用于提高在使用电池系统时的安全性的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种根据独立权利要求的前序部分所述的电池系统以及这种电池系统的应用。
【背景技术】
[0002]从现有技术中已知用于提高在使用电池系统的排气系统时的安全性的装置，其中，排气系统借助于联接部联接到电池系统上并且适于受控地为电池系统排气。在此，该排气系统适于从可能损坏的电池系统中导出物质、特别是气体。
【发明内容】
[0003]本发明基于一种电池系统、特别是锂离子电池系统，其具有至少一个用于提高在使用电池系统时的安全性的排气装置，其中，该排气装置适于受控地从电池系统中导出物质。
[0004]本发明涉及一种具有独立权利要求所述的特征性特征的电池系统。
[0005]本发明的核心在于，以与在排气装置的内部中存在的压力相关的体积流量导出物质。
[0006]以与在排气装置的内部中存在的压力相关的体积流量导出物质的情况实现了根据本发明的优点，即，保护电池系统和/或位于电池系统的环境中的人员或对象不受可能由被导出的物质引起的可能的作用。如果在排气装置的内部中存在过高的压力，减小压力是有利的并且实现了在电池系统周围的安全性的提高。压力是否过高的情况例如与排气装置的横截面相关。示例性的过高的压力可在8bar至1bar之间或在20bar至30bar之间。
[0007]在排气装置的内部中存在的压力与电池系统的状态、例如与在电池系统的内部中存在的温度和/或电池系统的可能的损坏状态相关。
[0008]本发明的背景是，在排气装置的内部中存在的压力可能导致在排气装置的内部中的压力冲击并且由此导致在电池系统的环境中突然的压力扩散。由于突然的压力扩散，位于电池系统的环境中的人员或对象可能受到损害。以与在排气装置的内部中存在的压力相关的体积流量导出物质的情况使得能够弱化该压力冲击。压力冲击的弱化使得减小了在电池系统的环境中的人员或对象的受损害的可能性。此外，压力冲击的弱化实现了电池系统的组件的更小的负载。
[0009]根据本发明，至少一个排气装置为爆破盘或泄压阀或排气管路。
[0010]从属权利要求所述的对象是本发明的其它有利的实施方式。
[0011]根据本发明的下一有利的实施方式，爆破盘具有不同的区域，并且这些区域具有不同的厚度。
[0012]不同区域的不同厚度例如为0.1.lCr3m至0.5.lCT3m。
[0013]通过这些区域的不同厚度，与存在的压力相关地形成的开口面积逐级地变大。通过压力导致逐级地增大开口面积，逐级地减小在电池系统之内的压力。
[0014]根据本发明的下一有利的实施方式，排气装置具有节流部。
[0015]根据本发明的另一优选的实施方式，排气装置具有消声器。在此，该消声器特别是多孔的材料、优选为例如烧结铜的烧结金属，或者金属编织物或者塑料或者陶瓷。
[0016]通过排气装置具有节流部或消声器的优选的实施方式，使待穿流的阻力与流出的物质相反地作用。待穿流的阻力导致流动速度的减小。流动速度的减小使得暴露在流出的物质中的电池系统的组件或在电池系统的环境中的人员或对象的负载减小。
[0017]根据本发明的下一有利的实施方式，排气装置具有多级的爆破膜片。该多级的爆破膜片由多个单独的爆破膜片组成。在此，各爆破膜片在排气装置的内部的不同压力的情况下做出响应并破裂。
[0018]排气装置具有多级爆破膜片的情况实现了根据本发明的优点，S卩，抵消可能出现的压力峰值。该抵消通过多个单独爆破膜片的逐级响应和破裂实现。在此，例如首先小的压力可导致第一单独爆破膜片的响应和破裂，之后与该小的压力相比变大的压力导致第二单独爆破膜片的响应和破裂。通过在达到最大压力之前已经开始导出物质，单独爆破膜片的这种逐级的响应和破裂使得出现的最大压力减小。
[0019]根据本发明的下一优选的实施方式，排气装置具有膜片，其中，该膜片适于在压力下破裂并且该膜片具有不同的区域。在此，膜片的不同区域在被导出的物质的流动矢量的方向上位于相同高度上，并且这些区域具有不同的厚度。
[0020]根据本发明的另一有利的实施方式，节流部在被导出的物质的流动矢量的方向上布置在爆破盘之后或泄压阀之后。被导出的物质的流动矢量为沿在排气系统中待导出的物质的最大部分所流动的方向指向的矢量。
[0021 ] 根据本发明的另一优选的实施方式，节流部被插入爆破盘中或泄压阀中。
[0022]通过将节流部插入爆破盘中或泄压阀中，可对被导出的物质的可能出现的超音速流动产生影响。被导出的物质的超音速流动尤其与排气装置的横截面相关。
[0023]根据本发明的另一有利的实施方式，消声器在被导出的物质的流动矢量的方向上布置在爆破盘之后或泄压阀之后。
[0024]消声器在被导出的物质的流动矢量的方向上布置在爆破盘之后或泄压阀之后实现了根据本发明的优点，即，减弱通过物质在爆破盘之后或泄压阀之后流出产生的噪声。噪声的减弱特别是用于保护在电池系统的环境中的人员。
[0025]根据本发明的下一有利的实施方式，消声器被插入爆破盘中或泄压阀中。
[0026]通过将消声器插入爆破盘中或泄压阀中，可对被导出的物质的可能出现的超音速流动产生影响。被导出的物质的超音速流动尤其与排气装置的横截面相关。
[0027]根据本发明的另一优选的实施方式，多级的爆破膜片在被导出的物质的流动矢量的方向上布置在爆破盘之后或泄压阀之后。
[0028]多级的爆破膜片在被导出的物质的流动矢量的方向上布置在爆破盘之后或泄压阀之后实现了根据本发明的优点，即，保护布置在爆破盘之后或泄压阀之后的电池系统的组件不受被导出的物质影响。
[0029]根据本发明的下一有利的实施方式，多级的爆破膜片被插入爆破盘中或泄压阀中。
[0030]通过将多级的爆破膜片插入爆破盘中或泄压阀中，可对被导出的物质的可能出现的超音速流动产生影响。被导出的物质的超音速流动尤其与排气装置的横截面相关。
[0031]根据本发明的另一优选的实施方式，膜片在被导出的物质的流动矢量的方向上布置在爆破盘之后或泄压阀之后。
[0032]膜片在被导出的物质的流动矢量的方向上布置在爆破盘之后或泄压阀之后实现了根据本发明的优点，即，保护布置在爆破盘之后或泄压阀之后的电池系统的组件不受被导出的物质影响。
[0033]根据本发明的另一优选的实施方式，膜片被插入爆破盘中或泄压阀中。
[0034]通过将膜片插入爆破盘或泄压阀中，对被导出的物质的可能出现的超音速流动产生影响。被导出的物质的超音速流动尤其与排气装置的横截面相关。
[0035]根据本发明的另一优选的实施方式，电池系统使用在车辆、特别是机动车中。
【附图说明】
[0036]下面根据那些从中能够得到其他的本发明的特征的实施例解释本发明，但是本发明的范围不限制为这些实施例。这些实施例在图中示出。
[0037]其中:
[0038]图1示出了根据本发明的电池系统的示意图，该电池系统具有至少一个用于提高在使用电池系统时的安全性的排气装置；
[0039]图2a_2d示出了特别是根据图1的排气装置的多级爆破膜片的多级爆破膜片的四个变型方案的示意图，该多级的爆破膜片用于提高在使用电池系统时的安全性；
[0040]图3示出了用于调节体积流量的方法的示意图；
[0041]图4和4a示出了根据本发明的具有膜片的电池系统的示意图，其中，膜片适于在压力下破裂并且膜片具有不同的区域，这些不同的区域在被导出的物质的流动矢量的方向上平行地位于相同的高度上，并且这些区域具有不同的厚度；
[0042]图5和5a示出了根据本发明的根据第一实施例的具有节流部的电池系统的示意图；
[0043]图6a和6b示出了根据本发明的根据第二实施例的具有节流部的电池系统的示意图。
【具体实施方式】
[0044]在图1中示意性地示出了根据本发明的电池系统、特别是锂离子电池系统，其具有至少一个用于提高在使用电池系统时的安全性的排气装置。用B表示电池系统。用EV表示用于提高在使用电池系统B时的安全性的排气装置。用D表示适于以与在排气装置EV中存在的压力相关的体积流量导出在电池系统B中产生的物质的装置。
[0045]排气装置EV可为爆破盘或者泄压阀或者排气管路。装置D可为节流部、消声器、多级的爆破膜片或膜片。在图1示出的实施例中，装置D在被导出的物质的流动矢量的方向上布置在排气装置EV之后。
[0046]装置D在被导出的物质的流动矢量的方向上例如也可布置在排气装置EV之前。装置D布置在排气装置EV之前实现了根据本发明的优点，即，能省去用于装置D在流动矢量的方向上在排气装置EV之后的机械支撑的附加结构，因为根据该示例性的实施方式，装置D通过排气装置EV支撑。
[0047]此外，装置D例如可被插入排气装置EV中。根据本发明的电池系统B例如可使用在车辆、特别是机动车中。
[0048]在图2a_2d中以四个变型方案示意性地示出了根据本发明的用于提高在使用电池系统时的安全性的多级的爆破膜片。用MB表示多级的爆破膜片。该多级的爆破膜片MB具有不同的级，其例如通过不同的厚度对在该图中未示出的排气装置的内部中的压力差异化地做出响应并且破裂。单独的级相应于单独的爆破膜片。
[0049]根据变型方案，不同的级以不同的方式布置并且根据在部分图中示出的实施例在部分图2a中以S1、S2、S3、S4、S5表示，在部分图2b中以S6、S7、S8、S9、SlO表示，并且在部分图2c中以Sll、S12、S13、S14和S15表示。级SI至S15例如可实施成连续的或在空间上分呙的。
[0050]在部分图2a中，多级的爆破膜片MB的级SI至S5根据其厚度从多级的爆破膜片MB的一个边缘朝向多级的爆破膜片MB的另一边缘布置。
[0051 ] 单独的级在排气装置的内部中的压力不同时差异化地做出响应。
[0052]例如，根据第一实施方式，S5可在排气装置的内部为最大允许压力时做出响应。
[0053]S4可在排气装置的内部为最大允许压力的97%至99%时做出响应。
[0054]S3可在排气装置的内部为最大允许压力的96%至98%时做出响应。
[0055]S2可在排气装置的内部为最大允许压力的95%至97%时做出响应。
[0056]SI可在排气装置的内部为最大允许压力的94%至96%时做出响应。