
Publication Date:
February 16, 2012
Filing Date:
August 05, 2011
Export Citation:
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Assignee:
ROBERT BOSCH GMBH (Postfach 30 02 20, Stuttgart, 70442, DE)
SB LIMOTIVE COMPANY LTD. (428-5 Gongse-dong, Giheung-guYongin-si, Gyeonggi-do 446-577, KR)
SB LIMOTIVE GERMANY GMBH (Kruppstrasse 20, Stuttgart, 70469, DE)
MOEHLE, Martin (Starkenaeckerstr. 32, Steinheim, 71711, DE)
SEEBICH, Hans-Peter (Wiesentalstr. 11, Stuttgart, 70597, DE)
SCHNEPEL, Guenter (Magdeburger Weg 5, Marbach/Neckar, 71672, DE)
FRIES, Romuald (Hoelderlinstr. 45/1, Weissach, 71287, DE)
REITZLE, Alexander (Zeisigweg 1, Neu-Ulm, 89231, DE)
ZIMMERMANN, Ulrich (Ahornstr. 5, Hessigheim, 74394, DE)
JAUERNIG, Udo (Seestr. 107, Leonberg, 71229, DE)
LEUTHNER, Stephan (Schmalzaeckerstr. 8, Leonberg, 71229, DE)
KERN, Rainer (Hoelderlinstr. 31b, Stuttgart, 70174, DE)
International Classes:
H01M2/02; G01L5/00; G01P15/06; H01M10/48
Domestic Patent References:
WO2010073809A12010-07-01
Foreign References:
US20070194943A12007-08-23
US20060250262A12006-11-09
US2601440A1952-06-24
US20080084180A12008-04-10
Attorney, Agent or Firm:
BEE, Joachim (30 02 20, Wernerstr. 1c/o Robert Bosch Gmb, Abteilung C/IPE Stuttgart, 70442, DE)
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Claims:
Ansprüche

1. Ein Batteriegehäuse, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriegehäuse (10) auf seiner Außenseite mit mindestens einem beschleunigungssensitiven Element (12) versehen ist, das bei einer definierten Auslösebeschleunigung von einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand übergeht, der sich optisch wahrnehmbar vom ersten Zustand unterscheidet.

2. Das Batteriegehäuse nach Anspruch 1 , bei dem der Übergang des

mindestens einen beschleunigungssensitiven Elements (12) von einem ersten in einen zweiten Zustand irreversibel ist.

3. Das Batteriegehäuse nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das mindestens eine beschleunigungssensitive Element (12) bei der definierten

Auslösebeschleunigung farblich veränderbar und/oder plastisch verformbar ist.

4. Das Batteriegehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das

mindestens eine beschleunigungssensitive Element (12) sich von der Außenseite des Batteriegehäuses (10) weg erstreckt.

5. Das Batteriegehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das

mindestens eine beschleunigungssensitive Element (12) Teil des

Batteriegehäuses (10) ist und/oder gegebenenfalls mindestens ein weiteres beschleunigungssensitives Element (12) mit dem Batteriegehäuse (10) verbunden ist.

6. Das Batteriegehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das

mindestens eine beschleunigungssensitive Element (12) im Bereich einer Unterseite und/oder von Kanten (13) und/oder von Ecken des

Batteriegehäuses (10) angeordnet ist. Eine Batterie mit einem Batteriegehäuse (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.

Die Batterie gemäß Anspruch 7, bei der die Batterie (1 1)

Lithium-Ionen-Batteriezellen aufweist.

Ein Kraftfahrzeug mit einem elektrischen Antriebsmotor zum Antreiben des Kraftfahrzeugs und einer mit dem elektrischen Antriebsmotor verbundenen oder verbindbaren Batterie (1 1) gemäß Anspruch 7 oder 8.

Description:
Beschreibung Titel

Batteriegehäuse mit beschleunigungssensitiven Elementen, Batterie sowie Kraftfahrzeug mit Batterie

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Batteriegehäuse, eine Batterie sowie ein Kraftfahrzeug mit Batterie.

Stand der Technik

Bei Transport oder Handhabung einer Batterie, beispielsweise beim Einbau in ein Fahrzeug, kann es zu Beschädigungen der Batterie kommen, wenn diese zu hohen Beschleunigungen ausgesetzt wird. Dies kann durch einen Aufprall beim Fallenlassen der Batterie geschehen. Derartige Beschädigungen können die Funktion der Batterie und damit die Sicherheit bei deren Benutzung

beeinträchtigen. Den beschädigten Batterien ist der Schaden von außen nicht immer anzusehen, sofern nicht das Gehäuse in Mitleidenschaft gezogen wurde, so dass die Möglichkeit besteht, beschädigte Batterien in Fahrzeuge einzubauen.

Aus der US 2008/0084180 A1 ist ein Batteriepack für insbesondere elektronische Geräte bekannt, das mit Mitteln zur Erfassung von Stößen, vorzugsweise

Beschleunigungssensoren versehen ist. Die Beschleunigungssensoren sind Teil einer Schaltung, die bei Überschreitung eines für eine Beschleunigung vorgegebenen Grenzwertes die Stromversorgung des elektronischen Geräts durch den Batteriepack unterbricht. Zudem können Mittel zur Aufzeichnung der Beschleunigungswerte vorhanden sein, so dass die ermittelten Werte zusätzlich in Relation zur Zeit gesetzt werden können, wobei kumulierte Grenzwerte für die Außerbetriebnahme des Batteriepacks vorgebbar sind. Diese Maßnahmen sind für mobil verwendbare elektronische Geräte vorgesehen, die aufgrund ihrer Verwendungsart starken Belastungen ausgesetzt sein können. Um also während der gesamten Nutzungsdauer Schäden am Batteriepack rechtzeitig, also vor einer eventuellen Schädigung des elektronischen Geräts zu erkennen und eine Unterbrechung der Stromversorgung herbeiführen zu können, wird ein relativ hoher schaltungstechnischer Aufwand betrieben, der mit zusätzlichen Kosten verbunden ist und zudem selber eine Fehlerquelle darstellen kann.

Offenbarung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird ein Batteriegehäuse, vorzugsweise für eine Batterie mit Lithium-Ionen-Batteriezellen zur Verfügung gestellt, das auf seiner Außenseite mit mindestens einem beschleunigungssensitiven Element versehen ist. Das beschleunigungssensitive Element verändert beim Einwirken einer definierten Auslösebeschleunigung seinen Zustand, wobei diese Zustandsänderung optisch wahrgenommen werden kann.

Vorzugsweise weist das Batteriegehäuse mehr als ein

beschleunigungssensitives Element auf, die jeweils an kritischen Stellen des Batteriegehäuses angeordnet sind, um vorteilhafterweise alle möglichen Varianten einer Beschädigung sicher erfassen zu können.

Bevorzugte Bereiche zur Erfassung der Beschleunigung sind die Unterseite, Kanten, Ecken und Anschlüsse des Batteriegehäuses.

Der Bereich des Batteriegehäuses, der von einem beschleunigungssensitiven Element bedeckt wird, kann beliebig ausgestaltet werde, so können neben runden oder im Wesentlichen runden Ausgestaltungen auch langgestreckte Formen ausgewählt werden, um beispielsweise Kanten optimal zu sichern.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung eines Batteriegehäuses bzw. einer Batterie mit mindestens einem beschleunigungssensitiven Element kann sicher und kostengünstig vermieden werden, dass beispielsweise durch einen Sturz beschädigte Batterien in Kraftfahrzeugen oder auch in anderen Bereichen zum Einsatz kommen. Die Batterie kann durch einfache Sichtkontrolle auf ihre Unversehrtheit überprüft werden. Diese Zustandsänderung des beschleunigungssensitiven Elements ist vorzugsweise irreversibel, so dass die Schädigung dauerhaft sichtbar gemacht wird und somit spätere Irrtümer ausgeschlossen werden können.

Als beschleunigungssensitive Elemente können übliche

Beschleunigungsaufzeichner verwendet werden, die entweder auf dem

Batteriegehäuse aufgeklebt oder in sonstiger geeigneter Weise mit diesem dauerhaft verbunden sind. Diese können aber auch durch das Batteriegehäuse selber ausgebildet sein. Beide Ausführungsformen lassen sich auch in

Abhängigkeit von den jeweiligen Sicherheitsanforderungen kombinieren.

Das mindestens eine beschleunigungssensitive Element ist bei der definierten Auslösebeschleunigung farblich veränderbar und/oder plastisch verformbar. Die möglichen optischen Änderungen werden durch konstruktive Merkmale des beschleunigungssensitiven Elements vorgegeben.

Zur Farbänderung ist es beispielsweise möglich, in dem

beschleunigungssensitiven Element Hohlräume mit Farbstoffen vorzusehen, die bei Überschreiten des Grenzwertes für die Beschleunigung zerstört werden und das Material des beschleunigungssensitiven Elements verfärben. Eine andere Möglichkeit ist bei einem transparenten Material gegeben, bei dem zwei in unterschiedlichen Hohlräumen befindliche Komponenten bei Zerstörung der Hohlräume miteinander reagieren und einen von außen sichtbaren Farbstoff bilden.

Das mindestens eine beschleunigungssensitive Element kann nach einer anderen Ausführungsform zur Sichtkontrolle auch plastisch verformt werden, dazu ragt das beschleunigungssensitive Element über das Batteriegehäuse hinaus, vorzugsweise in der Form von Noppen oder dergleichen. Bei einem Sturz der Batterie werden beispielsweise die Noppen eingedrückt und signalisieren damit eine Beschädigung der Batterie. Diese Elemente können einfach hohl ausgestaltet sein oder im Inneren eine Wabenstruktur oder dergleichen aufweisen. Um eine bestimme Auslösebeschleunigung einzustellen, wählt der Fachmann geeignete konstruktive Merkmale, wie oben beispielhaft beschrieben, und ein Material mit entsprechenden Eigenschaften zur Ausgestaltung der

beschleunigungssensitiven Elemente aus.

Als Material werden geeignete, plastisch verformbare Kunststoffe oder Metalle eingesetzt.

Die Ausführungsformen der beschleunigungssensitiven Elemente lassen sich beliebig miteinander kombinieren, wobei nicht alle beschleunigungssensitiven Elemente durch die identische Auslösebeschleunigung aktivierbar sein müssen, so dass besonders sensible Bereiche des Batteriegehäuses besonders überwacht werden können.

Eine Batterie mit einem erfindungsgemäßen Batteriegehäuse weist in der Regel eine Anzahl von zwischen einem positiven Batterieterminal und einem negativen Batterieterminal in Serie geschalteten Batteriezellen auf, die vorzugsweise

Lithium-Ionen-Batteriezellen sind.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem

elektrischen Antriebsmotor zum Antreiben des Kraftfahrzeugs und einer mit dem elektrischen Antriebsmotor verbundenen oder verbindbaren Batterie, die ein erfindungsgemäß ausgestaltetes Batteriegehäuse aufweist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und in der Beschreibung beschrieben.

Zeichnungen

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine geschnittene Detailansicht eines Batteriegehäuses mit einem beschleunigungssensitiven Element im Zustand vor Erreichen einer definierten Auslösebeschleunigung, Figur 2 eine geschnittene Detailansicht des Batteriegehäuses der

Ausführungsform gemäß Figur 1 mit einem beschleunigungssensitiven Element im Zustand nach Erreichen einer definierten Auslösebeschleunigung,

Figur 3 eine geschnittene Detailansicht eines Batteriegehäuses mit einem beschleunigungssensitiven Element nach einer zweiten Ausführungsform im Zustand vor Erreichen einer definierten Auslösebeschleunigung, und

Figur 4 eine geschnittene Detailansicht eines Batteriegehäuses mit einem beschleunigungssensitiven Element nach der zweiten Ausführungsform gemäß Figur 3 im Zustand nach Erreichen einer definierten Auslösebeschleunigung.

In Figur 1 ist ein Batteriegehäuse 10 einer Batterie 1 1 in einer Detailansicht gezeigt, wobei ein beschleunigungssensitives Element 12 im Bereich einer Kante 13 des Batteriegehäuses 10 befindlich ist. Es wird der Zustand vor Überschreiten eines Grenzwertes für die Beschleunigung dargestellt. Das bewegungssensitive Element 12 ist halbkugelförmig ausgestaltet, wobei die gewölbte Seite 14 des bewegungssensitiven Elements 12 vom Batteriegehäuse 10 wegweist. Im Inneren des bewegungssensitiven Elements 12 befinden sich Hohlräume 15, die je nach Ausführungsform auch mit einem hier nicht dargestellten Farbstoff gefüllt sein können.

Der Zustand nach Überschreiten einer Auslösebeschleunigung ist in Figur 2 dargestellt. Das beschleunigungssensitive Element 12 ist beispielsweise durch einen Sturz der Batterie 1 1 plastisch verformt und zeigt damit eine Schädigung des Batteriegehäuses 10 und/oder der Batterie 1 1 an. Durch die plastische Verformung des beschleunigungssensitiven Elements 12 sind die Hohlräume 15 in dessen Inneren aufgeplatzt, wobei gegebenenfalls ein Farbstoff freigesetzt wird. Dieses beschleunigungssensitive Element 12 kann beispielsweise durch einen geschäumten Kunststoff hergestellt worden sein.

Eine zweite Ausführungsform des Batteriegehäuses mit einem

beschleunigungssensitiven Element 12 wird in Figur 3 und 4 gezeigt, wobei Figur 3 den Zustand vor und Figur 4 den Zustand nach Überschreiten eines

Grenzwertes für die Beschleunigung zeigt. Das beschleunigungssensitive Element 12 ist als Hohlkörper ausgestaltet, der durch einen Sturz entsprechend plastisch verformt wird, wobei das beschleunigungssensitive Element 12 aus Metall oder Kunststoff gefertigt sein kann.