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Dokumentenidentifikation DE102009050878A1 28.04.2011
Titel Batterie mit einem außerhalb des Batteriegehäuses angeordneten Filterelement
Anmelder Carl Freudenberg KG, 69469 Weinheim, DE
Erfinder Kritzer, Peter, Dr., 67147 Forst, DE;
Reinhardt, Heinz, Dr., 68535 Edingen-Neckarhausen, DE;
Veeser, Klaus, Dr., 69469 Weinheim, DE;
Kögel, Markus, Dr., 67354 Römerberg, DE
DE-Anmeldedatum 27.10.2009
DE-Aktenzeichen 102009050878
Offenlegungstag 28.04.2011
Veröffentlichungstag im Patentblatt 28.04.2011
IPC-Hauptklasse H01M 2/00  (2006.01)  A,  F,  I,  20091027,  B,  H,  DE
IPC-Nebenklasse B01D 53/26  (2006.01)  A,  L,  I,  20091027,  B,  H,  DE
Zusammenfassung Eine Batterie mit einem Batteriegehäuse (2), ist im Hinblick auf die Aufgabe, eine Batterie anzugeben, deren Batteriegehäuse dauerhaft schmutz- und feuchtigkeitsgeschützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein entfeuchtendes Filterelement (1) außerhalb des Batteriegehäuses (2) angeordnet ist, wobei das Filterelement (1) das Innere des Batteriegehäuses (2) gegen die Umgebung luftleitend abtrennt.

Beschreibung[de]
Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine Batterie mit einem Batteriegehäuse.

Stand der Technik

In großen Batteriegehäusen befinden sich Zellen, die in sich hermetisch abgeschirmt sind. Diese Zellen werden in der Regel durch Kontaktkühlung gekühlt. Dabei ist die Innentemperatur des Batteriegehäuses in der Regel kleiner als die Außentemperatur. Die Kontaktkühlung wird entweder durch flüssigkeitsbasierte Systeme realisiert, welche wasserbasierte Medien enthalten, insbesondere durch eine Wasser-Glykol-Kühlung, oder mittels einer Kimaanlage auf Basis von Fluorkohlenwasserstoffen bzw. Kohlendioxid.

Typische Volumina von Batterien betragen mehr als 50 Liter. Batterien für Elektrofahrzeuge zeigen sogar Volumina von mehr als 100 Litern. In einem Batteriegehäuse befindet sich üblicherweise ein unvermeidbares Totvolumen von ca. 5% des Volumens der Batterie. Je nach Ausführung der Zellen kann dieses Totvolumen sogar noch wesentlich größer sein. Dies ist insbesondere bei der Verwendung von geometrisch ungünstigen Rundzellen der Fall, da hier eine relativ geringe Raumausnutzung erfolgt. In einem hermetisch abgeschlossenen Batteriegehäuse können aufgrund von Druckschwankungen, die durch Temperaturschwankungen hervorgerufen werden, sowohl leichte Über- als auch Unterdrücke herrschen. Dies ist besonders für die Abdichtung der Zellen in der Batterie kritisch und beeinflusst deren Lebensdauer. Besonders problematisch sind hier Zellen im sogenannten „Coffee-Bag-Design”, deren Gehäuse aus laminierten Folien besteht.

Als Lösung dieses Problems schlagen Lamm et al. (Lithium-Ionen-Batterie, Erster Serieneinsatz im S400 Hybrid; ATZ 111 (2009); 490 ff.), vor, ein Totvolumen von ca. 2 Litern zwischen verwendeten Rundzellen durch Silikon-Vergussmassen auszufüllen. Diese Vergussmassen erhöhen wesentlich die Masse des Gesamt-Batterie-Systems, da 1 Liter Vergussmasse ca. 1.4 kg wiegt.

Eine solche Lösung ist bei relativ kleinen Batterien, insbesondere Hybrid-Batterien, noch möglich. Bei großen Batterien für reine Elektrofahrzeuge würde dies zu einer nicht mehr tragbaren Massenzunahme und erhöhten Kosten des Batterie-Systems führen.

Wird das Totvolumen nicht mit festen bzw. flüssigen Substanzen aufgefüllt kann durch die Temperaturschwankungen ein Volumenaustausch mit der Umgebung stattfinden. Beim Abkühlen der Batterie saugt diese Luft von außen ein. Dadurch können sowohl Feuchtigkeit als auch Staub ins Innere des Batteriegehäuses gelangen. Die Feuchtigkeit kann im Inneren des Batteriegehäuses kondensieren. Dieser Vorgang ist als extrem kritisch anzusehen, da er zu einer Wasseranreicherung im Batteriegehäuse führt. Dies kann zu Kurzschlüssen und/oder Korrosion führen.

Die ausgetauschten Luftvolumina sind vergleichsweise gering. Bei einer Temperaturdifferenz von 50 K und einem Totvolumen der Batterie von 5 Liter beträgt nach dem Gesetz von Charles (V/T = const.) das ausgetauschte Luftvolumen ungefähr einen 1 Liter. Die Luftströme infolge der Temperaturschwankungen sind hierbei sehr niedrig, betragen nämlich ca. 1 Liter/h.

Um den genannten Problemen zu begegnen, ist in der DE 10 2008 034 698 A1 vorgeschlagen worden, ein Feuchtigkeit absorbierendes Element für den genannten Luftstrom in das Innere des Batteriegehäuses einzubauen. Hierbei ist jedoch nachteilig, dass Wasser oder Schmutz in das Innere des Batteriegehäuses eindringen können. Des weiteren ist nachteilig, dass das Element im Batteriegehäuse einen erheblichen Raum beansprucht und sich stets ein Dampfdruck über dem Trockenmittel innerhalb des Batteriegehäuses aufbaut. Weiter ist nachteilig, dass bei einem Austauschen des Elementes Schmutz in das Innere des Batteriegehäuses eindringen kann. Es ist auch nachteilig, dass das Element durch die Busbarplatte hindurchgeführt werden muss, in welcher filigrane Überwachungskontakte verlaufen. Bei Verwendung von anorganischen Trockensubstanzen wie P2O5 können sich bei Wasserbeladung flüssige Säuren bilden, die korrosiv wirken. Zudem erhöhen sie die elektrische Leitfähigkeit im Inneren der Batterie.

Die aus der DE 10 2008 034 698 A1 bekannte Anordnung weist noch einen weiteren Nachteil auf. In den dortigen Figuren ist eine Anordnung gezeigt, in welcher feuchte Luft nicht zwangsläufig das gesamte Trockenmittel passieren muss, sondern gleich nach Eintritt in das Innere des Batteriegehäuses gelangen kann.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Batterie anzugeben, deren Batteriegehäuse dauerhaft schmutz- und feuchtigkeitsgeschützt ist.

Erfindungsgemäß wird die voranstehende Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Danach ist die eingangs genannte Batterie dadurch gekennzeichnet, dass ein entfeuchtendes Filterelement außerhalb des Batteriegehäuses angeordnet ist, wobei das Filterelement das Innere des Batteriegehäuses gegen die Umgebung luftleitend abtrennt.

Erfindungsgemäß ist zunächst erkannt worden, dass das Innere der Batterie im Wesentlichen drucklos bleibt, da das Filterelement einen ständigen Druckausgleich ermöglicht. Erfindungsgemäß wird ein Gasaustausch mit der Umgebung zugelassen. Insoweit erfahren die Zellen der Batterie keine mechanische Belastung durch unterschiedliche Außendrücke. Des Weiteren wird das Totvolumen nicht durch Einbringung von flüssigen und/oder festen oder gelartigen Substanzen verringert. Außerdem ist erkannt worden, dass ein Eindringen von schädlichen Stoffen wie Partikeln, Wasser oder organischen Substanzen verhindert wird. Vorteilhaft zieht das entfeuchtende Element kein zusätzliches Wasser von außen. Erfindungsgemäß ist insbesondere erkannt worden, dass ein entfeuchtendes Filterelement, welches partikelfilternde Komponenten und außerdem wasserbindende Komponenten enthält, das Batteriegehäuse vor eindringender Feuchtigkeit wirksam schützt, da es außerhalb des Batteriegehäuses angeordnet ist.

Folglich ist die eingangs genannte Aufgabe gelöst.

Das Filterelement könnte Komponenten umfassen, welche gasförmige, organische oder anorganische Schadstoffe binden. Insbesondere soll Wasser gebunden werden. Die Komponenten könnten Aktivkohle umfassen.

Das Filterelement könnte eine definierte Wasseraufnahmekapazität aufweisen. Die Sättigungskonzentrationen von Wasser in Luft sind abhängig von der Temperatur und betragen bei 20°C ca. 17 g/m3, bei 30°C ca. 30 g/m3 und bei 40°C 51 g/m3. Unter der Annahme, dass ein Abkühlzyklus pro Tag erfolgt, ein Wartungsintervall 3 Jahre, also etwa 1.100 Abkühlzyklen, beträgt, ein Volumenaustausch von 1 Liter/Abkühlzyklus stattfindet und die Feuchtigkeit bei einer Temperatur von 30°C 70% beträgt, ergibt sich eine zu bindende Wassermenge pro Abkühlzyklus von 0.7·30 mg/Liter = 21 mg/Abkühlzyklus. Hieraus ergibt sich eine zu bindende Gesamtwassermenge in 3 Jahren von etwa 23 g Wasser. Bei einer angenommenen Gesamtlebensdauer der Batterie von 15 Jahren ergibt sich eine zu bindende Gesamtwassermenge von 115 g Wasser.

Das Filterelement könnte einen mehrlagigen Aufbau aufweisen. Ein mehrlagiger Aufbau erlaubt, die einzelnen Lagen unterschiedliche Funktionen ausführen zu lassen. Der Aufbau könnte insbesondere dreilagig ausgeführt sein.

Eine erste Lage könnte partikelfilternd ausgestaltet sein. Vor diesem Hintergund ist denkbar, die erste Lage als Vlies auszugestalten. Diese konkrete Ausgestaltung hat eine Tiefenwirkung. Ein Vlies kann mehrschichtig aufgebaut sein bzw. einen Gradienten in Bezug auf dessen Dichte oder Porosität aufweisen. Aufgrund geringer Volumenströme während eines Luftaustauschs (ca. 1 Liter/h) könnte das Filterelement relativ geschlossenporig ausgestaltet sein.

Die erste Lage könnte als Membran ausgestaltet sein. Diese Membran kann vor eine zweite adsorbierende Lage platziert werden. Hierdurch kann auf eine partikelfilternde Lage verzichtet werden.

Eine zweite Lage könnte adsorbierend ausgestaltet sein. Dies ermöglicht eine Aufnahme von im gasförmigen Zustand eindringendem Wasser. Des Weiteren wird eine Bindung/Aufnahme von organischen und anorganischen Schadstoffen ermöglicht, die von außen eindringen. Schließlich ist eine Bindung/Aufnahme von gasförmigen/flüssigen oder partikulären Schadstoffen möglich, die im Falle eines Störfalls in der Batterie freigesetzt werden. Insbesondere kann ein Elektrolyt bei schadhafter Öffnung einer oder mehrerer Zellen in der Batterie austreten.

Die zweite Lage könnte als eine Schüttung von Adsorbermaterial ausgestaltet sein. Als Adsorbermaterialien könnten Partikel, insbesondere die Trockenmittel CaCl2, Silicagel, Zeolithe, Molekularsiebe, Superabsorber (SAP), P2O5, aber auch Fasern (SAP-Fasern) fungieren. Für die Adsorption von gasförmigen organischen oder anorganischen Schadstoffen wird vorzugsweise Aktivkohle als Granulat oder in anderer Form eingesetzt. Die zweite Lage könnte eine offenporige Trägerlage umfassen, auf welcher das Adsorbermaterial fixiert ist. Die zweite Lage könnte auch als offenporige Trägerlage ausgestaltet sein, die insbesondere SAP-Fasern umfasst. Besonders vorteilhaft könnte die zweite Lage derart gekühlt werden, dass die Luft unterhalb des Taupunktes abgekühlt wird. Denkbar ist auch, dass die zweite Lage ein Vlies als Träger aufweist, welches das Adsorbermaterial trägt.

Eine dritte Lage könnte als Membran oder mikroporöse Folie ausgestaltet sein. Hierdurch wird ein übermäßiges „Wasser-Ziehen” einer nachfolgenden adsorbierenden Lage verhindert. Vorzugsweise ist die dritte Lage zwischen der ersten und der zweiten Lage positioniert.

Die dritte Lage könnte beispielsweise durch eine ausreichend lange Röhre oder einen ausreichend langen Verbindungsschlauch ersetzt werden. Dieser Verbindungsschlauch kann derart gekühlt werden, dass die Luft unterhalb des Taupunktes abgekühlt wird. Der Verbindungsschlauch könnte ein Ventil aufweisen, durch welches kondensiertes Wasser nach außen abgelassen werden kann. Dieses Ventil könnte routinemäßig präventiv geöffnet werden oder mittels eines Wasser-Sensors.

Das Filterelement könnte an das Batteriegehäuse angeflanscht sein. Hierdurch sind ein einfacher Austausch und eine problemlose Wartung möglich.

Das Filterelement könnte in eine Außenwand des Batteriegehäuse integriert sein. Das Filterelement erzeugt keinen störenden Stutzen. Vorteilhaft ist die Kühlung der Batterie integrierbar.

Das Filterelement könnte durch einen Schlauch mit dem Batteriegehäuse luftleitend verbunden sein. Das Filterelement kann hierdurch weiter entfernt vom Batteriegehäuse angeordnet sein. Es kann insbesondere sichergestellt werden, dass das Filterelement nicht direktem Wasserkontakt durch Regen, Spritzwasser, Reinigung durch Hochdruckwäscher oder Flutungen sowie partikulärem Schmutz ausgesetzt ist. Direkter Wasserkontakt könnte zu einem frühzeitigen Ausfall der Batterie führen.

Der Schlauch könnte durch eine Zwischenkühlung gekühlt werden. Hierdurch kann bereits Wasser kondensiert werden und durch eine Öffnung nach außen abgelassen werden. Dies erlaubt bei gleicher Adsorbermaterialmenge, die Lebensdauer des Filterelements zu erhöhen bzw. bei gleicher Lebensdauer die Adsorbermaterialmenge zu reduzieren.

Das Filterelement könnte aus temperaturstabilen Komponenten, insbesondere aus temperaturstabilen Fasern, hergestellt sein. Die Verwendung von temperaturstabilen Vliesstoffen, insbesondere von temperaturstabilen Fasern, erlaubt es, ein Ausblasen von heißem/brennendem Elektrolyt aus dem Batteriegehäuse zu verhindern. Insbesondere kann durch die Verwendung von temperaturstabilen Vliesstoffen als Partikelfilter sichergestellt werden, dass keine offenen Flammen von außen in die Batterie durchschlagen. Weiter ist sichergestellt, dass keine möglichen Brände innerhalb der Batterie nach außen durchschlagen. Dabei könnte der Elektrolyt in der zweiten oder ersten Lage absorbiert werden. Dadurch ist sichergestellt, dass im Schadensfall keine toxischen Substanzen in die Umgebung emittiert werden und die dann ausgefallene Batterie einem Recycling zugeführt werden kann.

Innerhalb des Filterelements oder innerhalb des Batteriegehäuses könnte ein Sensor platziert werden, der Wasser im flüssigen Zustand detektiert. Dieser Sensor zeigt dann ein Durchschlagen von Wasser durch das Filterelement an. Hierdurch kann auch angezeigt werden, dass ein Wartungsintervall abgelaufen ist. Innerhalb des Filterelementes oder innerhalb des Batteriegehäuses könnte ein Sensor platziert werden, der Wasser im gasförmigen Zustand detektiert. Dieser Sensor zeigt vorteilhaft eine frühzeitige Abnahme der Aufnahmekapazität des Filterelements an. Hierdurch kann ein intelligentes System zur zeitnahen Anzeige von Wartungsintervallen geschaffen werden. Der Sensor könnte auch in den oben genannten Verbindungsschlauch integriert werden.

Das Filterelement könnte ausheizbar ausgestaltet sein. Vor diesem Hintergrund könnte eine Heizung um die zweite Lage angeordnet sein. Bei Anordnung einer Heizung um die zweite Lage könnte ein Ventil vorgesehen sein. Die zweite Lage kann regeneriert werden, indem Wasser in den gasförmigen Zustand überführt und entweder durch die dritte und/oder erste Lage oder aber durch eine separate Öffnung, welche gegebenenfalls zu diesem Zweck gesteuert offenbar ist, nach außen abgeführt wird.

Innerhalb der zweiten Lage könnten elektrisch leitfähige Bauteile verwendet werden. Insbesondere könnten Metall- bzw. Kohlenstoff-Vliese oder Netze verwendet werden. Diese Bauteile erlauben eine besonders effektive Ausheizung. Vor diesem Hintergrund könnte das Filterelement in eine mögliche Batterieheizung integriert sein.

Das Filterelement könnte als Filterpatrone mit einer Patronenwandung ausgestaltet sein. Hierdurch können mehrere Lagen gekapselt aufgenommen werden und als ganzes einer Batterie zugeordnet werden.

Die der Umgebung zugewandte Seite der Filterpatrone könnte von einer dritten Lage bedeckt sein, wobei sich an die dritte Lage eine erste Lage anschließt, die Partikel filtert, wobei sich an die erste Lage eine zweite Lage anschließt, die Feuchtigkeit adsorbiert und wobei sich an die zweite Lage eine vierte Lage anschließt. Die Anordnung der genannten Lagen übereinander erlaubt eine besonders effektive Filterung und Entfeuchtung der Luft.

Eine erste, äußere und partikelfilternde Lage könnte eine zweite, Feuchtigkeit adsorbierende Lage konzentrisch umgeben, wobei die zweite Lage ein zylindrisches Filtermedium umschließt, welches Partikel filtert. Durch diese konkrete Ausgestaltung kann eine besonders große Fläche zur Filterung und Entfeuchtung der Luft genutzt werden.

Eine erste, äußere und partikelfilternde Lage könnte gemeinsam mit einer zweiten, Feuchtigkeit adsorbierenden Lage spiralförmig aufgewickelt sein. Hierdurch kann eine Vielzahl von funktionalen, einander abfolgenden Lagen auf engem Raum angeordnet werden.

Das Filterelement könnte segmentiert aufgebaut sein. Die den oben genannten drei Lagen zukommenden Funktionen werden an räumlich voneinander getrennten Orten ausgeübt. Hierbei ist insbesondere denkbar, einen vorhandenen Luftfilter eines Autos als erste Stufe zu nutzen und die bereits von Partikeln gereinigte Luft der Batterie zuzuführen.

Die Trocknung ist effektiver, wenn auch das Filterelement gekühlt wird (T unter Taupunkt). Die Detektion einer vollen Wasserbeladung könnte mit einem Wassersensor oder auch mit einem Quell-Messungs-Schalter unter Verwendung von SAP-Partikeln detektiert werden.

Die hier beschriebenen Filterelemente können auch bei Solarzellen oder bei Photovoltaik-Modulen verwendet werden. Ein Wasserkondensat im Inneren der Module führt zur Reduktion der Leistung sowie zu möglicher Korrosion.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung auf vorteilhafte Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfolgende Erläuterung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen.

In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert.

Kurzbeschreibung der Zeichnung

In der Zeichnung zeigen

1 eine schematische Ansicht von Batteriegehäusen, denen Filterelemente zugeordnet sind,

2 eine schematische Ansicht eines dreilagigen Filterelements,

3 eine schematische Ansicht eines Filterelements, bei welchem zwei Lagen durch einen Verbindungsschlauch getrennt sind,

4 eine Schnittansicht eines Filterelements, welches als Filterpatrone ausgestaltet ist,

5 eine Schnittansicht eines Filterelements, welches als Filterpatrone mit konzentrischen Lagen aus einer Schüttung und einer partikelfilternden Lage ausgestaltet ist, und

6 eine perspektivische Ansicht eines spiralförmig gewickelten Filterelements.

Ausführung der Erfindung

1 zeigt in der unteren Ansicht eine Batterie des Stands der Technik, bei der ein Filterelement 1 innerhalb eines Batteriegehäuses 2 angeordnet ist.

1 zeigt in der mittleren Ansicht ein Filterelement 1, welches außerhalb eines Batteriegehäuses 2 angeordnet ist und über einen Schlauch 3 mit dem Inneren des Batteriegehäuses 2 in luftleitender Verbindung steht.

1 zeigt in der oberen Ansicht ein Filterelement 1, welches außerhalb eines Batteriegehäuses 2 angeordnet ist und in die Außenwand 4 des Batteriegehäuses 2 integriert ist.

2 zeigt ein Filterelement 1 mit einem dreilagigen Aufbau. Eine erste, äußere Lage 5 ist als Vlies ausgestaltet und filtert Partikel. Eine zweite, innere Lage 6 ist als adsorbierende Lage ausgestaltet, welche Feuchtigkeit und/oder Gase adsorbiert. Die zweite Lage 6 umfasst Trockenmittel, superabsorbierende Substanzen (SAP) und/oder Aktivkohle. Die dritte, mittlere Lage 7 ist als mikroporöse bzw. permeable Membran ausgestaltet und soll Kondenswasser von der zweiten Lage 6 fernhalten.

3 zeigt ein Filterelement 1 mit einem zweilagigen Aufbau. Eine erste, äußere Lage 5 ist als Vlies ausgestaltet und filtert Partikel. Eine zweite, innere Lage 6 ist als adsorbierende Lage ausgestaltet, welche Feuchtigkeit und/oder Gase adsorbiert. Die zweite Lage 6 umfasst Trockenmittel, superabsorbierende Substanzen (SAP) und/oder Aktivkohle. Die erste Lage 5 und die zweite Lage 6 sind durch einen Verbindungsschlauch 8 miteinander verbunden. Der Verbindungsschlauch 8 soll Kondenswasser von der zweiten Lage 6 fernhalten.

4 zeigt eine Schnittansicht eines Filterelements 1, welches als Filterpatrone ausgestaltet ist. Die Filterpatrone weist eine erste Lage 5 auf, welche Partikel filtert. Die erste Lage 5 bewirkt eine mechanische Filterung und kann aus Mikroglasfasern, Nanofasern, Papier oder Hepafiltermedien gefertigt sein. Die erste Lage 5 ist sandwichartig zwischen einer zweiten Lage 6 und einer dritten Lage 7 eingebettet. Die zweite Lage 6 ist als Schüttung eines Trockenmittels ausgestaltet. Das Trockenmittel kann Silikagel, Zeolithe und/oder Aktivkohle umfassen. Die dritte Lage 7 ist als wasserabhaltende Membran ausgestaltet. Die zweite Lage 6 ist sandwichartig zwischen der ersten Lage 5 und einer vierten Lage 9 eingebettet. Die vierte Lage 9 fungiert als „Polizeifilter” und hält zerbröseltes Material der Schüttung zurück. Die vierte Lage 9 ist mit der ersten Lage 5 identisch ausgebildet. Die Filterpatrone weist eine zylindrische Patronenwandung 10 auf, welche die Lagen 5, 6, 7, 9 aufnimmt.

5 zeigt ein Filterelement 1, welches als Filterpatrone ausgestaltet ist. Eine erste Lage 5 und eine zweite Lage 6 sind konzentrisch angeordnet. Die erste Lage 5 filtert Partikel und kann als Vlies ausgestaltet sein. Die zweite Lage 6 ist als Schüttung eines Trockenmittels ausgestaltet. Das Trockenmittel kann Silikagel, Zeolithe und/oder Aktivkohle umfassen. Im Zentrum der Filterpatrone ist ein zylindrisches Filtermedium 11 angeordnet, welches von einer dritten Lage 7 zur Umgebung hin bedeckt ist. Die dritte Lage 7 ist als Membran ausgestaltet und soll Wasser vom Inneren der Filterpatrone fernhalten.

Der schematisch gezeigte Pfeil in den 2 bis 4 soll die Strömungsrichtung der Luft aus der Umgebung zum Inneren des Batteriegehäuses 2 angeben.

6 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Filterelements 1, bei welchem eine erste Lage 5 und eine zweite Lage 6 spiralförmig aufgewickelt sind. Das Filterelement 1 weist eine erste Lage 5 auf, welche Partikel filtert. Die erste Lage bewirkt eine mechanische Filterung und kann aus Mikroglasfasern, Nanofasern, Papier oder Hepafiltermedien gefertigt sein. Die erste Lage 5 ist als äußere Lage ausgestaltet. Die zweite Lage 6 ist als Schüttung eines Trockenmittels ausgestaltet. Das Trockenmittel kann Silikagel, Zeolithe und/oder Aktivkohle umfassen. Das Trockenmittel kann durch Bindefasern mit der ersten Lage 5 verbunden sein. Die erste Lage 5 und die zweite Lage 6 können Fasern aus SAP aufweisen.

Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Lehre wird einerseits auf den allgemeinen Teil der Beschreibung und andererseits auf die Patentansprüche verwiesen.

Abschließend sei ausdrücklich hervorgehoben, dass die zuvor ausgewählten Ausführungsbeispiele lediglich zur Erörterung der erfindungsgemäßen Lehre dienen, diese jedoch nicht auf diese Ausführungsbeispiele einschränken.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.

Zitierte Patentliteratur

  • DE 102008034698 A1 [0008, 0009]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

  • Lamm et al. (Lithium-Ionen-Batterie, Erster Serieneinsatz im S400 Hybrid; ATZ 111 (2009); 490 ff.) [0004]


Anspruch[de]
Batterie mit einem Batteriegehäuse (2), dadurch gekennzeichnet, dass ein entfeuchtendes Filterelement (1) außerhalb des Batteriegehäuses (2) angeordnet ist, wobei das Filterelement (1) das Innere des Batteriegehäuses (2) gegen die Umgebung luftleitend abtrennt. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (1) Komponenten aufweist, welche gasförmige, organische und/oder anorganische Stoffe binden. Batterie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (1) einen mehrlagigen Aufbau zeigt. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (1) eine erste Lage (5) aufweist, welche als partikelfilternde Lage ausgestaltet ist. Batterie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Lage (5) als Vlies ausgestaltet ist. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Lage (5) als Membran ausgestaltet ist. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement eine zweite Lage (6) aufweist, welche als adsorbierende Lage ausgestaltet ist. Batterie nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Lage (6) als Schüttung von Adsorbermaterial ausgestaltet ist. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (1) eine dritte Lage (7) aufweist, welche als Membran oder mikroporöse Folie ausgestaltet ist. Batterie nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Lage (5) und die zweite Lage (6) durch einen Verbindungsschlauch (8) oder eine Röhre luftleitend verbunden sind. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (1) an das Batteriegehäuse (2) angeflanscht ist. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (1) in eine Außenwand (4) des Batteriegehäuses (2) integriert ist. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (1) durch einen Schlauch (3) mit dem Batteriegehäuse (2) in luftleitender Verbindung steht. Batterie nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauch (3) durch eine Zwischenkühlung kühlbar ist. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (1) temperaturstabile Komponenten aufweist. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Filterelements (1) oder innerhalb des Batteriegehäuses (2) ein Sensor angeordnet ist, der Wasser im gasförmigen und/oder im flüssigen Zustand detektiert. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (1) ausheizbar ausgestaltet ist. Batterie nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass in einer adsorbierenden Lage (6) des Filterelements (1) elektrisch leitfähige Bauteile aufgenommen sind. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (1) als Filterpatrone mit einer Patronenwandung (10) ausgestaltet ist. Batterie nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die der Umgebung zugewandte Seite der Filterpatrone von einer dritten Lage (7) bedeckt ist, wobei sich an die dritte Lage (7) eine erste Lage (5) anschließt, die Partikel filtert, wobei sich an die erste Lage (5) eine zweite Lage (6) anschließt, die Feuchtigkeit adsorbiert und wobei sich an die zweite Lage (6) eine vierte Lage (9) anschließt. Batterie nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste, äußere und partikelfilternde Lage (5) eine zweite, Feuchtigkeit adsorbierende Lage (6) konzentrisch umgibt, wobei die zweite Lage (6) ein zylindrisches Filtermedium (11) umschließt, welches Partikel filtert. Batterie nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste, äußere und partikelfilternde Lage (5) gemeinsam mit einer zweiten, Feuchtigkeit adsorbierenden Lage (6) spiralförmig aufgewickelt ist.






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