[发明专利]排气装置、电池和机动车

说明书

本发明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。

技术领域

本发明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，本发明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。

背景技术

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。

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。

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。

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。

发明内容

因此，本发明的目的是，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。