专利名称：用于减小在罩壳内部空间中的气体的湿度的方法以及设备的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及ー种用于减小在罩壳内部空间中、尤其地在电池罩壳内部空间中的气体的湿度的方法以及设备。优选地，使用该方法以及设备以用于减小电池电芯或电池布置在其中的罩壳内部空间的湿度。电池电芯以及由电池电芯组合成的电池以已知的方式形成一个或多个蓄电池，可为其充电并且又可将其放电。在此，电池电芯为单个的原电池，其根据电芯的电极的材料的组合提供特征化的电压。电池电芯可相互串联或并联地形成电池。
背景技术：
近来，尤其是锂离子电池更多地应用在手机、笔记本电脑和其它可携帯的电子设备中。此外，锂离子电池越来越多地用作在电驱动的机动车中的能量储存器。为了满足足 够的工作安全性以及功率储备，在此，使锂离子电池在优化的温度范围中工作，因此在紧邻电池的环境中常常布置一个或多个用于冷却电池的冷却系统。该冷却系统通常同样布置在包围电池或电池电芯的罩壳中。罩壳承担固定、相对于环境密封的保护以及电池的电绝缘的功能。此外，在电池罩壳中除了电池模块和设计成热管理系统的冷却系统之外通常布置功率电子器件以及用于在充电和放电过程中控制电池的电导线。由于电池罩壳的尺寸需要一个用于平衡压カ的装置，因为否则在压カ不同时会出现过强的负载。在带有承受温度和/或体积变化的封闭的气体体积的罩壳中，有时应用膜片(Membran)作为压カ平衡兀件，该膜片由聚四氟こ烯制成或至少具有聚四氟こ烯。这种类型的膜片虽然挡住了液体例如水，然而对于水蒸汽来说是可渗透的。因此，在外部大气潮湿的情况下，潮湿的空气可侵入罩壳中。因此，在罩壳内的被冷却的区域中(例如用于调整优化的电池工作温度的作为温度管理系统的冷却装置)，会出现空气湿度在罩壳内部中冷凝。在冷凝时累积的冷凝水会导致容纳在罩壳内部中的电子器件的短路和/或构件的腐蚀。
发明内容
根据本发明，提供ー种用于减小在罩壳内部空间中、尤其是在电池罩壳内部空间中的气体的湿度的方法，其中，通过第一选择性渗透的膜片将气体引导到中间空间中，中间空间具有第一选择性滲透的膜片作为进气部并且具有第二选择性滲透的膜片作为排气部，并且之后借助于在中间空间中的冷却装置冷却气体，使气体的水蒸汽成分冷凝成水并且通过第二选择性滲透的膜片将带有减小的水蒸汽含量的气体引导到罩壳内部空间中。所使用的这种选择性渗透的膜片也可称为半透膜，其对于气体可渗透而对于液体不渗透。此外，除了如必要时可能布置的排出管，通过膜片限制的中间空间基本上实施成气体和液体密封的。在此，在填充带有减小的水蒸汽成分的气体之前容纳在罩壳中的气体通常为空气。根据本发明的方法不限制为导入和导出纯的气体上，按照本发明的构思中，气体也可理解为气体混合物。将在冷凝时产生的冷凝水从在膜片之间的中间空间中导出。该方法尤其适合用于干燥外部空气，并且通过第二膜片将干燥的外部空气引入到罩壳中。通过将干燥的气体引入到罩壳中，使之前在罩壳中存在的气体或者与干燥的气体混合，或者通过干燥的气体排挤，使得此时得到的位于罩壳中的气体具有比原来容纳在罩壳中的气体更少的水蒸汽成分。根据本发明的方法的优点尤其在于，带有一定量的水蒸汽成分的外部空气可通过第一选择性滲透的膜片到达在膜片之间的中间空间中，并且首先在进气部通过第二膜片防止流入到罩壳内部空间中。由于水与气体的分离，利用带有与外部空气相比更小的水蒸汽成分的气体填充由两个膜片和中间空间的基本上不渗透壁限定的空间，冷却装置位于该空间中。仅仅该减小湿度的气体可通过第二膜片到达罩壳内部空间中。此外，第二膜片相对于积累的冷凝水密封罩壳内部空间。由此，结果是将相对干燥的气体引入到罩壳中，并且避免了将液体和/或水蒸汽引入到罩壳中。该方法可用于减小尤其是在这样的电池罩壳中的 湿度，即，在该电池罩壳中布置有被冷却的用作用于驱动目的的能量源的锂离子蓄电池。有利地，当需要在提高的环境空气压カ和与环境空气压カ相比更低的罩壳内部空间压カ之间的压力平衡吋，实施该方法，其中，以压カ平衡为目的将由冷却装置干燥的气体引入到罩壳中。也就是说，根据本发明的方法不仅用于使罩壳中的湿度最小化，而且用于实现压カ平衡，其中，打开设置在罩壳上的压カ平衡阀并且将由冷却装置产生的干燥的气体引入到罩壳中。为了该目的，可以在气体流动方向上在第一膜片之后布置调节阀，该调节阀在必要的压カ平衡时调节干燥的气体到罩壳内部空间中的流动。为了实现在罩壳内部空间中的优化的干燥和方法有效的实施，相应于引导通过或待引导通过第一选择性滲透的膜片的气体的湿度和/或相应于在气体内部空间和环境之间的压力差控制或调节冷却装置的冷却功率。此外，根据本发明提供ー种用于减小在罩壳内部空间中、尤其是在电池罩壳内部空间中的气体的湿度的设备，该设备包括中间空间，中间空间具有第一选择性滲透的膜片作为进气部并且具有第二选择性滲透的膜片作为排气部，并且在中间空间中在膜片之间布置有冷却装置，借助于该冷却装置可冷却环境空气，使得可产生作为冷凝液体的水和水蒸汽成分減少的气体，其中，第一和第二选择性滲透的膜片分别可滲透气体并且至少第二选择性渗透的膜片不可滲透液体、尤其是水。在此，优选地设置成，第一选择性滲透的膜片不可滲透液体。在此，根据本发明的设备可设计成其包括罩壳，或者作为代替方案，其仅仅可联接到已有的罩壳、尤其是蓄电池罩壳上。在此，该设备也可包括压カ平衡阀，该压力平衡阀在流入到罩壳内部空间中的气体的方向上可布置在第一选择性渗透的膜片之前、在第一和第二选择性滲透的膜片之间或第二选择性滲透的膜片之后。由此，仅仅当尤其是在罩壳之内和之外不同的温度和/或压カ情况下进行压カ平衡时，才将干燥的气体引入罩壳内部空间中。冷却装置布置成其在气体流动方向上位于膜片之间，其中，冷却装置不一定布置在一个或两个膜片的投影区域中，而是当通过第一膜片被引导到中间空间中的气体与冷却装置接触，并且通过第二膜片可漏出到罩壳内部空间中时就足以。通过根据本发明的设备实现，在进入到罩壳中之前，冷却流入到罩壳内部空间中的气体(例如环境空气)，使得气体中的水蒸汽作为冷凝水分离，并且将带有减小的水蒸汽含量的气体引导到罩壳内部空间中，从而很大程度上减小在罩壳内部空间中的湿度。通过第二选择性滲透的膜片防止产生的冷凝水进入中内部空间中。在此，基本上仅仅干燥位于两个膜片之间的气体，因为第一膜片明显地减小位于罩壳之外的气体到气体填充的中间空间中的体积流量，由此，设备可非常有效地工作。在此优选地设置成，至少ー个膜片包括聚四氟こ烯作为过滤材料。这种类型的膜片也称为Gore-Tex，其中该膜片具有细的毛孔，其足够大以使得可能也具有水蒸汽的气体通过，然而对于水不渗透。在替代的设计方案中，膜片也可包括与聚四氟こ烯不同的过滤材料，例如其它塑料或陶瓷或同样网眼细密的金属格栅，其中，膜片构造成，其作为对于气体在用于气体方向上渗透气体的过滤器起作用。那么，该设备尤其有利地设计成，其冷却装置包括至少ー个珀耳帖效应元件或者通过珀耳帖效应元件构成。通过引导经过珀耳帖效应元件的流动可实现珀耳帖效应元件的冷却。在此，珀耳帖效应元件可布置成，其可在一侧地进入中间空间的壁的深度使得将在珀耳帖效应元件工作时产生的热排出到环境，并且由此不会负面地影响在中间空间中的气体 的冷却。由此，在使用珀耳帖效应元件时仅需要以所描述的形式布置珀耳帖效应元件并且引导经过珀耳帖效应元件的流动，由此，冷却珀耳帖效应元件的表面并且导致所提及的冷凝。在设备的另一有利的设计方案中设置成，在膜片之间的中间空间处布置有至少ー个排出管路以排出在冷却时产生的冷凝水。该排出管路将冷凝物排出到环境，以避免冷凝物在中间空间中积累。在另ー设计方案中可设置成，在排出管路中布置止回阀，利用该止回阀可避免位于排出管路中的液体回流到中间空间中。由此保证，冷凝水不会回流到中间空间中。为了实现成本经济的设备和特别的冷却装置，冷却装置为用于冷却在罩壳内部空间中的电池的冷却系统的旁路。在根据本发明的用于干燥在电池罩壳内部空间(在其中布置有借助于冷却系统冷却的电池)中的空气的设备的应用中，可将电池冷却系统的线路或分支置于中间空间中，其利用与其相连接的冷凝水形成实现气体的所描述的冷却。由此，可避免在中间空间中布置额外的冷却装置。尤其地在罩壳中应用电池的主动液体冷却时提出该设计方案。为了相应于引导通过或待引导通过第一选择性滲透的膜片的气体的湿度和/或相应于在罩壳内部空间和环境之间的压力差来控制或调节冷却装置的冷却功率，设置控制和调节单元，其在必要时可以与冷却装置相似地为用于控制电池的整个调节和控制单元的组成部分。为了进一步减小在罩壳内部空间中的湿度可设置成，在罩壳内部空间和/或中间空间中布置干燥剂以用于吸收湿气。例如，该干燥剂可为硅酮。由此，根据本发明提供ー种方法和一种设备，借助于该方法和设备，尤其是在压力平衡时可以简单的方式将容纳在罩壳内部空间中的气体的湿度保持在临界的值之下。
下面根据附图描述本发明。在此，唯一的附图显示了联接到罩壳10上的根据本发明的用于减小湿度的设备20。
具体实施例方式罩壳10包围罩壳内部空间11，用于减小湿度的设备20联接到罩壳内部空间11上。该设备20包括中间空间21，通过中间空间壁22以及作为进气部23的第一膜片24和作为排气部25的第二膜片26限制中间空间21。冷却装置27位于中间空间21中。通过排出管路28中断中间空间壁22。可看出的是，第一膜片 24与环境空气邻接，其中，第一膜片24由于其选择性的渗透性允许气体、并且由此允许外部空气到达中间空间21中，然而，相对于液体密封中间空间21。通过冷却装置27的工作将现在容纳在中间空间21中的气体冷却成，气体的水蒸汽成分冷凝成水，其中，通过排出管路28将该冷凝水导出到环境。为了排出冷凝水并且为了相对于大气密封，在排出管路28中可布置未不出的止回阀。位于中间空间21中的带有减小的水蒸汽含量的气体可通过由第二选择性的渗透的膜片26形成的排气部25流入罩壳内部空间11中。通过第二膜片26同样为渗透气体的且不渗透液体的膜片保证了，积累在中间空间21中的冷凝水不会到达罩壳内部空间11中。此外，在中间空间21上可布置未示出的压カ平衡阀，该压力平衡阀使得，在罩壳内部空间和环境之间压カ不同时干燥的气体从中间空间21到达罩壳内部空间11中。由此，在冷却装置工作吋，仅仅将在水蒸汽含量方面减小的气体引导到罩壳内部空间11中，由此，位于罩壳内部空间中的气体具有极小的湿度含量，从而避免在罩壳内部空间中的冷凝水的生成和/或腐蚀。为了进一步减小在罩壳内部空间中的湿度，如所示出的那样，可使用干燥粉12。除了导出冷凝水，排出管路28也可用于引导用于优选设计成珀耳帖效应元件的冷却装置27的电导线。在此，本发明不限制为将珀耳帖效应元件设置为冷却装置27，而是也可设置成，冷却装置27为布置在罩壳内部空间11中的且未不出的用于冷却电池电芯的冷却系统的分支或组成部分。
权利要求
1.ー种用于减小在罩壳内部空间(11)中、尤其是在电池罩壳内部空间中的气体的湿度的方法，在所述方法中，通过第一选择性滲透的膜片(24)将气体引导到中间空间(21)中，所述中间空间具有所述第一选择性滲透的膜片(24)作为进气部(23)并且具有第二选择性渗透的膜片(26)作为排气部(25)，并且之后借助于在所述中间空间(21)中的冷却装置(27)冷却所述气体，使得所述气体的水蒸汽成分冷凝成水，并且通过所述第二选择性渗透的膜片(26)将带有减小的水蒸汽含量的气体引导到所述罩壳内部空间(11)中。
2.按照权利要求I所述的用于减小在罩壳内部空间(11)中的气体的湿度的方法，其特征在于，当需要在提高的环境空气压カ和与环境空气压カ相比更低的罩壳内部空间压カ之间的压力平衡时，实施所述方法，其中，为了压力平衡将由所述冷却装置(27)干燥的气体引入到所述罩壳(10)中。
3.按照前述权利要求中至少ー项所述的用于减小在罩壳内部空间(11)中的气体的湿度的方法，其特征在于，相应于引导通过或待引导通过所述第一选择性滲透的膜片(24)的气体的湿度和/或相应于在所述气体内部空间(11)和环境之间的压力差来控制或调节所述冷却装置(27)的冷却功率。
4.ー种用于减小在罩壳内部空间(11)中、尤其是在电池罩壳内部空间中的气体的湿度的设备(20)，其特征在于，所述设备(20)包括中间空间(21)，所述中间空间(21)具有第一选择性滲透的膜片(24)作为进气部(23)并且具有第二选择性滲透的膜片(26)作为排气部(25)，并且在所述膜片(24、26)之间布置有冷却装置(27)，借助于所述冷却装置(27)能将环境空气冷却，使得能够产生作为冷凝液体的水和带有减小的水蒸汽成分的气体，其中，所述第一选择性滲透的膜片(24)和第二选择性滲透的膜片(26)分别渗透气体并且至少所述第二选择性滲透的膜片(26)不渗透液体、尤其是水。
5.按照权利要求4所述的用于减小在罩壳内部空间(11)中的气体的湿度的设备(20)，其特征在于，所述膜片(24，26)中的至少ー个包括聚四氟こ烯作为过滤材料。
6.按照权利要求4或5中至少ー项所述的用于减小在罩壳内部空间(11)中的气体的湿度的设备(20)，其特征在于，所述冷却装置(27)包括至少ー个珀耳帖效应元件。
7.按照权利要求4至6中至少ー项所述的用于减小在罩壳内部空间(11)中的气体的湿度的设备(20)，其特征在于，在所述膜片(24，26)之间的中间空间(21)上布置有至少ー个排出管路(28)以导出在冷却时产生的冷凝水。
8.按照权利要求7所述的用于减小在罩壳内部空间(11)中的气体的湿度的设备(20)，其特征在于，在所述排出管路(28)中布置止回阀，利用所述止回阀能避免位于所述排出管路(28)中的液体回流到所述中间空间(21)中。
9.按照权利要求4，5，7和8中至少ー项所述的用于减小在罩壳内部空间(11)中的气体的湿度的设备(20)，其特征在于，所述冷却装置(27)为用于冷却在所述罩壳内部空间(11)中的电池的冷却系统的旁路。
10.按照权利要求4至9中至少ー项所述的用于减小在罩壳内部空间(11)中的气体的湿度的设备(20)，其特征在于，所述设备(20)具有控制和调节单元，利用所述控制和调节単元能相应于引导通过或待引导通过所述第一选择性滲透的膜片(24)的气体的湿度和/或相应于在所述罩壳内部空间(11)和环境之间的压力差来控制或调节所述冷却装置(27)的冷却功率。
全文摘要
本发明涉及一种用于减小在罩壳内部空间(11)中、尤其是在电池罩壳内部空间中的气体的湿度的方法以及设备(20)，其中，通过第一选择性渗透的膜片(24)将气体引导到中间空间(21)中，中间空间具有第一选择性渗透的膜片(24)作为进气部(23)并且具有第二选择性渗透的膜片(26)作为排气部(25)，并且之后借助于在中间空间(21)中的冷却装置(27)冷却气体，使得气体的水蒸汽成分冷凝成水，并且通过第二选择性渗透的膜片(26)将带有减小的水蒸汽含量的气体引导到罩壳内部空间(11)中。
文档编号B01D53/26GK102656738SQ201080057907
公开日2012年9月5日 申请日期2010年10月28日 优先权日2009年12月18日
发明者A·赖茨勒, U·齐默尔曼 申请人:Sb锂摩托德国有限公司, Sb锂摩托有限公司