专利名称：用于蓄电池的排气系统和具有排气系统的蓄电池的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于蓄电池的排气系统，尤其用于混合蓄电池、镍金属混合蓄电 池和锂离子蓄电池。此外，本发明涉及一种具有排气系统的蓄电池。
背景技术：
具有原电池中的高能量密度的高功率蓄电池尤其应用在混合动力汽车和电动汽 车中。高能量密度导致高放热。为了保持并且能够在宽的运行窗中确保蓄电池的功率能 力，需要有效地冷却蓄电池。此外需要的是，蓄电池具有安全系统，该安全系统在蓄电池过 热时作用，以便尤其防止电池爆炸。除了有效冷却和用于保护过热的安全系统外，高功率的蓄电池需要用于保护蓄电 池免受蓄电池中的气体过压的安全系统。该气体过压可导致蓄电池的突然反应和点燃。由 此可能危害人员和环境。此外，蓄电池的内部需要被保护免受灰尘并且免受例如通过高压清洗器或蒸汽喷 射器引起的溅水。
发明内容
本发明的任务在于，提供一种用于蓄电池的排气系统，该排气系统一方面保护蓄 电池的内部免受过压，另一方面防护溅水和灰尘侵入。此外，本发明的任务在于，提供一种 蓄电池，该蓄电池的内部被有效地保护免受过压以及侵入的溅水和灰尘。根据本发明，任务通过具有权利要求1特征的排气系统以及具有权利要求7特征 的蓄电池实现。根据本发明的排气系统有效地保护蓄电池免受蓄电池内部中的过压。该过压例如 可以通过原电池过载或短路产生。如果大量气体从原电池释放到蓄电池壳体中，那么该气 体通过薄膜从蓄电池壳体导出。以这种方式有效地消除在蓄电池内部中的气体过压(蓄电 池内部高压和环境压力之间的差值)。如果蓄电池中的气体压力如此强烈地升高，使得气 体过压超过一预定值，那么薄膜打开。该打开可逆地(例如可再次关闭的阀)或者不可逆 地(例如薄膜断裂)进行。如果薄膜断裂，那么在最短的时间内大量气体从蓄电池中导出 并且因此消除高的过压。替代薄膜也可应用由塑料制成的、具有5-100m筛孔大小的筛网编织物。除了有效地防护蓄电池内部过压外，此外根据本发明的排气系统防止溅水、灰尘 或其它杂质从外部侵入到蓄电池内部中。该保护由此实现，这种杂质必须从外部经过多次 转向的路径，以便到达蓄电池内部。该转向同时实现保护该薄膜免受外部影响。可通过附加的挡板改善对侵入的溅水或其它杂质的防护，该挡板具有间距地设置 在迷宫道(Labyrinthkorso)下方。以这种方式在迷宫道底侧面和挡板上侧之间构造基本上水平走向的缝隙，该缝隙引起从外部到蓄电池内部中的路径的附加转向。也可以由此改善对进入的溅水或其它杂质的防护在迷宫道底侧上设有用于连接 软管的管接头，通过该软管将从蓄电池内部向外走向的气体和可能在蓄电池中形成的冷凝 水导出。为了避免在迷宫道上侧的非期望的气体流出，根据本发明设有一在迷宫道上设置 的密封件。该密封件在装配状态下符合目的地位于迷宫道上侧和蓄电池底板之间。替代或 除了该密封件外，也可设有排气系统与蓄电池壳体的焊接。该排气系统优选具有基本上圆形的横截面。因为不仅迷宫道而且迷宫销至少区段 式地具有空心圆柱体的构型，所以基本上圆形的横截面可实现简单的制造。位于内部的空 腔可以简单地借助钻孔实现。视蓄电池的大小和出现的能量密度而定，证明符合目的的是，通道具有50mm2至 500mm2的横截面积，以便有效地消除蓄电池内部中的气体过压。根据本发明在一特别实施方式中设有，迷宫销(Labyrinthbolzen)具有外螺纹并 且迷宫道具有与该外螺纹协同作用的内螺纹。该结构被尤其简单地装配在蓄电池的壳体底 板上。为此，该蓄电池的壳体底板具有合适尺寸的开口。该迷宫道从一侧(外侧)并且该 迷宫销从另一侧(蓄电池内部)被导向穿过壳体底板中的该开口。随后迷宫道和迷宫销相 互牢固地拧紧。然后该壳体底板在装配状态下牢固地夹持在迷宫道和迷宫销之间，必要时 带有附加的密封件。在另一实施方式中，该排气系统具有至少一个部分钻孔，通过该部分钻孔该排气 系统的部件可借助螺栓连接装置相互连接。该实施方式允许从蓄电池的壳体底板的一侧装 配排气系统。为此，所有部件从一侧以正确的顺序被引导到壳体底板上。该壳体底板具有 至少一个相对应的钻孔。一螺栓穿过该至少一个穿过该排气系统的钻孔并且穿过该至少一 个处于壳体底板中的钻孔并且在壳体底板的另一侧上设有合适的螺母。优选设有若干个钻 孔和螺栓连接装置，例如三个围绕壳体底板中的开口基本上等距设置的钻孔。除了前面示出的螺栓连接装置外，根据本发明也设有该排气系统与蓄电池的壳体 底板焊接。在该情况下可舍弃密封件。
在下面的附图中根据两个实施例详细地解释本发明。附图示出图1根据本发明的排气系统的第一实施方式在装配状态下的立体视图，图2图1的第一实施方式的剖面图，图3根据本发明的排气系统的第二实施方式的分解图，图4第二实施方式在装配状态下的侧视图，图5第二实施方式在装配状态下的俯视图，图6第二实施方式在装配状态下的剖面图，图7第二实施方式在装配状态下的立体俯视图，以及图8第二实施方式在装配状态下从下面观察的立体视图(从下面观察)。
具体实施例方式图1示出根据本发明的排气系统1的第一实施方式在装配状态下。示出蓄电池的壳体底板2的一个区段。在图1中示出壳体底板2的朝向蓄电池内 部的上侧和壳体底板2的朝向外部、即与蓄电池的环境相对应的侧面。排气系统1具有基本上圆柱形的结构。迷宫销的上侧3朝向蓄电池内部。迷宫销 的上侧3基本上具有带有圆环状横截面的空心圆柱体构型。因此，迷宫销的上侧3具有位 于中心的圆形开口 4。该开口 4借助薄膜5封闭。迷宫销的上侧3具有在其圆周上径向延 伸的排出通道6。这些排出通道6基本上具有半圆形的横截面并且用于导出在蓄电池内部 聚集的冷凝水或冷凝液体。在图1中看到一个排出通道6。然而沿着迷宫销的上侧3的外 围总共设有3个排出通道6，这些排出通道相互等距离(也就是说以120°的角间距)地设 置。在壳体底板的下方看到迷宫道7。该迷宫道具有一圆柱形的壳面。在迷宫道7的下方设置挡板8。该挡板在轴向上(关于轴线9)设置在迷宫道7的 下方。通过间距保持器10保证挡板9的横截面各处的恒定间距。该间距保持器10具有圆 木圆柱体的构型。通过三个螺栓连接装置11将排气系统1固定在壳体底板2上。这些螺栓连接装 置以恒定的相互角间距设置并且各具有一个螺栓12和一个螺母13。为螺栓连接装置设有三个穿过排气系统1的部件的近轴钻孔。图2示出与图1实施方式类似的、根据本发明的排气系统1的实施方式，然而在该 实施方式中不同地设计排气系统1在壳体底板2上的固定。相应的部件设有与图1相同的 附图标记。替代螺栓连接装置，迷宫道7和迷宫销14通过协同作用的螺纹15相互可拆卸地 连接。为了该螺纹连接，迷宫销14具有外螺纹并且迷宫道7具有内螺纹。在迷宫销14的内部形成空腔16，该空腔通过薄膜5在轴向上与蓄电池内部分开。 通道17从空腔16在径向上(关于轴线9)延伸出来。设有多个通道17。在迷宫道7和迷宫销14之间在轴向区段18中构造有基本上垂直定向的、环形延 伸的缝隙19。通道17通到缝隙19中。通过通道17和缝隙19形成一从蓄电池的环境经过 空腔16到蓄电池内部的可透气的连接。迷宫销14的底板20在径向上向外略宽于位于其上的区段地延伸，使得缝隙19在 下部区域21中变得更窄。由此改善对侵入的溅水或其它杂质的防护。挡板8在该实施方式中通过螺栓22固定在迷宫道7上。对此，该迷宫道具有设有 螺纹的孔23。图3以分解图示出根据本发明的排气系统1的另一实施方式。该排气系统关于壳 体底板2完全从外部(在附图中从下面)安装在壳体底板2上。在壳体底板2和迷宫销14之间设置一密封件。该密封件25基本上具有圆环形状。 该密封件25具有三个径向朝内延伸的凹槽沈，通过这些凹槽使螺栓12或者螺母13部分地 被导向。可看到钻孔沈既穿过迷宫道7也穿过迷宫销14。这些钻孔26 (三个分别以相同 的角距离相互设置)用于，在装配时螺栓12穿过这些钻孔。
在图4中示出在装配状态下的、图3的实施方式。可看到，在挡板8和迷宫道7之间构造一基本上径向朝外引出的缝隙27。在图5中以俯视图(也就是说从蓄电池内部向外观察)示出图4的排气系统1。可看到开口 4，该开口被薄膜(不能在图5中看到)覆盖。此外，可看到三个螺栓连接装置11。最后可看到六个排出通道6。图6以剖面图在图5 VI方向上示出图5的实施方式。可看到，迷宫道7的底板观在径向上向内延伸一小段，由此，从外向内的路径经历 一附加的转向。该底板观具有带有开口四的圆环形构型。图7以立体俯视图示出图5的实施方式。图8以从下面观察的立体视图示出图7的实施方式。附图标记1 排气系统2 壳体底板3 迷宫销的上侧4 开口5 薄膜6 排出通道7 迷宫道8 挡板9 轴线10 间距保持器11 螺栓连接装置12 螺栓13 螺母14 迷宫销15 螺纹16 空腔17 通道18 轴向区段19 缝隙20 底板21 缝隙19的更窄的区域22 螺栓23 盲孔24 密封件25 凹槽26 钻孔27 缝隙28 底板
权利要求
1.用于蓄电池壳体的排气系统，其中，该排气系统(1)具有a)带有销壁的迷宫销(14)，在该销壁中设有多个通道(17)，这些通道(17)从销内部向 在销壁的一轴向区段(18)中设置的一些出口延伸，b)带有道壁的迷宫道(7)，该道壁在装配状态下这样地围绕销壁的所述轴向区段(18) 延伸，使得在该轴向区段(18)中在销壁和道壁之间形成缝隙(19)，以及c)设置在该迷宫销(7)上侧上的透气的薄膜(5)。
2.根据权利要求1的排气系统，其特征在于，设有一档板(8)，该挡板在装配状态下有 间距地设置在所述迷宫道(7)的下方。
3.根据权利要求1或2的排气系统，其特征在于，所述薄膜( 在该薄膜上具有预定压 力差时打开。
4.根据权利要求1至3之一的排气系统，其特征在于，所述薄膜(5)构造为敞开的筛式 编织物。
5.根据权利要求1至4之一的排气系统，其特征在于，设有一密封件(M)，该密封件在 装配状态下设置在所述迷宫销(14)上。
6.根据权利要求1至5之一的排气系统，其特征在于，所述排气系统(1)具有基本上圆 形的横截面。
7.根据上述权利要求之一的排气系统，其特征在于，所述通道(17)具有50mm2直至 500mm2的横截面积。
8.根据上述权利要求之一的排气系统，其特征在于，所述迷宫销(14)具有外螺纹并且 所述迷宫道(7)具有与该外螺纹协同作用的内螺纹。
9.根据上述权利要求之一的排气系统，其特征在于，所述排气系统具有至少一个近轴 的钻孔( )，通过这些近轴的钻孔所述排气系统(1)的部件借助螺栓连接装置(11)相互连接。
10.蓄电池，具有至少一个根据上述权利要求之一的排气系统(1)。
11.根据权利要求10的蓄电池，其特征在于，所述至少一个排气系统(1)设置在蓄电池 的壳体底板O)中。
12.根据权利要求11的蓄电池，其特征在于，所述至少一个排气系统(1)与所述壳体底 板⑵焊接。
13.根据权利要求10至12之一的蓄电池，其特征在于，所述迷宫销(14)完全设置在所 述壳体底板( 下方或者部分设置在所述壳体底板( 上方。
全文摘要
提出用于蓄电池壳体的排气系统和具有该排气系统的蓄电池，其中，该排气系统(1)具有a)带有销壁的迷宫销(14)，在该销壁中设有多个通道(17)，这些通道(17)从销内部向在销壁的一轴向区段(18)中设置的一些出口延伸，b)带有道壁的迷宫道(7)，该道壁在装配状态下这样地围绕销壁的所述轴向区段(18)延伸，使得在该轴向区段(18)中在销壁和道壁之间形成缝隙(19)，以及c)设置在该迷宫销(7)上侧上的透气的薄膜(5)。
文档编号H01M10/28GK102119456SQ200980116278
公开日2011年7月6日 申请日期2009年2月26日 优先权日2008年3月7日
发明者E·克罗尔, H·布雷内, M·维格曼, R·乔斯威格, R·明斯特尔 申请人:约翰逊控制混合动力与可循环有限责任公司