DE102005041746A1 - Elektrochemische Energiespeicherzelle - Google Patents

Elektrochemische Energiespeicherzelle Download PDF

Info

Publication number
DE102005041746A1
DE102005041746A1 DE200510041746 DE102005041746A DE102005041746A1 DE 102005041746 A1 DE102005041746 A1 DE 102005041746A1 DE 200510041746 DE200510041746 DE 200510041746 DE 102005041746 A DE102005041746 A DE 102005041746A DE 102005041746 A1 DE102005041746 A1 DE 102005041746A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
energy storage
core tube
storage cell
cell
electrochemical energy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE200510041746
Other languages
English (en)
Inventor
Joachim Fröschl
Marcel Fenkart
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Priority to DE200510041746 priority Critical patent/DE102005041746A1/de
Priority to US11/514,944 priority patent/US8029925B2/en
Publication of DE102005041746A1 publication Critical patent/DE102005041746A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G2/00—Details of capacitors not covered by a single one of groups H01G4/00-H01G11/00
    • H01G2/08—Cooling arrangements; Heating arrangements; Ventilating arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/10—Multiple hybrid or EDL capacitors, e.g. arrays or modules
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/78—Cases; Housings; Encapsulations; Mountings
    • H01G11/82—Fixing or assembling a capacitive element in a housing, e.g. mounting electrodes, current collectors or terminals in containers or encapsulations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G2/00—Details of capacitors not covered by a single one of groups H01G4/00-H01G11/00
    • H01G2/10—Housing; Encapsulation
    • H01G2/106—Fixing the capacitor in a housing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004—Details
    • H01G9/08—Housing; Encapsulation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/486—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for measuring temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/64—Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H01M10/643—Cylindrical cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/317—Re-sealable arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/654—Means for temperature control structurally associated with the cells located inside the innermost case of the cells, e.g. mandrels, electrodes or electrolytes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13—Energy storage using capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrochemische Energiespeicherzelle, insbesondere einen Akkumulator oder einen Doppelschichtkondensator, bei der durch die Energiespeicherzelle hindurch ein an seinen beiden Enden offenes Kernrohr (2a) zugeführt wird. Innerhalb des Kernrohrs (2a) können Leiter (8) angeordnet sein und aus der Energiespeicherzelle austretende gasförmige Zersetzungsprodukte können über das Kernrohr (2a) abgeführt werden. Weiter kann durch das Kernrohr (2a) eine Kühlung der Energiespeicherzelle (1) erfolgen.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrochemische Energiespeicherzelle, insbesondere eines Energiespeichers in einem Kraftfahrzeug-Bordnetz.
  • Im Automobilbereich kommen immer mehr aus Einzelzellen aufgebaute elektrochemische Energiespeicher, vorzugsweise aus Doppelschichtkondensatoren aufgebaute Energiespeicher zum Einsatz. Diese Doppelschichtkondensatoren bieten bei der Bereitstellung und Speicherung von Energie den Vorteil, dass sie kurzfristig hohe Leistung zur Verfügung stellen können. Um auf die in einem Kraftfahrzeug notwendige Versorgungsspannung zu kommen, werden die einzelnen Energiespeicherzellen in Reihe geschaltet. Die technischen Aspekte der Doppelschichtkondensatoren, wie Aufbau und Herstellung, sind mit denen von Batterien, speziell Lithium-Ionen-Batterien, vergleichbar. Die verwendeten Materialien sind teilweise ähnlich. Vorwiegend handelt es sich um monopolare Anordnungen, bei denen die Elektroden gewickelt oder gestapelt sind.
  • Über die Lebensdauer der Energiespeicherzellen zersetzt sich der in der Regel flüssige Elektrolyt und es entstehen gasförmige Zersetzungsprodukte. Dies gilt insbesondere bei zusätzlicher Einwirkung von höheren Temperaturen, wie sie im Kraftfahrzeug vorkommen. Die Zersetzungsprodukte werden in der Regel in der Energiespeicherzelle oder einer Anordnung von mehreren Energiespeicherzellen aufgefangen und über einen Entlüftungsschlauch ins Freie abgeleitet. Eine derartige Vorrichtung ist bereits in der DE 101 28 672 A1 offenbart.
  • Aufgrund der Toleranzen der Zellen laufen beim zyklischen Laden und Entladen die Zellspannungen auseinander. Dies ist vor allem dann kritisch, wenn die maximale Zellspannung erreicht wird. Die Folgen sind unterschiedliche Alterung der Zellen bis hin zum Ausfall einzelner Zellen. Weiter besteht bei solchen in Reihe geschalteten elektrochemischen Energiespeicherzellen eine ungleiche Spannungsverteilung auf die einzelnen Zellen aufgrund von unterschiedlichen Innenwiderständen und/oder unterschiedlichen Kapazitäten der Einzelzellen. Zur Vermeidung von Überspannungen beim Laden oder Entladen können elektronische Schaltungen eingesetzt werden, die von einfachen Ausgleichswiderständen bis zu kompletten aktiven Schaltkreisen reichen, welche in der Regel einmal pro Zelle und einmal übergreifend für eine Zellanordnung vorgesehen sind.
  • Sowohl der elektrische Anschluss der einzelnen elektrochemischen Energiespeicherzellen und ihrer jeweiligen Überwachungslogik als auch das Auffangen der gasförmigen Zersetzungsprodukte und deren Ableitung ins Freie stellen bei der Verschaltung einer großen Anzahl von elektrochemischen Energiespeicherzellen ein Problem dar.
    •
  • Aufgabe der Erfindung ist es somit, einen alternativen Aufbau einer elektrochemischen Energiespeicherzelle anzugeben, der sowohl einen einfachen elektrischen Anschluss als auch eine einfache Abfuhr der entstehenden gasförmigen Zersetzungsprodukte bei in Serie geschalteten elektrochemischen Energiespeicherzellen ermöglicht.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine elektrochemische Energiespeicherzelle, die ein durch die Energiespeicherzelle hindurchführendes an seinen beiden Enden offenes Kernrohr aufweist.
  • Demzufolge bietet die Erfindung die Möglichkeit, in das Kernrohr sowohl einen oder mehrere Anschlüsse zur Energiezufuhr oder -abfuhr und eine Datenbus-Struktur zur intelligenten Anbindung der Einzelzellen zu integrieren, wie auch einen Kanal zur Absaugung eines evtl. frei werdenden Elektrolyten bereitzustellen, wobei eine einfache Kaskadierung/Serienschaltung der Einzelzellen möglich ist.
  • Die Unteransprüche beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des Gegenstands des Anspruchs 1.
  • Vorzugsweise bildet das Kernrohr einen Anschlussleiter der Energiespeicherzelle. In diesem Fall kann die Zuleitung/Ableitung von elektrischer Leistung und/oder die Datenbus-Struktur mittels lediglich eines zu dem Kernrohr zusätzlichen Leiters realisiert werden. Hierfür weist die elektrochemische Energiespeicherzelle vorzugsweise ein leitendes zumindest gegen das Kernrohr elektrisch isoliertes Außengehäuse und/oder wenigstens einen in dem Kernrohr angeordneten Leiter auf, der weiter vorzugsweise wenigstens einen Anschlussleiter der Energiespeicherzelle umfasst.
  • Bei der elektrochemischen Energiespeicherzelle nach der Erfindung umfassen das Kernrohr und/oder wenigstens ein in dem Kernrohr angeordneter Leiter wenigstens einen Leiter eines Datenbusses. Der Datenbus kann auch mit in die Anschlussleiter zur Zu- und Abfuhr von Energie integriert sein.
  • Die wenigstens einen in dem Kernrohr angeordneten Leiter aufweisende elektrochemische Energiespeicherzelle nach der Erfindung umfasst vorzugsweise wenigstens ein Führungselement für den wenigstens einen in dem Kernrohr angeordneten Leiter, durch das das Kernrohr nicht verschlossen wird. In diesem Fall kann die elektrochemische Energiespei cherzelle nach der Erfindung über das Kernrohr mit Luft oder Flüssigkeit gekühlt werden und es ist auch eine Absaugung eines evtl. freiwerdenden Elektrolyten durch das Kernrohr möglich.
  • Vorzugsweise weist die elektrochemische Energiespeicherzelle nach der Erfindung eine elektronische Schaltung zur Steuerung, Regelung und/oder Überwachung der Energiespeicherzelle auf. Durch eine solche elektronische Schaltung, die weiter vorzugsweise ein von einem Elektronik-Master gesteuerter Elektronik-Slave ist, können sowohl Überspannungen als auch ein Auseinanderlaufen der Zellspannungen beim zyklischen Laden und Entladen vermieden werden. Weiter kann hierdurch eine Temperaturüberwachung der Zelle, des Kernrohrs bzw. des durch diesen gebildeten Kanals, eine Spannungsüberwachung der Zelle und/oder der Anschlussleiter und/oder eine Stromüberwachung der Zelle erfolgen. Weiter ist es auch möglich, dass durch eine solche elektronische Schaltung eine Drucküberwachung der Zelle und/oder des Kernrohrs erfolgt, ein Durchfluss eines im Kernrohr vorhandenen Gases oder Gasgemischs gemessen wird und/oder das Auftreten eines (bestimmten) in dem Kernrohr vorhandenen Gases oder Gasgemisches überwacht wird.
  • Die elektrochemische Energiespeicherzelle nach der Erfindung weist vorzugsweise wenigstens ein in das Kernrohr führendes Überdruckventil auf. Durch dieses können gasförmige Zersetzungsprodukte der elektrochemischen Energiespeicherzelle gezielt in das Kernrohr geleitet und so sicher und auf einfache Weise ins Freie abgeführt werden. Diese Ableitung ins Freie erfolgt weiter vorzugsweise über einen Aktivkohlefilter und/oder ein Molekularsieb zum Anlagern zumindest eines Teils der Zersetzungsprodukte.
  • Die erfindungsgemäße elektrochemische Energiespeicherzelle weist vorzugsweise wenigstens eine in dem Kernrohr angeordnete Kühlrippe auf. In dem Fall, dass die erfindungsgemäße Energiespeicherzelle ebenfalls ein Führungselement für den wenigstens einen in dem Kernrohr angeordneten Leiter aufweist, ist die wenigstens eine Kühlrippe weiter vorzugsweise mit dem Führungselement integriert gebildet. Durch die wenigstens eine in dem Kernrohr angeordnete Kühlrippe kann dieses auch in verschiedene Kanäle unterteilt werden, die verschiedene Funktionen haben können, z.B. einen Kanal zur Ableitung von gasförmigen Zersetzungsprodukten der Energiespeicherzelle, einen Kanal zur Flüssigkeitskühlung, einen Kanal zur Führung von elektrischen Leitungen usw.
  • Die elektrochemische Energiespeicherzelle nach der Erfindung umfasst vorzugsweise wenigstens einen Sensor zur Erfassung einer Zellentemperatur, einer Temperatur im Kernrohr, einer Zellenspannung, einer Spannung eines Anschlussleiters der Zelle, eines der Zelle entnommenen Stroms, eines Drucks in der Zelle, eines Drucks im Kernrohr, eines Durchflusses eines im Kernrohr vorhandenen Gases oder Gasgemisches und/oder einer chemischen Zusammensetzung oder das Auftretens eines (bestimmten) in dem Kernrohr vorhandenen Gases oder Gasgemischs.
  • Die erfindungsgemäße Energiespeicherzelle ist vorzugsweise ein Akkumulator oder ein Doppelschichtkondensator.
    •
  • Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Ansicht einer elektrochemischen Energiespeicherzelle nach einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
  • 2 eine schematische Ansicht einer Kaskadierung von in 1 gezeigten elektrochemischen Energiespeicherzellen,
  • 3 eine Aufsicht auf das Kernrohr der in 1 gezeigten elektrochemischen Energiespeicherzelle,
  • 4 eine Aufsicht auf die in 1 gezeigte elektrochemische Energiespeicherzelle, und
  • 5 eine Ansicht einer elektrochemischen Energiespeicherzelle nach einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
  • 1 zeigt eine elektrochemische Energiespeicherzelle 1 nach einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Die gezeigte Energiespeicherzelle besteht in diesem Fall aus einem Doppelschichtkondensator 4, der in einem zweiteiligen Gehäuse 2, 3 angeordnet ist. Insbesondere besteht das Gehäuse 2, 3 aus einem Außenteil 3, das aus einem Außenrohr 3a mit einem Außendeckel 3b besteht, und einem Innenteil 2, das aus einem Kernrohr 2a mit einem Innendeckel 2b besteht. Das Außenteil 3 und das Innenteil 2 sind derart miteinander verbunden, dass das Kernrohr 2a koaxial innerhalb des Außenrohrs 3a angeordnet ist und der Außendeckel 3b über eine Innendichtung 5 mit dem Ende des Kernrohrs 2a verbunden ist, an dem der Innendeckel 2b nicht vorgesehen ist. Der Innendeckel 2b des Innenteils 2 ist über eine Außendichtung 6 mit dem Ende des Außenrohrs 3a verbunden, an dem der Außendeckel 3b nicht angeordnet ist. Auf diese Weise wird durch das Gehäuse ein doppelwandiger Hohlzylinder gebildet, bei dem zwischen den Wänden ein durch den Außendeckel 3b und den Innendeckel 2b abgeschlossener Hohlraum ausgebildet ist, in welchem der Doppelschichtkondensator 4 angeordnet ist. Die Innendichtung 5 und die Außendichtung 6 bewirken auch eine elektrische Isolation des Innenteils 2 vom Außenteil 3, wodurch durch das Innenteil 2 und das Außenteil 3 Anschlüsse zur Energiezufuhr bzw. Energieabfuhr gebildet werden können. Das Kernrohr 2a ist nach außen offen und in dem Kernrohr 2a ist ein Leiter 8 vorgesehen. Außen auf dem Innendeckel 2b ist eine Elektronik 7 angeordnet, mittels der der Doppelschichtkondensator gesteuert oder geregelt ge- oder entladen werden kann und die eine Überwachung verschiedener Parameter des Doppelschichtkondensators vornimmt, wie z.B. von dessen Temperatur, von der Temperatur innerhalb des Kernrohrs 2a, vom Druck innerhalb des Gehäuses 2, 3, einer Durchflussmenge eines durch das Kernrohr 2a transportierten Gases oder Gasgemischs, einer Dichtigkeit eines mittels des Kernrohrs 2a und weiteren daran angeschlossenen Elementen gebildeten Kanals, etc. Auf die Elektronik 7 kann über einen Datenbus zugegriffen werden, der ebenfalls Informationen an die Elektronik 7 übertragen kann, mittels der diese eine Leitungsüberprüfung vornehmen kann. Weiter kann die Elektronik 7 über geeignete Verbindungen, die in dem Kernrohr 2a angeordnet sein können, auch mit weiteren Energiespeicherzellen verbunden sein, um diese zu steuern, regeln und/oder überwachen.
  • 2 zeigt eine Kaskadierung von Energiespeicherzellen 1 gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, hier eine Aneinanderreihung von vier Doppelschichtkondensatoren 1a bis 1d, wobei das Außenteil des Gehäuses jeweils einen Minuspol und das Innenteil des Gehäuses jeweils einen Pluspol der Energiespeicherzellen bilden. Die Einzelzellen 1a bis 1d sind derart aneinandergereiht oder aufeinander gesteckt, dass durch die Kernrohre ein dichter Kanal gebildet wird, wobei ein einen Pluspol der Einzelzelle bildendes Kernrohr jeweils mit einem einen Minuspol einer Einzelzelle bildenden Außendeckel 3b von einer benachbarten Einzelzelle verbunden ist. Auf diese Weise sind die Einzelzellen 1a bis 1d miteinander in Reihe geschaltet, wobei eine elektrische Isolation der Kernrohre benachbarter Einzelzellen jeweils über die Innendichtung 5 und eine elektrische Isolation der Außenrohre benachbarter Einzelzellen jeweils über die Außendichtung 6 erfolgt. Die Dichtigkeit des durch die Kernrohre gebildeten Kanals kann mittels einer Drucküberwachung des Kanals, die mittels einer Elektronik einer Einzelzelle erfolgen kann, überwacht werden. Dies kann z.B. über eine Überwachung eines in dem Kanal aufgebauten Unterdrucks erfolgen. Alternativ ist es u.a. auch möglich, die Dichtigkeit des Kanals mittels der Bestimmung von Durchflussmengen am Anfang und am Ende des Kanals zu überwachen.
  • Die einzelnen Elektroniken 7a bis 7d der Einzelzellen 1a bis 1d sind beispielhaft so ausgestaltet, dass die Elektroniken 7a bis 7c der Einzelzellen 1a bis 1c Slave-Schaltungen sind und die Elektronik 7d der Einzelzelle 1d eine Master-Schaltung ist, die die Slave-Schaltungen 7a bis 7c kontrolliert. Über die Master-Schaltung 7d kann auch ein Anschluss an das Bordnetz eines Kraftfahrzeugs erfolgen, z.B. an die Versorgungsspannung und einen Datenbus. Wie zuvor erwähnt, kann eine Slave-Schaltung auch mehr als eine Einzelzelle bedienen.
  • 3 zeigt eine Aufsicht auf das Kernrohr 2a der in 1 gezeigten Energiespeicherzelle. Das Kernrohr 2a, das hier an sich nicht leitend ausgestaltet ist, weist an seiner Innenwand einen Außenleiter 9 auf und koaxial dazu angeordnet einen Innenleiter 8, der über Führungsstege 10 gehalten wird, die in dieser Ausführungsform ebenfalls als Kühlrippen dienen. Die Führungsstege können entlang des gesamten Kernrohrs 2a oder nur in Teilen davon angeordnet sein. In dem Fall, dass sie entlang des gesamten Kernrohrs 2a verlaufen, können durch die Führungsstege/Kühlrippen 10 abgeschlossene Einzelkanäle gebildet werden, z.B. einer zum Durchführen einer Kühlflüssigkeit, einer zum Absaugen von gasförmigen Zersetzungsprodukten des Doppelschichtkondensators, einer zum Durchführen von weiteren Leitern und einer zur Aufnahme von Sensoren, z.B. von Temperatursensoren.
  • 4 zeigt eine Aufsicht auf die in 1 gezeigte Energiespeicherzelle einschl. der Elektronik 7. Von außen nach innen sind zu erkennen: das Außenrohr 3a, die Außendichtung 6, die Elektronik 7, das Kernrohr 2a, der Außenleiter 9, die Führungsstege/Kühlrippen 10 und der Innenleiter 8. Innerhalb des Außenleiters 9 ist weiter ein Temperatursensor 14 vorgesehen, über den die Temperatur innerhalb des Kernrohrs 2a erfasst werden kann. Auf der Elektronik 7 ist ein weiterer Temperatursensor 13 vorgesehen, mittels dem die Temperatur innerhalb der Energiespeicherzelle, d.h., die Temperatur des Doppelschichtkondensators 4, erfasst werden kann. Die Elektronik 7 ist über einen ersten Anbindungsleiter 11 mit dem Mittelleiter 8 und über einen zweiten Anbindungsleiter 12 mit dem Außenleiter 9 verbunden. Diese beiden Leiter bilden den Datenbus, über den die Elektronik angesprochen werden kann.
  • 5 zeigt eine elektrochemische Energiespeicherzelle nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, die sich durch ein zusätzliches Überdruckventil 15 von der Energiespeicherzelle der ersten Ausführungsform unterscheidet. Das Überdruckventil 15 ist so angeordnet, dass es einen in dem abgeschlossenen Innenraum des Gehäuses entstehenden Überdruck in das Kernrohr 2a abführt. Das Überdruckventil 15 kann aus einem sich nach Abbau des Überdrucks wieder selbstständig verschließenden Ventil oder auch lediglich aus einer Sollbruchstelle bestehen. In dem Kernrohr 2a kann eine chemische Sensorik angeordnet sein, die in das Kernrohr 2a abgeleitete gasförmige Zersetzungsprodukte einer Doppelschichtkondensatorzelle detektiert, wodurch über die Elektronik der Zelle ein evtl. notwendiges Auswechseln angezeigt werden kann.
    • 1
    Energiespeicherzelle
    2a
    Kernrohr
    2b
    Innendeckel
    3a
    Außenrohr
    3b
    Außendeckel
    4
    Doppelschichtkondensator
    5
    Innendichtung
    6
    Außendichtung
    7
    Elektronik
    8
    Innenleiter
    9
    Außenleiter
    10
    Führungsstege/Kühlrippen
    11
    Anbindung Innenleiter
    12
    Anbindung Außenleiter
    13
    Temperatursensor (Zelle)
    14
    Temperatursensor (Kernrohr)
    15
    Überdruckventil

Claims (11)

  1. Elektrochemische Energiespeicherzelle (1), gekennzeichnet durch ein durch die Energiespeicherzelle hindurch führendes an seinen beiden Enden offenes Kernrohr.
  2. Elektrochemische Energiespeicherzelle (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kernrohr (2a) einen Anschlussleiter der Energiespeicherzelle bildet.
  3. Elektrochemische Energiespeicherzelle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein leitendes zumindest gegen das Kernrohr (2a) elektrisch isoliertes Außengehäuse (3a) und/oder wenigstens einen in dem Kernrohr (2a) angeordneten Leiter (8, 9).
  4. Elektrochemische Energiespeicherzelle (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine in dem Kernrohr angeordnete Leiter (8) wenigstens einen Anschlussleiter der Energiespeicherzelle (1) umfasst.
  5. Elektrochemische Energiespeicherzelle (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kernrohr (2a) und/oder wenigstens ein in dem Kernrohr angeordneter Leiter (8, 9) wenigstens einen Leiter eines Datenbusses umfasst.
  6. Elektrochemische Energiespeicherzelle (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, gekennzeichnet durch wenigstens ein Führungselement (10) für den wenigstens einen in dem Kernrohr (2a) angeordneten Leiter (8), wodurch das Kernrohr (2a) nicht verschlossen wird.
  7. Elektrochemische Energiespeicherzelle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine elektronische Schaltung (7) zur Steuerung, Regelung und/oder Überwachung der Energiespeicherzelle (1).
  8. Elektrochemische Energiespeicherzelle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens ein in das Kernrohr (2a) führendes Überdruckventil (15).
  9. Elektrochemische Energiespeicherzelle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens eine in dem Kernrohr (2a) angeordnete Kühlrippe (10).
  10. Elektrochemische Energiespeicherzelle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens einen Sensor (13, 14) zur Erfassung einer Zellentemperatur, einer Temperatur im Kernrohr (2a), einer Zellenspannung, einer Spannung eines Anschlussleiters der Zelle, eines der Zelle entnommenen Stroms eines Drucks in der Zelle, eines Drucks im Kernrohr, eines Durchflusses eines im Kernrohr vorhandenen Gases oder Gasgemisches und/oder einer chemischen Zusammensetzung oder des Auftretens eines in dem Kernrohr (2a) vorhandenen Gases oder Gasgemischs.
  11. Elektrochemische Energiespeicherzelle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiespeicherzelle (1) ein Akkumulator oder ein Doppelschichtkondensator ist.
DE200510041746 2005-09-02 2005-09-02 Elektrochemische Energiespeicherzelle Withdrawn DE102005041746A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200510041746 DE102005041746A1 (de) 2005-09-02 2005-09-02 Elektrochemische Energiespeicherzelle
US11/514,944 US8029925B2 (en) 2005-09-02 2006-09-05 Electrochemical energy storage cell

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200510041746 DE102005041746A1 (de) 2005-09-02 2005-09-02 Elektrochemische Energiespeicherzelle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102005041746A1 true DE102005041746A1 (de) 2007-03-08

Family

ID=37735459

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200510041746 Withdrawn DE102005041746A1 (de) 2005-09-02 2005-09-02 Elektrochemische Energiespeicherzelle

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8029925B2 (de)
DE (1) DE102005041746A1 (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007063191A1 (de) 2007-12-20 2009-06-25 Daimler Ag Batterie, insbesondere zu einer Anwendung in einem Fahrzeug
WO2011018130A1 (de) * 2009-08-11 2011-02-17 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Bestimmung einer zellkerntemperatur eines energiespeichers
WO2011000458A3 (de) * 2009-06-30 2011-03-10 Li-Tec Battery Gmbh Elektroenergie-speichervorrichtung aus flachzellen und rahmenelementen mit versorgungskanal
WO2021001545A1 (de) * 2019-07-04 2021-01-07 F.E.R. Fischer Edelstahlrohre Gmbh Zelle mit elektrischem energiespeicher und gehäuse
DE102022101369A1 (de) 2022-01-21 2023-07-27 Audi Aktiengesellschaft Batteriezelle sowie Verfahren zur Herstellung einer solchen, Batteriesystem und Kraftfahrzeug mit einem Batteriesystem

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009000660A1 (de) * 2009-02-06 2010-08-12 Robert Bosch Gmbh Batteriemodul
US9356327B2 (en) 2011-12-19 2016-05-31 Johnson Controls Technology Company Unitary energy storage and sensing batteries

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0936691A2 (de) * 1998-02-17 1999-08-18 Alcatel Gewickelte elektrochemische Zelle mit Hohlkern
EP1139464A2 (de) * 2000-03-29 2001-10-04 NBT GmbH Alkalischer Akkumulator
EP1160893A2 (de) * 2000-05-24 2001-12-05 Ngk Insulators, Ltd. Lithiumsekundärzelle sowie deren Montage
EP1300896A1 (de) * 2001-10-03 2003-04-09 Ngk Insulators, Ltd. Lithium-Sekundärbatterie und Einheit aus mehreren Lithium-Sekundärbatterien
EP1321989A2 (de) * 2001-12-19 2003-06-25 Alcatel Batterie mit kollabierendem Rohr Entgasungssystem und Überladungsschutz
EP1331678A2 (de) * 2002-01-29 2003-07-30 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Gasdichte prismatische Batterie und Batteriemodul
US20050079405A1 (en) * 2000-03-30 2005-04-14 Ngk Insulators, Ltd Lithium secondary battery and manufacturing method thereof

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3016413A (en) * 1958-10-10 1962-01-09 Yardney International Corp Grid for battery electrodes
DE1496256C3 (de) * 1965-04-08 1974-05-30 Varta Batterie Ag, 3000 Hannover Verfahren zur Herstellung eines gas- und flüssigkeitsdicht verschlossenen Akkumulators mit alkalischem Elektrolyten
SU974098A1 (ru) * 1979-01-09 1982-11-15 Горьковский Конструкторско-Технологический Институт Емкостный датчик перемещени
JP3289320B2 (ja) * 1992-06-30 2002-06-04 ソニー株式会社 バッテリーパック
DE19714937A1 (de) * 1997-04-10 1998-10-15 Bayerische Motoren Werke Ag Datenbussystem für Kraftfahrzeuge
DE10128672B4 (de) 2001-06-13 2010-11-18 Temic Automotive Electric Motors Gmbh Kondensatoranordnung und Fahrzeug mit einer solchen Kondensatoranordnung

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0936691A2 (de) * 1998-02-17 1999-08-18 Alcatel Gewickelte elektrochemische Zelle mit Hohlkern
EP1139464A2 (de) * 2000-03-29 2001-10-04 NBT GmbH Alkalischer Akkumulator
US20050079405A1 (en) * 2000-03-30 2005-04-14 Ngk Insulators, Ltd Lithium secondary battery and manufacturing method thereof
EP1160893A2 (de) * 2000-05-24 2001-12-05 Ngk Insulators, Ltd. Lithiumsekundärzelle sowie deren Montage
EP1300896A1 (de) * 2001-10-03 2003-04-09 Ngk Insulators, Ltd. Lithium-Sekundärbatterie und Einheit aus mehreren Lithium-Sekundärbatterien
EP1321989A2 (de) * 2001-12-19 2003-06-25 Alcatel Batterie mit kollabierendem Rohr Entgasungssystem und Überladungsschutz
EP1331678A2 (de) * 2002-01-29 2003-07-30 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Gasdichte prismatische Batterie und Batteriemodul

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007063191A1 (de) 2007-12-20 2009-06-25 Daimler Ag Batterie, insbesondere zu einer Anwendung in einem Fahrzeug
WO2011000458A3 (de) * 2009-06-30 2011-03-10 Li-Tec Battery Gmbh Elektroenergie-speichervorrichtung aus flachzellen und rahmenelementen mit versorgungskanal
WO2011018130A1 (de) * 2009-08-11 2011-02-17 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Bestimmung einer zellkerntemperatur eines energiespeichers
WO2021001545A1 (de) * 2019-07-04 2021-01-07 F.E.R. Fischer Edelstahlrohre Gmbh Zelle mit elektrischem energiespeicher und gehäuse
DE102022101369A1 (de) 2022-01-21 2023-07-27 Audi Aktiengesellschaft Batteriezelle sowie Verfahren zur Herstellung einer solchen, Batteriesystem und Kraftfahrzeug mit einem Batteriesystem

Also Published As

Publication number Publication date
US20070054156A1 (en) 2007-03-08
US8029925B2 (en) 2011-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2015154910A1 (de) Energiespeichereinheit, insbesondere batteriemodul, und energiespeichersystem mit einer mehrzahl von energiespeichereinheiten
DE102005041746A1 (de) Elektrochemische Energiespeicherzelle
DE102014207403A1 (de) Batterieeinheit mit einer Aufnahmeeinrichtung und einer Mehrzahl von elektrochemischen Zellen sowie Batteriemodul mit einer Mehrzahl von solchen Batterieeinheiten
DE102008034873A1 (de) Batterie, insbesondere Fahrzeugbatterie
DE102018103713A1 (de) Mechanisches und thermisches System für eine modulare Batterie mit Leistungselektronikkomponenten
EP1306911B1 (de) Dicht verschlossener Akkumulator
DE112016004706T5 (de) Vorrichtung umfassend batteriezellen und ein verfahren zum zusammenbauen
DE102012000871A1 (de) Zellengehäuse für elektrochemische Zellen zum Aufbau eines elektrochemischen Energiespeichers
DE102009035466A1 (de) Formierung von Einzelzellen
EP3259789B1 (de) Überwachen einer zustandsgrösse wenigstens einer batteriezelle einer batterie
DE102012210611A1 (de) Energiespeichereinheit mit zwei getrennten elektrochemischen Bereichen
EP2978062A1 (de) Batteriezelle
DE102019113716B4 (de) Elektrischer Energiespeicher mit einer Kühleinrichtung mit einem Drucksensor, Kraftfahrzeug sowie Verfahren
DE102011082288B4 (de) Energiespeichervorrichtung mit mehreren integrierten elektrischen Energiespeichern
EP3066704B1 (de) Batteriemodul
DE102019118162A1 (de) Zellverbinder für Zellen und Zellmodule und Batteriemodule mit Zellen
DE202018102692U1 (de) Traktionsakkumulator, insbesondere mit kontaktgekühlten elektrochemischen Zellen wie Einzelzellen oder Kleinstzellen
DE102013201129A1 (de) Batteriemodul mit einem thermischen Element
EP1291936B1 (de) Blockbatterie mit mehreren miteinander verschalteten elektrochemischen Zellen
EP2735040B1 (de) Hochvoltspeicher
DE102013215316A1 (de) Verfahren zur Zustandserkennung eines Energiespeichers
DE102019118160A1 (de) Zelle mit elektrischem Energiespeicher und Gehäuse
DE102021127296B4 (de) Modul für eine Hochvoltbatterie, Verwendung und Herstellung desselben
EP2266180A1 (de) Batteriemodul
DE102022116707A1 (de) Zellverbinder für einen Energiespeicher sowie Energiespeicher

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
R012 Request for examination validly filed

Effective date: 20120511

R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H01M0002200000

Ipc: H01M0050500000

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee