CN107039688A - 用于提高在使用电池系统时的安全性的安全装置 - Google Patents
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Abstract
本发明基于用于在使用电池系统(BS)、尤其锂离子电池系统时提高安全性的安全装置(SV),其中,所述电池系统(BS)包含多个电串联的电池装置(BV),其中,所述安全装置(BV)合适用于至少一个电池装置(BV)的电的跨接,其中,所述安全装置(SV)具有接触元件(KE),该接触元件能够占据第一位置(P1)和第二位置(P2),其中,当所述接触元件(KE)位于第一位置(P1)中时,所述至少一个电池装置(BV)电串联,并且当所述接触元件(KE)位于第二位置(P2)中时,所述至少一个电池装置(BV)被电跨接,其中,安全装置(SV)具有回调装置(RV),以便将接触元件(KE)依赖于所述至少一个电池装置(BV)的状态参量从第二位置(P2)运动到第一位置(P1)中。
Description
技术领域
按照本发明,本发明关于用于提高在使用电池系统时的安全性的安全装置以及电池系统以及电池系统的用途。
背景技术
从现有技术中已知用于提高在使用电池系统时的安全性的安全装置。从而,例如DE 10 2007 017 018 Al示出了带有多个单池的电池,其中,在在电池之一中建立的过压的情况中,为了单池的电的跨接,公开了一种电池跨接设备。所述电池跨接设备包括能够移动的可控的电的接触元件,该接触元件能够从第一开关状态接通到第二开关状态中。
此外,DE 10 2012 222 836 Al公开了用于气密的蓄电池的壳,其中,在一个实施方式的框架中,根据本发明的壳具有比例阀,该比例阀在在壳的内部中的压力的增大时会能够透气,从而经过阀体的气体能够通过在壳的壁部中的口部而漏出。在在壳的内部中的压力降的情况中,所述阀体能够再次往回地到达其原本的位置中。
此外,在US 2014/0127540 Al中公开了一种电池模块,其中,所述电池模块包含多个电池组,其中,所述电池组联结在电的排列中。对于在电池组内的内部压力升高的情况,电池组的电的串联连接(Serienverbindung)能够分离。在此,有缺陷的电池组能够电地借助电流旁路被跨接。
发明内容
本发明基于用于在使用电池系统、尤其锂离子电池系统时提高安全性的安全装置,其中,所述电池系统包含多个电地串联的电池装置。所述安全装置合适用于至少一个电池装置的电的跨接。在此,所述安全装置具有接触元件,其中,所述接触元件能够占据第一位置和第二位置,其中,当所述接触元件位于第一位置中时,所述至少一个电池装置电地串联,并且当所述接触元件位于第二位置中时,所述至少一个电池装置被电地跨接。
本发明的核心在于:安全装置具有回调装置,以便将接触元件依赖于所述至少一个电池装置的状态参量从第二位置移动至第一位置。
通过根据本发明的情况,即安全装置具有回调装置以便将接触元件依赖于所述至少一个电池装置的状态参量从第二位置运动到第一位置,则有缺陷的电池装置在其不再位于有缺陷的状态中后再次被电地串联。由此能够重新使用所述电池装置。一方面,实现了剩余的还无损的电池装置的继续的使用,只要有缺陷的电池装置不能够被采用。但是另一方面,如果先前有缺陷的电池装置再次能够被采用,则避免了剩余的电池装置的过载,因为再次能够采用的电池装置再次是所述电的串联部的组成部分。避免剩余的电池装置的过载总体上确保了电池装置和电池系统的工作能力。避免了由于仅一个电池装置的失效的整个电池系统的失效,使得其它的电池装置不会在较长的时间上电地过载。此外,避免了这样的情况:由所述电的串联部形成的电池装置被持久地关断,虽然该电池装置在原则上能够被采用。此外,一方面通过以下方式避免了所述单个的电池装置和其它的电池装置的经加速的老化,即物质不会从有缺陷的电池装置中移出,并且另一方面通过以下方式避免,即不会导致存留的还处于电的串联中的电池装置的持久的电的过载。
电池系统优选地指的是能够重复充电的、电化学的能量储存器。所述电池系统除了所述至少一个电池装置外必要时包含用于控制所述电池装置的装置,以及优选地接触装置。所述接触装置尤其合适用于将电能从电池系统向着耗件传输。接触装置能够指的是所谓的端子。同样地,所述电池装置具有用于电的接触、尤其用于彼此间电的接触的端子。耗件能够尤其指的是一种机动车。至少一个电池装置能够例如是有缺陷的,当其导致压力升高时,该压力支配在所述至少一个电池装置内。随着对于位于有缺陷的电池装置的周围中的生物或对象的危险的升高,产生了有缺陷的电池装置。
根据本发明,还有电池系统、尤其锂离子电池系统,其中,所述电池系统包含多个电地串联的电池装置和至少一个用于在使用电池系统时提高安全性的安全装置。在此,所述安全装置适用于电地跨接至少一个电池装置,其中,所述安全装置具有接触元件,该接触元件能够占据第一位置和第二位置,其中,当所述接触元件位于第一位置中时,所述至少一个电池装置电地串联,并且当所述接触元件位于第二位置中时,所述至少一个电池装置被电地跨接。在此,安全装置具有回调装置,以便将接触元件依赖于所述至少一个电池装置的状态参量从第二位置移动至第一位置。本发明的背景再者是在与电池系统或电池装置打交道中的安全性的提高。
根据本发明,还有电池系统,其中,该电池系统具有根据本发明的安全装置。
根据本发明,还有电池系统在车辆中、尤其在机动车中的用途,该电池系统具有根据本发明的安全装置。
本发明的另外的有利的实施方式是优选实施例和其它实施例的内容。
按照本发明的一个有利的构造方式,状态参量指的是支配在所述至少一个电池装置内的压力。例如,所述接触元件能够从第一位置移动至第二位置中,当压力8%至12%到并且尤其10%地位于惯常地支配在电池装置内的压力之上时。
按照本发明的接下来的有利的构造方式,安全装置具有容纳装置,其中,所述容纳装置适用于容纳来自所述至少一个电池装置的物质。尤其,多孔的材料适用于容纳来自所述至少一个电池装置的物质。优选地,这样的多孔的材料是合适的,该材料适合用于持久地存入物质或用于物质的化学的转换。尤其,催化剂适用于物质的化学的转换。
通过根据本发明的情况,即安全装置具有容纳装置,其中,所述容纳装置适用于容纳来自所述至少一个电池装置的物质,这些物质能够以安全的和可靠的方式被储存。通过这些物质的安全的和可靠的存储,避免了其它的电池装置或整个电池系统的本身的损伤。
按照本发明的接下来的有利的构造方式,容纳装置具有膜片,该膜片适用于在压力作用下延展。
按照本发明的接下来的优选的构造方式,在超过压力值时,所述膜片裂开。所述膜片例如在对应于其中电池装置会裂开的压力值的70%至90%并且尤其该压力值的80%的压力值中裂开。
通过根据本发明的情况,即在超过压力值时所述膜片裂开,避免这样的状态,在该状态中,会导致所述至少一个有缺陷的电池装置的完全的破坏。由此,能够总体上确保剩余的电池装置的应用和由此电池系统的应用。此外,导致在所述至少一个电池装置内的压力形成的物质能够通过膜片被裂开而受控制地导出。此物质的受控制的导出又导致在使用电池系统时的安全性的提高。
按照本发明的接下来的优选的构造方式,安全装置适用于将物质从所述至少一个电池装置中向外导出。在此,如果接触元件位于第一位置中,则物质不从所述至少一个电池装置中导出。如果接触元件位于第二位置中,则物质从所述至少一个电池装置中导出。
通过根据本发明的情况,即安全装置适用于将物质从所述至少一个电池装置中向外导出,其中,如果接触元件位于第一位置中,则所述物质不从所述至少一个电池装置中向外导出,并且如果接触元件位于第二位置中,则物质从所述至少一个电池装置中导出,确保了所述物质的受控制的导出。所述物质的受控制的导出导致了在与电池系统的打交道时的安全性的提高。
按照本发明的接下来的优选的构造方式,回调装置指的是弹簧,尤其是拉簧或压簧。优选地,所述回调装置由这样的材料构造,该材料相对于在电池系统中能够出现的这样的物质在化学方面是惰性的且是耐受的。所述回调装置尤其布置在所述膜片和端子之间或布置在中空地实施的端子内。
按照本发明的接下来的优选的构造方式,所述安全装置集成到所述至少一个电池装置的至少一个端子中,其中,所述至少一个端子适用于制造电的接触。
通过根据本发明的情况,即安全装置集成到所述至少一个电池装置的至少一个端子中,节省了在电池装置内的空间。
附图说明
下文借助实施例来阐释本发明,从所述实施例中能够得到另外的独创性的特征,但是本发明在其范围中不限于所述特征。在附图中展示了所述实施例。
附图中:
图1是按第一实施方式的根据本发明的安全装置的示意性展示;
图2是按第二实施方式的根据本发明的安全装置的示意性展示;
图3是按第三实施方式的根据本发明的安全装置的示意性展示。
具体实施方式
在图1中示意展示了按照第一实施方式的用于在使用电池系统时提高安全性的根据本发明的安全装置。安全装置用SV来指代。所述电池系统用BS来指代。所述电池系统BS包含多个电地串联的电池装置BV。使用T来指代端子,其中,端子T适用于一个电池装置BV与其它的电池装置BV的电的接触。使用GE指代气密的电极导引部,该电极导引部布置在电池装置BV的壳G处并且该电极导引部阻碍:物质、尤其气体会在部位(在该部位处,所述端子T伸出通过所述壳G)处移出。
电池装置BV具有正电极EP、负电极EN和电解质EL,它们所有地布置在电池装置BV的壳G内。
安全装置SV具有接触元件。所述接触元件用KE来指代。所述接触元件KE能够导电。所述接触元件KE能够占据第一位置P1和第二位置P2。所述至少一个电池装置BV与其它的电池装置BV电串联,当接触元件KE位于第一位置P1中时。所述至少一个电池装置BV被电地跨接,当接触元件KE位于第二位置P2中时。对于将接触元件KE从第一位置P1向着第二位置P2运动的原因是:接触元件KE通过支配在所述至少一个电池装置BV内的压力进行的机械的运动。在所述至少一个电池装置BV内的此压力通过物质、尤其气体产生,该物质出现在所述至少一个电池装置BV内。通过所述压力,将接触元件KE沿着方向R运动,从而所述接触元件从第一位置P1运动到第二位置P2中。所述压力作用至调节元件VE,从而所述调节元件VE沿着方向R运动。调节元件VE尤其指的是销钉,该销钉优选地由不能够导电的材料构造。不能够导电的材料能够尤其指的是玻璃纤维强化的塑料或高交联的塑料。通过将调节元件VE沿着方向R运动,分离了在所述至少一个电池装置(在该电池装置中,导致了在内部中的过压的产生)至其它的电池装置BV之间的电接触。所述调节元件VE布置在膜片M上,该膜片在压力的作用下沿着方向R隆起。通过膜片M沿着方向R的隆起,建立了容纳装置AV,该容纳装置适用于尤其临时地容纳所述物质。
如果接触元件KE位于第二位置P2中,则建立了在线路L的第一区段L1和线路L的第二区段L2之间的电的接触。通过建立在第一区段L1和第二区段L2之间的电的接触部,所述至少一个电池装置BV(在该电池装置中,接触元件KE从第一位置P1已经运动到第二位置P2中)被电地跨接。在此,如此地构造所述调节元件VE,使得它能够将压力施加至第一区段L1。在第一区段L1和端子T1之间的电接触在这样的情况中(在该情况中,接触元件KE位于第一位置P1中)经过接触元件KT来制造。所述接触元件KT布置在端子T处。如果接触元件KE位于第二位置P2中,则经过所述接触元件KL建立了在第二区段L2和接触元件KE之间的电接触。接触元件KL布置在第二区段L2处。
利用RV来指代回调装置,其中,所述回调装置RV将接触元件KE依赖于所述至少一个电池装置BV的状态参量从第二位置P2运动到第一位置P1中。所述状态参量能够尤其指的是支配在电池装置内的压力和/或温度。回调装置RV能够尤其指的是弹簧。
使用BS指代的电池系统能够使用在车辆中,尤其机动车中。
在图2中示意展示了按照第二实施方式的用于在使用电池系统BS时提高安全性的根据本发明的安全装置SV。在图2中展示了这样的情况,在该情况中,在电池装置BVY中,安全装置SVY依赖于在电池装置BVY内的压力造成了电池装置BVY的跨接。其它的电池装置BV始终电地串联,其中,电池装置BVX经过所述电池装置BVY的端子TY与电池装置BVZ电连接。电池装置BVY在该情况中电地跨接。
在图3中示意展示了按照第三实施方式的用于在使用电池系统BS时提高安全性的根据本发明的安全装置SV。不同于在图1中示意展示的实施方式,在端子T1处额外地布置有气体导出部GA。通过能够构造为管的气体导出部GA,物质能够从电池装置BV中沿着方向RA导出。来自电池装置BV的物质能够指的是气体。气体导出部GA也适用于导出液体。所述调节元件VE伸穿过所述气体导出部GA并且能够正如在图1中那样沿着方向R并且逆着方向R进行运动。
所述气体导出部GA具有两个口部O1和O2。口部O2如此地构造,使得调节元件VE能够往复地移动通过所述口部O2,而所述物质不能够通过口部O2而移出。口部O1按照这种实施方式例如漏斗形地构造。所述调节元件VE例如具有锥状的增厚S。如果增厚S位于口部O1中,则没有物质能够从电池装置BV到达到气体导出部GA的内部;在该时刻,接触元件KE位于位置P1中。如果调节元件VE沿着方向R运动,则物质能够从电池装置BV到达到气体导出部GA的内部并且随着该调节元件沿着方向RA导出,同时,电池装置BV(在该电池装置中,在内部导致过压的产生)被电地跨接。
膜片M能够尤其对于物质而言能够被穿过地、尤其半渗透地构造,该物质在所述电池装置BV中导致过压的产生。
Claims (11)
1.用于在使用电池系统(BS)、尤其锂离子电池系统时提高安全性的安全装置(SV),其中,所述电池系统(BS)包含多个电串联的电池装置(BV),其中,所述安全装置(BV)合适用于至少一个电池装置(BV)的电的跨接,其中,所述安全装置(SV)具有接触元件(KE),该接触元件能够占据第一位置(P1)和第二位置(P2),其中,当所述接触元件(KE)位于第一位置(P1)中时,所述至少一个电池装置(BV)电串联,并且当所述接触元件(KE)位于第二位置(P2)中时,所述至少一个电池装置(BV)被电地跨接,其特征在于,安全装置(SV)具有回调装置(RV),以便将接触元件(KE)依赖于所述至少一个电池装置(BV)的状态参量从第二位置(P2)运动到第一位置(P1)中。
2.按照权利要求1所述的安全装置(SV),其特征在于,所述状态参量指的是在所述至少一个电池装置(BV)内的压力。
3.按前述权利要求中任一项所述的安全装置(SV),其特征在于,安全装置(SV)具有容纳装置(AV),其中,所述容纳装置(AV)适用于容纳来自所述至少一个电池装置(BV)的物质。
4.按照权利要求3所述的安全装置(SV),其特征在于,容纳装置(AV)具有膜片(M),该膜片适用于在压力作用下延展。
5.按照权利要求4所述的安全装置(SV),其特征在于,在超过一压力值时,所述膜片(M)裂开。
6.按前述权利要求中任一项所述的安全装置(SV),其特征在于,安全装置(SV)适用于将物质从所述至少一个电池装置(BV)中向外导出,其中,如果接触元件(KE)位于第一位置(P1)中,则所述物质不从所述至少一个电池装置(BV)中向外导出,并且如果接触元件(KE)位于第二位置(P2)中,则物质从所述至少一个电池装置(BV)中导出。
7.按前述权利要求中任一项所述的安全装置(SV),其特征在于,回调装置(RV)指的是弹簧。
8.按前述权利要求中任一项所述的安全装置(SV),其特征在于,所述安全装置(SV)集成到所述至少一个电池装置(BV)的至少一个端子(T)中,其中,所述至少一个端子(T)适用于制造电的接触。
9.电池系统(BS)、尤其锂离子电池系统,所述电池系统包含多个电串联的电池装置(BV)和至少一个用于在使用电池系统(BS)时提高安全性的安全装置(BV),其中,所述安全装置(BV)合适用于至少一个电池装置(BV)的电的跨接,其中,所述安全装置(SV)具有接触元件(KE),该接触元件能够占据第一位置(P1)和第二位置(P2),其中,当所述接触元件(KE)位于第一位置(P1)中时,所述至少一个电池装置(BV)电串联,并且当所述接触元件(KE)位于第二位置(P2)中时,所述至少一个电池装置(BV)被电跨接,其特征在于,安全装置(SV)具有回调装置(RV),以便将接触元件(KE)依赖于所述至少一个电池装置的状态参量从第二位置(P2)运动到第一位置(P1)中。
10.按照权利要求9所述的电池系统(BS),其具有按照权利要求1至8中任一项所述的安全装置(SV)。
11.按照权利要求9或10所述的电池系统(BS)在车辆中、尤其在机动车中的用途。
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