电池除气单元和电池壳体的制作方法

1.本发明涉及一种尤其是机动车的牵引电池的电池除气单元和一种电池壳体。


背景技术：

2.用于接纳电子组件、像比如电池单池和类似器件的壳体不能完全气密地相对于环境封闭，因为一方面由于例如通过在电池单池的充电或放电时的热输入引起的温度波动并且另一方面由于尤其在可移动的系统中自然出现的空气压力波动而必须实现在内部空间与外部空间之间的气体交换，以便防止壳体的不允许的机械负荷、尤其壳体的爆裂或鼓起。
3.然而，有效地防止异物、污物和湿气的以液态水的形式侵入同样是重要的。因此，已知压力平衡装置，所述压力平衡装置具有例如由挤压的聚四氟乙烯（ptfe）制成的半渗透的膜片，所述半渗透的膜片是透气的、然而是液体不可透过的。
4.de 102012022346 b4公开了一种电池壳体，该电池壳体具有包围壳体内部空间的壳体，所述壳体具有壳体开口，该壳体开口借助于为了除气并且为了基本上水密地密封壳体内部空间以防止水、优选也防止其他液体的挤入而设置的、呈壳体盖的形式的膜片基座来覆盖，所述膜片基座包括基座本体，该基座本体具有在基座本体内侧面和基座本体外侧面之间连贯延伸的、用于导出气体或用于压力平衡的气体通孔。所述气体通孔被半渗透的膜片完全覆盖。所述基座本体、膜片和壳体不透气地或气密地连接，从而基本上没有水且优选也没有空气或气体能够通过壳体开口到达壳体内部空间中。


技术实现要素：

5.本发明的任务是，提供一种用于电池、尤其是用于机动车的牵引电池的电池除气单元，其突出之处在于，所述电池除气单元在单池有故障的情况下有效地将热颗粒拦在电池壳体的内部，而不会过度地提高紧急除气路径中的压力损失。
6.另一任务是，提供一种具有这样的电池除气单元的电池壳体。
7.前述任务根据本发明的一个方面由一种用于电池、尤其是用于机动车的牵引电池的电池除气单元来解决，该电池除气单元具有基体，所述基体能够与电池壳体的压力平衡开口的边缘流体密封地连接，并且所述基体具有至少一个气体通孔，所述气体通孔在内侧面上由具有多个第一栅格开口的第一过滤器和布置在第一过滤器与基体的内侧面之间的拥有多个第二栅格开口的第二过滤器遮盖，其中所述过滤器中的至少一个过滤器完全搭接着气体通孔，其中所述基体具有至少一个固定器件作用区域，所述固定器件作用区域被设立用于将电池除气单元与电池壳体固定在一起，其中所述两个过滤器中的至少一个过滤器多重起波状地构造，使得在拉伸状态下的纵向延伸范围沿着至少一个方向为在起波状的状态下的纵向延伸范围的至少1.3倍。
8.优选的是，所述第一过滤器的在拉伸状态下的纵向延伸范围沿着至少一个方向甚至是在起波状的状态下的纵向延伸范围的至少1.3倍、尤其是1.5倍、尤其是1.7倍、尤其是2.0倍。
9.换句话说，在内侧面与第二过滤器相邻地存在所述第一过滤器，并且在外侧面与第二过滤器相邻地存在所述基体的内侧面。
10.根据本发明的另一方面，另一任务由尤其是机动车的牵引电池的电池壳体来解决，该电池壳体具有至少一面带有压力平衡开口的壳体壁，其中在所述电池壳体中能够优选布置电池单池，其中所述压力平衡开口被这样的电池除气单元封闭。
11.本发明的有利的设计方案和优点由其它权利要求、说明书和附图得出。
12.根据本发明的一个方面，提出一种用于电池壳体的电池除气单元，所述电池壳体尤其是用于电池、尤其是用于机动车的牵引电池，所述电池除气单元具有基体，该基体能够与电池壳体的压力平衡开口的边缘流体密封地连接，并且该基体具有至少一个气体通孔，所述气体通孔在内侧面上由具有多个第一栅格开口的第一过滤器和布置在与第一过滤器的内侧面对置的一侧上的具有多个第二栅格开口的第二过滤器遮盖。所述过滤器中的至少一个过滤器完全搭接着气体通孔。所述基体具有至少一个固定器件作用区域，所述固定器件作用区域被设立用于将电池除气单元与电池壳体固定在一起。在此，所述两个过滤器中的至少一个过滤器如此起波状地构造，使得在拉伸状态下的纵向延伸范围沿着至少一个方向是在起波状的状态下的纵向延伸范围的至少1.3倍。
13.所述电池除气单元尤其被设置为具有用于高压电池的壳体的集成的紧急开口的压力平衡装置，流体（气体）为了进行压力平衡并且特别是在电池单池塌陷、所谓的热散逸的情况下能够通过所述紧急开口来流动。然而，在此在热散逸的情况下应当分离特定的数量级的颗粒，使得其不能到达环境中。为此，设置了至少两个用于相对较大的和相对较小的颗粒的过滤器级。为了不会不允许地通过已经积聚在相应的过滤器上的颗粒阻止气体的流出，这会导致在壳体内部的不允许地高的压力升高，根据本发明至少一个过滤器级的表面起波状地构成。所述起波状地构成的过滤器级的侧壁能够直接被集成在这个构件上或者在与另一过滤器级的连接中至少部分地由这另一过滤器级形成或者至少部分地通过其他存在于电池壳体上的轮廓来形成。所述侧壁能够被制作成封闭结构或通过相应的开口同样扩大了具有起波状的过滤元件连同其过滤级的表面。
14.通过至少一个过滤器级、例如布置在内侧面上的第一过滤器的波状的结构，能够以差不多相同的空间需求来显著增大其表面。如果所述过滤器级的部分区域由于颗粒积聚而堵塞，则由此引起的压力损失升高相对地讲比在相同大小的基本上平坦的过滤器元件中明显更小。
15.通过起波状地制作的分离级能够显著地、例如大于50%地提高其表面，而在此没有明显地扩大现有的空间需求。有利的是，为此也不必改变或扩大在所述电池壳体中的开口。
16.在横截面中观察并且示范性地对于隔离的波形部来说，尤其是以在两侧邻接到相应的波形部或者褶皱上的、具有最小的变形或者弯曲半径的位置为出发点查明所述第一过滤器的“起波状的长度”和“拉伸的长度”。尤其这样的具有最小的变形或者弯曲半径的位置是在所述第一过滤器的横截面轮廓的走向上的一个区段，在该区段中所述轮廓的斜率等于零。如果所述第一过滤器在横截面中具有在边缘处未折叠的区域，则在查明所述长度时不考虑这些区域。
17.此外，所述第一过滤器用作到电池壳体的内部空间中的防进入装置，使得诸如螺丝刀等的物品不能进入到内部。这一点尤其重要，因为用于车辆的牵引电池通常在高压范
围中运行并且由此面临着危险。所述第一过滤器能够具有多根被隔开的栅格条，应该如此选择所述栅格条的最小间距，从而能够可靠地排除进入情况。所述栅格条能够以矩形的网栅或作为在周向上且径向上伸展的栅格条的组合来布置。
18.应该如此选择所述第一过滤器的第一栅格开口的尺寸，使得在电池单池有故障时产生的颗粒部分的尽可能大的份额能够由此被挡住，以便防止其进入到周围环境中。在单池有故障的情况下产生的颗粒是炽热的金属和/或碱金属颗粒，它们与可能在单池有故障时产生的可燃气体一起能够代表着点火源。例如如此选择所述第一过滤器的第一栅格开口的尺寸，从而能够拦住特定的质量份额的颗粒、例如＞75% 。为此目的，所述第一过滤器由足够耐热的材料制成，优选所述材料的熔点高于800℃、尤其高于1000℃。
19.因此，所述第一过滤器优选能够具有金属或者由其制成。由金属制成的第一过滤器具有的优点是，即使在高温作用之后也保持保护和分离功能，因此根据本发明优选使用该第一过滤器。作为替代方案，所述第一过滤器能够具有塑料或由其制成，所述塑料优选是聚丙烯和/或聚对苯二甲酸丁二醇酯，其分别优选具有增强纤维、尤其是玻璃纤维。
20.所述基体能够基本上由塑料、尤其热塑性塑料制成并且尤其是注塑而成。优选的材料是聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯或聚酰胺，其分别具有增强纤维、尤其是玻璃纤维。
21.优选的是，由所述第一过滤器跨越的面积大于所述气体通孔的横截面，这提供的优点是，扩大了用于分离颗粒的面积。这有助于在气流严重载有颗粒时所述第一过滤器不会如此快速地阻塞（堵塞）。由现有技术已知的具有仅仅一个支撑栅格的装置不会实现这个优点，因为在那里供颗粒分离所用的流动横截面受到气体通孔的尺寸的限制。
22.根据本发明所述两个过滤器中的至少一个过滤器起波状地构造并且因此具有扩大的用于分离颗粒的表面，由此在紧急除气情况下确保尽可能小的压力损失。
23.根据一种实施方式，所述多重起波状的过滤器的栅格开口也能够布置在多重起波状的过滤器的横截面的方向反转的至少一个区域中。“方向反转的区域”尤其指的是多重起波状的过滤器的以下区域，在所述区域中其结构被弯曲、被折叠或以其它方式变形，以便获得多重起波状的结构。由此带来的技术优点是，这样的给定结构的区域能够有利地用于过滤，并且不是仅仅作为非过滤有效的、流体不可透过的“剩余结构”而对颗粒分离没有贡献。
24.根据所述电池除气单元的一种有利的设计方案，所述起波状的过滤器能够至少部分地被侧壁包围，所述侧壁朝向电池壳体遮盖起波状的过滤器的侧向开口。由此，能够确保所述起波状的过滤器的高分离效率。特别是对于折叠的过滤器来说，因此能够有效地密封在褶皱的端侧上的相对大的开口。例如，所述侧壁能够被构造在两个过滤器中的相应另一个未起波状的过滤器上。
25.根据所述电池除气单元的一种有利的设计方案，所述侧壁能够具有开口，所述开口实现至少一条气体通道。所述起波状的过滤器的栅格开口的大小的较小开口因此能够额外地为颗粒的分离作贡献，并且对于诸如气体的流体来说仍是可渗透的。
26.根据所述电池除气单元的一种有利的设计方案，所述侧壁能够至少部分地被构造在第一过滤器上。所述第一过滤器能够有利地如此折叠地来构造，使得在所述褶皱的端侧上的、通常在折叠时产生的开口被过滤介质本身所密封。因此，所述侧壁能够直接被构造在也起波状的过滤器上。
27.根据所述电池除气单元的一种有利的设计方案，所述侧壁能够至少部分地被构造
在基体上。在这种作为替代方案的实施方式中，所述用于对折叠的过滤器进行密封的侧壁也能够与基体一体地构造。由此能够以有利的方式实现所述起波状的过滤器相对于基体的有效密封。
28.根据所述电池除气单元的一种有利的设计方案，所述起波状的过滤器能够具有彼此平行地或者等距地布置的褶皱，所述褶皱的褶皱棱边平行于气体通孔来布置。由此能够以简单的方式在对结构空间的额外要求很小的同时实现所述过滤器的有效的表面扩大。褶皱棱边在这方面是指褶皱顶边和褶皱谷边的走向。
29.根据所述电池除气单元的一种有利的设计方案，所述第一栅格开口能够被设置用于分离较大的颗粒并且所述第二栅格开口能够被设置用于分离比所述较大的颗粒小的较小的颗粒。通过这种方式能够实现粗颗粒的预分离，这防止所述第二过滤器过快堵塞。由此能够避免在紧急除气情况下由于所堵塞的过滤器而不利地提高压力损失。
30.根据所述电池除气单元的一种有利的设计方案，能够与所述第二过滤器相邻地朝外侧面存在半渗透的膜片，该半渗透的膜片允许气态介质从周围环境进入到电池壳体中并且反之亦可，但是阻止液态介质和/或固体的穿过。在此，所述第二过滤器尤其能够形成膜片支撑装置，该膜片支撑装置至少部分地搭接着气体通孔。
31.有利的是，所述第二过滤器能够作为膜片支撑装置与半渗透的膜片相隔一定的间距并且流体可透过地构成、优选被构造为具有多个第二栅格开口的栅格区段。
32.根据所述电池除气单元的一种有利的设计方案，所述膜片能够处于基体的内侧面上并且至少部分地被第二过滤器从后面夹紧，使得所述基体的内侧面支撑着膜片以防止外部的压力作用（例如防止在涉水行驶的情况下和/或在车辆中使用清洁装置的情况下的水压）并且阻止不允许的变形。
33.所述膜片与基体的内侧面的抵靠或者连接具有以下优点，即：所述膜片在内压作用下在一定程度上形状锁合地相对于基体被保持住并且所述连接（焊接、粘接等）不承受拉力负荷，这尤其在使用原本很难接合的ptfe材料时可能是重要的。为了即使在内压作用下也防止所述膜片的不允许的严重弯曲或者“鼓凸”，这可能导致其损坏，所述基体能够额外地具有膜片-外部保护栅格，该膜片-外部保护栅格在外部至少部分地覆盖膜片表面，然而以足够大的面积份额是流体可透过的，以便在正常运行中允许气体交换。
34.对于所述半渗透的膜片来说，能够使用所有具有用于在正常运行中进行通风/排气的透气性并且具有足够高的防水性的材料。作为用于半渗透的膜片的优选材料，能够使用聚四氟乙烯（ptfe）。所述半渗透的膜片具有平均的气孔大小，其能够处于0.01微米与20微米之间。孔隙率优选为大约50%；所述平均的气孔大小优选为大约10微米。
35.所述半渗透的膜片能够优选被设计为薄膜状的或者薄膜形的或者盘状的薄的膜片。所述透气的膜片具有对气体渗透来说有效的膜片表面，该膜片表面优选在其外周上能够具有矩形的或圆形的外轮廓。然而，不言而喻，所述膜片的外周能够不一样地设计而成。所述膜片优选为薄的扁平膜片，其对于气体穿透来说有效的、背向彼此的膜片表面基本上彼此平行地并且优选基本上平面状地构成。
36.所述膜片的膜片厚度比其余的外部尺寸小很多。所述膜片能够跨越以下最小宽度和/或最小长度或最小外直径，所述最小宽度和/或最小长度或最小外直径等于或大于20 mm、优选等于或大于30 mm、尤其是等于或大于40 mm。所述膜片厚度尤其能够比所述膜片的
最小宽度和/或最小长度或最小外直径小至少20倍，优选至少40倍、尤其是至少100倍。所述膜片厚度能够为1微米至5毫米，其中0.1至2mm、尤其0.15至0.5mm的膜片厚度是优选的。
37.此外，所述膜片能够优选在基体的内侧面上环绕地与所述基体的气体通孔的边缘连接、尤其是焊接。作为替代方案，所述膜片也能够被粘接或者传力锁合地被保持住、例如被夹紧。在这方面优选描述的多孔的ptfe膜片材料可以与塑料基体毫无问题地焊接或以其它方式材料锁合地连接。
38.根据所述电池除气单元的一种有利的设计方案，所述第一过滤器颗粒能够颗粒密封地与基体连接。作为替代方案或补充方案，由所述第一过滤器跨越的面积能够大于所述气体通孔的横截面。
39.根据所述电池除气单元的一种有利的设计方案，所述第一过滤器的栅格开口的、沿着至少一个延伸方向的尺寸能够小于3.0 mm、优选小于2.0 mm、更加优选小于1.5 mm。根据申请人的知识，可以以这样的尺寸设计来实现关于重力的分离效率的上述要求。
40.所述第二过滤器也使流体可透过地构造、优选被构造为具有多个第二栅格开口的栅格区段。这具有的技术优点是，尤其在紧急除气情况下，所述第二过滤器的横截面也能够通流，这进一步降低压力损失并且因此提高在壳体中的压力下降的速度。
41.根据所述电池除气单元的一种有利的设计方案，所述第二过滤器的第二栅格开口的、沿着至少一个延伸方向的尺寸小于所述第一过滤器的第一栅格开口的尺寸。例如，所述第二过滤器的栅格开口的尺寸能够是所述第一过滤器的栅格开口的、沿着具有最小尺寸的延伸方向的尺寸的至少4倍，优选至少6倍。这基于如下构思，即：由此能够进行多级的颗粒分离，其中与通过所述第二过滤器相比通过所述第一过滤器能够分离出更粗的颗粒。这提高了总分离效率并且降低了在运行中的压力损失（紧急除气情况）。
42.根据所述电池除气单元的一种有利的设计方案，所述第一过滤器能够包括过滤介质，该过滤介质优选包括栅格材料、尤其是线栅格和/或无纺布材料。在此，所述过滤介质优选能够具有金属材料或由其制成。所述过滤介质在此能够通过第一过滤器的支撑栅格条来支撑，所述支撑栅格条在与过滤介质的组合中能够具有比在无过滤介质的实施方式中明显更大的彼此间的间距；在这里所述支撑栅格条之间的间距例如能够为几毫米、大约1.5 mm至35 mm、优选2 mm至30 mm。在这种情况下，关于分离的开口横截面通过所述栅格材料的开口的尺寸并且/或者通过无纺布材料的气孔大小来确定。
43.根据所述电池除气单元的一种有利的设计方案，所述第一过滤器能够与第二过滤器连接、尤其是与第二过滤器焊接或咬合。所述第一过滤器能够与第二过滤器可松开地或不可松开地连接。为了确保所述第一过滤器和第二过滤器的连接的尽可能好的颗粒密封性，所述第二过滤器能够在径向外部至少部分地在周向上搭接着第一过滤器。在一种优选的实施方式中，在径向外部的包围部的区域中存在咬合器件。作为替代方案，所述两个过滤器能够在径向外部的包围部的区域中借助于焊接方法、特别是激光-点焊接方法来彼此连接。
44.根据所述电池除气单元的一种有利的设计方案，在所述气体通孔的中心的区域中，在所述第一过滤器与第二过滤器之间的间距能够为至少0.2 mm、优选至少0.7 mm，其中由小的压力损失看来还更大的数值是更有利的。
45.有利的是，所述基体的固定器件作用区域能够包括钻孔、尤其是盲孔，所述钻孔朝
向所述基体的内侧面和/或外侧面敞开。相应的固定器件能够特别是从所述电池壳体的壳体内部或壳体外部与这个钻孔嵌合。在所述固定器件作用区域中尤其能够存在金属的连接元件、优选螺纹嵌合器件、例如螺纹套或板材螺母。
46.根据所述电池除气单元的一种有利的设计方案，所述第一过滤器能够被构造为板件、尤其是冲压的板件。这也能够在大批量应用中实现成本低廉的制造。作为替代方案或补充方案，所述第一过滤器的开口也能够通过其他方法来产生、例如通过（激光）切割来产生。优选的是，所述第一过滤器具有至少一个直插孔，所述直插孔与所述基体的至少一个盲孔对齐。为了将所述电池除气单元固定在电池壳体上，能够使螺钉穿过所述直插孔，所述螺钉根据这种实施方式也使所述第一过滤器在热作用的情况下可靠地保持相对于电池壳体的开口被固定的状态。
47.根据所述电池除气单元的一种有利的设计方案，所述第一过滤器能够具有至少一块固定连接板。所述固定连接板优选能够侧向地延伸。在此，通过所述固定连接板能够将所述第一过滤器间接地或直接地与基体连接起来。所述固定连接板尤其能够沿着径向方向从第一过滤器的栅格本体上延伸出去。此外，所述固定连接板能够适合用于将所述第一过滤器直接与基体连接起来。所述特别是金属的第一过滤器与基体的直接连接具有以下优点，即：所述第一过滤器在强烈的热作用（例如燃烧和/或单池故障）之后保持可靠地相对于基体被固定的状态并且此外能够执行其分离功能。例如所述第一过滤器能够通过固定连接板的钻孔借助于焊接点与基体固定地连接。
48.所述第二过滤器同样能够具有固定连接板，所述固定连接板具有钻孔，借助于所述钻孔所述第一过滤器和第二过滤器能够一起与基体的焊接点固定地连接。
49.有利的是，所述电池除气单元能够具有防护罩，该防护罩在外侧面与基体连接。优选的是，所述防护罩能够具有至少一个通风/排气孔。
50.所述防护罩确保所述膜片从外部既不会被异物、例如尖锐物品、例如螺丝刀等损坏也不会被高压清洁机和/或蒸汽喷射器损坏并且就这样有效地为高ip保护等级作贡献。
51.有利的是，所述防护罩能够借助于卡锁元件嵌合与基体固定在一起。在此，所述卡锁元件嵌合例如能够在基体的外周上进行或者不过在广义上在端侧在基体的外侧面上进行。然而，为了将所述防护罩固定在基体上，也能够考虑其他固定器件、例如形状锁合的或传力锁合的固定器件、例如螺钉或夹子，或者通过材料锁合的连接、尤其是（摩擦）焊接来进行。
52.作为用于所述基体和/或防护罩的材料，尤其考虑塑料、优选是能够通过注塑来加工的热塑性塑料。优选的是，所述基体和/或防护罩由聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯或聚酰胺制成，这些材料分别可选具有增强纤维、尤其是玻璃纤维，或者所述基体和/或防护罩至少具有这些材料中的至少一种材料。
53.根据一种有利的设计方案，所述电池除气单元能够具有壳体密封件，该壳体密封件环绕地在内侧面上包围基体的气体通孔。所述壳体密封件能够被构造为轴向或径向密封件，也就是说特别是处于端面上（就轴向密封件而言）或者处于周面上（就径向密封件而言）。所述壳体密封件能够被构造为被接纳在基体的对应的槽中的o形圈或者模制密封件或者被构造为所喷注的密封组件。优选布置轴向配置结构的壳体密封件，其中特别优选的是，所述壳体密封件包围卡口式连接器件，所述卡口式连接器件尤其在轴向上伸出。所述壳体
密封件尤其也能够被构造为具有非圆形的、尤其沿着纵向方向拉伸的横截面的模制密封件。
54.在实施方式中能够规定，所述第二过滤器的第二栅格开口具有其最大尺寸的伸展方向相对于所述第一过滤器的第一栅格开口具有其最大尺寸的伸展方向以一定角度来伸展，其中该角度优选为90
°
。由此能够改进不具有理想的球形形状的实际颗粒的分离。
55.根据一种有利的设计方案，所述电池除气单元能够具有紧急除气芯轴，该紧急除气芯轴在外侧面沿着轴向方向朝向膜片延伸并且该紧急除气芯轴的尖部在静止状态中与外部的膜片表面相隔预先确定的间距，其中尤其是所述紧急除气芯轴被构造在基体上或被构造在防护罩上。所述紧急除气芯轴在静止状态中（无压差负荷）相对于膜片表面以预先确定的间距来布置。在压力负荷（相对的内部过压）下，所述膜片会向外部空间的方向鼓凸并且在达到极限压力时抵靠在紧急除气芯轴的尖部上。然后，所述紧急除气芯轴由于其尖部而产生膜片的有针对性的削弱处，使得所述膜片撕裂。这用于确保尽可能灵敏地做出反应的紧急除气功能，这是重要的，以便能够在所述电池壳体中的内压突然升高的情况下确保所述壳体结构保持完好。通过所述紧急除气芯轴的尖部与膜片表面的间距的改变，紧急除气压力是能调节的。
56.本发明的另一方面涉及一种尤其是机动车的牵引电池的电池壳体。该电池壳体具有至少一面带有压力平衡开口的壳体壁，其中在所述电池壳体中优选能够布置电池单池，并且其中所述压力平衡开口被按本发明的电池除气单元封闭，从而能够在所述电池壳体的内部空间与周围环境之间进行气体交换，但是有效地防止了湿气、污物和异物的挤入。
57.在此，尤其如此设置所述电池除气单元的装配，使得该电池除气单元借助于至少一个固定器件、尤其是螺钉与电池壳体的壁连接，其中所述固定器件与基体的固定器件作用区域相嵌合。通过螺纹连接产生为了压紧壳体密封件所需要的密封预紧力。所述螺纹连接尤其能够从电池壳体的内部空间来进行。当然，本发明也包括以下实施方式，在这些实施方式中从外侧面进行所述电池除气单元与电池壳体的螺纹连接。
58.特别优选的是，所述第一过滤器间接或直接地形状锁合地被固定在电池壳体的壁与电池除气单元的基体之间，在一定程度上三明治状地被夹紧在其间。由此实现的是，所述第一过滤器在热作用的情况下也可靠地保持相对于电池壳体的开口被固定的状态。
59.最后，所述壳体壁能够在外侧面上具有环绕着所述压力平衡开口的密封面，在装配状态下所述电池除气单元的壳体密封件抵靠在所述密封面上。所述密封面优选被构造为电池壳体的壁的一个区域，该区域在平整度和低粗糙度方面具有尽可能小的偏差。所述电池壳体或者至少其壁以合适的方式具有金属材料或由金属材料制成，使得所述密封面在上述特性方面能够容易地通过机械加工来获得。
附图说明
60.其它优点由以下附图说明中得出。在附图中示出了本发明的实施例。附图、说明书和权利要求以组合的形式包含大量特征。本领域的技术人员也会适宜地一个个地考虑这些特征并且总结出其他有意义的组合。附图示范性地示出如下：图1示出了按照本发明的一种实施例的电池除气单元的等距的剖视图；图2示出了从基体的内侧面朝按照图1的电池除气单元看的等距视图；
图3以等距图根据本发明的第一种实施例示出了按照图1的电池除气单元的第一和第二过滤器；图4以等距图根据本发明的另一种实施例示出了按照图1的电池除气单元的第一和第二过滤器；图5示出了从基体的外侧面朝按照图1的电池除气单元看的俯视图连同绘出的断面a-a和b-b；图6示出了按照图1的电池除气单元的沿着断面a-a的纵剖面；图7示出了来自按照图6的纵剖面的放大的截取部分x；图8示出了按照图1的电池除气单元的沿着断面b-b的纵剖面；图9示出了按照图1的电池除气单元的沿着断面c-c的纵剖面；图10示出了按照本发明的另一种实施例的电池除气单元的等距的剖视图；图11示出了从基体的内侧面朝按照图10的电池除气单元看的等距视图；图12以等距图示出了按照图10的电池除气单元的第一和第二过滤器；图13示出了从基体的外侧面朝按照图10的电池除气单元看的俯视图连同绘出的断面a-a和b-b；图14示出了按照图10的电池除气单元的沿着断面a-a的纵剖面；图15示出了来自按照图14的纵剖面的放大的截取部分x；图16示出了按照图10的电池除气单元的沿着断面b-b的纵剖面；并且图17示出了按照图10的电池除气单元的沿着断面c-c的纵剖面；图18示出了用于按本发明的电池除气单元的第一过滤器的等距视图。
具体实施方式
61.在附图中，相同的或相同类型的组件用相同的附图标记来表示。附图仅仅示出了实例并且不应限制性来理解。
62.在图1至9中示出了电池除气单元10的第一种实施方式。图1示出了所述电池除气单元10的等距的剖视图，而图2则示出了从基体1的内侧面17朝电池除气单元10看的等距视图。
63.在图3和4中，为两种实施例以等距图分别示出了按照图1的电池除气单元10的第一过滤器8和第二过滤器2。
64.图5示出了从基体1的外侧面18朝按照图1的电池除气单元10看的俯视图连同绘出的断面a-a和b-b。图6示出了所述电池除气单元10的沿着断面a-a的纵剖面，并且图7示出了来自按照图6的纵剖面的放大的截取部分x。图8示出了按照图1的电池除气单元的沿着断面b-b的纵剖面，并且图9示出了按照图1的电池除气单元的沿着断面c-c的纵剖面。
65.所述电池除气单元10拥有基体1，该基体通过螺纹连接在外侧面与电池壳体、尤其是牵引电池的电池壳体的压力平衡开口的边缘相连接。所述螺纹连接具有多根螺钉（未示出）以及基体的相应的固定器件作用区域11，所述螺钉被旋入到所述固定器件作用区域中。所述螺钉能够分别延伸穿过电池壳体的壁4的贯通孔。所述电池除气单元10在外侧面被安装在电池壳体上并且从内侧面被拧紧。为了使电池除气单元10的基体1与电池壳体的壁4流体密封地密封而设置了壳体密封件7，该壳体密封件通过由螺钉施加的密封预紧力被压紧。
所述壳体密封件7布置在基体1的密封件接纳槽16中，并且通过“鼓凸的”横截面区域保持在其中，使得该壳体密封件在装配时不会掉出来。
66.此外，所述基体具有气体通孔15，通过该气体通孔能够在壳体内部空间与环境之间进行压力平衡并且反之亦然。
67.此外，所述电池除气单元10具有半渗透的膜片6，该半渗透的膜片对于气态的流体是可透过的，然而阻止固体和液体的穿透。优选所述膜片被构造为多孔的ptfe薄膜。所述半渗透的膜片6在内侧面17上围绕着基体1的气体通孔15流体密封地与基体1连接、优选焊接或粘接、也就是与气体通孔15的边缘151连接。
68.所述膜片6处于基体1的内侧面17上并且至少部分地被第二过滤器2从后面夹紧。
69.所述气体通孔15或者膜片6进一步被作为膜片支撑装置3的流体可透过的第二过滤器2遮盖，所述第二过滤器与膜片6相隔第二间距。所述第二过滤器2具有多根栅格条21，在它们之间存在多个栅格开口24。所述第二过滤器2在本实施例中被构造为冲压的板件。
70.在其外侧面18上，防护罩5与所述基体1连接，所述防护罩具有至少一个通风/排气孔51并且被设立用于为敏感的膜片6提供保护，从而从外部既不能用异物、例如尖锐物体、比如螺丝刀等也不能借助高压清洁机和/或蒸汽喷射器来损坏膜片。因此，所述防护罩的结构和尺寸设计为高的ip保护等级做出很大贡献。
71.所述防护罩5例如能够借助于卡锁元件嵌合与所述基体1固定在一起。
72.此外，所述电池除气单元10具有第一过滤器8，该第一过滤器具有多个开口81。所述第一过滤器8与膜片6相隔第一间距，该第一间距大于所述第二过滤器2所相隔的第二间距。此外，所述第一过滤器8的开口81大于所述第二过滤器2的开口24。通过所述第一过滤器8，能够将在单池有缺陷的情况下从单个或多个电池单池中释放的颗粒拦在壳体内部。
73.所述第一栅格开口81被设置用于分离较大的颗粒，而所述第二栅格开口24则被设置用于分离比较大的颗粒小的较小的颗粒。所述第二过滤器2的第二栅格开口24的、沿着至少一个延伸方向的尺寸因此能够有利地小于所述第一过滤器8的第一栅格开口81的尺寸。所述第二过滤器2提供了插入保护，使得长的和尖的物体（例如线、螺丝刀等）不能够被插入到壳体内部中。
74.应该有利地如此选择所述第一过滤器8的栅格开口81的尺寸，使得尽可能大份额的颗粒部分能够被所述第一过滤器拦住，以便防止颗粒部分进入周围环境中。比如如此选择所述第一过滤器的栅格开口81，从而能够拦住颗粒的特定的质量份额、例如＞75%。
75.所述第一过滤器8的起波状的形状相对于平面的结构扩大了用于分离颗粒的表面并且因此减小了在气流载有大量颗粒时堵塞第一过滤器8的倾向。此外，所述第一过滤器8的扩大的表面具有热峰值在更大面积的范围内分布的优点，这降低了由热引起的结构损坏的风险。
76.根据所示出的实施方式，所述第一过滤器8与基体颗粒密封地连接，方法是：该第一过滤器三明治状地被夹在电池壳体的壁4与基体1之间。为了使所述电池除气单元10的装配变得容易，所述第一过滤器8能够额外地关于基体1至少被预固定；为此能够考虑所有在本领域的技术人员看来合适的连接方式（例如粘接）。
77.此外，所述基体1具有紧急除气芯轴19。该紧急除气芯轴朝膜片6延伸并且在静止状态（无压差负荷）下相对于外部的膜片表面61以预先确定的间距来布置。在压力负荷（相
对的内部过压）下，所述膜片6朝外部空间的方向鼓起并且在达到极限压力时抵靠在紧急排气芯轴19的尖部191上。然后，所述紧急除气芯轴19由于其尖部191而产生膜片6的有针对性的削弱处，使得所述膜片撕裂。这用于确保尽可能灵敏地做出反应的紧急除气功能，这是重要的，以便能够在电池壳体中的内压突然升高时确保所述壳体结构保持完好。通过所述紧急除气芯轴19的尖部191与膜片表面61的间距的改变能够调节紧急除气压力。
78.所述两个过滤器2、8中的至少一个过滤器（在附图所示的实施例中，这相应地是第一过滤器8）能够有利地如此起波状地构造，使得在拉伸的状态下的纵向延伸范围9（参见图2）沿着至少一个方向是在起波状的状态下的纵向延伸范围的至少1.3倍。作为替代方案，所述第二过滤器2也能够是起波状的。
79.所述起波状的过滤器8至少部分地被侧壁22包围，所述侧壁在第二过滤器2上被构造为指向内侧面17的、垂直伸出的侧壁22并且朝向电池壳体覆盖所述起波状的过滤器8的侧向的、尤其在褶皱82的端棱85上构造的开口86（参见图4）。
80.在图3中示出了在所述第二过滤器2上的侧壁22的一种实施例，其中所述侧壁22连贯地构成、也就是没有过滤功能，而在图4中示出了一种实施例，在该实施例中所述侧壁22具有开口221，所述开口实现了至少一条气体通道。
81.所述起波状的过滤器8具有彼此平行地布置的褶皱82，其褶皱棱边（即褶皱顶边和褶皱谷边）平行于气体通孔15来布置。
82.所述第一过滤器8与基体1颗粒密封地连接。在此，由所述第一过滤器8跨越的面积大于所述气体通孔15的横截面。
83.所述第一过滤器8的栅格开口81的、沿着至少一个延伸方向的尺寸能够小于3.0 mm、优选小于2.0 mm、更加优选小于1.5 mm。
84.所述第一过滤器8例如能够包括过滤介质83，该过滤介质优选包括栅格材料、尤其是线栅格和/或无纺布材料。优选所述过滤介质83在此能够具有金属材料或由其制成。
85.所述第一过滤器8能够与第二过滤器2一起与基体1相连接。所述第一过滤器8为此能够具有至少一块带有钻孔871的固定连接板87，所述固定连接板优选在侧面延伸并且所述固定连接板适合用于将第一过滤器8通过焊接点12直接与基体1连接起来。通过这种方式，所述第一过滤器8能够借助于固定连接板87、例如通过超声波焊接、摩擦搅拌焊接或类似的焊接方法与第二过滤器2的固定连接板27相连接。所述固定连接板27、87为此具有钻孔271、871，通过所述钻孔例如所述布置在基体1中的焊接点12能够插入并且与所述两个过滤器2、8的固定连接板27、87并且连接、尤其是焊接。
86.作为替代方案，也可能的是，所述第一过滤器8与第二过滤器2咬合在一起。
87.所述第一过滤器8与第二过滤器2之间的在气体通孔15的中心区域中的间距能够有利地为0.2 mm、优选至少为0.7 mm。
88.所述第一过滤器8能够有利地被构造为板件、尤其是冲压的板件。作为替代方案，所述第一过滤器8也能够由具有非常高的熔点的塑料构成。
89.在图10至17中示出了电池除气单元10的另一种实施例。图10示出了所述电池除气单元10的等距的剖视图，而在图11中则示出了从基体的内侧面看的等距视图。
90.图12以等距图示出了所述电池除气单元10的第一过滤器8和第二过滤器2。
91.图13示出了从所述基体1的外侧面18朝按照图10的电池除气单元10看的俯视图连
同绘出的断面a-a和b-b，而在图14中则示出了所述电池除气单元10的沿着断面a-a的纵剖图，并且在图15中示出了来自所述纵剖面的放大的截取部分x。图16示出了所述电池除气单元10的沿着断面b-b的纵剖面，并且图17示出了所述电池除气单元10的沿着断面c-c的纵剖面。
92.所述电池除气单元10的在图10至17中示出的实施例的原理结构对应于在图1至9中示出的实施方式的大部分。因此，出于不必要的重复的原因，仅仅探讨两种实施例的区别。
93.主要区别在于，所述起波状的第一过滤器8的侧壁84至少部分地被构造在第一过滤器8本身上。基本上在图11和12中可以看出，所述侧壁84由第一过滤器8的过滤介质83通过过滤介质83的适当的折合来形成。
94.所述侧壁84连贯地构造、因此不具有过滤功能。作为替代方案，也能够在所述侧壁84中安置另外的开口，从而在这里至少一条气体通道也是可能的。
95.因此，所述第一过滤器2能够平面状地来构造（参见图12）。所述第二过滤器8能够如在前面所描述的实施例中那样通过固定连接板87例如通过超声波焊接、摩擦搅拌焊接或类似的焊接方法与第二过滤器2的对应的固定连接板27相连接。作为替代方案，所述两个过滤器2、8也能够通过咬合装置来连接。
96.在所述电池除气单元10的一种作为替代方案的、未示出的实施方式中，所述侧壁22、84能够至少部分地被构造在所述基体1上。在这种情况下，所述侧壁22、84能够与基体1一体地构造并且例如在注塑过程中直接一起成形。
97.在图18中示出了用于按照本发明的电池除气单元的第一过滤器8，该第一过滤器与所有在这方面所描述的实施方式相兼容。所述第一过滤器8多重起波状并且具有褶皱82。在此，所述栅格开口81也存在于所述第一过滤器8的横截面经历方向反转的区域中、也就是存在于褶皱82的相应的褶皱谷和/或褶皱峰的区域中。此外，不折弯的或者不弯曲的褶皱面也设有第一栅格开口81。由此带来的技术优点是，这些区域能够额外地用于过滤，这提高了有效的分离面积。
98.附图标记列表10
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电池除气单元1
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基体11
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固定器件作用区域12
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焊接点15
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气体通孔151
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气体通孔的边缘16
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基体的密封件接纳槽17
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基体的内侧面18
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基体的外侧面19
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紧急除气芯轴191
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紧急除气芯轴的尖部2
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第二过滤器21
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栅格条
22
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侧壁221
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侧壁开口23
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钻孔24
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栅格开口27
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固定连接板271
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固定连接板的钻孔3
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膜片支撑装置4
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电池壳体的壁5
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防护罩51
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通风/排气孔6
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半渗透的膜片61
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外部的膜片表面7
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壳体密封件8
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第一过滤器81
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栅格开口82
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褶皱83
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过滤介质84
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侧壁85
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端棱86
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开口87
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固定连接板871
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固定连接板的钻孔9
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纵向延伸范围。