BERGWEILER GEORG (DE)
BETHLEHEM SÖREN (DE)
WO2013020704A2 | 2013-02-14 | |||
WO2017154462A1 | 2017-09-14 |
EP2159894A1 | 2010-03-03 | |||
DE102012213054A1 | 2014-01-30 | |||
CN108553773A | 2018-09-21 | |||
CN108553773A | 2018-09-21 |
Patentansprüche 1. Verfahren zur Kontaktierung der Batteriezellen (6a) eines Batteriemoduls (6) durch Schweißen, insbesondere Laserschweißen, bei dem ein Batteriemodul (6) mit wenigstens zwei miteinanderzu verbindenden Batteriezellen (6a) in eine Batteriemodulhalterung (1 d, 1 e, 1f) eingesetzt wird, wonach die elektrischen Verbinder (6b) der wenigstens zwei Batteriezellen (6a) miteinander verschweißt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriemodulhalterung (1 d, 1 e, 1f) in einem nach oben offenen Batterielöschbehälter (1 ) angeordnet wird, der über wenigstens eine Löschmittelleitung (3) an ein Reservoir (2) mit flüssigem Löschmittel (2a) angeschlossen wird, welches aus dem Reservoir (2) in den Batterielöschbehälter (1) überführbar ist, wobei vor dem Verschweißen das Batteriemodul (6) durch das Einsetzen in die Batteriemodulhalterung (1 d, 1 e, 1f) unterhalb vom oberen Öffnungsrand (10) des Batterielöschbehälters (1) angeordnet wird, wonach das Verschweißen der elektrischen Verbinder (6b) mit einer Schweißvorrichtung (11, 12, 13) , insbesondere mit einem Schweißroboter durch die obere Öffnung (10a) des Batterielöschbehälters (1) hindurch erfolgt. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem auftretenden Batteriebrand der Batterielöschbehälter (1) mit der Löschflüssigkeit (2a) aus dem Reservoir (2) geflutet wird, insbesondere bis zu einer Füllhöhe (18), die über dem Batteriemodul (6) liegt. 3. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reservoir (2) oberhalb, insbesondere seitlich versetzt oberhalb des Batterielöschbehälter (1) angeordnet wird und die Überführung des flüssigen Löschmittels (2a) aus dem Reservoir (2) durch die wenigstens eine Löschmittelleitung (3) in den Batterielöschbehälter (1) ausschließlich durch die Schwerkraft erfolgt. 4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Löschmittel (2a) durch die wenigstens eine Löschmittelleitung (3) unterhalb des Batteriemoduls (6) in den Batterielöschbehälter (1) eingeleitet wird und sich dieser von unten nach oben mit Löschmittel (2a) füllt, insbesondere unter überwiegender Zuführung des Löschmittels (2) unterhalb des sich im Batterielöschbehälter (1) ergebenden, ansteigenden Löschmittelspiegels. 5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Batterielöschbehälter (1) wenigstens ein Verdrängungskörper (9) angeordnet wird, insbesondere wobei mehrere Verdrängungskörper (9) ein Batteriemodul (6) zumindest teilweise umgebend angeordnet werden. 6. Batterielöschvorrichtung umfassend einen Batterielöschbehälter, gekennzeichnet durch eine im Batterielöschbehälter (1) angeordnete Batteriemodulhalterung (1 d, 1 e, 1f) zur Aufnahme eines Batteriemoduls (6) mit zu verschweißenden Batteriezellen (6a) und mit einem mit flüssigem Löschmittel (2a) füllbaren Reservoir (2), wobei das Reservoir (2) mit dem Batterielöschbehälter (1) über wenigstens eine Löschmittelleitung (3) verbunden ist, durch welche flüssiges Löschmittel (2a) in den Batterielöschbehälter (1) überführbar ist. 7. Batterielöschvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens einen Löschmittelleitung (3) eine Pumpe zugeordnet ist, mit welcher das Löschmittel (2a) aus dem Reservoir (2) durch die Löschmittelleitung (3) in den Batterielöschbehälter (1) pumpbar ist. 8. Batterielöschvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Reservoir (2) oberhalb, insbesondere seitlich versetzt oberhalb des Batterielöschbehälters (1) angeordnet ist und Löschmittel (2a) im Reservoir (2) ausschließlich durch die Schwerkraftwirkung in den Batterielöschbehälter (1) überführbar ist. 9. Batterielöschvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der Löschmittelleitung (3), insbesondere nahe am Reservoir (2), bevorzugt nahe am Batterielöschbehälter (1) ein ansteuerbares Ventil (5), insbesondere Klappenventil oder Schieberventil, vorgesehen ist, insbesondere durch dessen Öffnung ein Überführen des Löschmittels (2a) in den Batterielöschbehälter (1) auslösbar ist. 10. Batterielöschvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Löschmittelleitung (3) nahe des Bodens des Batterielöschbehälters (1) , insbesondere unterhalb der Modulbefestigungsebene (17) der Batteriemodulhalterung (1 d, 1 e, 1f) oder unterhalb des befestigten Batteriemoduls (6) in den Batterielöschbehälter (1) mündet. 11. Batterielöschvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Löschmittelleitung (3) flexibel ausgebildet ist und am Batterielöschbehälter (1) an einem Anschlußflansch (4) lösbar befestigbar ist, insbesondere wobei der Anschlußflansch (4) ein Ventil, vorzugsweise ein Klappenventil oder Schieberventil umfasst. 12. Batterielöschvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 6 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlußflansch (4) der wenigstens einen Löschmittelleitung (3) a. nahe des Bodens des Batterielöschbehälters (1), insbesondere unterhalb der Modulbefestigungsebene (17) der Batteriemodulhalterung (1 d, 1 e, 1f) in/an der Wand (1c) des Batterielöschbehälters (1) angeordnet ist oder b. nahe des oberen Öffnungsrandes (10) des Batterielöschbehälters (1) angeordnet ist, insbesondere über dem Öffnungsrand (10) oder zumindest über dem maximalen vorgesehenen Füllniveau (18) des Batterielöschbehälters (1), vorzugsweise, wobei der Anschlußflansch (4) über eine Leitung (16) mit dem Batterielöschbehälter (1) verbunden ist, die nahe des Bodens des Batterielöschbehälters (1), insbesondere unterhalb der Modulbefestigungsebene (17) der Batteriemodulhalterung (1 d, 1 e, 1f) in den Batterielöschbehälter (1) mündet. 13. Batterielöschvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens einen Verdrängungskörper (9) umfasst, der im Batterielöschbehälter (1), insbesondere zur Reduzierung von dessen mit Löschmittel (2a) zu füllenden Volumen, befestigbar ist/befestigt ist. 14. Batterielöschvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriemodulhalterung (1 d, 1 e, 1f) als Schweißtisch (1d) ausgebildet ist, der, insbesondere mittelbar über Stützen (1 e), einen Modulhalterahmen (1f) trägt, wobei der Schweißtisch (1d) im Inneren des Batterielöschbehälters (1) befestigt ist, insbesondere am Boden des Batterielöschbehälters (1). 15. Batterielöschvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Modulhalterahmen (1f) der Batterielöschvorrichtung, insbesondere in einem Modulhalterahmen (1f) nach Anspruch 14, mehrere Batteriemodule (6) aufnehmbar sind, wobei durch Translation und/oder Rotation des Modulhalterahmens (1f) ein aktuell zu schweißendes Batteriemodul (6) in eine Arbeitsposition bringbar ist, in der nur das zu schweißende Batteriemodul (6) unterhalb des Randes (10) des Batterielöschbehälter (10) in einem mit dem Löschmittel flutbaren Bereich angeordnet ist. 16. Batterielöschvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 6 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren des Batterielöschbehälters (1) eine vorkonfektionierte Menge eines Behandlungsmittels angeordnet ist, welches mit in den Batterielöschbehälter (1) eingelassenem Löschmittel (2a) mischbar ist. 17. Batterielöschvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 6 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsfläche der wenigstens einen Löschmittelleitung (3), insbesondere die Gesamtquerschnittsfläche aller Löschmittelleitungen (3) an jedem Ort zwischen der Mündung aus dem Reservoir (2) in die wenigstens eine Löschmittelleitung (3) und aus der wenigstens einen Löschmittelleitung (3) in den Batterielöschbehälter (1) mindestens 250 cm2 groß ist, vorzugsweise mindestens 350 cm2 groß ist. 18. Batterielöschvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 6 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Batterielöschbehälter (1) einen mit der Stapelgabel eines Gabelstaplers unterfahrbaren Boden aufweist. 19. Batterielöschvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 6 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass an ihr mehrere Tragösen angeordnet sind, insbesondere an der mit dem Batterielöschbehälter (1) verbundenen Batteriemodulhalterung (1 d, 1 e, 1f) , vorzugsweise an dem Schweißtisch (1d). 20. Batterielöschvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 6 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass einem Reservoir (2) mehrere Batterielöschbehälter (1 ) zugeordnet sind, insbesondere die jeweils alle gleichzeitig über wenigstens eine Löschmittelleitung (3) an das Reservoir (2) angeschlossen sind oder die abwechselnd über die wenigstens eine Löschmittelleitung (3) an das Reservoir (2) anschließbar sind. |
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kontaktierung der Batteriezellen eines Batteriemoduls durch Schweißen, insbesondere Laserschweißen, bei dem ein Batteriemodul mit wenigstens zwei miteinander zu verbindenden Batteriezellen in eine Batteriemodulhalterung eingesetzt wird, wonach die elektrischen Verbinder der wenigstens zwei Batteriezellen miteinander verschweißt werden. Die Erfindung betrifft auch eine Batterielöschvorrichtung umfassend einen Batterielöschbehälter.
Im Stand der Technik ist es allgemein bekannt die elektrischen Verbinder von Batteriezellen eines Batteriemoduls, welches wenigstens zwei Batteriezellen umfasst, miteinander durch Verschweißen zu verbinden, z.B. um zwischen den Batteriezellen je nach Anforderung eine Serienschaltung und/oder Parallelschaltung zu erzielen. Typischerweise werden dafür die Verbinder mit lokal begrenzten Verschweißungen, insbesondere Punkt- oder Linienschweißungen verbunden, was sowohl durch Widerstands-, Lichtbogen oder Ultraschallschweißen als auch bevorzugt kontaktlos durch Laserverschweißung erfolgen kann. Z.B. ist es bekannt einen Laserstrahl mittels eines Schweißroboterarmes auf die zu verbindenden Bereiche der elektrischen Verbinder, bevorzugt die übereinanderliegend angeordnet sind, zu leiten, insbesondere zu fokussieren. Bekannt ist es, dass durch einen zu hohen Energieeintrag in die Verbinder, auf die Batteriezelle an sich oder auch durch fehlerhaft produzierte Batteriezellen die beim Schweißen erzeugte Erwärmung zu einem Brand der Materialien in einer Batteriezelle führen kann. Z.B. sind Lithiumverbindungen anfällig dafür in Brand zu geraten. Hierdurch kann eine Batteriezelle komplett abbrennen und auch weitere benachbarte Batteriezellen des Batteriemoduls entzünden. Der Effekt der Entzündung durch Überhitzung wird auch als thermisches Durchgehen bezeichnet. Material einer Batteriezelle kann dabei aus den Batteriezellen austreten und zu einer Gefährdung für die Umwelt und die im Herstellungsprozess beteiligten Personen werden.
Es ist daher im Stand der Technik auch bekannt für den Fall eines Brandes einer Batteriezelle eine Batterielöschvorrichtung bereit zu stellen.
Das Dokument CN108553773 beschreibt eine Batterielöschvorrichtung mit einem Batterielöschbehälter zum Löschen der Batterie eines Kraftfahrzeuges. Der Batterielöschbehälter ist gemäß der Lehre dieses Dokumentes mit Salzwasser gefüllt und steht so vorbereitet für den Fall einer benötigten Löschung bereit. Die Batteriezellen eines Batteriemoduls werden außerhalb des Batterielöschbehälters verschweißt und das Batteriemodul muss bei einem auftretenden Brandfall mittels einer Hebevorrichtung von einer angehobenen Position in eine abgesenkte Position überführt und hierbei im dem Salzwasser des Batterielöschbehälters untergetaucht werden. Dadurch wird der Brand gelöscht und die Batterie über das Salzwasser entladen.
Problematisch ist dabei, dass der Batterielöschbehälter in der bereits gefüllten Situation bereitgestellt werden muss. Hierdurch ist er schwer, gegen das Überschwappen von Flüssigkeit bei einer Bewegung nicht geschützt und somit nicht oder nur wenig mobil. Darüber hinaus muss im Brandfall das Batteriemodul bewegt werden, welches mehrere hundert Kilogramm schwer sein kann. Das Bewegen eines solchen Batteriemoduls ist schwerfällig und gefährlich und es muss somit gemäß der Lehre dieses Dokumentes für den Brandfall eine hydraulische Hebevorrichtung bereitgestellt werden, die in dem Dokument als mit einer Fußpumpe betätigt beschrieben wird. Das Anheben ist somit arbeitsintensiv und langwierig und das Absenken der Batterie im Brandfall wird durch Druckabbau in der Hydraulik vorgenommen, was eine zu lange Zeit in Anspruch nehmen kann. Durch ein zu schnelles Absenken der Batterie in den gefüllten Batterielöschbehälter würde darüber hinaus das Wasser im Batterielöschbehälter zu schnell verdrängt und aus diesem herausbefördert.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur Kontaktierung der Batteriezellen eines Batteriemoduls bereit zu stellen, dass mit weniger Aufwand gehandhabt werden kann, insbesondere bei dem der Transport einer bereits in Brand geratenen Batterie vermieden wird. Darüber hinaus soll die Batterielöschvorrichtung, zumindest deren Batterielöschbehälter, eine bessere Mobilität im Vergleich zum genannten Stand der Technik aufweisen. Bevorzugt soll das Verfahren kürzere Löschzeiten ermöglichen. Es ist ebenso eine Aufgabe der Erfindung eine verbesserte Batterielöschvorrichtung bereit zu stellen, welche bevorzugt die zuvor genannten Aufgaben ebenso löst.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren der eingangs genannten gattungsgemäßen Art gelöst, bei dem die Batteriemodulhalterung in einem nach oben offenen Batterielöschbehälter angeordnet wird, der über wenigstens eine Löschmittelleitung an ein Reservoir mit flüssigem Löschmittel angeschlossen wird, welches aus dem Reservoir in den Batterielöschbehälter überführbar ist, wobei vor dem Verschweißen das Batteriemodul durch das Einsetzen in die Batteriemodulhalterung unterhalb vom oberen Öffnungsrand des Batterielöschbehälters angeordnet wird, wonach das Verschweißen der elektrischen Verbinder mit einer Schweißvorrichtung, insbesondere mit einem Schweißroboter durch die obere Öffnung des Batterielöschbehälters hindurch erfolgt.
Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Batterielöschvorrichtung mit einem Batterielöschbehälter gelöst, eine im Batterielöschbehälter angeordnete Batteriemodulhalterung zur Aufnahme eines Batteriemoduls mit zu verschweißenden Batteriezellen umfasst und die weiterhin ein mit flüssigem Löschmittel füllbares Reservoir umfasst, wobei das Reservoir mit dem Batterielöschbehälter über wenigstens eine Löschmittelleitung verbunden ist, durch welche flüssiges Löschmittel in den Batterielöschbehälter überführbar ist.
Ein wesentlicher Kerngedanke der Erfindung ist es, dass ein Batterielöschbehälter zur Verfügung gestellt wird, das zwar mit einem flüssigen Löschmittel, z.B. mit einem Wasser enthaltenden Löschmittel gefüllt werden kann, der aber bis zum Auftreten eines tatsächlichen Brandfalles nicht mit dem flüssigen Löschmittel gefüllt ist.
Im Gegensatz zum eingangs zitierten Stand der Technik als also der Batterielöschbehälter hinsichtlich des Löschmittels leer. Schon hierdurch resultiert, dass der Batterielöschbehälter leichter ist als im Stand der Technik und deswegen besser transpostiert werden kann. Die Erfindung eröffnet also eine größere Mobilität der Batterielöschvorrichtung, zumindest von dessen Batterielöschbehälter. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, dass der Batterielöschbehälter mobil ist, er kann auch erfindungsgemäß stationär eingesetzt werden.
Statt einer schon anfänglichen Füllung des Batterielöschbehälters mit dem flüssigen Löschmittel sieht es die Erfindung vor, das Löschmittel in einem zum Batterielöschbehälter separaten Reservoir zu bevorraten, aus dem das flüssige Löschmittel im Fall eines Brandes in den Batterielöschbehälter überführt werden kann, wofür das Reservoir und der Batterielöschbehälter mit wenigstens einer Löschmittelleitung verbunden sind, durch die das Löschmittel hindurchfließen kann.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil gegenüber dem genannten Stand der Technik ist es, dass bei der Erfindung das Batteriemodul bereits zum Zweck der Verschweißung in dem Batterielöschbehälter angeordnet wird. Ein in Brand geratenes Batteriemodul muss also nicht erst im Brandfall in den Batterielöschbehälter transportiert werden, wie es im Stand der Technik der Fall. Der ohnehin schon risikoreiche Transport, besondere bei einem brennenden Batteriemodul wird somit erfindungsgemäß vermieden. Bei der Erfindung wird das bereits im Batterielöschbehälter unterhalb von dessen oberen Öffnungsrand angeordnete Batteriemodul befindliche Batteriemodul verschweißt. Hierfür kann bei einem eingesetzten Schweißroboter das Ende eines Armes oder beim Laserschweißen zumindest der geführte Laserstrahl von oben durch die Öffnung des Batterielöschbehälters in dessen Volumen Vordringen.
Um das Batteriemodul in dem Batterielöschbehälter anordnen zu können, wird das Batteriemodul in einer Batteriemodulhalterung befestigt, die sich z.B. schon im dem Batterielöschbehälter befindet oder die zusammen mit dem Batteriemodul in den Batterielöschbehälter eingesetzt wird.
Die Batteriemodulhalterung kann beispielsweise als Schweißtisch ausgebildet sein, der, insbesondere mittelbar über Stützen, einen Modulhalterahmen trägt, wobei der Schweißtisch im Inneren des Batterielöschbehälters befestigt ist, insbesondere am Boden des Batterielöschbehälters. In den Modulhalterahmen kann ein Batteriemodul eingesetzt und darin klemmend oder durch Verspannung befestigt werden, damit das Batteriemodul für den Schweißprozess örtlich fixiert ist.
Eine Ausführungsform kann vorsehen, dass in einem Modulhalterahmen der Batterielöschvorrichtung, z.B. einem vorgenannten, der am Schweißtisch angeordnet ist, mehrere Batteriemodule gleichzeitig aufnehmbar sind, wobei durch Translation und/oder Rotation des Modulhalterahmens ein aktuell zu schweißendes Batteriemodul von den mehreren Batteriemodulen in eine Arbeitsposition bringbar ist, in der nur das zu schweißende Batteriemodul unterhalb des Randes des Batterielöschbehälter in einem mit dem Löschmittel flutbaren Bereich angeordnet ist. Ein solcher Modulhalterahmen kann in der Art eines Revolvers ausgebildet sein. Kommt es zu einem Brand des aktuell geschweißten Batteriemoduls, so wird nur dieses unter Löschmittel gesetzt, die anderen schon geschweißten oder noch nicht geschweißten, werden jedoch nicht unter Löschmittel gesetzt, insbesondere kommen diese vorzugsweise gar nicht mit Löschmittel in Kontakt. Z.B können diese anderen Batteriemodule in einem von Löschmittel abgeschirmten Bereich des Modulhalterahmens angeordnet sein.
Der Schweißtisch kann z.B. aus einer metallischen, vorzugsweise hohlen Platte mit einer vorbestimmten Dicke ausgebildet sein, deren Plattenoberfläche mit Löchern versehen ist. Eine solche gelochte Ausführung kann auch bei den ggfs eingesetzten Stützen vorgesehen sein. Der Modulhalterahmen ist in dieser bevorzugten Ausführung seinerseits am Schweißtisch, z.B. über die Stützen befestigt, vorzugsweise lösbar befestigt, so dass ein bereits in den Modulhalterahmen eingesetztes Batteriemodul zusammen mit dem Modulhalterahmen in den Batterielöschbehälter eingesetzt und aus diesem entnommen werden kann. Die Erfindung kann auch vorsehen, den Modulhalterahmen fest im Batterielöschbehälter anzuordnen.
Der Batterielöschbehälter ist gemäß der Erfindung nach oben hin offen und umgrenzt ein inneres mit dem Löschmittel zumindest teilweise füllbares Volumen. Der Batterielöschbehälter ist abgesehen von seiner oberen Öffnung bzgl. des eingefüllten Löschmittels dicht, so dass in den Behälter im Brandfall eingefülltes Löschmittel nicht aus diesem entweichen kann, bzw. allenfalls durch die obere Öffnung. Eine Ablaßöffnung in der Wandung des Batterielöschbehälters kann bevorzugt vorgesehen sein. Der obere Rand der Öffnung des Batterielöschbehälters kann bevorzugt in einer horizontalen Ebene liegen, dies ist jedoch nicht zwingend nötig.
Der Batterielöschbehälter kann in einer bevorzugten Ausführung eine Bodenplatte, bevorzugt eine mehreckige und weiter bevorzugt eine viereckige Bodenplatte aufweisen, an die der Eckenanzahl entsprechend aufstehende, bevorzugt vertikale Wände dicht befestigt sind. Das Material der Bodenplatte und der Wände kann in einer möglichen Ausführung säurebeständig sein oder, falls es nicht der Fall ist, eine säurebeständige Beschichtung aufweisen. Bodenplatte und Wände können durch Schweißen verbunden sein, insbesondere bei einer metallischen Ausbildung dieser Elemente. Der Batterielöschbehälter kann grundsätzlich auch aus einem nichtmetallischen Material, z.B. einem Kunststoff ausgebildet sein. Wesentlich ist für die Erfindung, dass ein in den Batterielöschbehälter eingesetztes Batteriemodul mit seiner höchsten Stelle unterhalb des oberen Randes, zumindest unterhalb der tiefsten Stelle des oberen Randes des Batterielöschbehälters angeordnet ist, damit im Brandfall eingefülltes Löschmittel eine Niveauhöhe erreichen kann, die über der höchsten Stelle des Batteriemoduls liegt.
So wird sichergestellt, dass im Brandfall das gesamte Batteriemodul vollständig von Löschmittel überdeckt, bzw. das Batteriemodul in dieses vollständig eingetaucht ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht somit vor, dass die Verschweißung der Batteriezellen eines Batteriemoduls in dem Batterielöschbehälter der erfindungsgemäßen Batterielöschvorrichtung erfolgt, wobei für das Verfahren zumindest regelmäßig davon auszugehen ist, dass es nicht zu einem Brandfall kommt. Dennoch sichern das Verfahren und die Vorrichtung einen solchen evtl. Brandfall ab.
In bevorzugter Weiterbildung des Verfahren sieht es die Erfindung vor, dass bei einem auftretenden Brandfall der Batterielöschbehälter mit der Löschflüssigkeit aus dem Reservoir geflutet wird, so dass das Batteriemodul durch die Löschflüssigkeit benetzt und hierdurch gekühlt wird. Offenes Feuer wird direkt gelöscht und durch die Kühlung die Zündtemperatur der Materialien in den Batteriezellen unterschritten, ein weiterer Brand hierdurch unterbunden. Aus den Batteriezellen evtl austretendes Material kann in dem Löschmittel gebunden werden, z.B. auch mittels einem in dem Löschmittel hierfür vorgesehenen Behandlungsmittel, das im Einzelfall auf die Materialien der Batteriezellen abgestimmt sein kann. Das Behandlungsmittel kann bereits im Löschmittel vorhanden wenn, wenn dieses im Reservoir bevorratet ist.
Die Erfindung kann auch vorsehen, dass im Inneren des Batterielöschbehälters eine vorkonfektionierte Menge eines Behandlungsmittels angeordnet ist, welches mit in den Batterielöschbehälter eingelassenem Löschmittel mischbar ist, bevorzugt sich automatisch mischt, wenn das Löschmittel in den Batterielöschbehälter überführt wird.
Es kann auch eine Rauchgasabzugsvorrichtung, oder es können zumindest Öffnungen, durch die Rauchgas abziehbar ist, in dem Batterielöschbehälter, z.B. in dessen oberen Rand angeordnet sein.
Die Erfindung sieht bevorzugt vor, dass der Batterielöschbehälter bis zu einer Füllhöhe mit dem Löschmittel aufgefüllt wird, die über dem Batteriemodul liegt. Bevorzugt wird die Menge an in dem Reservoir bevorratetem Löschmittel so auf das zu füllende Volumen des Batterielöschbehälters oder alternativ das zu füllende Volumen des Batterielöschbehälters so auf die bevorratete Menge an Löschmittel abgestimmt, dass das Löschmittelniveau nach vollständiger Befüllung des Batterielöschbehälters durch die bevorratete Menge an Löschmittel über dem Batteriemodul liegt, vorzugsweise mindestens 100 mm, weiter bevorzugt mindestens 150 mm über der höchstens Stelle des Batteriemoduls liegt.
So wird eine genügende Überdeckung des Batteriemoduls mit Löschmittel sichergestellt, um auch die oben liegenden Bereiche des Batteriemoduls oder der Batteriezellen genügend zu kühlen, insbesondere auch vor dem Hintergrund, dass sich aufgewärmtes Löschmittel oben sammelt.
Grundsätzlich kann es die Erfindung vorsehen, dass das im Reservoir bevorratete flüssige Löschmittel auf eine beliebige Art und Weise im Brandfall in den Batterielöschbehälter überführt wird.
Z.B. kann es vorgesehen sein, dass der wenigstens einen Löschmittelleitung eine Pumpe zugeordnet ist, mit welcher das Löschmittel aus dem Reservoir durch die Löschmittelleitung in den Batterielöschbehälter pumpbar ist.
Eine besonders bevorzugte Ausführung der Erfindung sieht es hingegen vor, dass das Reservoir oberhalb des Batterielöschbehälters angeordnet ist/wird und die Überführung des flüssigen Löschmittels aus dem Reservoir durch die wenigstens eine Löschmittelleitung in den Batterielöschbehälter ausschließlich durch die Schwerkraft erfolgt.
Das Reservoir ist bevorzugt seitlich gegenüber dem Batterielöschbehälter versetzt oberhalb von diesem angeordnet, so dass eine Zugänglichkeit des Batteriemoduls durch dessen obere Öffnung erleichtert ist. Bevorzugt ist der Boden des Reservoirs zumindest höher angeordnet als der obere Öffnungsrand. Bevorzugt ist der Abstand zwischen dem Boden des Reservoirs und dem oberen Öffnungsrand des Batterielöschbehälters größer als 50% der Höhe des Batterielöschbehälters.
Die Befüllung des Batterielöschbehälters mit dem Löschmittel aus dem Reservoir rein durch die Wirkung der Schwerkraft hat den Vorteil, dass die Schwerkraftwirkung nicht ausfallen kann, was bei Pumpen ggfs der Fall ist.
Die Erfindung kann bevorzugt vorsehen, dass das Löschmittel durch die wenigstens eine Löschmittelleitung unterhalb des Batteriemoduls in den Batterielöschbehälter eingeleitet wird und sich dieser von unten nach oben mit Löschmittel füllt. Sobald das Löschmittel eine Niveauhöhe im Behälter erreicht, die über der Mündungsöffnung der Löschmittelleitung liegt, erfolgt die weitere Zuführung des Löschmittels unterhalb des sich im Batterielöschbehälter ergebenden, ansteigenden Löschmittelspiegels. Hierdurch wird ein besonders ruhiges, spritzarmes Befüllen des Batterielöschbehälters erzielt.
Die Erfindung kann hierfür vorsehen, dass die wenigstens eine Löschmittelleitung nahe des Bodens des Batterielöschbehälters, insbesondere unterhalb der Modulbefestigungsebene der Batteriemodulhalterung oder unterhalb des befestigten Batteriemoduls, insbesondere von dessen tiefster Stelle in den Batterielöschbehälter mündet. Die Modulbefestigungsebene ist dabei z.B. die Ebene, auf der das Batteriemodul in einer Modulhalterung aufliegt.
Weiterhin kann es die Erfindung vorsehen, in dem Batterielöschbehälter wenigstens einen Verdrängungskörper anzuordnen. Durch einen solchen Verdrängungskörper, der z.B. als hohler Körper ausgebildet sein kann, wird Volumen im Batterielöschbehälter eingenommen, dass im Brandfall nicht vom Löschmittel eingenommen werden muss. Es kann so eine Befüllung des Batterielöschbehälters mit weniger Löschmittel erzielt werden, was auch die Schnelligkeit der Befüllung erhöht. Hierdurch kann die zuvor genannte Anpassung des zu füllenden Volumens des Batterielöschbehälters an das bevorratete Löschmittelvolumen erfolgen.
Mehrere Verdrängungskörper können ein Batteriemodul zumindest teilweise umgeben. Ein jeweiliger Verdrängungskörper kann z.B. unten am Bodenbereich des Batterielöschbehälters z.B. am Schweißtisch der Batteriemodulhalterung befestigt sein, insbesondere um ein Aufschwimmen zu verhindern.
Bevorzugt sieht es die Erfindung vor, dass in der Löschmittelleitung ein ansteuerbares Ventil, insbesondere Klappenventil oder Schieberventil, vorgesehen ist, das im Brandfall geöffnet wird. Durch dessen Öffnung kann ein Überführen des Löschmittels in den Batterielöschbehälter erfolgen, bevorzugt, wenn die Überführung rein schwerkraftbasiert ist. Die Öffnung eines jeweiligen Ventils kann durch ein z.B. manuell betätigbares Auslöseelement, z.B. ein Not- Knopf bewirkt werden. Das Auslöseelement kann z.B. von einer Person betätigt werden, die einen Brand feststellt. Das Auslöseelement kann aber auch ein Branddetektor sein, z.B. der das Überschreiten eine festgelegten Grenztemperatur an einer Batteriezelle oder dessen Verbinder feststellt. Das Auslöseelement kann auch ein Druckdetektor sein, der das Überschreiten eines Grenzdruckes im Inneren der Batteriezellen detektiert und hiernach ein Ventil ansteuert.
Das Ventil kann z.B. nahe am Reservoir, z.B. unter dessen Boden angeordnet sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Ventil nahe am Batterielöschbehälter angeordnet ist. Nahe am Löschbehälter bedeutet, dass es näher zum Batterielöschbehälter liegt als zum Reservoir. Hierdurch wird erreicht, dass schon eine signifikante, insbesondere eine überwiegende Länge der Gesamtlänge der Löschmittelleitung bereits durch Löschmittel luftfrei gefüllt ist. Hierdurch ergibt sich eine bereits zumindest teilweise bis zum Batterielöschbehälter in der Löschmittelleitung luftfrei stehende Löschmittelsäule, die bei Öffnung des Ventils zu einer maximal möglichen Beschleunigung des Löschmittels führt. Im Brandfall tritt das Löschmittel somit schneller in den Batterielöschbehälter ein im Vergleich zu einer Anordnung des Ventils nahe am Boden des Reservoirs.
Besonders bei der vorgesehenen Befüllung durch Schwerkraftwirkung kann es die Erfindung vorsehen, den bei der Befüllung fließenden Gesamtvolumenstrom des Löschmittels auf mehrere Löschmittelleitungen aufzuteilen, die sich zwischen Reservoir und Batterielöschbehälter erstrecken. Bevorzugt sind wenigstens zwei Löschmittelleitungen, weiter bevorzugt wenigstens drei, noch weiter bevorzugt wenigstens vier und noch weiter bevorzugt wenigstens fünf Löschmittelleitungen eingesetzt. Jede der Leitungen kann so z.B. auf einen üblichen handhabbaren und kommerziell leicht erhältlichen Leitungsquerschnitt beschränkt werden. Jeder von mehreren Löschmittelleitungen kann ein eigenes Ventil zugeordnet sein, bevorzugt wobei alles Ventil von einem gemeinsamen Auslöseelement geöffnet werden.
Z.B. kann die Querschnittsfläche der wenigstens einen Löschmittelleitung, insbesondere die Gesamtquerschnittsfläche aller Löschmittelleitungen an jedem Ort zwischen der Mündung aus dem Reservoir in die wenigstens eine Löschmittelleitung und aus der wenigstens einen Löschmittelleitung in den Batterielöschbehälter mindestens 250 cm 2 groß sein, vorzugsweise mindestens 350 cm 2 groß sein. So wird, insbesondere unter der Schwerkraftwirkung eine besonders schnelle Befüllung erzielt.
In weiterhin bevorzugter Ausführung kann die wenigstens eine Löschmittelleitung flexibel ausgebildet sein, z.B. als Schlauch und am Batterielöschbehälter an einem Anschlußflansch lösbar befestigbar sein. Beispielsweise kann der Anschlußflansch ein Ventil, vorzugsweise ein Klappenventil oder Schieberventil umfassen oder das Ventil ist in Strömungsrichtung unmittelbar vor dem Flansch angeordnet.
Der Anschlußflansch der wenigstens einen Löschmittelleitung kann z.B. nahe des Bodens des Batterielöschbehälters, insbesondere unterhalb der Modulbefestigungsebene der Batteriemodulhalterung bzw. unterhalb des eingesetzten Batteriemoduls in/an der Wand des Batterielöschbehälters angeordnet sein.
Es besteht auch die Möglichkeit den Anschlußflansch nahe des oberen Öffnungsrandes des Batterielöschbehälters anzuordnen, insbesondere über dessen Öffnungsrand oder zumindest über dem maximalen vorgesehenen Füllniveau des Batterielöschbehälters.
Vorzugsweise ist dabei der Anschlußflansch über eine Leitung mit dem Batterielöschbehälter verbunden, die nahe des Bodens des Batterielöschbehälters, insbesondere unterhalb der Modulbefestigungsebene der Batteriemodulhalterung in den Batterielöschbehälter mündet, so dass auch mit der oberen Flanschanordnung eine Befüllung des Batterielöschbehälters von unten erfolgt.
Die obere Anordnung des Flansches hat den Vorteil, dass nach der Befüllung des Batterielöschbehälters mit dem Löschmittel die wenigstens eine Löschmittelleitung vom jeweiligen Anschlußflansch gelöst werden kann, ohne das Löschmittel aus dem Batterielöschbehälter auslaufen kann. Der gefüllte Behälter kann so leichter wegtransportiert werden.
Eine weiterhin bevorzugte Ausführung kann es vorsehen, dass der Batterielöschbehälter einen mit der Stapelgabel eines Gabelstaplers oder mit einem Transport-Hubwagen unterfahrbaren Boden aufweist und/oder dass am Batterielöschbehälter mehrere Tragösen angeordnet sind, insbesondere an der mit dem Batterielöschbehälter verbundenen Batteriemodulhalterung, vorzugsweise an dem Schweißtisch.
So kann der Batterielöschbehälter leer oder auch nach einer Befüllung leichter transportiert werden, z.B. aus einer Laserschweißzelle heraus.
Die Erfindung kann auch vorsehen, dass einem Reservoir mehrere Batterielöschbehälter zugeordnet sind, insbesondere die jeweils alle gleichzeitig über wenigstens eine Löschmittelleitung an das Reservoir angeschlossen sind oder die abwechselnd über die wenigstens eine Löschmittelleitung an das Reservoir anschließbar sind.
Bei einer Fertigung von Batteriemodulen, insbesondere in einer Fertigungsstraße kann sodann ein im Brandfall gefüllter Batterielöschbehälter schnell gegen einen neuen leeren Behälter ausgetauscht werden, so dass die Fertigung kaum unterbrochen ist.
Die Erfindung kann auch vorsehen, dass in einem Brandfall zusätzlich zur Flutung des Batterielöschbehälters auch ein Schweißarm eines Schweißroboters in eine sichere Position gefahren wird, insbesondere in welcher dieser von Löschmittel oder Rauchgasen nicht kontaminiert werden kann.
Ausführungsbeispiele werden anhand der Zeichnungen beschrieben.
Figur 1 zeigt in der Übersicht eine Batterielöschvorrichtung der erfindungsgemäßen Art umfassend einen Batterielöschbehälter 1 und ein Reservoir 2 für Löschmittel. Für die Verschweißung der Batteriezellen wird ein Batteriemodul in dem ungefüllten Batterielöschbehälter 1 , bzw. in dessen Batteriemodulhalterung angeordnet. Flüssiges Löschmittel wird in dem Reservoir 2 für den Brandfall bevorratet.
Das Reservoir 2 ist hier über mehrere Löschmittelleitungen 3 mit dem Batterielöschbehälter 1 verbunden. Jede Löschmittelleitung 3 mündet über einen Anschlußflansch 4 unterhalb des Batteriemoduls in den Batterielöschbehälter 1 und über ein eigenes Ventil 5 in den Boden des Reservoirs 1. Das Reservoir 2 ist oberhalb des Batterielöschbehälters 1 und hier vorzugsweise seitlich versetzt zu diesem angeordnet, so dass nach einer Öffnung eines jeweiligen Ventils 5 das Löschmittel 2a alleine durch die Schwerkraftwirkung in den Batterielöschbehälter 1 strömt, hier von unten. Das zu füllende Volumen des Batterielöschbehälters 1 und die Menge an Löschmittel 2a sind so aufeinander abgestimmt, dass nach dem vollständigen Überströmen des Löschmittels 2a in den Batterielöschbehälter 1 das Löschmittel 2a bis zu einem Füllniveau 18 steht, dass über der höchsten Stelle des Batteriemoduls 6 liegt, vorzugsweise mindestens 100 mm darüber. Zum Verschweißen kann der Laserstrahl 11 durch eine Auskoppellinse 12 eines angedeuteten Roboterarmes 13 von oben durch die vom Öffnungsrand 10 umschlossene Öffnung in das Innere des Batterielöschbehälters 1 dringen und die Verschweißung vornehmen.
Im Brandfall kann über ein Auslöseelement 14, welches z.B. auf eine Ansteuereinrichtung 15 wirkt, jedes der Ventile 5 geöffnet werden. Hierfür übermittelt die Ansteuereinrichtung 15 z.B. ein Steuersignal an die Ventile 5. Das Auslöseelement 14 kann z.B. manuell betätigt werden, bevorzugt wofür es als Nottaster ausgebildet ist.
Die Figur 2 zeigt einen Batterielöschbehälter 1 , z.B. den der Figur 1 , in einer teilgeschnittenen Ansicht. Hier ist erkennbar, dass der Boden 1a durch Ausnehmungen 1b im Boden 1a und in den Seitenwänden 1c mittels einer Stapelgabel eines Gabelstaplers oder Hubwagens unterfahrbar ist, so dass der Batterielöschbehälter 1 auf einfache Art transportiert werden kann.
Am Boden 1a ist innen im Batterielöschbehälter 1 ein Schweißtisch 1d befestigt, welcher über Stützen 1e einen Modulhalterahmen 1 f trägt. Die Batteriemodulhalterung ist hier somit aus Schweißtisch 1 d, Stützen 1e und Modulhalterahmen 1f ausgebildet. Im Halterahmen 1f ist ein Batteriemodul 6 mit mehreren gestrichelt angedeuteten Batteriezellen 6a angeordnet, deren elektrische Verbinder 6b durch Schweißen zu verbinden sind. Mit Spannhebeln 7 werden die zu verbindenden Verbinder 6b der Batteriezellen 6a aufeinandergedrückt. Die Anordnung des Halterahmens 1f auf den Stützen 1e mit dem Batteriemodul 6, den darin befindlichen Batteriezellen 6a und deren Verbindern 6b ist in der Figur 5 gegenüber Figur 2 vergrößert dargestellt. Vorzugsweise ist der Halterahmen 1f von oben auf die Stützen 1e geführt aufsetzbar.
Die Figur 2 zeigt weiterhin in der hier vorderen Seitenwand 1c eine Ablassöffnung 8, um das Löschmittel 2a nach einem Einsatz aus dem Batterielöschbehälter 1 wieder ablaufen zu lassen. Im Inneren des Batterielöschbehälters 1 sind weiterhin mehrere Verdrängungskörper 9 angeordnet, die hier am Schweißtisch 1d befestigt sein können, mit denen das zu füllende Volumen des Batterielöschbehälters 1 reduziert werden kann. Diese umgeben das Batteriemodul 6 zumindest teilweise.
Die Figur 3 zeigt eine alternative Ausführung des Batterielöschbehälters 1 , die mit demselben Reservoir 2 der Figur 1 betrieben werden kann.
Hier sind die Anschlußflansche 4 nahe des oberen Öffnungsrandes 10 angeordnet. Die Flansche 4 können an dieser Position direkt durch die Seitenwand 1 c - wie gezeigt - in den Behälter 1 münden oder es kann auch innenseitig eine weitere Verrohrung vorgesehen, mit welcher das zufließende Löschmittel nach unten geleitet wird und erst unterhalb des Batteriemoduls in den Batterielöschbehälter 1 einströmt. Die Anschlußflansche 4 können unterhalb des vorgesehenen Füllniveaus liegen, sofern die Leitungen 3 an den Flanschen 4 nach einer Füllung des Batterielöschbehälters angeschlossen bleiben. Die Flansche 4 können bevorzugt so positioniert sein, dass deren Unterkante 4a über dem Füllniveau 18 des Löschmittels liegen. So können in diesem Fall die Leitungen 3 vom Batterielöschbehälter 1 nach dessen Befüllung getrennt werden, ohne dass Löschmittel 2a austritt.
Die Figur 4 zeigt eine weitere mögliche Ausführungsform, die ebenso mit demselben Reservoir 2 der Figur 1 betrieben werden kann, bei welcher die hier vorzugsweise horizontal ausgerichteten Öffnungsebenen der Flansche 4 ebenso zumindest über dem vorgesehenen Füllniveau 18 des Löschmittels 2a liegen, insbesondere hier in der Darstellung sogar in einer Höhe angeordnet sind, die über der Höhe des Öffnungsrandes 10 des Batterielöschbehälters liegt. Das beabsichtigte Füllniveau 18 des Löschmittels kann z.B. mit der oberen Oberfläche der Verdrängungskörper 9 übereinstimmen. Die Flansche 4 sind hier jeweils mit einer außerhalb vom Batterielöschbehälter 1 liegenden Leitung 16 verbunden, welche unterhalb der Höhe 17 der Modulbefestigungsebene, die gestrichelt angedeutet ist, der Batteriemodulhalterung und somit also in einer Höhe unter dem tiefsten Punkt eines Batteriemoduls 6 in den Batterielöschbehälter 1 einmünden. So können auch in dieser Ausführung die Leitungen 3 vom Batterielöschbehälter 1 nach dessen Befüllung getrennt werden, ohne dass Löschmittel austritt.
Wie zuvor erwähnt zeigt Figur 5 eine vergrößerte Detaildarstellung des auf den Stützen 1e angeordneten Halterahmens 1f mit dem Batteriemodul 6, den Batteriezellen 6a und den Verbindern 6b.
Wo immer die beschriebenen Figuren mehrere Flansche 4 und/oder Leitungen 3/16 zeigen kann die Erfindung auch mit weniger oder auch mehr als der gezeigten Anzahl, insbesondere sogar nur mit einer Leitung 3 bzw. 16 bzw. einem Flansch 4 ausgeführt sein.