DE-102024132212-A1 - Vorrichtung zum Abdecken mindestens einer Seite eines Batteriegehäuses eines Elektrofahrzeugs

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) zum Abdecken mindestens einer Seite eines Batteriegehäuses (28) eines Elektrofahrzeugs (30) oder Hybridfahrzeugs, umfassend eine erste gasdichte Schicht (12) mit mindestens einer Einlassöffnung (14) für heißes Gas, eine zweite gasdichte Schicht (16) und mindestens eine Gasführungsschicht (20) mit mindestens einer Auslassöffnung (18) für das heiße Gas, wobei die Gasführungsschicht (20) mit der mindestens einen Einlassöffnung (14) fluidkommunizierend verbunden ist und zwischen der ersten Schicht (12) und der zweiten Schicht (16) angeordnet ist, wobei die mindestens eine Gasführungsschicht (20) zumindest abschnittsweise mindestens ein Material (21) mit einer Porenstruktur (23) aufweist. Die Vorrichtung (10) weist eine erhöhte Effizienz beim Kühlen von heißen Gasen auf, die bei einer Beschädigung aus einem Batteriegehäuse (28) austreten können.

Inventors

• Hubert Stadtfeld
• Gregor Wolf
• Marian Bichler
• Sebastian Schmalzing

Assignees

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

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20241105

Claims (10)

1. Vorrichtung (10) zum Abdecken mindestens einer Seite eines Batteriegehäuses (28) eines Elektrofahrzeugs (30), umfassend eine erste gasdichte Schicht (12) mit mindestens einer Einlassöffnung (14) für heißes Gas, eine zweite gasdichte Schicht (16) und mindestens eine Gasführungsschicht (20) mit mindestens einer Auslassöffnung (18) für das heiße Gas, wobei die Gasführungsschicht (20) mit der mindestens einen Einlassöffnung (14) fluidkommunizierend verbunden ist und zwischen der ersten Schicht (12) und der zweiten Schicht (16) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet , dass die mindestens eine Gasführungsschicht (20) zumindest abschnittsweise mindestens ein Material (21) mit einer Porenstruktur (23) aufweist.
2. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass das mindestens eine Material (21) als eine fluidkommunizierende Verbindung zwischen der mindestens einen Einlassöffnung (14) und der mindestens einen Auslassöffnung (18) ausgebildet ist.
3. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet , dass das mindestens eine Material (21) zum Aufnehmen von Wärmeenergie des heißen Gases ausgebildet ist, vorzugsweise durch eine chemische und/oder physikalische Reaktion an einer Oberfläche des mindestens einen Materials, insbesondere durch ein Verdampfen von inhärenter Flüssigkeit.
4. Vorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass das mindestens eine Material (21) eine während der Herstellung einstellbare Permeabilität für das Gas aufweist.
5. Vorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass das mindestens eine Material (21) zum Entfernen von Partikeln aus dem Gas ausgebildet ist.
6. Vorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Vorrichtung (10) weiter mindestens ein Abdichtungselement (22) aufweist, welches eine Dichtungsstellung, in der das mindestens eine Abdichtungselement (22) die mindestens eine Auslassöffnung (18) gegen eindringende Umgebungsmedien abdichtet, und eine Öffnungsstellung, in der das mindestens eine Abdichtungselement (22) die mindestens eine Auslassöffnung (18) zum Auslassen von dem Gas freigibt, aufweist.
7. Vorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Vorrichtung (10) als Unterbodenstruktur für das Elektrofahrzeug (30) ausgebildet ist.
8. Vorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die erste Schicht (12) und die zweite Schicht (16) als Deckplatten für die Gasführungsschicht (20) ausgebildet sind.
9. Elektrofahrzeug (30), umfassend mindestens einen Elektromotor (34), mindestens eine Batterie zum Antreiben des mindestens einen Elektromotors (34) in mindestens einem Batteriegehäuse (28) und mindestens eine Vorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die erste Schicht (12) dem mindestens einen Batteriegehäuse (28) zugewandt ist.
10. Elektrofahrzeug (30) nach Anspruch 9 , dadurch gekennzeichnet , dass die erste Schicht (12) an mindestens einen Seitenflächenabschnitt (32) des Batteriegehäuses (28) angrenzt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abdecken mindestens einer Seite eines Batteriegehäuses eines Elektrofahrzeugs. Elektrofahrzeuge werden mit Elektromotoren betrieben, die von Batterien mit Energie versorgt werden können. Diese Batterien sind in der Regel als Hochvolt-Batterien ausgebildet, die aus einer Vielzahl von Batteriemodulen bestehen können. Jedes Batteriemodul kann eine Vielzahl von Batteriezellen aufweisen. Wenn Batteriemodule bzw. Batteriezellen beschädigt werden, können partikelbehaftete heiße Gase aus ihnen austreten. Es ist vorteilhaft, wenn diese heißen Gase kontrolliert und gekühlt abgeleitet werden können. Dazu ist aus DE 10 2021 123 314 A1 bekannt, an einem Batteriegehäuse eine Entgasungseinrichtung vorzusehen, die zumindest einen Entgasungskanal aufweist. Der Entgasungskanal ist dabei mit dem Innenraum des Batteriegehäuses und mit der Außenumgebung fluidisch verbindbar. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Abdecken mindestens einer Seite eines Batteriegehäuses eines Elektrofahrzeugs oder Hybridfahrzeugs bereitzustellen, die eine erhöhte Effizienz beim Kühlen der heißen Gase aufweist. Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche sowie der folgenden Beschreibung. In einem ersten Aspekt wird eine Vorrichtung zum Abdecken mindestens einer Seite eines Batteriegehäuses eines Elektrofahrzeugs oder Hybridfahrzeugs beschrieben, umfassend eine erste gasdichte Schicht mit mindestens einer Einlassöffnung für heißes Gas, eine zweite gasdichte Schicht und mindestens eine Gasführungsschicht mit mindestens einer Auslassöffnung für das heiße Gas, wobei die Gasführungsschicht mit der mindestens einen Einlassöffnung fluidkommunizierend verbunden ist und zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht angeordnet ist, wobei erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass die mindestens eine Gasführungsschicht zumindest abschnittsweise mindestens ein Material mit einer Porenstruktur aufweist. Mit der Vorrichtung wird damit eine Gasführungsschicht bereitgestellt, in der mindestens ein Material mit einer Porenstruktur angeordnet ist. Das mindestens eine Material kann in mindestens einem Abschnitt der Gasführungsschicht angeordnet sein. Die Gasführungsschicht kann sandwichartig zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht angeordnet sein. Das heiße Gas, das durch die Einlassöffnung in die Vorrichtung eintritt, wird durch die Gasführungsschicht zu der Auslassöffnung geführt. Dabei strömt das heiße Gas durch die Porenstruktur des Materials. Aufgrund der Porenstruktur weist das Material im Vergleich zu seinem Volumen eine große Oberfläche auf, mit der das heiße Gas in Kontakt treten kann. Dadurch kann ein thermischer Austausch zwischen dem heißen Gas und dem mindestens einen Material stattfinden, sodass das Gas mittels des mindestens einen Materials gekühlt werden kann. Weiter kann durch die große Oberfläche, die mit dem heißen Gas zusammenwirken kann, auch ein Entzug von Partikeln aus dem Gas erfolgen. Kühlungskanäle, die mit Kühlmitteln eine Kühlung des heißen Gases bewirken, sind damit nicht mehr zwingend erforderlich, können jedoch optional zusätzlich vorgesehen werden. Die Kühlung kann damit lediglich durch das mindestens eine Material erfolgen. Damit stellt die Vorrichtung eine erhöhte Effizienz beim Kühlen der heißen Gase und Abscheiden der Partikel, die aus beschädigten Batteriemodulen austreten können, bereit. Die Vorrichtung kann damit auf Kühlkanäle und damit auf Bauteile verzichten, sodass Kosten bei der Herstellung eingespart werden können. Gemäß einigen Ausführungsbeispielen ist denkbar, dass das mindestens eine Material als eine fluidkommunizierende Verbindung zwischen der mindestens einen Einlassöffnung und der mindestens einen Auslassöffnung ausgebildet sein kann. Das heiße Gas, das durch die Gasführungsschicht strömt, wird damit zwingend durch das mindestens eine Material geleitet, wenn es von Einlassöffnung zu der Auslassöffnung fließt. Damit kann sichergestellt werden, dass eine thermische Interaktion zwischen dem heißen Gas und die mindestens ein Material stattfindet. Gemäß einigen Ausführungsbeispielen ist denkbar, dass das mindestens eine Material zum Aufnehmen von Wärmeenergie des heißen Gases ausgebildet sein kann, vorzugsweise durch eine chemische und/oder physikalische Reaktion an einer Oberfläche des mindestens einen Materials, insbesondere durch ein Verdampfen von inhärenter Flüssigkeit. Damit kann das heiße Gas beim Durchströmen der Porenstruktur mit einer großen Oberfläche, die chemisch und/oder physikalisch zum Aufnehmen von Wärmeenergie wirksam sein kann, in Kontakt treten. Der Entzug von Wärmeenergie aus dem heißen Gas kann damit besonders effizient erfolgen. Insbesondere, wenn Flüssigkeit verdampft wird, die inhärent in dem heißen Gas vorhanden ist, kann eine effektive Abkühlung des heißen Gases durch das Material bewirkt werden. Gemäß einigen Ausführungsbeispielen