本發(fā)明涉及一種殼體，該殼體包括一個(gè)或多個(gè)部件，其中，所述部件中的至少一個(gè)部件是電部件，其中，所述部件沒(méi)有完全填滿(mǎn)所述殼體，并且所述殼體內(nèi)部留有空腔。此外，本發(fā)明涉及一種船，該船包含這種殼體。

背景技術(shù)：

具有電驅(qū)動(dòng)裝置的船(boot)在甲板上具有電池作為能量?jī)?chǔ)存器。鋰離子電池在此是優(yōu)選的能量?jī)?chǔ)存器用于船上的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。視驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)所需的能量(energiemenge)、所需的電壓高應(yīng)用電池單體化學(xué)(zellchemie)和電池單體電容而定，將所述電池實(shí)施成單個(gè)電池單體的并聯(lián)和/或串聯(lián)結(jié)構(gòu)。

電部件(如電池)在船應(yīng)用中經(jīng)受提高的空氣濕度和噴水。灌入到電池殼體中的水與電池的電池單體電壓共同會(huì)導(dǎo)致電解(elektrolyse)，其中，生成了容易燃燒的氫氣。

因此，這種設(shè)計(jì)用于船上的電池可根據(jù)防護(hù)級(jí)ip67防水地實(shí)施。針對(duì)這種水灌入到船中或者在發(fā)生事故的情況下，不允許帶電壓的部件與水發(fā)生接觸。為了實(shí)現(xiàn)這種防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，電池設(shè)有防水的電池殼體。

然而，即使借助防水的殼體也不能一直完全地阻止水的灌入。殼體的密封性?xún)H在某個(gè)時(shí)間段且在一定的水壓力下被確保，例如在30分鐘內(nèi)1米的水深。

然而，如果電池從甲板落水或者船下沉，則電部件常常更長(zhǎng)時(shí)間且更深地處于水下。于是存在如下危險(xiǎn)：水灌入到電池殼體中，并且發(fā)生電解反應(yīng)且釋放出氫氣。于是在打撈電池或者船時(shí)產(chǎn)生由于火花或者熱的表面所引起燃燒的危險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的任務(wù)是，對(duì)保存有電部件的殼體中的氫氣的形成和聚集進(jìn)行降低。尤其應(yīng)使氫氣的形成得以最小化。

該任務(wù)通過(guò)如下殼體得以解決：該殼體保存有一個(gè)或多個(gè)部件，其中，所述部件中的至少一個(gè)部件是電部件，其中，所述部件沒(méi)有完全填滿(mǎn)所述殼體，并且所述殼體內(nèi)部留有空腔，并且該殼體的特征在于，在所述空腔中設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)填充元件，所述填充元件在接觸到水的情況下將大于一半的空腔填滿(mǎn)。

本發(fā)明致力于：給灌入到殼體中的水和在可能發(fā)生電解的情況下所產(chǎn)生的氣體提供盡可能少的位置。由此，尤其應(yīng)將氣體量保持在殼體會(huì)不受控制地爆炸的臨界量以下。

根據(jù)本發(fā)明，電部件(例如電池)安置在殼體中。必要時(shí)，殼體中還可設(shè)有另外的電部件或者非電部件。所述電部件和可能的另外的部件并未完全填滿(mǎn)殼體的內(nèi)部，從而殼體中留有一個(gè)或多個(gè)空腔。

只要未作另外說(shuō)明，則單數(shù)“空腔”在下文中也應(yīng)理解為多個(gè)空腔，這些空腔能夠相互連接或者也能夠彼此隔開(kāi)。

在發(fā)生事故的情形下，如果殼體落到水中，則空腔可能被水填充。電部件上的電連接部(例如電池的極)于是可能作為電極起作用并且可能會(huì)產(chǎn)生電解反應(yīng)(即將水分解成氫氣和氧氣)。產(chǎn)生的氣體分布在殼體的內(nèi)部，從而殼體中的壓力升高并且在最糟糕的情況下殼體會(huì)發(fā)生爆炸。

因此，根據(jù)本發(fā)明在所述一個(gè)或多個(gè)空腔中設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)填充元件，所述填充元件在接觸到水的情況下將大于50％的空腔填滿(mǎn)，也就是說(shuō)，所述一個(gè)或多個(gè)空腔的體積被填充元件占據(jù)了大于50％。在本發(fā)明的優(yōu)選變型中，填充元件在接觸到水的情況下將大于70％、大于80％或者大于90％的空腔填滿(mǎn)。

當(dāng)填充元件與水發(fā)生接觸時(shí)，則該填充元件將空腔至少填滿(mǎn)成給定的程度。然而也可以的是，該填充體的體積在“干燥”的狀態(tài)下已將空腔如上所述地填滿(mǎn)(即在水進(jìn)入到空腔中之前)。在這種實(shí)施方式下，填充體的體積基本上不受水接觸的影響。

然而，填充體也能夠如此實(shí)施，使得在接觸到水的情況下(也就是當(dāng)殼體掉入水中并且水灌入到所述一個(gè)或多個(gè)空腔中時(shí))該填充體的體積才改變。在所有情況下，只要所述一個(gè)或多個(gè)填充體已經(jīng)與水發(fā)生接觸，那么大于50％、大于70％、大于80％或者大于90％的空腔被填滿(mǎn)。由此，僅還留有相應(yīng)較小的、水和/或氣體能夠聚集的剩余空腔。以這種方式限制了對(duì)可能的電解所提供的水量，并且將產(chǎn)生的氣體量保持為令人放心的值。在殼體中僅還能夠聚集少量的氫氣，從而排除了或者至少?gòu)?qiáng)烈地降低了爆炸的危險(xiǎn)。

所述一個(gè)或多個(gè)填充元件能夠?qū)嵤┏膳菽牧匣蛘吲菽w、空心體或者以空氣或者氣體填充的物體。泡沫材料或者泡沫體尤其應(yīng)理解為如下材料：該材料具有孔式結(jié)構(gòu)和低的密度。所述泡沫材料優(yōu)選實(shí)施成閉孔式(geschlossenzellig)泡沫材料。優(yōu)選的泡沫材料或者泡沫體是聚氨酯泡沫(pu泡沫或者pur泡沫)、尤其是防水的pu泡沫或者雙組分pu泡沫。這些泡沫也能夠通過(guò)浸漬或者通過(guò)涂層以防火的方式配備。

在另一優(yōu)選的實(shí)施方式中，填充體完全或者部分地由發(fā)泡聚丙烯(epp)制成。epp由聚丙烯生成并且是一種由發(fā)泡的(主要是閉孔式)泡沫材料顆粒制成的泡沫材料。epp具有小于100kg/m³(視實(shí)施方案而定，甚至小于50kg/m³)的小密度。此外，epp僅具有小的吸水性，這有利于環(huán)保并且不具有化學(xué)的發(fā)泡劑(treibmitteln)。

替換或附加于泡沫材料，可使用空心體或者以氣體或空氣填充的物體(例如呈球體形式)。也可以的是，設(shè)置顆粒材料(例如塑料顆粒材料)作為填充元件。

優(yōu)選地，應(yīng)用如下填充體：該填充體的密度小于500kg/m³、優(yōu)選小于200kg/m³、尤其優(yōu)選小于100kg/m³、特別尤其優(yōu)選小于50kg/m³。按照這種方式使殼體連同部件的總重量?jī)H以最小的方式被提高，從而即使在水滲入的情況下也盡可能地維持所述殼體的漂浮性能。

填充體也用于改善電池的事故安全性或者碰撞安全性。在發(fā)生事故的情況下，填充體吸收運(yùn)動(dòng)能量，并且阻止或者至少緩和了能量進(jìn)入到關(guān)鍵的電池單體中。

在另一實(shí)施方式中，在填充體上固定有線(xiàn)纜或者其它部件。

在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，填充元件包括在接觸到水的情況下會(huì)膨脹的物質(zhì)。

此外有利的是，所述殼體被構(gòu)型成空腔最小。殼體的設(shè)計(jì)與放置到殼體內(nèi)部中的部件相關(guān)。因此，進(jìn)一步地最小化了對(duì)水和氣體所提供的空間。電池例如大多由方形的電池單體模塊組裝而成。與此不同的是，布線(xiàn)和必需的電子機(jī)械部件與方形相比具有強(qiáng)烈偏差。在這種范圍內(nèi)，將殼體以有利的方式相應(yīng)較小地構(gòu)造。

根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)設(shè)置填充體，最小化了對(duì)灌入的水所提供的體積。附加地，可設(shè)置如下措施：該措施防止了殼體在水灌入和氫氣形成之后發(fā)生爆炸，其方式是，生成到殼體中的開(kāi)口，該開(kāi)口允許了氫氣的溢出。

在另一實(shí)施方式中，殼體由此具有額定斷裂部位(sollbruchstelle)。如果殼體內(nèi)部中的壓力超出預(yù)給定的壓力，則殼體在額定斷裂部位上裂開(kāi)。

在另一實(shí)施方式中，殼體具有開(kāi)口，該開(kāi)口被彈簧裝載的閉鎖器械封閉。該閉鎖器械通過(guò)彈簧力封閉了殼體的開(kāi)口。如果殼體內(nèi)部中的壓力超出了通過(guò)彈簧施加到閉鎖器械上的壓力，則閉鎖器械釋放開(kāi)口。

在另一實(shí)施方式中，在殼體中設(shè)置有：氫氣傳感器、分析處理單元和致動(dòng)器。在氫氣傳感器與分析處理單元之間以及在分析處理單元與致動(dòng)器之間設(shè)有信號(hào)連接結(jié)構(gòu)，即，在氫氣傳感器與分析處理單元以及在分析處理單元與致動(dòng)器之間能夠傳輸信號(hào)。這種信號(hào)連接結(jié)構(gòu)可通過(guò)固定的接線(xiàn)方式或者通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳遞方式建立。氫氣傳感器探測(cè)到殼體中存在的氫氣。根據(jù)探測(cè)到的、殼體中的氫氣濃度來(lái)控制致動(dòng)器。于是，致動(dòng)器制造了殼體中的開(kāi)口。

致動(dòng)器可實(shí)施成：煙火技術(shù)(pyrotechnisch)元件、電磁元件、熱力學(xué)元件或者化學(xué)元件。致動(dòng)器例如通過(guò)被故意觸發(fā)的爆炸或者通過(guò)化學(xué)反應(yīng)來(lái)生成出殼體中的開(kāi)口。該開(kāi)口也可通過(guò)如下方式制造：控制如下電磁元件，該電磁元件通過(guò)電磁的交互作用來(lái)釋放或者生成開(kāi)口。

為此，作為熱力學(xué)元件(thermischeselement)例如可應(yīng)用如下構(gòu)件：

·加熱絲，該加熱絲將殼體或者殼體的一部分熔穿進(jìn)而形成了殼體中的開(kāi)口；

·設(shè)有加熱電阻的外殼(kapsel)或者套筒(patrone)，該外殼或者套筒在激活之后熔穿該殼體或者該殼體的一部分。

用于生成出殼體中的開(kāi)口的可能的化學(xué)元件是：

·一種或者多種化學(xué)物質(zhì)，該化學(xué)物質(zhì)以電子的方式被觸發(fā)，用以生成將殼體或者殼體的一部分熔穿的熱；

·如下物質(zhì)：該物質(zhì)被相應(yīng)地觸發(fā)或者激活，從而這些物質(zhì)腐蝕了殼體材料或者殼體材料的一部分。

在另一變型中，殼體的至少一部分由不防水的材料制成。概念“不防水的”在此應(yīng)表示：材料在超出預(yù)給定的規(guī)范(例如根據(jù)防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)ip67)的情況下破裂、溶解或者在其它方面失效，并且水可能會(huì)灌入到殼體中。殼體的一部分也可借助粘膠劑與其余的殼體連接，其中，該粘膠劑在超出規(guī)范(例如ip67)運(yùn)用時(shí)失去其粘合力。

根據(jù)本發(fā)明的殼體尤其用于容納電池或者蓄電池(尤其是包含有鋰離子的蓄電池)。然而，位于殼體中的電部件也可以例如是電動(dòng)機(jī)，或者可以是電動(dòng)的或電子的控制單元或調(diào)節(jié)單元。在一個(gè)或多個(gè)根據(jù)本發(fā)明的殼體中也能夠放置有另外的航海部件，即，在船上應(yīng)用的電部件或者電子部件(例如分線(xiàn)盒、發(fā)電機(jī)、馬達(dá)或者充電設(shè)備)。

本發(fā)明以有利的方式用于船或者其它水上交通工具，因?yàn)樵诖蛘咂渌辖煌üぞ叩那闆r下水侵入到殼體中的危險(xiǎn)特別大。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明以及本發(fā)明的其它細(xì)節(jié)在下文中借助示意圖示例性地說(shuō)明。附圖示出:

圖1：根據(jù)本發(fā)明的殼體的第一實(shí)施方式，和

圖2：本發(fā)明在干燥狀態(tài)下的第二實(shí)施方式，和

圖3：在接觸到水的情況下的第二實(shí)施方式。

具體實(shí)施方式

圖1中示出殼體1，該殼體1用于容納在船的甲板上的電池2和另外的電部件或者電子部件3、4、5。殼體1實(shí)施成方形。所述電池2和所述另外的部件3、4、5沒(méi)有完全填滿(mǎn)所述殼體1的內(nèi)腔。在各個(gè)部件之間以及在殼體壁與部件3、4、5之間或在殼體壁與電池2之間部分地留有空腔。該空腔被小的填充體6填滿(mǎn)。作為填充體6例如使用泡沫材料或者聚苯乙烯小球(styroporkügelchen)。

圖2中示出本發(fā)明的另一實(shí)施方式。在所有附圖中，相同的元件用相同的附圖標(biāo)記標(biāo)示。

在根據(jù)圖2的實(shí)施方式中，在部件3、4、5(或電池2)之間或與殼體壁之間引入有填充體7a、7b、7c、7d、7e、7f，這些填充體在干燥狀態(tài)下不完全地填滿(mǎn)空腔。填充體7a、7b、7c、7d、7e、7f完全或者部分地由泡沫材料制成，所述泡沫材料在接觸到水的情況下膨脹并且體積變大。

圖3中示出在殼體內(nèi)部灌入水并且填充體7a、7b、7c、7d、7e、7f變濕之后的同一殼體。填充體7a、7b、7c、7d、7e、7f膨脹并且其體積如此程度地變大，使得幾乎殼體1中的所有空腔被填滿(mǎn)。

如果例如殼體1連同電池2和部件3、4、5落入水中，則填充體7a、7b、7c、7d、7e、7f膨脹，并且殼體1的內(nèi)部幾乎完全被填滿(mǎn)。沒(méi)有給灌入到殼體1中的水留有位置，或?qū)⒁烟幱跉んw1中的水從殼體1擠出。

填充體7a、7b、7c、7d、7e、7f具有小于100kg/m³的較小密度。由此，殼體1連同電池2、部件3、4、5和填充體7a、7b、7c、7d、7e、7f的總比重(spezifischegesamtgewicht)小于水，從而殼體1漂浮。因此，根據(jù)本發(fā)明的殼體1以特別的優(yōu)點(diǎn)被應(yīng)用于船中。