CN113725550A - 脱气单元和电子器件壳体、尤其是电池壳体 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于电子器件壳体的脱气单元，该脱气单元具有能够流体密封地与电子器件壳体的压力平衡开口的边缘连接的基体，该基体具有至少一个气体穿透开口，该气体穿透开口由半渗透的膜片遮盖。膜片允许气态介质从周围环境穿透到电子器件壳体中并且反之亦然，但是阻止液态介质和/或固体的穿透。此外，脱气单元在基体的内侧上具有膜片支撑装置，该膜片支撑装置至少部分地搭接气体穿透开口并且以距半渗透的膜片的第一间距存在。具有多个栅格开口的分离栅格以距半渗透的膜片的、大于第一间距的第二间距布置在基体的内侧上，所述分离栅格完全搭接气体穿透开口。此外，公开了一种具有根据本发明的脱气单元的电子器件壳体。

Description

脱气单元和电子器件壳体、尤其是电池壳体

技术领域

本发明涉及一种脱气单元和一种电子器件壳体，尤其特别是机动车的牵引电池的电池壳体。

背景技术

用于容纳电子部件、像比如电池单体和类似物的壳体不能完全气密地相对于周围环境封闭，因为一方面由于温度波动（例如由于通过电池单体的充电或放电引起的热输入）并且另一方面由于自然出现的空气压力波动尤其在移动式系统中必须能够实现在内部空间和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、尤其是壳体的爆裂或鼓起。然而，有效地防止异物、污物和呈液态水形式的湿气的侵入同样是重要的。

因此，已知如下压力平衡装置，该压力平衡装置具有气体可透过的但液体不可透过的半渗透的膜片。

如果压力峰值出现在壳体内，例如在电池壳体中的电池单体失灵的情况下，则压力必须尽可能快地降低，因为否则壳体可能受到损坏。

作为防爆裂保护的最简单的实施方案，例如对于铅蓄电池而言已知的是，在“额定断裂部位”的意义上，使用尤其是由金属的板材材料制成的防爆裂片（Berstscheibe），或者使用插入到壳体开口中的安全阀门或阀。

相反，在高压电池、尤其是具有明显更高的存储容量和功率密度的锂基的牵引电池中使用高度特殊的压力平衡装置，其被优化用于满足上述任务。

由DE 10 2012 022 346 B4 已知一种用于电池壳体的脱气单元，该脱气单元具有基体，该基体具有如下气体穿透开口，该气体穿透开口由半渗透的膜片遮盖，该半渗透的膜片对于气体是可透过的但是对于液体是不可透过的，其中，该膜片位置固定地并且流体密封地与基体连接、尤其与其焊接。基体能够流体密封地与电池壳体的压力平衡开口连接。膜片通过其半渗透的特性确保在正常运行中的气体交换，而为了实现紧急脱气功能在盖体上布置有指向膜片的紧急脱气销钉（Notentgasungsdorn），该紧急脱气销钉在超过由壳体内压引起的极限膨胀时穿孔并且会撕裂膜片，从而能够实现从内部空间到周围环境的突然的压力平衡。在装配状态下指向电池壳体的内侧上，内部保护栅格与基体连接，该内部保护栅格应杜绝异物进入到电池壳体中，并且该内部保护栅格抵抗来自外部的水压地支撑膜片。内部保护栅格通过热压连接与优选由塑料制成的基体连接并且具有用于将基体与电池壳体螺纹连接的穿透开口，其中基体为了接合用于螺纹连接的螺栓而具有通过金属的螺纹插入件形成的螺纹。

由现有技术已知的脱气单元具有的缺点是，热的（锂）颗粒（其在单个或多个电池单体的单体故障的情况下被释放）可以通过打开的紧急脱气开口不受阻碍地到达周围环境中，其中存在以下危险，即周围的部件着火并且在最坏的情况下烧掉装备有这种电池的车辆。

发明内容

因此，本发明的任务在于，提供一种用于电子器件壳体、尤其是用于电池、尤其是用于机动车的牵引电池的脱气单元，其特征在于，热颗粒在单体故障的情况下有效地阻挡在电子器件壳体内部，而不过度地提高紧急脱气路径中的压力损失。

该任务通过一种具有权利要求1的特征的脱气单元以及通过一种具有权利要求23的特征的电子器件壳体来解决。

本发明的优选的改进方案在从属权利要求中进行说明。

本发明的优点由说明书和附图得出。同样，上述的和还进一步说明的特征根据本发明可以分别单独地或多个地在任意的组合中使用。所示和所述的实施方式不应理解为最终的列举，而是更确切地说具有用于描述本发明的示例性特征。

根据本专利申请，针对根据本发明的装置而选择术语脱气单元。然而，不言而喻，根据本发明的装置同样允许通过（多孔的）膜片对电子器件壳体的内部空间进行通风和排气，并且因此根据本发明的装置也可以称为“压力平衡单元”或“通风/排气单元”。

在本文中所使用的相对名称“内部”和“外部”是指关于电子器件壳体的装配状态，其中“内部”是指面向电子器件壳体，而“外部”是指面向周围环境。

根据脱气单元的第一实施方式，该脱气单元用于电子器件壳体、尤其是用于电池、尤其是用于机动车的牵引电池，该脱气单元具有如下基体，该基体能够与电子器件壳体的压力平衡开口的边缘流体密封地连接，该基体具有至少一个气体穿透开口，该气体穿透开口由半渗透的膜片遮盖。膜片允许气态介质从周围环境穿透到电子器件壳体中，并且反之亦然，但是阻止液态介质和固体的穿透。此外，脱气单元具有布置在基体的内侧上的膜片支撑装置，该膜片支撑装置至少部分地搭接（übergreifen）气体穿透开口并且以第一间距相距半渗透的膜片存在。基体尤其在其内侧和/或外侧上具有至少一个固定机构作用区域，该固定机构作用区域被设置用于将脱气单元与电子器件壳体固定。根据本发明，具有多个栅格开口的分离栅格以距与半渗透膜片的大于第一间距的第二间距布置在基体的内侧上，所述分离栅格完全地搭接气体穿透开口。

分离栅格的栅格开口的尺寸被如此选择，使得在电池单体故障时产生的颗粒部分的尽可能大的份额能够由此被阻挡，以便防止其到达周围环境中。在单体故障的情况下产生的颗粒是指炽热的金属颗粒和/或碱金属颗粒，它们连同必要时在单体故障时产生的可燃气体一起能够形成点火源。例如，如此选择分离栅格的栅格开口的尺寸，使得能够阻挡颗粒的特定的、例如＞75%的质量份额。为此目的，分离栅格由足够耐热的材料制成，优选材料的熔化温度高于800℃，尤其高于1000℃。通过根据本发明将膜片支撑装置和分离栅格布置在距膜片不同的间距中，其中分离栅格进一步远离膜片，从而在紧急脱气情况下确保尽可能小的压力损失。

由分离栅格跨越的面积大于气体穿透开口的横截面，这提供了如下优点，即，增大了可用于颗粒分离的面积。这有助于，在强烈颗粒负载的气流的情况下分离栅格不会那么快速地堵塞（阻塞）。由现有技术已知的仅具有一个支撑栅格的装置不能实现这种优点，因为在那里，可用于颗粒分离的流动横截面受到气体穿透开口的尺寸限制。

膜片支撑装置与膜片表面相距的第一间距可处于0.1 mm到1.0 mm之间，优选地处于0.5 mm到0.8 mm之间。然而，第一间距也可以是“零”，使得膜片在静止状态下已经贴靠在膜片支撑装置上。分离栅格与膜片表面间隔开的第二间距可以大于0.5 mm、优选大于1 mm、更优选大于1.5 mm。

在一种优选的实施方式中，膜片支撑装置也被构造成流体可透过的，优选被构造成具有多个栅格开口的栅格区段。这具有的技术优点是，尤其在紧急脱气情况下，膜片支撑装置的横截面也可被穿流，这进一步降低了压力损失并因此提高了壳体中压力下降的速度。

此外优选地，分离栅格颗粒密封地与基体连接。

根据另一种实施方式，分离栅格的栅格开口的尺寸在至少一个延伸方向上可以小于2.0 mm、优选小于1.2 mm、更优选小于0.9 mm。根据申请人的知识，可以在这样的尺寸设计时实现上述关于重力测定的分离性能的要求。

膜片可以存在于基体的内侧上并且由支撑装置至少部分地从后方接合（hintergreifen），从而该支撑装置支撑膜片抵抗外部的压力作用（例如在涉水通过的情况下克服水压和/或在车辆中使用清洁装置的情况下）并且抑制不允许的变形。

膜片与基体的内侧的贴靠或连接具有如下优点，即膜片在内压作用下几乎形状锁合地相对于基体保持并且这种连接（焊接、粘接等）不受拉力负荷，这尤其在使用原本很难接合的PTFE材料时可能是重要的。为了即使在内压力作用下也能防止会导致膜片毁坏的、膜片的不允许地强烈的挠曲或“鼓起”，基体可以附加地具有膜片外保护栅格，该膜片外保护栅格在外部至少部分地跨越膜片表面，但以足够大的面积份额是流体可透过的，以便在正常运行中能够实现气体交换。

此外，分离栅格用作到电子器件壳体的内部空间中的干预保护部（Eingriffsschutz），从而使得像比如螺丝刀等的物体不能到达内部中。这尤其重要，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危险。分离栅格可以具有多个间隔开的栅格条，所述栅格条的最小间距选择成使得可以可靠地排除干预。栅格条可以以矩形的网格或作为在周向上和径向上延伸的栅格条的组合来布置。

分离栅格优选能够具有金属或由其构成。由金属构成的分离栅格的重要优点在于，即使在高温作用之后也能保持保护和分离功能，因此根据本发明优选使用这种分离栅格。替代地，分离栅格可以具有塑料或由塑料构成，优选为聚丙烯和/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。

基体可以主要由塑料、特别是热塑性塑料制成并且尤其注塑成型。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。

对于半渗透的膜片，可以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不可透水性的材料。作为用于半渗透的膜片的优选的材料，可以使用聚四氟乙烯（PTFE）。半渗透的膜片具有如下平均的孔尺寸，该平均的孔尺寸可以在0.01微米至20微米之间。孔隙率优选为约50%；平均的孔尺寸优选为约10微米。

半渗透的膜片可以优选地设计为膜形或膜状或盘片状的薄的膜片。透气膜片具有对气体渗透起作用的膜片表面，该膜片表面优选在其外周上优选具有矩形或圆形的外轮廓。然而，不言而喻，膜片的外周也可以不同地设计。膜片优选地是指薄的扁平膜片，其对于气体穿透起作用的彼此远离指向的膜片表面基本上彼此平行地并且优选地基本上平坦地构造。

膜片的膜片厚度比其另外的外部尺寸小得多。膜片可以跨越一个等于或者大于20mm，优选等于或者大于30 mm，尤其是等于或者大于40 mm的最小宽度和/或最小长度或者最小外直径。膜片厚度尤其可以比膜片的最小宽度和/或最小长度或者最小外直径要小至少20倍，优选至少40倍，尤其至少100倍。膜片厚度可以为1微米至5毫米，其中0.1至2 mm、尤其0.15至0.5 mm的膜片厚度是优选的。

在又一种实施方式中，分离栅格能够在装配状态中向内指向的方向上罐状地隆起。通过罐状的隆起，为了颗粒分离提供了更大的起作用的表面，这尤其在紧急脱气情况下进一步减小了压力损失。

作为替代方案，所述分离栅格可以基本上平坦地构造，这在所述电子器件壳体内部的结构空间有限的情况下提供优点，因为由此必要时可以更容易地遵守距导电构件之间的待遵守的最小间距。

在一种优选的改进方案中，脱气单元具有至少一个间隔保持件，该间隔保持件使分离栅格与膜片保持第二间距，并且该间隔保持件或者被构造成轴向向内从基体突出或者被构造成轴向向外从分离栅格突出。如果间隔保持件轴向向内从基体突出地构造，则分离栅格靠置在间隔保持件的自由端部上，而在构造间隔保持件时，间隔保持件的自由端部轴向向外从分离栅格突出地靠置在基体上。尤其是可以设置多个间隔保持件，它们尤其是在圆周上分布地布置。

根据一种特别优选的实施方式，膜片支撑装置的栅格开口的尺寸大于分离栅格的栅格开口的尺寸。例如，膜片支撑装置的栅格开口的尺寸在具有最小尺寸的延伸方向上可以比分离栅格的栅格开口的尺寸要大至少4倍、优选至少6倍。这基于以下思想，即，为了满足膜片支撑功能，不需要这样的细网的栅格。在此，通过分离栅格的相应地确定尺寸的栅格开口实现用于确保干预保护（IP分类）的保护功能。

分离栅格和膜片支撑装置可彼此独立地来构造。在一种特别的实施方式中，膜片支撑装置可以与基体一件式地构造，或者与基体可拆卸地或不可拆卸地连接。

替代地，所述分离栅格和所述膜片支撑装置也能够一件式地构造。

尤其地，在此膜片支撑装置、尤其是膜片支撑装置的栅格区段能够构造为分离栅格的轴向的支撑隆起部，其中支撑隆起部优选关于气体穿透开口居中地存在。由支撑隆起部提供的膜片支撑装置比分离栅格本身更靠近膜片，其中，支撑隆起部在装配状态下向外指向的方向上隆起。在此，具有“集成的”膜片支撑装置的分离栅格可以特别简单且成本有利地借助变形和冲压由平坦的板材区段制成。

在又一种实施方式中，分离栅格可以承载如下过滤介质，所述过滤介质优选包括栅格材料、尤其金属线栅格（Drahtgitter）和/或无纺布材料。过滤介质尤其具有金属材料或由其构成。过滤介质在此可通过分离栅格的支撑栅格条来支撑，所述支撑栅格条与过滤介质相结合可彼此具有比在没有过滤介质的实施方案中明显更大的间距；在此，在支撑栅格条之间的间距例如可以为数毫米，例如为1.5 mm至35 mm，优选为2 mm至30 mm。在分离方面相关的开口横截面在这种情况下通过栅格材料的开口的尺寸和/或通过无纺布材料的孔尺寸来确定。

此外，分离栅格可以与基体不可拆卸地或可拆卸地连接，尤其是与基体卡接（Verschnappen）。为了确保分离栅格和基体的连接的颗粒密封性尽可能好，分离栅格可以在径向外部至少在部分圆周上搭接基体。在一种优选的实施方式中，在径向外部的包围部（Umgriff）的区域中存在卡扣机构。

在一种特别优选的实施方式中，在分离栅格和膜片支撑装置之间的间距在气体穿透开口的中心的区域中可以为至少0.2 mm、优选至少0.7 mm，其中，鉴于小的压力损失，还更大的值是更为有利的。

此外，基体的固定机构作用区域可以包括孔、尤其是盲孔，所述孔尤其是向着基体的内侧/外侧敞开。对应的固定机构尤其是从电子器件壳体的壳体内部或壳体外部可与该孔接合。

分离栅格优选构造为板材件，尤其构造为冲压的板材件。这也能够在大规模应用中实现成本有利的制造。替代地或附加地，分离栅格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。优选地，分离栅格具有至少一个通插开口，该通插开口与基体的至少一个盲孔对齐。为了将脱气单元固定在电子器件壳体上，可将螺栓引导穿过通插开口，该螺栓根据该实施方式也使分离栅格在热作用的情况下可靠地保持关于电子器件壳体的开口固定。

此外，膜片可以环绕地与基体的气体穿透开口的边缘连接、尤其是焊接，优选地在基体的内侧上进行连接。替代地，膜片也可以粘接地或者力锁合地保持，例如夹紧。在此优选描述的多孔PTFE膜片材料可以与塑料基体毫无问题地焊接或以其他方式材料锁合地连接。

在另一种优选的实施方式中，分离栅格具有至少一个带有开口的固定接片。固定接片尤其在径向方向上从分离栅格的栅格本体延伸出去。固定接片适于将分离栅格直接与电子器件壳体的壁部连接。尤其是金属的分离栅格与电子器件壳体的尤其是金属的壁部的直接连接具有以下优点，即，分离栅格在强烈的热作用（例如火灾和/或单体故障）之后关于电子器件壳体的壁部保持固定并且此外可以施加其分离功能。

此外，脱气单元可以具有如下盖罩，该盖罩在外侧与基体连接，其中，盖罩优选具有至少一个通风/排气开口。

盖罩确保膜片从外部既不会被异物例如尖锐物体、诸如螺丝刀等损坏，也不会被高压清洁器和/或蒸汽喷射器损坏，进而有效地有助于高的IP保护等级。

另一种同样优选的实施方式规定，所述盖罩借助卡锁元件接合（Rastelementeingriff）与所述基体固定。卡锁元件接合在此例如可以在基体的外周上进行，或者在更广泛的意义上在端侧在基体的外侧上进行。然而，为了将盖罩固定在基体上，也考虑其它固定机构，例如形状锁合或力锁合的固定机构，例如螺栓或夹子，或者通过材料锁合的连接，尤其是（摩擦）焊接。

作为用于基体和/或盖罩的材料尤其考虑塑料，优选热塑性塑料，其可通过注塑成型来加工。优选地，基体和/或盖罩由聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯或聚酰胺，其分别可选地具有增强纤维、尤其是玻璃纤维，或者至少具有这些材料中的至少一种。

替代地或附加地，脱气单元可以具有如下壳体密封件，该壳体密封件在所述基体的内侧上环绕地包围基体的气体穿透开口。壳体密封件可以被构造为轴向或径向密封件，即尤其存在于端面上（在轴向密封件的情况下）或存在于外周面上（在径向密封件的情况下）。壳体密封件可以被构造为容纳在基体的对应的槽中的O形环，或者被构造为喷射的密封部件。优选的是，所述壳体密封件以轴向构型布置，其中，特别优选的是，壳体密封件包围卡口连接机构，该卡口连接机构尤其是轴向地突出。壳体密封件尤其也可以构造为具有非圆形的、尤其沿纵向方向伸展的横截面的形状密封件。

此外，脱气单元可具有如下紧急脱气销钉，该紧急脱气销钉在外侧沿轴向方向朝向膜片延伸并且其尖端在静止状态中以距外部的膜片表面预先确定的间距存在。在此，紧急脱气销钉能够构造在基体上或者构造在盖罩上。紧急脱气销钉在静止状态（没有压差负荷）布置在距膜片表面的预先确定的间距处。在压力负荷（相对的内部过压）下，膜片朝向外部空间的方向鼓起并且在达到极限压力时贴靠在紧急脱气销钉的尖端上。然后，紧急脱气销钉由于其尖端而产生膜片的有针对性的削弱部，从而使得膜片撕裂。这用于确保尽可能灵敏地作出反应的紧急脱气功能，这对于在电子器件壳体内的内压突然上升时能够确保壳体结构保持完好而言是重要的。通过改变紧急脱气销钉的尖端距膜片表面的间距，可调节紧急脱气压力。

本发明的另一方面涉及一种电子器件壳体、尤其是电池壳体、尤其是机动车的牵引电池的电池壳体。作为根据本发明的脱气单元的除牵引电池外的使用可行方案，得到例如开关柜或变压器壳体。该电子器件壳体具有至少一个带有压力平衡开口的壳体壁部，其中，在电子器件壳体中优选可布置有电池单体，并且其中，压力平衡开口由根据本发明的脱气单元来封闭，从而能够在电子器件壳体的内部空间和周围环境之间进行气体交换，然而有效地防止了湿气、污物和异物的侵入。

在此，尤其如此规定脱气单元的装配，从而该脱气单元借助至少一个固定机构、尤其是螺栓与电子器件壳体的壁部连接，其中，固定机构与基体的固定机构作用区域处于接合之中。通过螺纹连接产生用于压紧壳体密封件所需的密封预紧力。该螺纹连接尤其可以从电子器件壳体的内部空间起进行。当然本发明也包括这样的实施方式，在该实施方式中，脱气单元与电子器件壳体的螺纹连接从外侧进行。

特别优选的是，分离栅格间接或直接形状锁合地固定在电子器件壳体的壁部与脱气单元的基体之间，在一定程度上夹层式地夹紧在它们之间。由此能够实现，分离栅格在热作用的情况下也保持可靠地关于电子器件壳体的开口固定。

根据一种优选的实施方式，分离栅格可以直接与电子器件壳体的壁部连接，尤其通过至少一个金属的固定元件，尤其通过至少一个螺栓进行连接。优选地，螺栓引导穿过分离栅格的至少一个固定接片的开口。分离栅格与电子器件壳体的壁部的尤其是金属的直接连接具有在前述段落中描述的优点。

最后，壳体壁部可以在外侧上具有环绕压力平衡开口的密封面，在装配状态下，脱气单元的壳体密封件贴靠在该密封面上。密封面优选构造为电子器件壳体的壁部的区域，该区域在平面度方面具有尽可能小的偏差和小的粗糙度。电子器件壳体或至少其壁部适宜地具有金属材料或由金属材料构成，从而密封面关于上述特性方面能够通过机械加工来容易地获得。

附图说明

其它优点由以下附图说明给出。在附图中示出本发明的实施例。附图、说明书和权利要求包含许多组合特征。适宜地，本领域普通技术人员也单独地考虑这些特征并且将其概括成意义的其它组合。其中示出：

图1示出根据第一实施方式的根据本发明的脱气单元的一个等轴剖视图；

图2示出根据第一实施方式的根据本发明的脱气单元的另一个等轴剖视图；

图3示出根据第二实施方式的根据本发明的脱气单元的等轴视图；

图4示出根据第二实施方式的根据本发明的脱气单元的等轴剖视图；

图5示出根据第二实施方式的根据本发明的脱气单元的从外部看的另一个等轴视图；

图6示出根据第三实施方式的根据本发明的脱气单元的等轴视图；

图7示出根据第三实施方式的根据本发明的脱气单元的等轴剖视图；

图8示出图7中的细节A；

图9示出根据第四实施方式的根据本发明的脱气单元的等轴视图；

图10示出根据第四实施方式的根据本发明的脱气单元的等轴剖视图；

图11示出根据第五实施方式的根据本发明的脱气单元的等轴剖视图。

具体实施方式

在附图中，相同或相似的部件用相同的附图标记来标记。附图仅示出示例，并不能限制性地来理解。结合特定的实施方式公开的特征或特征组合也转用于其他实施方式，除非明确地排除。

所有附图示出处于安装状态下的根据本发明的脱气单元10与电子器件壳体的壁部4的一个区段，该脱气单元尤其用于电池，尤其用于机动车的牵引电池。

在图1和图2中以等轴剖视图示出根据本发明的脱气单元10的第一实施方式。该脱气单元具有如下基体1，该基体经由螺纹连接在外侧与电子器件壳体的、尤其是牵引电池的电池壳体的压力平衡开口的边缘连接。所述螺纹连接具有多个螺栓3以及基体的相应的固定机构作用区域11，所述螺栓旋入到所述固定机构作用区域中。螺栓3分别延伸穿过电子器件壳体的壁部4的贯穿孔41。脱气单元10在外侧装配在电子器件壳体上并且从内侧旋拧。为了使脱气单元10的基体1与电子器件壳体的壁部4流体密封地密封，设置有如下壳体密封件7，该壳体密封件通过由螺栓3施加的密封预紧力而被压紧。壳体密封件7布置在基体1的密封容纳槽16中，并且通过“鼓起的”横截面区域保持在其中，从而所述壳体密封件在装配时不会从中掉落。

此外，基体具有气体穿透开口15，通过该气体穿透开口可以实现壳体内部空间和周围环境之间的压力平衡，反之亦然。

此外，脱气单元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。优选地，膜片构造为多孔的PTFE膜。半渗透的膜片6在内侧17上围绕基体1的气体穿透开口15流体密封地与基体1连接、优选焊接或粘接，即与边缘151连接。

气体穿透开口15和膜片6进一步由流体可透过的膜片支撑装置2遮盖，该膜片支撑装置距膜片6以第一间距存在。膜片支撑装置2具有多个栅格条21，在所述栅格条之间存在多个栅格开口24。在本实施例中，膜片支撑装置2被构造为冲压的板材件。

在基体1的外侧18上，盖罩5与该基体连接，该盖罩具有至少一个通风/排气开口51并且设置用于为敏感的膜片6提供保护，从而该膜片不会从外部被异物、例如尖锐物体如螺丝刀等损坏，也不会被高压清洁器和/或蒸汽喷射器损坏。因此，盖罩的结构和尺寸设计显著有助于高的IP保护等级。

此外，脱气单元10具有分离栅格8，该分离栅格具有多个开口81。分离栅格8以距膜片6的、大于第一间距的第二间距存在，膜片支撑装置2距该膜片以所述第一间距存在。此外，分离栅格8的开口81小于膜片支撑装置2的开口24并且提供干预保护，使得非长且尖的物体（例如金属线、螺丝刀等）能够被引入到壳体内部。分离栅格8构造为隆起的罐82，该罐在向内指向的方向上隆起。通过该分离栅格8可以将颗粒阻挡在壳体内部，这些颗粒在单个或者多个电池单体的单体故障的情况下被释放。分离栅格8的栅格开口81的尺寸被如此选择，使得尽可能大份额的颗粒部分可以由此被阻挡，以便防止这些颗粒部分达到周围环境中。分离栅格的栅格开口81的尺寸例如被如此选择，使得能够阻挡特定的、例如＞75%的质量份额的颗粒。分离栅格8的罐状形状与平坦的实施方案相比增大了可用于分离颗粒的表面并且因此在强烈颗粒负载的气体流的情况下还减小阻塞分离栅格8的倾向。此外，分离栅格8的增大的表面具有的优点是，热峰分布在更大的面积上，这降低了由热引起的结构损坏的风险。

根据示出的实施方式，分离栅格8与基体颗粒密封地连接，其方式是分离栅格夹层式地夹在电子器件壳体的壁部4和基体1之间。为了便于脱气单元10的装配，分离栅格8能够附加地关于基体1至少被预固定；为此，可考虑对于本领域普通技术人员而言显得合适的所有连接类型（例如胶粘）。

此外，基体1具有紧急脱气销钉19。该基体朝膜片6延伸并且在静止状态（没有压差负荷）时以距外部的膜片表面61预先确定的间距布置。在压力负荷（相对内部过压）下，膜片6向外部空间的方向鼓起并且在达到极限压力时贴靠在紧急脱气销钉19的尖端191上。然后，紧急脱气销钉19由于其尖端191而产生膜片6的有针对性的削弱部，从而撕裂膜片。这用于确保一种尽可能灵敏地作出反应的紧急脱气功能，这对于在电子器件壳体内的内压突然升高时能够确保壳体结构保持完好而言是重要的。通过紧急脱气销钉19的尖端191距膜片表面61的间距的变化，可以调节紧急脱气压力。

根据在图3至图5中所示的第二实施方式，膜片支撑装置2与分离栅格8一件式地构造。脱气单元10在内侧布置在电子器件壳体的壁部4上并且从外部旋拧。

分离栅格8具有包围区域85，该包围区域在径向外部环绕地包围基体1。分离栅格8与基体1的可拆卸的固定通过分离栅格8的卡扣机构84在包围区域85中进行，所述卡扣机构分别卡扣到基体1的对应的卡扣凹部中。分离栅格8的这种环绕的包围一方面提高分离栅格8的刚度并且另一方面有助于改善颗粒密封性。根据该实施方式，膜片支撑装置2构造为分离栅格8的轴向的隆起部83或凹陷部。膜片支撑装置2通过分离栅格8的轴向错开的、流体可透过的栅格区段来提供，该栅格区段大致布置在气体穿透开口15的中心并且以距膜片6的第一间距存在，而分离栅格8的非轴向错开的区段以距膜片6的大于第一间距的第二间距存在。该实施方式具有决定性的优点，即，可以借助唯一的工艺来制造具有集成的膜片支撑装置2的分离栅格8 （例如冲压和变形），并且使装配耗费最小化，因为仅需要一个装配步骤（分离栅格8的扣接）。此外，基体1具有多个间隔保持件 12，所述间隔保持件在轴向方向上向内延伸离开分离栅格8靠置在所述间隔保持件上，以便使分离栅格8保持在距膜片6的预先确定的第二间距。间隔保持件12在圆周上分布地围绕气体穿透开口15布置，以便尽可能均匀地支撑分离栅格8。在未图示示出的实施方式中，间隔保持件也可以构造在分离栅格8上并且沿径向方向向外延伸，以便靠置在基体1上。

图5从外部示出根据本发明的脱气单元10在没有经装配的盖罩的情况下处于装配状态下的情况。关于螺纹连接和密封，第二实施方式对应于进一步在上面描述的第一实施方式。

在图6至图8中示出根据本发明的脱气单元10的第三实施方式。在功能上，这对应于进一步在上面描述的第一和第二实施方式，因此仅对它们之间的区别进行探讨。相对于第二实施方式的主要区别在于分离栅格8和膜片支撑装置2的单独的设计。膜片支撑装置2构造为基体1的一部分或者与该基体材料锁合地连接、尤其是焊接，并且膜片支撑装置2具有尤其是蜂窝状的栅格条结构21，栅格开口24存在于所述栅格条结构之间。

栅格条结构21的形状在未图示示出的实施方案中也可以不同于蜂窝形状。膜片支撑装置2又以距膜片6的第一间距布置。与基体1一件式的构造具有的优点是，膜片支撑装置2可以与基体1一起制造（例如通过注塑成型）。膜片支撑装置2可以由与基体1相同的材料构成，例如由热塑性塑料构成，例如由聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯或聚酰胺构成，它们分别具有增强纤维、尤其是玻璃纤维，并且因此可以毫无问题地与基体1焊接。分离栅格8与基体1可拆卸地连接，该分离栅格平坦地构造（没有隆起部或凹陷部）。关于间隔保持件12的功能和分离栅格8在包围区域85中与基体1的固定，参考对第二实施方式的陈述。在图8中示出通过分离栅格8的卡扣机构84实现的分离栅格8与基体1的可拆卸的连接，所述卡扣机构接合到基体1的对应的卡扣凹部13中，这又作为细节A示出。

根据本发明的脱气单元10的第四实施方式在图9和图10中示出。该实施方式基本上duiying 于第三实施方式，然而在分离栅格8的构造方面有区别。分离栅格8以支撑栅格条86承载过滤介质9，该过滤介质遮盖在第四实施方式中明显更大的开口81。过滤介质9具有金属线栅格，其限定有效最小的开口横截面。替代地或附加地，过滤介质也可包括无纺布材料，该无纺布材料尤其可在外侧邻接于金属线栅格存在，其中，有效最小的开口横截面于是由无纺布的孔尺寸来确定。该实施方式具有以下优点，即通过使用单独的过滤介质9可以实现明显更小的有效开口横截面，从而也可以分离出更精细的颗粒部分或全部颗粒部分的更大的重量份额。过滤介质优选具有金属材料、例如钢，或者由其构成，这由于良好的耐热性而是有利的。这样的金属线栅格和/或无纺布介质在市场上是可得到的。

图11示出根据本发明的脱气单元10的第五实施方式。该实施方式基本上对应于根据图9和图10的第四实施方式。区别在于，根据第五实施方式的脱气单元10在其分离栅格8上具有如下固定接片87，该固定接片径向地远离分离栅格8的栅格本体延伸。在固定接片87中存在如下开口871，金属的螺栓引导穿过该开口，分离栅格8借助该螺栓直接与电子器件壳体的壁部4连接。与此相关的技术优点在说明书的整体部分中被全面地解释。

附图标记列表

10 脱气单元

1 基体

11 固定机构作用区域

12 间隔保持件

13 基体的卡扣凹部

15 气体穿透开口

151 气体穿透开口的边缘

16 基体的密封容纳槽

17 基体的内侧

18 基体的外侧

19 紧急脱气销钉

191 紧急脱气销钉的尖端

2 支撑装置

21 栅格条

24 栅格开口

3 螺栓

4 电子器件壳体的壁部

41 电子器件壳体的壁部的贯穿孔

5 盖罩

51 通风/排气开口

6 半渗透的膜片

61 外部的膜片表面

7 壳体密封件

8 分离栅格

81 分离栅格的开口

82分离栅格的罐状的隆起部

83 分离栅格的轴向的支撑隆起部

84 分离栅格的卡扣机构

85 分离栅格的包围区域

86 分离栅格的支撑栅格条

87 分离栅格的固定接片

871 固定接片的开口

9 过滤介质。

Claims (25)

1.一种用于电子器件壳体、尤其是用于电池、尤其是用于机动车的牵引电池的脱气单元（10），

- 该脱气单元具有基体（1），该基体能够与电子器件壳体的压力平衡开口的边缘流体密封地连接，该基体具有至少一个被半渗透的膜片（6）遮盖的气体穿透开口（15），该半渗透的膜片能够实现气态介质从周围环境穿透到电子器件壳体中并且反之亦然，但是阻止液态介质和/或固体的穿透，

- 并且该脱气单元具有膜片支撑装置（2），该膜片支撑装置布置在所述基体（1）的内侧（17）上并且至少部分地搭接所述气体穿透开口（15），并且以距所述半渗透的膜片（6）的第一间距存在，

- 其中，所述基体（1）具有至少一个固定机构作用区域（11），所述固定机构作用区域设置用于将所述脱气单元（10）与所述电子器件壳体固定，

其特征在于，在所述基体（1）的内侧（17）上，以距所述半渗透的膜片（6）的大于所述第一间距的第二间距布置具有多个栅格开口（81）的分离栅格（8），其中所述分离栅格（8）完全搭接所述气体穿透开口（15），其中由所述分离栅格（8）跨越的面积大于所述气体穿透开口（15）的横截面。

2.根据权利要求1所述的脱气单元（10），其特征在于，所述膜片支撑装置（2）被构造成流体可透过的，优选构造成具有多个栅格开口（24）的栅格区段。

3.根据权利要求1或2所述的脱气单元（10），其特征在于，所述分离栅格（8）颗粒密封地与所述基体（1）连接。

4. 根据权利要求1至3中任一项所述的脱气单元（10），其特征在于，所述分离栅格（8）的栅格开口（81）在至少一个延伸方向上的尺寸小于2.0 mm、优选小于1.2 mm、更优选小于0.9 mm。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的脱气单元（10），其特征在于，所述膜片（6）存在于所述基体（1）的内侧（17）上并且至少部分地被支撑装置（2）从后方接合。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的脱气单元（10），其特征在于，所述分离栅格（8）在装配状态下向内指向的方向上罐状地隆起。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的脱气单元（10），其特征在于，所述分离栅格（8）基本上平坦地构造。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的脱气单元（10），其特征在于，所述脱气单元（10）具有至少一个间隔保持件（12），所述间隔保持件将所述分离栅格（8）保持在距所述膜片（6）的第二间距中，并且所述间隔保持件构造为或者轴向向内从所述基体（1）突出或者轴向向外从所述分离栅格（8）突出。

9.根据权利要求2至8中任一项所述的脱气单元（10），其特征在于，所述膜片支撑装置（2）的栅格开口（24）的尺寸大于所述分离栅格（8）的栅格开口（81）的尺寸。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的脱气单元（10），其特征在于，所述分离栅格（8）和所述膜片支撑装置（2）彼此独立地构造。

11.根据权利要求1至9中任一项所述的脱气单元（10），其特征在于，所述分离栅格（8）和所述膜片支撑装置（2）一件式地构造。

12.根据权利要求11所述的脱气单元（10），其特征在于，所述膜片支撑装置（2）、尤其是所述膜片支撑装置（2）的栅格区段构造为所述分离栅格（8）的轴向的支撑隆起部（83），其中，所述支撑隆起部（83）优选关于所述气体穿透开口（15）居中地存在。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的脱气单元（10），其特征在于，所述分离栅格（8）承载过滤介质（9），所述过滤介质优选包括栅格材料、尤其金属线栅格和/或无纺布材料，其中优选所述过滤介质（9）具有金属材料或由其构成。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的脱气单元（10），其特征在于，所述分离栅格（8）与所述基体（1）不可拆卸地或可拆卸地连接，尤其是与所述基体（1）卡接。

15. 根据权利要求1至14中任一项所述的脱气单元（10），其特征在于，在所述气体穿透开口（15）的中心的区域中在所述分离栅格（8）和所述膜片支撑装置（2）之间的间距为至少0.2 mm、优选为至少0.7 mm。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的脱气单元（10），其特征在于，所述基体（1）的固定机构作用区域（11）包括朝向基体（1）的内侧（17）和/或外侧（18）敞开的孔、尤其是盲孔。

17.根据前述权利要求中任一项所述的脱气单元（10），其特征在于，所述分离栅格（8）被构造为板材件，尤其是冲压的板材件，其中优选地，所述分离栅格（8）具有至少一个通插开口，所述通插开口与所述基体（1）的至少一个盲孔对齐。

18.根据前述权利要求中任一项所述的脱气单元（10），其特征在于，分离栅格（8）具有至少一个带有开口的固定接片（87），其中，固定接片（87）优选径向地延伸，并且其中，固定接片（87）适于使分离栅格（8）直接与电子器件壳体的壁部（4）连接。

19.根据前述权利要求中任一项所述的脱气单元（10），其特征在于，所述脱气单元（10）具有盖罩（5），该盖罩在外侧与所述基体（1）连接，其中，所述盖罩（5）优选具有至少一个通风/排气开口（51）。

20.根据权利要求19所述的脱气单元（10），其特征在于，所述盖罩（5）借助卡锁元件接合与所述基体（1）固定。

21.根据前述权利要求中任一项所述的脱气单元（10），其特征在于，所述脱气单元（10）具有壳体密封件（7），所述壳体密封件在内侧（17）上环绕地包围基体（1）的气体穿透开口（15）。

22.根据前述权利要求中任一项所述的脱气单元（10），其特征在于，所述脱气单元（10）具有紧急脱气销钉（19），所述紧急脱气销钉在外侧沿轴向方向朝向膜片（6）延伸并且其尖端（191）在静止状态下以距外部的膜片表面（61）的预先确定的间距存在，其中尤其地，所述紧急脱气销钉（19）构造在所述基体（1）上或者构造在所述盖罩（5）上。

23.一种电子器件壳体、尤其特别是机动车的牵引电池的电池壳体，所述电子器件壳体具有至少一个带有压力平衡开口的壳体壁部，其中，在电子器件壳体中优选能够布置有电池单体，其中，压力平衡开口由脱气单元封闭，其特征在于，脱气单元是根据权利要求1至22中任一项所述的脱气单元（10）。

24.根据权利要求23所述的电子器件壳体，其特征在于，所述脱气单元（10）借助至少一个固定机构（3）、尤其是螺栓与所述电子器件壳体的壁部（4）连接，其中所述固定机构（3）与所述基体的固定机构作用区域（11）处于接合之中，并且其中特别优选地，所述分离栅格（8）间接地或直接地力锁合地和/或形状锁合地固定在所述电子器件壳体的壁部（4）与所述脱气单元（10）的基体（1）之间。

25.根据权利要求23或24所述的电子器件壳体，其特征在于，所述分离栅格（8）直接与所述电子器件壳体的壁部（4）连接，尤其通过至少一个金属的固定元件、尤其至少一个螺栓来连接，所述螺栓优选引导穿过所述分离栅格（8）的至少一个固定接片（87）的开口（871）。

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