(12) NACH DEM VERTRAGUBER DIE INTERNATIONALE ZUSAMMENARBEIT AUF DEM GEBIET DES
`PATENTWESENS(PCT) VEROFFENTLICHTE INTERNATIONALE ANMELDUNG
`‘LT
`
`APS) | NN00
`
`(19) Weltorganisation fiir geistiges Figentum
`Internationales Biiro
`
`(43) Internationales Veréffentlichungsdatum
`2. Juli 2009 (02.07.2009)
`
`
`
`(10) Internationale Veréffentlichungsnummer
`WO 2009/080141 Al
`
`SCHROETER,Dirk [DE/DE]; KorberStrasse 9/1, 71364
`Winnenden (DE).
`Anwilte: KOCHER,Klaus-Peter usw.; Daimler AG,In-
`tellectual Property and Technology Management, GR/VI-
`H512, 70546 Stuttgart (DE).
`Bestimmungsstaaten (soweit nicht anders angegeben,fiir
`jede verfiigbare nationale Schutzrechtsart): AE, AG, AL,
`AM, AO, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BH, BR, BW, BY,
`BZ, CA, CH, CN, CO, CR, CU, CZ, DE, DK, DM, DO,
`DZ, EC, EE, EG, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, GT, HN,
`HR, HU,ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KM, KN,KP, KR,KZ,
`LA, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LY, MA, MD, ME, MG, MK,
`MN, MW,MX, MY, MZ, NA, NG,NI, NO, NZ, OM,PG,
`PH, PL, PT, RO, RS, RU, SC, SD, SE, SG, SK, SL, SM,
`ST, SV, SY, TJ, TM, TN, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ,
`VC, VN, ZA, ZM, ZW.
`
`Bestimmungsstaaten (soweit nicht anders angegeben,fiir
`Jjede verfiigbare regionale Schutzrechtsart): ARIPO (BW,
`GH, GM, KE, LS, MW, MZ, NA, SD, SL, SZ, TZ, UG,
`ZM, ZW), eurasisches (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU,
`TJ, TM), europaisches (AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK,
`
`[Fortsetzung auf der nichsten Seite]
`
`(51) Internationale Patentklassifikation:
`IH01M 2/02 (2006.01)
`HO1IM 2734 (2006.01)
`HOIM 2/12 (2006.01)
`
`(21) Internationales Aktenzeichen:
`
`PCT/EP2008/009234
`
`(22) Internationales Anmeldedatum:
`3. November 2008 (03.11.2008)
`
`(25) Einreichungssprache:
`
`(26) Veréffentlichungssprache:
`
`Deutsch
`
`Deutsch
`
`(30) AngabenzurPrioritat:
`10 2007 063 188.1
`20. Dezember 2007 (20.12.2007)
`
`DE
`
`(74)
`
`(81)
`
`(71) Anmelder (fiir alle Bestimmungsstaaten mit Ausnahme
`von US): DAIMLER AG [DE/DE]; Mercedesstrasse 137,
`70327 Stuttgart (DE).
`
`(84)
`
`(72) Erfinder; und
`(75) Erfinder/Anmelder (nur fiir US): MEINTSCHEL, Jens
`[DE/DE]; Robert-Koch-Strasse 38, 73730 Esslingen (DE).
`
`(54) Title: BATTERY AND METHOD FOR OPERATING A BATTERY
`
`(54) Bezeichnung: BATTERIE UND VERFAHREN ZUM BETREIBEN EINER BATTERIE
`
`
`
`FIG. 1
`
`(57) Abstract: The inventionrelates to a battery (1) comprisingat least one individual closed cell (3) surrounded by a case (4). The
`battery is characterized in that at least one pressure sensor(4) is arranged on the case (4) and measures the mechanical stress of at
`lcast one case section (4.1).
`
`(57) Zusammenfassung: Die Erfindung betrifft eine Batterie (1) mit wenigstens einer von einem Gehause (4) umgebenen, ge-
`schlossenen Hinzelzelle (3), wobei mindestens ein Drucksensor (4) am Gehause (4) angeordnetist, der mechanische Beanspruchun-
`gen mindestens eines Gehausehereiches (4.1) misst.
`
`
`
`
`
`N==N
`
`
`
`80141ActAMINTUMAYATMAAAATA
`
`

`

`WO 2009/080141 AX
`
`—_TAITMINTINIIUIACITNTTITAA TATRTA
`
`EE, ES, FI, FR, GB, GR, HR, HU, IE, IS, IT, LT, LU, LV,—-Veréffentlicht:
`MC,MT, NL, NO,PL, PT, RO, SE, SI, SK, TR), OAPI (BF, —_mit internationalem Recherchenbericht
`BJ, CE, CG, CL, CM, GA, GN, GQ, GW, ML, MR, NE, SN,
`TD, TG).
`
`

`

`WO 2009/080141
`
`PCT/EP2008/009234
`
`Batterie und Verfahren zum Betreiben einer Batterie
`
`Die Erfindung betrifft eine Batterie mit wenigstens einer von
`
`einem Gehdause umgebenen, geschlossenen Einzelzellen und einem
`
`im Gehaéuse angeordneten Berstbereich. Des Weiteren betrifft
`
`die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Batterie.
`
`Unter Batterie im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird eine
`
`EBinzelzelle oder ein Verbund von Binzelzellen oder eine zu
`
`Modulen zusammengefasste Anordnung von Einzelzellen
`
`verstanden, die in einem gemeinsamen Gehause angeordnet sind.
`
`Dieses Gehduse kann sowohl wiederaufladbare als auch nicht
`
`wiederaufladbare Zellen umfassen.
`
`Insbesondere werden
`
`nachfolgend unter Batterien solche Batterien, wie z. B.
`
`Lithium- oder Lithium-Ionen-Batterien, verstanden, die Zellen
`
`enthalten, bei denen die Gefahr des Berstens und der
`
`Freisetzung von gefahriichen Substanzen, wie z. B. fltissige,
`
`brennbare Elektrolyte, besteht.
`
`Derartige Batterien kénnen unter starker Belastung oder bei
`
`Uberlastung (z. B. bei Uberladung oder zu hohem Entladestrom,
`
`beispielsweise bei einem Kurzschluss),
`
`im Schadensfall
`
`(z. B.
`
`Unfall, Elektrolytzersetzung) oder sogar im Normalbetrieb bei
`
`starker Erhitzung von augen in einen thermisch
`
`unkontrollierbaren Zustand geraten. Dabei kénnen sie
`
`

`

`WO 2009/080141
`
`PCT/EP2008/009234
`
`Uberhitzen, einen gefahrilichen inneren Druck (auch
`
`Zelleninnendruck genannt) bis hin zum Bersten oder
`
`Explodieren der Zelle aufbauen, wodurch gefdhrliche Stoffe
`
`freigesetzt werden. Speziell
`
`im Bereich moderner Lithium-
`
`oder Lithium-Ionen-Batterien besteht eine besondere
`
`Gefahrdung, da diese Batterien fllissige, brennbare,
`
`organische Elektrolyte enthalten. Diese Batterien k6nnen
`
`unter ungtinstigen Umstanden in Brand geraten und stellen ein
`
`Sicherheitstechnisches Problem dar.
`
`Um Explosionen zu vermeiden, ist es bekannt, die Einzelzellen
`
`mit einer gehduseseitigen Uberdrucksicherung zu versehen. Als
`
`Uberdrucksicherung werden beispielsweise Uberdruckventile
`
`oder ein oder mehrere Sollbruchstellen oder eine oder mehrere
`
`Berstscheiben im Gehaduse angeordnet. Hierdurch kann bei
`
`Uberschreitung eines bestimmten Zelleninnendrucks dieser
`
`kontrolliert abgebaut werden.
`
`Darliber hinaus ist es bekannt, die Batterie durch Uberwachung
`
`der Zellenspannung und der Kapazitadt sicher und weitgehend
`
`fortlaufend im Bereich ihre Leistungsgrenze zu betreiben.
`
`Eine derartige Batterieltiberwachung ist aber hinsichtlich der
`
`oben dargelegten Risiken begrenzt, so dass ein Bersten nicht
`
`vollstandig vermieden werden kann.
`
`Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Batterie
`
`mit von einem Gehduse umgebenden Einzelzellen anzugeben,
`
`welche besonders sicher betrieben werden kann und bei welcher
`
`ein Aufbrechen oder Berstens der Batterie weitgehend
`
`vermieden werden kann. Des Weiteren ist ein ein Aufbrechen
`
`bzw. Bersten der Batterie vermeidendes Verfahren zum
`
`Betreiben einer Batterie anzugeben.
`
`

`

`WO 2009/080141
`
`PCT/EP2008/009234
`
`Hinsichtlich der Batterie wird die Aufgabe erfindungsgemah
`
`gelést durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale.
`
`Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemah
`
`gelést durch die im Anspruch 11 angegebenen Merkmale.
`
`Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand
`
`der Unteransprtiche.
`
`Bei der erfindungsgemaéBen Batterie mit wenigstens einer von
`
`einem Gehause umgebenen, geschlossenen Einzelzelle ist
`
`wenigstens ein Drucksensor vorgesehen, der mechanische
`
`Beanspruchungen mindestens eines Gehdusebereiches misst.
`
`Durch eine Integration eines Drucksensors in das Gehause oder
`
`Aufbringen des Drucksensors auf das Gehduse kann zusatzlich
`
`zur Ublichen Batterietiberwachung von Batteriekennwerten, wie
`
`Zzéllenspannung, Zellenkapazitdat, Entladestrom, eine durch
`
`mechanische Beanspruchung verursachte Verformung des Gehduses
`
`ermittelt werden. Durch einen insbesondere auen auf das
`
`Gehause aufgebrachten Drucksensor kann dieser bei bestehenden
`
`Batterien einfach nachgertistet werden. Zudem sind keine
`
`Kabeldurchfuthrungen durch das Gehduse erforderlich. Je nach
`
`Form, Gréfge und Abmessung des Gehauses kénnen auch mehrere
`
`Drucksensoren vorgesehen sein.
`
`Anhand der mittels des Drucksensors ermittelten elastischen
`
`Verformungen des Gehdauses im Sensorbereich kann bevorzugt ein
`
`zumindest weitgehend die mechanische Beanspruchung
`
`verursachender momentaner Zelleninnendruck der Batterie
`
`ermittelt werden. Hierzu ist der Drucksensor
`
`zweckmaRigerweise mit einer Auswerteeinheit verbunden, die
`
`anhand einer aus der mechanischen Beanspruchung ermittelten
`
`elastischen Verformung des betreffenden Gehdusebereiches ein
`
`die Einzelzelle reprasentierenden Zelleninnendruck bestimmt.
`
`Durch die Verwendung eines Drucksensors zur indirekten
`
`

`

`WO 2009/080141
`
`PCT/EP2008/009234
`
`Zelleninnendruckmessung ist eine besonders kostengtinstige und
`
`bauraumsparende Messung ermoéglicht. Dartiber hinaus kann durch
`
`die zusatzliche Uberwachung des Zelleninnendrucks der
`
`Batterie die Betriebssicherheit der Batterie erhdéht werden.
`
`Insbesondere kann die Batterie weitgehend fortlaufend an
`
`ihrer Leistungsgrenze betrieben werden.
`
`In einer weiteren méglichen Ausftihrungsform ist vorgesehen,
`
`dass die Auswerteeinheit mit einer Trenneinrichtung verbunden
`
`ist, die im Fall der Ermittlung eines Aufbrechens des
`
`betreffenden Gehausebereiches infolge der mechanischen
`
`Beanspruchung des Gehduses durch einen zu hohen
`
`Zelleninnendruck die Batterie vom Bordnetz trennt. Hierdurch
`
`ist die Betriebssicherheit der Batterie weiter erhdht und
`
`insbesondere durch rechtzeitiges Trennen,
`
`insbesondere einem
`
`Trennen der Batterie vor einem Bersten des Gehduses ein
`
`Austreten gefahrlicher Stoffe weitgehend vermieden. Hierzu
`
`wird beispielsweise ein Druckschwellwert vorgegeben, bei
`
`dessen Uberschreiten ein Steuersignal zum Trennen ausgelést
`
`werden kann.
`
`Vorzugsweise ist der Drucksensor auf den betreffenden
`
`Gehausebereich direkt aufgebracht oder in diesen integriert.
`
`Beispielsweise ist der Drucksensor aufgeklebt, eindiffundiert
`
`oder aufgedampft.
`
`In einer méglichen Ausftihrungsform ist der Drucksensor in
`
`einem derartigen Gehausebereich angeordnet, der als
`
`gehauseseitige Uberdrucksicherung dient. Beispielsweise ist
`
`der Drucksensor im Bereich einer Sollbruchstelle und/oder im
`
`Berstbereich, z. B.
`im Bereich einer dlinnen Gehausewandung
`oder einer Berstscheibe mit oder ohne Sollbruchstelle,
`
`angeordnet.
`
`

`

`WO 2009/080141
`
`PCT/EP2008/009234
`
`Vorzugsweise weist der betreffende Gehdusebereich eine
`
`Ausnehmung auf, wobei der Drucksensor im Bereich der
`
`Ausnehmung auRen auf den Gehadusebereich aufgebracht ist.
`
`Durch die Ausnehmung ist der betreffende Gehdausebereich
`
`insbesondere dtinnwandig ausgeftihrt,
`
`so dass der Drucksensor
`
`besonders sensibel auf Anderungen des Zelleninnendrucks
`
`reagiert. Dabei kdénnen die Form und die Abmessungen der
`
`Ausnehmung und/oder die Form und Abmessung der
`
`Sollbruchstelle bzw. des Berstbereiches an den jeweiligen zu
`
`erfassenden Druckbereich angepasst sein.
`
`In einer méglichen Ausftihrungsform ist der Drucksensor ein
`
`Membransensor. Beispielsweise ist der Drucksensor ein
`
`Dehnmessstreifen oder ein Dehnwiderstand ist. Die bei der
`
`Durchbiegung eines Membransensors an der Membran auftretenden
`
`Dehnungen werden dabei beispielsweise mittels des
`
`Dehnmessstreifens oder des Dehnwiderstandes erfasst. Durch
`
`die mechanischen Spannungen und die mechanischen Verformungen
`
`des Gehdusebereiches und somit des auf den Gehdausebereich
`
`aufgebrachten Membransensors dndert sich dessen elektrischer
`
`Widerstand. Die Widerstdnde sind beispielsweise zu einer
`
`Wheatstone-Brticke zusammengeschaltet. Die erfasste Spannung
`
`ist ein Ma ftir den Druck. Der Membransensor kann
`
`beispielsweise als Foliensensor, Dickschichtsensor, Metall-
`
`Diinnschicht-Sensor aus beispielsweise Keramik, Metall,
`
`insbesondere Stahl, oder Silizium gebildet sein. Auch kann
`
`der Drucksensor als ein Kraftsensor, beispielsweise basierend
`
`auf einem Weg messenden Prinzip, ausgebildet sein.
`
`Beim erfindungsgemdRen Verfahren zum Betreiben einer Batterie
`
`wird eine mechanische Beanspruchung mindestens eines
`
`Gehdausebereiches mittels eines Drucksensors gemessen wird.
`
`

`

`WO 2009/080141
`
`PCT/EP2008/009234
`
`6
`
`Dabei wird mittels einer Auswerteeinheit anhand der
`
`gemessenen mechanischen Beanspruchung eine elastische
`
`Verformung des betreffenden Gehdausebereiches bestimmt, anhand
`
`der ein die Einzelzelle reprasentierenden Zelleninnendruck
`
`erfasst wird. Durch eine derartige fortlaufende Uberwachung
`
`des Zelleninnendrucks zusdétzlich zur Uberwachung
`
`herkémmlicher Batteriekennwerte, wie z. B. Kapazitat,
`
`Batteriespannung, ist ein weitgehend sicherer Betrieb der
`
`Batterie erméglicht. Vorzugsweise wird im Fall der Ermittlung
`
`eines Aufbrechens des betreffenden Gehdusebereiches infolge
`
`der mechanischen Beanspruchung des Gehaduses die Batterie vom
`
`Bordnetz getrennt. Hierzu wird mittels der Auswerteeinheit
`
`ein vorgegebener zuldssiger Druckschwellwert auf
`
`Uberschreiten tiberwacht.
`
`Die Erfindung ist insbesondere fiir als Lithium- oder Lithium-
`
`Ionen-Batterien ausgebildete Batterien,
`
`insbesondere
`
`Flachzellenbatterien anwendbar. Verglichen mit anderen
`
`Batterietypen besitzen sie z. B. hohe Energiedichten, hohe
`
`Zellspannungen, geringe Gewichte, gute Leistungsdichten,
`
`geringe Selbstentladungen und hohe Zyklisierbarkeiten. Daher
`
`werden Lithium- oder Lithium-Ionen-Batterien insbesondere ftir
`
`mobile Anwendungen verwendet.
`
`Ausftihrungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer
`
`Zeichnung naher erlautert.
`
`Dabei zeigen:
`
`Fig.
`
`1
`
`schematisch in perspektivischer Darstellung eine
`
`mégliche Ausfthrungsform ftir eine Batterie mit
`
`wenigstens einer in von einem Gehause umgebenen,
`
`

`

`WO 2009/080141
`
`PCT/EP2008/009234
`
`geschlossenen Einzelzelle und einem am Gehduse
`
`aufgebrachten Drucksensor,
`
`Fig.
`
`2
`
`schematisch in Draufsicht die Batterie gema& Figur
`
`1,
`
`Fig.
`
`3
`
`schematisch im Querschnitt die Batterie gemé& Figur
`
`2,
`
`Fig.
`
`4
`
`schematisch in vergréRerter Darstellung einen
`
`Ausschnitt aus Figur 3,
`
`Fig.
`
`5
`
`schematisch in perspektivischer Darstellung eine
`
`moégliche Ausfthrungsform flr ein Gehdause einer
`
`Batterie, und
`
`Fig.
`
`6
`
`schematisch in perspektivischer Darstellung eine
`
`weitere Ausftihrungsform fiir ein Gehaduse einer
`
`Batterie.
`
`Binander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den
`
`gleichen Bezugszeichen versehen.
`
`Figur 1 zeigt schematisch in perspektivischer Darstellung
`
`eine Batterie 1. Die Batterie 1 ist beispielsweise als
`
`Flachbatterie mit Batterieanschllissen 2.1 und 2.2 ausgeflihrt.
`
`Die in Figur 3 n&her dargestellte Binzelzelle 3 ist von einem
`
`Gehause 4 vollstadndig umgeben. Bei der Batterie 1 handelt es
`
`sich insbesondere um eine Lithium- oder Lithium-Ionen-
`
`Batterie.
`
`Das Gehaduse 4 ist beispielsweise aus Metall,
`
`insbesondere
`
`Stahl, oder einem anderen geeigneten Material, welches
`
`

`

`WO 2009/080141
`
`PCT/EP2008/009234
`
`insbesondere bestandig gegentiber fltissigen organischen
`
`Elektrolyten einer Lithium- oder Lithium-Ionen-Batterie ist.
`
`Auf das Gehduse 4 ist wenigstens in einem Gehdusebereich 4.1
`
`mindestens ein Drucksensor 5 aufgebracht, der mechanische
`
`Beanspruchungen des betreffenden Gehausebereiches 4.1 misst.
`
`Auch kénnen in nicht naher dargestellter Art und Weise
`
`mehrere Drucksensoren 5 am Gehduse 4 angeordnet sein.
`
`Der Drucksensor 5 ist beispielsweise als ein Membransensor,
`
`insbesondere als ein Dehnmessstreifen oder ein Dehnwiderstand
`
`ausgebildet. Dabei kann der Drucksensor 5 in den
`
`Gehausebereich 4.1 eindiffundiert oder auf diesen aufgedampft
`
`oder aufgeklebt sein. Bevorzugt ist der Drucksensor 5 auch
`
`fur eine Nachrtistung auf bestehende Batterien 1 aufgeklebt.
`
`Alternativ zum Membransensor kann der Drucksensor 5 auch als
`
`ein Kraftsensor ausgebildet sein, der beispielsweise anhand
`
`einer Wegmessung die mechanische Beanspruchung des Gehdauses 4
`
`ermittelt.
`
`Ein mittels des Drucksensors 5 erfasste Druckmesswert MW,
`
`welcher ein Maf&K ftir die durch die mechanische Beanspruchung
`
`elastische Verformung des Gehausebereiches 4.1 ist, wird
`
`anschlieBRend einer Auswerteeinheit 6 zugefiihrt, die mit dem
`
`Drucksensor 5 verbunden ist. Mittels der Auswerteeinheit 6,
`
`z. B. einer Datenverarbeitungseinheit oder einem
`
`Batteriesteuergerat, wird anhand der ermittelten elastischen
`
`Verformung ein diesen zugrunde liegender Zelleninnendruck der
`
`Batterie 1 ermittelt.
`
`Der ermittelte Zelleninnendruck der Batterie 1 kann dartiber
`
`hinaus ftir einen sicheren Betrieb der Batterie 1 fortlaufend
`
`Uuberwacht werden. Beispielsweise wird der momentan ermittelte
`
`

`

`WO 2009/080141
`
`PCT/EP2008/009234
`
`Zelleninnendruck auf Uberschreiten eines vorgebbaren
`
`Druckschwellwertes tiberwacht, der eine groke mechanische
`
`Beanspruchung des Gehduses 4 reprasentiert. Wird dieser
`
`Druckschwellwert tiberschritten,
`
`so kann mittels der
`
`Auswerteeinheit 6 ein Steuersignal S fiir eine
`
`Trenneinrichtung 7 ausgelést werden, die die Batterie 1 vom
`
`Bordnetz trennt. Somit ist sichergestellt, dass bei einer zu
`
`hohen mechanischen Belastung der Batterie 1 infolge eines zu
`
`hohen Zelleninnendrucks vor einem méglichen Bersten des
`
`Gehauses 4 der Batterie 1 diese rechtzeitig getrennt wird.
`
`Der Drucksensor 5 ist dabei derart ausgefiihrt, dass auch ein
`
`Bersten des Gehduses 4 beispielsweise durch Trennung der
`
`Messschleife des Drucksensors 5 ermittelt werden kann.
`
`Figur 2 zeigt die Batterie 1 gemaé& Figur 1 in Draufsicht und
`
`Figur 3 die Batterie 1 gema&& Figur 2 im Querschnitt sowie
`
`Figur 4 einen vergréferten Ausschnitt der Figur 3 im
`
`Berstbereich des Gehaduses 4.
`
`Im Detail ist in der Figur 3 die Einzelzelle 3 gezeigt, die
`
`von dem Gehduse 4 vollst&andig umgeben ist. Die Einzelzelle 3
`
`kann auch ein Verbund von Einzelzellen oder ein Modul aus
`
`einer Anordnung von Einzelzellen, z. B. ein Folienstapel,
`
`sein.
`
`Der Drucksensor 5 ist in diesem Ausftihrungsbeispiel seitlich
`
`auf oder in das Gehaéuse 4
`
`im Gehdusebereich 4.1 aufgebracht
`
`bzw. eingebracht. Je nach Ausftihrungsform des Drucksensors 5
`
`kann dieser von auben auf das Gehaduse 4 aufgeklebt oder in
`
`dieses eindiffundiert oder eingedampft werden. Auch kann je
`
`nach Gehdusematerial, z. B. Kunststoff, der Drucksensor 5 in
`
`das Gehause 4,
`
`insbesondere in die Gehausewandung integriert
`
`

`

`WO 2009/080141
`
`PCT/EP2008/009234
`
`10
`
`sein. Alternativ oder zusatzlich kann der Drucksensor 5 auch
`
`auf der Ober- und/oder Unterseite des Gehduses 4 an einer
`
`anderen geeigneten Stelle angebracht sein. Dartiber hinaus
`
`kénnen mehrere Drucksensoren 5 an geeigneter Stelle am
`
`Gehdause 4 angeordnet sein.
`
`Bevorzugt ist der Drucksensor 5 im Bereich der gréften
`
`Verformung des Gehauses 4 und beispielsweise in einem solchen
`
`Gehdausebereich angeordnet, der insbesondere als
`
`Uberdrucksicherung dient.
`
`Im Ausftihrungsbeispiel ist der
`
`Gehaéusebereich 4.1 ein so genannter Berstbereich, welcher bei
`
`Uberschreiten eines bestimmten Zelleninnendrucks ftir einen
`
`kontrollierbaren Abbau des Zelleninnendrucks aufbricht.
`
`Zusatzlich oder alternativ kann der Gehausebereich 4.1 eine
`
`Sollbruchstelle oder eine gegentiber der restlichen
`
`Gehausewandung dlinnere Gehausewandung aufweisen.
`
`Wie in Figur 3 zu sehen ist, ist der als Berstbereich
`
`ausgebildete Gehausebereich 4.1 mit einer Ausnehmung 8
`
`versehen, so dass die Gehadusewandung im Gehausebereich 4.1
`
`besonders dtinnwandig ausgebildet ist.
`
`Figur 5 zeigt in perspektivischer Darstellung eine mégliche
`
`Ausftinrungsform flir ein Gehduse 4 der Batterie 1 mit einem
`
`Rahmen 9, auf dem in einem diinnwandigen Bereich,
`
`insbesondere
`
`dem Berstbereich des Gehaduses 4 der Drucksensor 5 aufgebracht
`
`ist.
`
`Figur 6 zeigt eine weitere Ausftihrungsform flir ein Gehduse 4
`
`mit einer Ausnehmung 8 zur Erzielung eines Berstbereiches im
`
`Gehdause 4, wobei der Drucksensor 5 von auken auf die
`
`Gehausewandung der Ausnehmung 8 aufgebracht ist.
`
`

`

`WO 2009/080141
`
`PCT/EP2008/009234
`
`11
`
`Patentansprtiche
`
`1. Batterie (1) mit wenigstens einer von einem Gehduse (4)
`
`umgebenen, geschlossenen Einzelzellen (3),
`
`dadurch gekennzeichnet, dass
`
`am Gehduse (4) mindestens ein Drucksensor
`
`(4) vorgesehen
`
`ist, der eine mechanische Beanspruchung mindestens eines
`
`Gehausebereiches (4.1) misst.
`
`2. Batterie (1) nach Anspruch 1,
`
`dadurch gekennzeichnet, dass
`
`der Drucksensor
`
`(5) mit einer Auswerteeinheit
`
`(6)
`
`verbunden ist, die anhand einer aus der mechanischen
`
`Beanspruchung ermittelten elastischen Verformung des
`
`Gehadusebereiches
`
`(4.1) ein die Einzelzelle (3)
`
`reprdsentierenden Zelleninnendruck bestimmt.
`
`3. Batterie (1) nach Anspruch 2,
`
`dadurch gekennzeichnet, dass
`
`die Auswerteeinheit
`
`(6) mit einer Trenneinrichtung (7)
`
`verbunden ist, die im Fall der Ermittlung eines
`
`Aufbrechens des betreffenden Gehadusebereiches
`
`(4.1)
`
`infolge der mechanischen Beanspruchung die Batterie (1)
`
`vom Bordnetz trennt.
`
`

`

`WO 2009/080141
`
`PCT/EP2008/009234
`
`12
`
`4. Batterie (1) nach einem der Ansprtiche 1 bis 3,
`
`dadurch gekennzeichnet, dass
`
`der Drucksensor
`
`(5) auf den betreffenden
`
`Gehdusebereich (4.1) aufgebracht,
`
`insbesondere
`
`aufgeklebt, eindiffundiert oder aufgedampft ist.
`
`5. Batterie (1) nach einem der Ansprtiche 1 bis 4,
`
`dadurch gekennzeichnet, dass
`
`der Drucksensor
`
`(5)
`
`in einem derartigen
`
`Gehdusebereich (4.1) angeordnet ist, der als
`
`gehauseseitige Uberdrucksicherung dient.
`
`6. Batterie (1) nach einem der Anspriiche 1 bis 5,
`
`dadurch gekennzeichnet, dass
`
`der betreffende Gehadusebereich (4.1) mit einer
`
`Sollbruchstelle versehen ist.
`
`7. Batterie (1) nach einem der Ansprtiche 1 bis 6,
`
`dadurch gekennzeichnet, dass
`
`der betreffende Gehausebereich (4.1) eine Ausnehmung (8)
`
`aufweist und der Drucksensor
`
`(5)
`
`im Bereich der
`
`Ausnehmung (8) aufen auf den Gehdusebereich (4.1)
`
`aufgebracht ist.
`
`8. Batterie (1) nach einem der Anspriiche 1 bis 7,
`
`dadurch gekennzeichnet, dass
`
`der Drucksensor
`
`(5) ein Membransensor ist.
`
`9. Batterie (1) nach einem der Ansprtiche 1 bis 8,
`
`dadurch gekennzeichnet, dass
`
`der Drucksensor
`
`(5) ein Dehnmessstreifen oder ein
`
`Dehnwiderstand ist.
`
`

`

`WO 2009/080141
`
`PCT/EP2008/009234
`
`13
`
`10.
`
`Batterie (1) nach einem der Ansprtiche 1 bis 9,
`
`dadurch gekennzeichnet, dass
`
`der Drucksensor
`
`(5) ein Kraftsensor ist.
`
`11.
`
`Verfahren zum Betreiben einer Batterie (1) nach einem der
`
`Ansprtiche 1 bis 10 mit wenigstens einer von einem
`
`Gehause (4) umgebenen, geschlossenen Einzelzellen (3),
`
`dadurch gekennzeichnet, dass
`
`eine mechanische Beanspruchung mindestens eines
`
`Gehéusebereiches (4.1) mittels mindestens eines
`
`Drucksensors (5) gemessen wird.
`
`12.
`
`Verfahren nach Anspruch 11,
`
`dadurch gekennzeichnet, dass
`
`mittels einer Auswerteeinheit
`
`(6) anhand der gemessenen
`
`mechanischen Beanspruchung eine elastische Verformung des
`
`betreffenden Gehdusebereiches (4.1) bestimmt wird, anhand
`
`der ein die EBinzelzelle (3)
`
`reprasentierenden
`
`Zelleninnendruck erfasst wird.
`
`13.
`
`Verfahren nach Anspruch 11 oder 12,
`
`dadurch gekennzeichnet, dass
`
`im Fall der Ermittlung eines Aufbrechens des betreffenden
`
`Gehausebereiches (4.1)
`
`infolge der mechanischen
`
`Beanspruchung des Gehauses (4) die Batterie (1) vom
`
`Bordnetz getrennt wird.
`
`

`

`WO 2009/080141
`
`PCT/EP2008/009234
`
`1/2
`
`
`
`

`

`WO 2009/080141
`
`PCT/EP2008/009234
`
`2/2
`
`
`
`FIG. 4
`
`

`

`Documentation searched other than minimum documentation to the extent that such documaenisare included in the fields searched
`
`C. DOCUMENTS CONSIDERED TO BE RELEVANT
`
`
`
`Category‘|Citation of document, with indication, where appropriate, of the relevant passages . Relevant to claim No.
`
`
`
` INTERNATIONAL SEARCH REPORT
`
` international application No
`
`PCT/EP2008/009234
`
`CLASSIFICATION OF SUBJECT MATTER
`HO1M2/34
`TNV HOIM2/02
`HOLM2/12
`
`
`
` According to International Patent Classification (IPC) orto both national classification and IPC
`B. FIELDS SEARCHED
`
`
`Minimum documentation searched (classification system followed byclassification symbols)
`HO1M
`
`
`
`
`
`
`
`Electronic data base consulted during the international search (name of data base and, where practical, search terms used)
`EPO-Internal
`
`
`
`
`
`
` JP 2005 285647 A (TDK CORP)
`
`
`13 October 2005 (2005-10-13)
`
`abstract
`
`
`
`JP 2003 331822 A (MATSUSHITA ELECTRIC IND
`CO LTD) 21 November 2003 (2003-11-21)
`
`
`abstract
`
`
` JP 2000 173676 A (SANYO ELECTRIC CO)
`
`JP 2006 012761 A (TOYOTA MOTOR CORP)
`12 January 2006 (2006-01-12)
`abstract
`
`1-13
`
`23 June 2000 (2000-06-23)
`abstract
`
`"T’
`
`
` See patent family annex.
`
`
`
`
`
`
`
`
`
`
`
`
`
`
`
`
`
`
`Further documentsarelisted in the continuation of Box C.
`
`* Special categories of cited documents :
`
`*A® document defining the general state of the art which Is not
`considered to be of particular relevance
`"E” earlier documentbut published onorafter the international
`tiling date
`a document which may throw doubts onpriority claim(s}or
`whichis cited
`to establish the publication date of another
`‘4
`:
`"
`citation or other special reason (as specified)
`*O* documentreferring to an oral disclosure, use, exhibition or
`other means
`*"P* documentpublished prior to the internationalfiling date but
`later than thepriority date claimed
`
`later document published after the internationalfiling date
`or priority date and notin conflict with the application but
`cited 1o understandthe principle or theory underlying the
`invention
`*X" documentofparticular relevance; the claimed invention
`cannot be considered novel or cannot be considered to
`involve an inventive step when the documentis taken alone
`*"Y" documentof
`i
`.
`:
`‘
`particular relevance; the claimed invention
`cannot be considered to involve aninventive step when the
`document is combined with one or more other such docu-
`ments, such combination being obvious to a person skilled
`in the art.
`
`
`
`
`
`
`
`
`
`
`
`
`*&" document memberof the samepatent family
`Date of mailing of the Intemational search report
`Date of the actual completion of the international search
` 2 Februar 2009
`
` 25/02/2009
`
`Authorized officer
`Name and mailing address of the ISA/
`European PatentOffice, P.B. 5818 Patentlaan 2
`
`NL ~ 2280 HV Rijswiik
`
`
`
`Tel. (+31-70) 340-2040,
`
`
`Cappadonia, Marcella
`Fax: (431-70) 340-3016
`
`
`
`Form PCTASA/210 (sacond sheet) (April 2005)
`
`

`

`INTERNATIONAL SEARCH REPORT
`
`
`
`
`
`C(Centinuation), DOCUMENTS CONSIDERED TO BE RELEVANT
`
`(GAIA AKKUMULATORENWERKE
`DE 100 47 206 Al
`GMBH [DE]) 6 June 2002 (2002-06-06)
`paragraphs [0042],
`[0043]
`US 6 664 000 B1 (SONOBE SATOSHI [JP])
`16 December 2003 (2003-12-16)
`column 14,
`lines 26-46
`
`US 6 399 237 B1 (SOULIAC LAURENT [FR] ET
`AL) 4 June 2002 (2002-06-04)
`column 5,
`lines 17-54; claims 10-14
`
`(LEE HYUNG B [KR])
`US 2006/076926 Al
`13 April 2006 (2006-04-13)
`paragraph [0054]
`wo 2006/112639 A (L@ CHEMICAL LTD [KR])
`26 October 2006 (2006-10-26)
`page 8,
`lines 7-10
`
`X
`
`X
`
`XK
`
`X
`
`XK
`
`
`
`
`International application No
`
`
`PCT/EP2008/009234
`
`
`
`
`
`
`
`1-13
`
`1-13
`
`1-13
`
`1-13
`
`1-13
`
`
`
`
`
`Form PCT/ASA/210 (continuation of second sheet) (April 2005)
`
`

`

`Patent document
`cited in search report
`
`Publication
`date
`
`JP 2006012761
`
`A
`
`12-01-2006
`
`
`
`INTERNATIONAL SEARCH REPORT
`
`Information on patent family members
`
`
`International application No
`
`PCT/EP2008/009234
`
`
`
`
`Publication
`date
`
`Patent family
`member(s)
`
`
`
`
`
`9163401
`02-04-2002
`
`
`WO
`0225752 Al
`28-03-2002
`
`
`10194033 21-08-2003
`
`
`
`
`3638102
`13-04-2005
`JP
`2001102092 A
`13-04-2001
`
`
`21-11-2001
`465133
`
`
`
`
`
`
`1067610
`10-01-2001
`
`2796205 Al
`12-01-2001
`FR
`
`2001052759
`23-02-2001
`
`
`
`
`
`1753210 A
`29-03-2006
`JP
`2006093088 A
`06-04-2006
`
`
`
`20060028174 A 29-03-2006
`
`
`
`
`101147278 A
`19-03-2008
`
`
`JP
`2008535174 T
`28-08-2008
`KR
`20060110576 A
`25-10-2006
`2006246345 A
`
`
`02-11-2006
`
`Form PCTASA/210 (patent tamily annex) (April 2005)
`
`

`

`INTERNATIONALER RECHERCHENBERICHT
`
`
`Internationales Aktenzeichen
`
`PCT/EP2008/009234
`A. KLASSIFIZIERUNG DES ANMELDUNGSGEGENSTANDES
`
`INV. HOiM2/34 HO1M2/02 HOIM2/12
`
`
`
`
`
`Nachder Internationalen Patentklassifikation (IPC) oder nach der nationalen Klassifikation und der IPC
`B. RECHERCHIERTE GEBIETE
`
`
`
`Recherchierter Mindestpriifstoff (Klassifikationssystem und Klassifikationssymbole )
`HO1M
`
`Recherchierte, aber nicht zum Mindestpriifstoff gehérende Verdffentlichungen, soweit diese unier die recherchierten Gebiete fatlen
`
`
`
`
`
`
`Wahrendderinternationalen Recherche konsultierte elektronische Datenbank (Name der Datenbank und evtl. verwendete Suchbegriffe)
`EPO-Internal
`
` C. ALS WESENTLICH ANGESEHENE UNTERLAGEN
`
`
`
`
`Kategorie’|Bezeichnung derVerdffentlichung, soweit erforderlich unter Angabederin Betracht kommendenTeile Beir. Anspruch Nr.
`
`
`
`JP 2006 012761 A (TOYOTA MOTOR CORP)
`1-13
`12. Januar 2006 (2006-01-12)
`
`
`Zusammenfassung
`
`
`
`JP 2005 285647 A (TDK CORP)
`
`13. Oktober 2005 (2005-10-13)
`
`
`Zusammenfassung
`
`
`
`JP 2003 331822 A (MATSUSHITA ELECTRIC IND
`
`CO LTD) 21. November 2003 (2003-11-21)
`
`
`Zusammenfassung
`
`
`
`JP 2000 173676 A (SANYO ELECTRIC CO)
`
`23. Juni 2000 (2000-06-23)
`
`Zusammenfassung
`
`
`
`
`
`
`
`
`2. Februar 2009
`
`Weitere Verdffentlichungen sind der Fortsetzung von Feld C zu entnehmen|X_| Siehe Anhang Patentfamilie
`* Besondere Kategorien von angegebenen Veréffentlichungen:
`*T’ Spatere Verdffentlichung, die nach dem internationalen Anmeldedatum
`"A" Verdffentlichung, die den allgemeinen Stand der Technik definiert,
`oder dem Prioritétsdatum veréffentlicht worden ist und mit der
`abernicht als besonders beceutsam anzusehenist
`Anmeldungnicht kollidiert, sondernnur zum Verstandnis des der
`.
`i,
`.
`.
`Ertindung zugrundeliegenden Prinzips oder der thr zugrundellegenden
`"E" Alteres Dokument, das jedoch erst am oder nach dem internationaten
`Theorie angegebenist
`Anmeldedatum verdffentlicht wordenist
`"Xx" Verdffentlichung von besonderer Bedeutung; die beanspruchte Erfindung
`"L" Veréffentlichung, die geeignetist, einen Prioritatsanspruch zweifelhaft er—
`kann allein aufgrund dieser Verdéffentlichung nicht als neu oder auf
`
`
`scheinen zu lassen, oder durch die das Veréffentlichungsdatum einer
`erfinderischer Tatigkeit beruhend betrachtet werden
`anderen im Recherchenbericht genannten Verdffentlichung belegt werden “Y" Verdéffentlichung von besonderer Bedeutung; die beanspruchte Erfindung
`soll oderdie aus einem anderen besonderen Grund angegebenist(wie
`kann nicht als auf erfinderischer Tatigkeit beruhend betrachtet
`ausgefiihrt)
`;
`oo
`werden, wenn die Verdffentlichung mit elner ader mehreren anderen
`
`
`*O" Verdffentlichung,die sich auf eine mindiiche Offenbarung,
`Verdffentlichungen dieser Kategorie in Verbindung gebracht wird und
`eine Benutzung, eine Ausstellung oder andere MaBnahmenbezieht
`diese Verbindung fiir einen Fachmann naheliegendist
`
`
`"P" Verdffentlichung, die vor dem internationalen Anmeldedatum, aber nach
`*&* Verdffentiichung, dle Mitglied derselben Patenifamilie ist
`dem beanspruchten Prioritatsdatum verdéffentlicht wordenist
`
`
` Absendedatum desinternationalen Recherchenberichts
`Datum des Abschlussesderinternationalen Recherche
`
`
`25/02/2009
`
`
`Bevollmachtigter Bediensteter
`Nameund Postanschrift der Internationalen Recherchenbehdrde
`Europaisches Patentamt, P.B. 5818 Patentlaan 2
`
`NL ~ 2280 HV Rijswijk
`
`
`
`Tel. (431-70) 340-2040,
`Cappadonia, Marcella
`
`
`
`Fax: (+31-70) 340-3016
`
`Formblatt POT/ISA/210 (Blatt 2} (Apri! 2005)
`
`

`

`C. (Fortsetzung) ALS WESENTLICH ANGESEHENE UNTERLAGEN
`
` INTERNATIONALER RECHERCHENBERICHT
` Internationales Aktenzeichen
`PCT/EP2008/009234
`
`
`
` Betr. Anspruch Nr.
`
`Kategorie*|Bezeichnung der Verdéffentlichung, soweit erforderlich unter Angabederin Betracht kommendenTeile
`
`
`(GAIA AKKUMULATORENWERKE
`DE 100 47 206 Al
`GMBH [DE]) 6. Juni 2002 (2002-06-06)
`
`
`Absatze [0042],
`[0043]
`
`
`
`US 6 664 000 Bl
`(SONOBE SATOSHI [JP])
`16. Dezember 2003 (2003-12-16)
`
`
`Spalte 14, Zeilen 26-46
`
`
`
`
`
`
`
`US 6 399 237 B1 (SOULIAC LAURENT [FR] ET
`AL) 4. Juni 2002 (2002-06-04)
`Spaite 5, Zeilen 17-54; Anspriiche 10-14
`
`US 2006/076926 Al
`(LEE HYUNG B L[KR])
`13. April 2006 (2006-04-13)
`Absatz [0054]
`
`
`
`WO 2006/112639 A (LG CHEMICAL LTD [KR])
`26. Oktober 2006 (2006-10-26)
`Seite 8, Zeilen 7-10
`
`Formblatt PCT/ISA/210 (Forisetzung von Blatt 2) (April 2005)
`
`

`

`INTERNATIONALER. RECHERCHENBERICHT
`
`Angaben zu Verdffentlichungen,die zur selben Patentiamille gehéren
`
`Im Recherchenbericht
`angeftihrtes Patentdokument
`
`Datumder
`Verdffentlichung
`
` JP 2006012761
`
`
`Internationales Aktenzeichen
`
`PCT/EP2008/009234
`
`
`
`Datum der
`Veréffentlichung
`
`Mitglied(er) der
`Patentfamilie
`
`
`
`
`
`
`
`A 12-01-2006
`
`emareeee eewemeeeaNeNeeeAAAaAeR
`
`
`
`
`02-04-2002
`DE 10047206
`Al
`06-06-2002
`AU
`9163401 A
`28-03-2002
`WO
`0225752 Al
`21-08-2003
`10194033
`
`
`
`13-04-2005
`3638102 B2
`JP
`13-04-2001
`2001102092 A
`JP
`21-11-2001
`465133
`
`
`
`
`
`
`1067610 Al
`10-01-2001
`2796205 Al
`FR
`12-01-2001
`
`
`
`
`2001052759 A 23-02-2001
`
`
`1753210 A
`29-03-2006
`
`JP
`2006093088 A
`06-04-2006
`KR
`20060028174 A
`29-03-2006
`
`
`19-03-2008
`
`JP
`2008535174 T
`28-08-2008
`KR
`20060110576 A
`25-10-2006
`
`2006246345 Al 02-11-2006
`
` 101147278 A
`
`US 6664000
`
`Bi
`
`16-12-2003
`
`Formblatt PCT/1SA/210 (Anhang Patentfamilie) (April 2005)
`
`