本发明专利技术涉及一种用于从用于机动车的电池(10)排出气体(20)的排气装置(12)，该电池包括至少一个具有至少能开启的第一排气开口(18)的第一电池单体(16)，排气装置(12)具有能与所述至少一个第一电池单体(16)的能开启的第一排气开口(18)流体耦合的至少一个第一气体室(22)，从而从排气开口(18)中排出的气体(20)能够引入到所述至少一个第一气体室(22)中，还具有颗粒捕集装置(26)，用于从穿流颗粒捕集装置(26)的气体(20)中分离颗粒(28)，颗粒捕集装置(26)与所述至少一个第一气体室(22)流体连接。在此，通过排气装置(12)提供从所述至少一个第一气体室(22)到颗粒捕集装置(26)中的第一流动路径(30)，该第一流动路径在颗粒捕集装置(26)的至少一个区域内的横截面大于在所述至少一个第一气体室(22)中的横截面。少一个第一气体室(22)中的横截面。少一个第一气体室(22)中的横截面。
【技术实现步骤摘要】
排气装置、电池和机动车
[0001]本专利技术涉及一种用于从机动车的电池中排出气体的排气装置，该电池包括至少一个电池单体，所述至少一个电池单体具有至少能开启的第一排气开口。在此，排气装置具有至少一个第一气体室和颗粒捕集装置，该至少一个第一气体室能够与至少一个第一电池单体的能开启的第一排气开口流体地/流通地耦合，从而从排气开口排出的气体可引入至少一个第一气体室中，所述颗粒捕集装置用于从穿流颗粒捕集装置的气体中分离颗粒，其中，所述颗粒捕集装置与至少一个第一气体室流体地连接。此外，本专利技术还涉及一种具有这种排气装置的电池和一种具有这种电池的机动车。
技术介绍
[0002]用于电动车辆或混合动力车辆的电池，尤其是高压电池由现有技术已知。在此，这种高压电池典型地具有一定数量的电池单体，所述电池单体视情况也可以组合成单体模块。在电池单体故障的情况下，例如在短路的情况下，存在这样的电池单体热失控/热击穿的危险。在这样的热失控的情况下，电池单体典型地排气，其中来自单体的颗粒也被气流带走。为了允许这种排气，电池单体典型地具有例如形式为破裂膜的、能开启的排气开口。为了使在排气时从单体中逸出的颗粒不会不受控制地沉积在电池系统中以至流动横截面阻塞和电池内的其他单体短路，应使从单体中排出的气体受控制地排走。
[0003]为此，文献DE 10 2018 125 446 A1描述了一种用于接纳一个或多个电池模块的电池壳体，所述电池壳体具有用于部分地界定壳体内部空间的壳体部段，其中所述壳体部段具有集成的、用于排出在电池模块损坏时从所述排气通道中排出的介质的排气通道。在此，排气通道具有至少一个转向区域，该转向区域构造用于改变介质的输送方向。通过转向使得可能被夹带的颗粒减速。由此例如可以防止能点燃排气的火花离开电池壳体。然而，在此也存在如下危险，即，颗粒由于转向而沉积在狭窄部位处且因此减小或甚至导致阻塞流动横截面。
[0004]此外，文献DE 10 2011 105 981描述了一种防止锂离子电池故障的系统，根据该系统在内燃机排气系统中处理电池单体气体。为了将电池排气供送至排气系统，还需要风扇或气泵。这种有源元件的问题主要在于，在机动车发生事故的情况下不能确保其功能性。如果这些有源元件故障或者其功能性受到损害，则电池气体不能正常排出，这可能导致严重的后果。
[0005]此外，文献DE 10 2013 204 585 A1描述了一种具有过压释放装置和颗粒分离器的电池组。在此，针对电池组壳体中的排气情况设置有特殊的自由空间，释放的气体可以扩散到该自由空间中并且在此可以降低其温度和其压力。随后，气体通过过压释放装置向外释放并且在此流经颗粒分离器，例如呈旋风分离器或表面过滤器形式的颗粒分离器，其具有纤维复合物或开孔的海绵状的结构。在此，在气体中包含的颗粒、例如石墨尘可以在流过颗粒分离器时被滤除，以便例如避免在排出的气体内的可引起爆炸的浓度。然而，在此存在的问题是，在气体通过扩散到自由空间中而冷却时，大量包含在气体中的颗粒同样已经沉
积，并且因此完全不能到达所述颗粒分离器。在此也再次存在流动路径阻塞的危险。
技术实现思路
[0006]因此，本专利技术的目的是，提供一种排气装置、一种电池和一种机动车，该排气装置、电池和机动车能够实现从电池单体中尽可能简单且可靠地排出气体。
[0007]该目的通过具有根据各个独立权利要求的特征的排气装置、电池和机动车实现。本专利技术的有利的设计方案是从属权利要求、说明书以及附图的主题。
[0008]根据本专利技术的排气装置用于将气体从机动车电池中排出，该电池包括至少一个具有至少能开启的第一排气开口的第一电池单体，该排气装置在此具有第一气体室，该第一气体室可与至少一个第一电池单体的能开启的第一排气开口流体地耦合，从而从排气开口中排出的气体可引入到至少一个第一气体室中。此外，排气装置包括颗粒捕集装置，以用于从流过颗粒捕集装置的气体中分离颗粒，其中，颗粒捕集装置与至少一个第一气体室流体连接。在此，通过排气装置提供从至少一个第一气体室到颗粒捕集装置中的第一流动路径，该第一流动路径在颗粒捕集装置的至少一个区域内的横截面大于在至少一个第一气体室中的横截面。
[0009]在此，本专利技术基于以下认识，即在高压电池中典型地布置数百个具有大约为2kg的单体质量的总重量的电池单体。在高压电池的单体的热传播，也就是热量传播的情况下，典型地50％的单体质量通过形成的气流被运走。如果这种高压电池的所有电池单体都发生热失控，那么这导致具有1kg质量的总重量的颗粒被运走。这样大质量的气体颗粒如果在错误的位置处不受控制地沉积，则会快速地导致流动路径的完全阻塞。根据本专利技术，通过流动路径在颗粒捕集装置内的横截面大于在气体室中的横截面，有利地可以实现，气体在从气体室流入颗粒捕集装置时流动横截面增大。由此，气体颗粒的速度降低，由此一方面气体冷却，并且另一方面颗粒的一部分基于其较小的速度由于重力而沉积。在此，本专利技术基于如下认识，即，通过在气体流入到颗粒捕集装置中时横截面增大，导致颗粒恰好沉积在颗粒应当沉积的地方，即沉积在颗粒捕集装置中，而不是在此之前沉积在气体室中。由此可以有利地防止流动路径部分地或完全地被在本来不应发生沉积的部位上沉积的颗粒阻塞。换句话说，由此可以有利地防止颗粒在狭窄位置上或者并非为此而设置的其他区域上不受控制地沉积。同时可以强制在为此而设置的且为此而设计的位置上、即在颗粒捕集装置中进行颗粒分离。由此不仅可以总体上实现最终从电池中引出被冷却的且随之使自燃风险更小的气流，而且另一方面也可以避免流动路径的有危险的堵塞。此外，在颗粒捕集装置内的上述流动横截面增大的另一大优点还在于，由此可以同时在颗粒捕集装置内提供足够大的沉积空间，在该沉积空间中主要提供可供颗粒沉积的空间，而在此不会阻塞流动路径。因此，在进入到颗粒捕集装置中时流动路径的横截面扩大可以说具有双重功能，因为由此提供了足够的空间用于沉积颗粒，并且另一方面通过流动速度的降低来额外地强制颗粒沉积。由此，总体上能够以特别简单且有效的方式提供从电池中可靠地排出气体。
[0010]在此，排气装置优选地应用在被构造为机动车辆的高压电池的电池中。这种高压电池在此可以包括分别具有多个电池单体的多个电池模块。这些电池单体以及尤其至少一个电池单体在此例如可以构造为锂离子单体。此外，至少一个电池单体的至少第一能开启的排气开口应该理解为如下排气开口，该排气开口或者永久地打开或者在正常状态下、也
就是说当电池单体不排气时关闭并仅在特定条件下打开，例如当在第一电池单体内部达到确定的压力和/或超过确定的单体温度时。例如，排气开口可以设计为破裂膜。为了将气体室与第一排气开口耦合，可以例如将其简单地布置在电池单体的相应侧上，从而例如将气体室的相应进入开口与第一电池单体的能开启的排气开口重叠地布置。此外，多个电池单体也可以同时与气体室耦合，尤其是通过所述多个电池单体的相应的能开启的排气开口，这将在下文中更详细地阐述。
[0011]此外，流动路径应理解为从所述至少一个第一电池单体中排出的气体通过第一本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于从机动车的电池(10)排出气体(20)的排气装置(12)，该电池包括至少一个第一电池单体(16)，所述至少一个第一电池单体具有至少能开启的第一排气开口(18)，其中，所述排气装置(12)具有：
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至少一个第一气体室(22)，所述至少一个第一气体室能够与所述至少一个第一电池单体(16)的能开启的第一排气开口(18)流体耦合，从而从排气开口(18)中排出的气体(20)能够被引入所述至少一个第一气体室(22)中，
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颗粒捕集装置(26)，用于从穿流该颗粒捕集装置(26)的气体(20)中分离颗粒(28)，其中，该颗粒捕集装置(26)与所述至少一个第一气体室(22)流体连接，其特征在于，通过排气装置(12)提供从所述至少一个第一气体室(22)到所述颗粒捕集装置(26)中的第一流动路径(30)，该第一流动路径在所述颗粒捕集装置(26)的至少一个区域内的横截面大于在所述至少一个第一气体室(22)中的横截面。2.根据权利要求1所述的排气装置(12)，其特征在于，所述至少一个第一气体室(22)构造为第一排气通道，该第一排气通道在该第一排气通道(22)的纵向延伸方向(x)上的长度(L)大于该第一排气通道(22)的宽度(B)和高度，其中，第一流动路径(30)沿该第一排气通道(22)的纵向延伸方向(x)延伸。3.根据前述权利要求中任一项所述的排气装置(12)，其特征在于，所述颗粒捕集装置(26)构造用于，使流经该颗粒捕集装置(26)的气流(20)在经过时冷却。4.根据前述权利要求中任一项所述的排气装置(12)，其特征在于，所述颗粒捕集装置(26)具有至少一个入口区域(36)和出口区域(38)，其中，该颗粒捕集装置(26)如此构造，使得第一流动路径(30)从所述至少一个入口区域(36)至所述出口区域(38)被多次转向。5.根据前述权利要求中任一项所述的排气装置(12)，其特征在于，所述颗粒捕集装置(26)具有布置在第一流动路径(30)中的、尤其由钢棉制成的颗粒过滤器。6.根据前述权利要求中任一项所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：奥迪股份公司，
类型：发明
国别省市：
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