CN106972217B - 蓄电池系统和熄灭或阻止蓄电池模块起火的方法 - Google Patents

蓄电池系统和熄灭或阻止蓄电池模块起火的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种蓄电池系统，该蓄电池系统包括至少一个蓄电池模块和冷却剂循环系统，其中，冷却剂循环系统具有至少一个冷却剂容器和至少一个冷却剂管路，该冷却剂管路被引导部分地穿过蓄电池模块，其中，冷却剂管路这样构造，使得冷却剂管路在蓄电池模块中具有至少一个紧急情况开口，该紧急情况开口被操作元件封闭，其中，操作元件构造成压力敏感的操作元件，该操作元件在压力大于阈值Pgrenz的情况下打开并且释放紧急情况开口，其中，冷却剂容器具有用于灭火剂软管的接头，或具有用于固定用于灭火剂软管的接头的接口。本发明还涉及一种用于熄灭或阻止蓄电池模块起火的方法。

Description

蓄电池系统和熄灭或阻止蓄电池模块起火的方法
技术领域
本发明涉及一种蓄电池系统和一种用于在蓄电池系统中熄灭或阻止蓄电池模块起火的方法。
背景技术
文献DE 10 2008 059 968 A1或DE 10 2008 059 942 A1中公开了一种蓄电池系统，该蓄电池系统包括至少一个蓄电池模块和冷却剂循环系统。冷却剂循环系统具有冷却剂容器和至少一个冷却剂管路，该冷却剂管路被引导部分地穿过蓄电池模块。冷却剂管路这样构造，使得该冷却剂管路在蓄电池模块中具有至少一个紧急情况开口，该紧急情况开口由操作元件封闭。在此，操作元件例如构造成双金属件和/或熔化体和/或破裂片和/或薄部位。在此，紧急情况开口在使用情况下根据温度通过热膨胀不同的双金属件来释放，或者熔化体以释放紧急情况开口的方式被熔化，或者破裂片或薄部位可通过流体地被冲裂。在此，在冷却剂循环系统中存在的冷却剂被用作灭火剂。
文献FR 3 019 688 A1中公开了一种具有多个蓄电池单元的蓄电池组，其中，冷却剂在这些蓄电池单元之间循环。在此，冷却剂通过柔韧的膜片材料(优选硅)与蓄电池单元电分离，其中，膜片通过在冷却剂中的相应压力紧贴蓄电池单元，以便实现尽可能优化的热量传导。
文献US 8,846,227 B2中公开了一种具有多个蓄电池单元的电池组，其中，冷却元件布置在这些蓄电池单元之间，这些冷却元件也可以用于加热蓄电池单元。在此还设置，纤维毛毡布置在蓄电池单元和冷却元件/加热元件之间，以便阻挡起火。
文献EP 2 216 843 A1及EP 2 216 849 A1中公开了一种具有壳体和多个蓄电池单元的蓄电池组。在此，设置具有被压缩的气体，例如氩气、氮气或二氧化碳的气源。在此，气源通过可控的阀与壳体连接。为了阻止火焰或爆炸，气体可以导入壳体中，其中，通过解除压缩同时开始冷却。阀的激活信号可以例如是碰撞信号。
文献FR 2 957 857 A1中公开了一种在壳体中具有多个蓄电池单元的蓄电池组，其中，止回阀设置成用于让废气经过旁路管路流入蓄电池壳体中，以便冷却蓄电池组。在此，设置阻止废气从壳体中流出的截止阀。在此，监控壳体中的压力和温度，必要时打开截止阀。
发明内容
本发明基于这样的技术问题：实现一种蓄电池系统，以及提供一种用于在蓄电池系统中熄灭或阻止蓄电池模块起火的方法，借助它们可以更早地和/或更全面地熄灭起火。
根据本发明提出一种蓄电池系统，该蓄电池系统包括至少一个蓄电池模块和冷却剂循环系统，其中，冷却剂循环系统具有至少一个冷却剂容器和至少一个冷却剂管路。冷却剂管路被引导至少部分地穿过蓄电池模块，其中，该冷却剂管路这样构造，使得它在蓄电池模块中具有至少一个紧急情况开口，该紧急情况开口被操作元件封闭。在此，操作元件构造成压力敏感的操作元件，该操作元件在压力大于一阈值时打开并且释放紧急情况开口，其中，冷却剂容器具有用于灭火剂软管的接头或用于固定用于灭火剂软管的接头的接口。由此，消防队能够在蓄电池系统起火的情况下或为了阻止起火而预防性地将灭火剂软管连接到接头上，其中，通过在冷却剂循环系统中建立的压力可以与温度无关地触发操作元件，使得冷却剂也可以作为灭火剂流入到蓄电池模块中。因此也可以用足够的灭火剂熄灭难以接近的蓄电池模块，或者执行起火预防措施。在此，接头可以这样构造，使得该接头通过连接灭火剂软管而打开，或者通过施加的灭火剂压力而打开。用于打开接头的其它可能方案也是可能的。在此，接口可以是用于冷却剂容器的盖子的螺纹，接头被拧到该盖子上。在此，冷却剂容器优选空间上远离蓄电池模块来布置，使得消防队员不被可能已经开始的烟雾阻碍。因此，冷却剂容器布置在例如发动机室中，并且蓄电池模块布置在车辆的乘客舱下面。蓄电池模块优选是具有大于60V电压的高压蓄电池模块。
然而，本发明不限于此并且也可以用于其他蓄电池，如车载电网蓄电池或起动机蓄电池，尤其在具有锂离子技术的蓄电池中使用。在此应进一步注意的是，当蓄电池系统具有多个蓄电池模块时，至少在一个蓄电池模块中布置至少一个紧急情况开口，但是其中，紧急情况开口也可以设置在多个或所有蓄电池模块中。
在一个实施方式中，操作元件构造成压力阀或破裂片。在此，压力阀的优点是：紧急情况开口的打开是可逆的，而构造成破裂片或断裂部位(例如薄部位)一般在构造上是更紧凑和更简单的。
在另一实施方式中设置有另一操作元件，其中，该另一操作元件连接在所述压力敏感的操作元件之前并且将冷却剂管路中存在的冷却剂与压力敏感的操作元件分离。该另一操作元件可以例如是可电控制的阀或温度敏感的操作元件。其功能是，尤其阻止在以冷却剂充注的过程中无意地已经产生导致触发压力敏感的操作元件的压力。在该充注过程期间，该另一操作元件会保护压力敏感的操作元件。
在另一实施方式中，与压力敏感的操作元件并联地连接另一温度敏感的操作元件。由此，如在现有技术中公开的那样确保了，从例如由于起火而产生的温度的一阈值起，起火被冷却剂熄灭。
在另一实施方式中，用于触发前置的操作元件的温度阈值小于用于触发并联的操作元件的阈值。因此可以确保，在例如40度至50度的较低温度的情况下前置的操作元件已经被打开，使得压力敏感的操作元件可以通过冷却管路中的压力被打开。
如已经在现有技术中已知的那样，冷却剂是一种适用于熄灭起火或减低起火危险的材料(尤其参见文献DE 10 2008 059 942 A1的实施方式)。
在另一实施方式中，蓄电池模块的蓄电池由至少两个子模块组合，这些子模块分别具有各自的壳体，冷却剂管路被引导穿过该壳体，其中，冷却剂管路在子模块的壳体内具有至少一个紧急情况开口。这允许选择式地熄灭一个子模块而不在其它未涉及的子模块上产生反作用。在此，紧急情况开口能够仅处于子模块的壳体中。但也可能的是，紧急情况开口附加处于蓄电池模块中，以便因此必要时熄灭整个蓄电池模块。
在根据本方法的构型方面可以涉及上述的实施方式的全部内容。
附图说明
下面根据优选实施例进一步阐述本发明。图示示出：
图1蓄电池系统的示意性图示和
图2蓄电池模块的示意性图示
具体实施方式
在图1中示出的蓄电池系统1包括蓄电池模块2和冷却剂循环系统3，其中，冷却剂循环系统3具有冷却剂容器4和冷却剂管路5。冷却剂循环系统3的其它可能元件，例如泵、阀和热交换器，由于概述原因未示出。蓄电池模块2具有壳体6、冷却板7和例如由多个蓄电池单元形成的蓄电池8。在此，蓄电池8布置在冷却板7上，该冷却板之后将在蓄电池8中产生的热量导走。冷却剂管路5在此密封地被引入和引出壳体6并且穿过冷却板7。在此，在冷却剂循环系统3中存在冷却剂15。冷却剂管路5在壳体6内构造有具有第一压力敏感的操作元件9，另一温度敏感的操作元件10连接在该第一压力敏感的操作元件之前，该另一温度敏感的操作元件在关闭状态下将第一操作元件9与冷却剂15分离。与第一操作元件并联地布置有另一温度敏感的操作元件11。第一操作元件9和并联的操作元件11分别封闭一个紧急情况开口。在冷却剂容器4上布置有用于灭火剂软管13的接头12，通过该接头可以将冷却剂14泵入到冷却剂循环系统3中。在此，第一操作元件9在阈值Pgrenz时打开，前置的操作元件10在阈值Tgrenz1时打开，并且并联的操作元件11在阈值Tgrenz2时打开。
现在如果冷却剂循环系统3第一次或在维护后以冷却剂15充注，那么冷却剂温度和环境温度通常都处于阈值T1以下。因此，操作元件10保护压力敏感的操作元件9，并且该压力敏感的操作元件不能触发，即使以冷却剂15充注的充注压力大于阈值Pgrenz。
在起火的情况下会引起强的热量产生。这会引起，当温度大于阈值Tgrenz2，其中，Tgrenz2>Tgrenz1时，前置的操作元件10和并联的操作元件11都打开。在该情况下，冷却剂15通过之前已被操作元件11封闭的紧急情况开口流入壳体6中并且熄灭起火。只要冷却剂15的压力不超过阈值Pgrenz，那么操作元件9在此一直保持关闭。
在强的热量产生已经开始，但还未引起起火或该起火还非常小的情况中，Tgrenz2>T>Tgrenz1。如果之后消防队接上灭火剂软管13并且将灭火剂14泵入到冷却剂循环系统3中，那么压力上升超过Pgrenz，并且操作元件9打开。因此，冷却剂15和灭火剂14可以流入壳体6中并且阻止或熄灭起火。
在图2中以变型实施方式示出蓄电池模块2，其中，相同的元件设置相同的参考标记。在此，蓄电池8由至少两个子模块16形成，这些子模块分别具有各自的壳体17或适合的封装。子模块16在此通过连接装置18相互接通。该连接可以引起子模块16的串联和/或并联。冷却剂管路5之后穿过子模块16的两个壳体17被引导到蓄电池模块2中，其中，操作元件9-11处于壳体17内部。因此，单个子模块16可以选择式地被熄灭或预防性地阻止起火。在该实施方式中，必要时可以取消壳体6。

Claims (8)

1.蓄电池系统(1)，包括至少一个蓄电池模块(2)和冷却剂循环系统(3)，其中，所述冷却剂循环系统(3)具有至少一个冷却剂容器(4)和至少一个冷却剂管路(5)，该冷却剂管路被引导部分地穿过所述蓄电池模块(2)，其中，所述冷却剂管路(5)构造成使得所述冷却剂管路在所述蓄电池模块(2)中具有至少一个紧急情况开口，该紧急情况开口被第一操作元件封闭，其特征为：
所述第一操作元件构造成压力敏感的操作元件(9)，该第一操作元件在其处的冷却剂管路中的压力大于阈值Pgrenz的情况下打开并且释放所述紧急情况开口，其中，所述冷却剂容器(4)具有用于灭火剂软管(13)的接头(12)或具有用于固定用于灭火剂软管(13)的接头(12)的接口。
2.根据权利要求1所述的蓄电池系统(1)，其特征为：所述第一操作元件构造成压力阀或破裂片或薄部位。
3.根据权利要求1所述的蓄电池系统(1)，其特征为：设置第二操作元件，其中，所述第二操作元件连接在所述第一操作元件之前并且将所述冷却剂管路(5)中存在的冷却剂(15)与所述第一操作元件分离。
4.根据权利要求3所述的蓄电池系统(1)，其特征为：所述第二操作元件构造成温度敏感的操作元件(10)。
5.根据上述权利要求中任一项所述的蓄电池系统(1)，其特征为：第三操作元件与所述第一操作元件并联，其中，所述第三操作元件是温度敏感的。
6.根据权利要求5所述的蓄电池系统(1)，其特征为：用于触发第二操作元件的温度阈值Tgrenz1小于第三操作元件的阈值Tgrenz2。
7.根据权利要求1-4、6中任一项所述的蓄电池系统(1)，其特征为：蓄电池模块(2)的蓄电池(8)由至少两个子模块(16)组合而成，这些子模块分别具有各自的壳体(17)，所述冷却剂管路(5)被引导穿过该壳体，其中，所述冷却剂管路(5)在所述子模块(16)的所述壳体(17)内部具有至少一个紧急情况开口。
8.用于在蓄电池系统(1)中熄灭或阻止蓄电池模块(2)的起火的方法，该蓄电池系统具有冷却剂循环系统(3)，其中，所述冷却剂循环系统(3)具有至少一个冷却剂容器(4)和至少一个冷却剂管路(5)，该冷却剂管路被引导部分地穿过所述蓄电池模块(2)，并且该冷却剂管路具有至少一个紧急情况开口，该紧急情况开口被压力敏感的操作元件(9)封闭，其中，灭火剂软管(13)被连接到所述冷却剂循环系统(3)上，通过该灭火剂软管，冷却剂(14)以大于所述操作元件(9)的阈值Pgrenz的压力被泵送，使得所述压力敏感的操作元件(9)打开并且所述冷却剂(14)到达所述蓄电池模块(2)中。
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