DE-102024132176-A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Überprüfung der Dichtigkeit einer Hochvoltbatterie eines Kraftfahrzeugs

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung der Dichtigkeit einer Hochvoltbatterie (1) eines Kraftfahrzeugs, die ein Batteriegehäuse (2) und eine Mehrzahl von Batteriezellen (3a-3c) aufweist, die innerhalb des Batteriegehäuses (2) untergebracht sind, umfassend die Schritte: - Erzeugen eines definierten Überdrucks innerhalb des Batteriegehäuses (2) der Hochvoltbatterie (1) gegenüber der Umgebung mittels einer Pumpvorrichtung (4), - Messen des Drucks innerhalb des Batteriegehäuses (2) mittels eines Drucksensors (5), - Auswerten eines zeitlichen Verlaufs des gemessenen Drucks mittels einer Druckauswerteeinrichtung (6), dadurch gekennzeichnet, dass der Überdruck innerhalb des Batteriegehäuses (2) gegenüber der Umgebung dauerhaft aufrechterhalten wird.

Inventors

• Stephan Andreas Hübner

Assignees

• DR. ING. H.C. F. PORSCHE AKTIENGESELLSCHAFT

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20241105

Claims (10)

1. Verfahren zur Überprüfung der Dichtigkeit einer Hochvoltbatterie (1) eines Kraftfahrzeugs, die ein Batteriegehäuse (2) und eine Mehrzahl von Batteriezellen (3a-3c) aufweist, die innerhalb des Batteriegehäuses (2) untergebracht sind, umfassend die Schritte: - Erzeugen eines definierten Überdrucks innerhalb des Batteriegehäuses (2) der Hochvoltbatterie (1) gegenüber der Umgebung mittels einer Pumpvorrichtung (4), - Messen des Drucks innerhalb des Batteriegehäuses (2) mittels eines Drucksensors (5), - Auswerten eines zeitlichen Verlaufs des gemessenen Drucks mittels einer Druckauswerteeinrichtung (6), dadurch gekennzeichnet , dass der Überdruck innerhalb des Batteriegehäuses (2) gegenüber der Umgebung dauerhaft aufrechterhalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass die Dichtigkeit der Hochvoltbatterie (1) während ihrer gesamten Lebensdauer überprüft wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet , dass in der Druckauswerteeinrichtung (6) zumindest zwei Druckgrenzwerte hinterlegt sind, wobei bei einem Unterschreiten eines ersten Druckgrenzwertes eine erste Warnmeldung für den Fahrzeugführer erzeugt wird, um diesen dazu zu veranlassen, eine Werkstatt aufzusuchen, und bei einem Unterschreiten eines zweiten Druckgrenzwertes, der kleiner als der erste Druckgrenzwert ist, eine zweite Warnmeldung erzeugt wird, um den Fahrzeugführer dazu zu veranlassen, den Betrieb des Kraftfahrzeugs sofort zu beenden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet , dass bei Überschreiten eines Überdruckgrenzwerts Luft aus dem Batteriegehäuse (2) über zumindest ein Luftablassmittel, insbesondere ein Luftablassventilmittel (11), abgeleitet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 , dadurch gekennzeichnet , dass bei einer thermischen Propagation der Batteriezellen (3a-3c) ein kombiniertes Entgasungsventil (12) geöffnet wird.
6. Vorrichtung (100) zur Überprüfung der Dichtigkeit einer Hochvoltbatterie (1), die ein Batteriegehäuse (2) und eine Mehrzahl von Batteriezellen (3) aufweist, die innerhalb des Batteriegehäuses (2) untergebracht sind, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 , umfassend: - eine Pumpvorrichtung (4), die dazu ausgebildet ist, innerhalb des Batteriegehäuses (2) der Hochvoltbatterie (1) einen definierten Überdruck gegenüber der Umgebung zu erzeugen, - einen Drucksensor (5), der dazu ausgebildet ist, den Druck innerhalb des Batteriegehäuses (2) zu messen, sowie - eine Druckauswerteeinrichtung (6), die dazu ausgebildet ist, den zeitlichen Verlauf des gemessenen Drucks innerhalb des Batteriegehäuses (2) auszuwerten, dadurch gekennzeichnet , dass die Pumpvorrichtung (4) dazu ausgebildet ist, den Überdruck innerhalb des Batteriegehäuses (2) gegenüber der Umgebung dauerhaft aufrechtzuerhalten.
7. Vorrichtung (100) nach Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet , dass der Drucksensor (5) als Differenzdrucksensor ausgebildet ist.
8. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 6 oder 7 , dadurch gekennzeichnet , dass die Pumpvorrichtung (4) als Radialgebläse ausgebildet ist.
9. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 6 bis 8 , dadurch gekennzeichnet , dass die Vorrichtung (100) zumindest ein Luftablassmittel, insbesondere ein Luftablassventilmittel (11), umfasst, welches dazu ausgebildet ist, bei Überschreiten eines Überdruckgrenzwerts Luft aus dem Batteriegehäuse (2) abzulassen.
10. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 6 bis 9 , dadurch gekennzeichnet , dass die Vorrichtung (100) ein kombiniertes Entgasungsventil (12) aufweist, welches dazu ausgebildet ist, bei einer thermischen Propagation der Batteriezellen (3a-3c) geöffnet zu werden.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Überprüfung der Dichtigkeit einer Hochvoltbatterie eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und auf eine Vorrichtung zur Überprüfung der Dichtigkeit einer Hochvoltbatterie eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 6. Hochvoltbatterien, die ein Batteriegehäuse und eine Mehrzahl von Batteriezellen aufweisen, die innerhalb des Batteriegehäuses untergebracht sind, kommen zum Beispiel als Traktionsbatterien in Kraftfahrzeugen zum Einsatz, die über zumindest eine elektrische Maschine als Antriebsvorrichtung verfügen. Häufig sind dabei mehrere Batteriezellen zu einem Batteriemodul zusammengefasst. Das Batteriegehäuse einer Hochvoltbatterie dient unter anderem dazu, die Batteriezellen vor äußeren Einwirkungen zu schützen, und hat darüber hinaus auch eine abdichtende Wirkung, um zum Beispiel einen Gasaustritt aus der Hochvoltbatterie zu verhindern. Wenn das Batteriegehäuse der Hochvoltbatterie eine Undichtigkeit besitzen sollte, wirkt sich diese nachteilig auf die Funktion und die Betriebssicherheit aus. Aus dem Stand der Technik sind bereits unterschiedliche Verfahren und Vorrichtungen zur Überprüfung der Dichtigkeit einer Hochvoltbatterie bekannt, bei denen innerhalb des Batteriegehäuses der Hochvoltbatterie ein Überdruck erzeugt wird und der Druck gemessen wird. Die DE 10 2022 131 835 B3 beschreibt eine Batterie mit einem Entgasungskanal, der durch eine Dichtung vom Innenraum des Batteriegehäuses getrennt ist. Bei einer Überhitzung der Batteriezellen strömen Gase durch den Kanal zu einer Entgasungsöffnung, die normalerweise verschlossen ist. Der durch die austretenden Gase entstehende Innendruck zerstört das Verschlusselement oder hebt die Abdichtung im Außenbereich auf, so dass die heißen Gase ausströmen können. Zur Überprüfung der Dichtigkeit wird bei der Montage der Batterie ein Überdruck im Batteriezellenaufnahmeraum erzeugt und mittels eines Drucksensors ausgewertet. Bleibt das Verschlusselement trotz des Überdrucks unverformt, ist die Dichtigkeit des Batteriegehäuses gewährleistet. Die DE 10 2015 002 573 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Prüfung der Dichtigkeit eines Batteriegehäuses einer Hochvoltbatterie in einem Fahrzeug. Ein Drucksensor erfasst den Druck im Inneren des Gehäuses. Eine Pumpe fördert Umgebungsluft ins Gehäuse, um einen Überdruck zu erzeugen. Der Innendruck wird temporär über einen vorgegebenen Zeitraum erfasst. Die Erfindung macht es sich zur Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überprüfung der Dichtigkeit einer Hochvoltbatterie eines Kraftfahrzeugs zur Verfügung zu stellen, die gegenüber dem Stand der Technik weiter verbesserte Eigenschaften aufweisen. Die Lösung dieser Aufgabe liefern ein Verfahren der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 sowie eine gattungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 6. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung. Es wird ein Verfahren zur Überprüfung der Dichtigkeit einer Hochvoltbatterie eines Kraftfahrzeugs, die ein Batteriegehäuse und eine Mehrzahl von Batteriezellen aufweist, die innerhalb des Batteriegehäuses untergebracht sind, zur Verfügung gestellt, umfassend die Schritte:- Erzeugen eines definierten Überdrucks innerhalb des Batteriegehäuses der Hochvoltbatterie gegenüber der Umgebung mittels einer Pumpvorrichtung,- Messen des Drucks innerhalb des Batteriegehäuses mittels eines Drucksensors,- Auswerten eines zeitlichen Verlaufs des gemessenen Drucks mittels einer Druckauswerteeinrichtung,wobei erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass der Überdruck innerhalb des Batteriegehäuses gegenüber der Umgebung dauerhaft aufrechterhalten wird. Mittels der Pumpvorrichtung wird während der Durchführung des Verfahrens innerhalb des Batteriegehäuses dauerhaft ein geringer Überdruck gegenüber der Umgebung erzeugt. Über die Drucksensierung wird das Verhalten des Gehäuseinnendrucks kontinuierlich überwacht. Die Drucksensierung erlaubt dabei eine qualitative Aussage über die Dichtigkeit der Hochvoltbatterie. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit eine dauerhafte und nicht nur eine temporäre Überprüfung der Dichtigkeit des Batteriegehäuses der Hochvoltbatterie und somit auch der Hochvoltbatterie selbst. Die Luftansaugung erfolgt vorzugsweise aus dem Fahrzeuginnenraum, damit zur Erzeugung des Überdrucks möglichst saubere, vorzugsweise gefilterte, Luft, die zumindest weitestgehend frei von Schmutz und Nässe ist, verwendet wird. In einer Ausführungsform kann die Dichtigkeit der Hochvoltbatterie während ihrer gesamten Lebensdauer überprüft werden. In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass in der Druckauswerteeinrichtung zumindest zwei Druckgrenzwerte hinterlegt sind, wobei bei einem Unterschreiten eines ersten Druckgrenzwertes eine erste Warnmeldung für den Fahrzeugführer erzeugt wird, um diesen dazu zu veranlassen, eine Werkstatt aufzusuchen, und bei ei