DE102009002253A1 - Battery system with external circuit - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Batteriesystem, umfassend: a) eine Batterie mit einer oder mehreren Zellen; b) eine Mess- und Steuereinheit, die die Temperatur und/oder die Spannung einzelner, mehrerer oder aller Batteriezellen kontinuierlich oder periodisch bestimmt; c) einen externen Stromkreis, der mit den Polen der Batterie über einen oder mehrere Schalter elektrisch leitend verbindbar ist, so dass Strom von einem Batteriepol über den externen Stromkreis zum anderen Batteriepol fließen kann; wobei die Steuereinheit die Stellung des oder der Schalter derart steuert, dass, bei Überschreitung einer vorher festgelegten Wärmeleistung und/oder bei Überschreitung einer vorher festgelegten Spannungsabnahmerate, der externe Stromkreis mit den Batteriepolen leitend verbunden wird.The invention relates to a battery system comprising: a) a battery having one or more cells; b) a measuring and control unit which determines the temperature and / or the voltage of individual, several or all battery cells continuously or periodically; c) an external circuit electrically connectable to the poles of the battery via one or more switches so that power can flow from one battery terminal to the other battery terminal via the external circuit; wherein the control unit controls the position of the switch or switches such that when exceeding a predetermined heat output and / or exceeding a predetermined voltage drop rate, the external circuit is conductively connected to the battery poles.
Description
Stand der TechnikState of the art
Fahrzeuge, die eine Elektromaschine zum Antrieb enthalten, benötigen auch einen Energiespeicher, der üblicherweise eine Ausgangsspannung von ≥ 60 V DC bzw. 25 V AC aufweist. Bei solch hohen Spannungsquellen werden besondere Anforderungen an den Schutz von Personen gefordert, so dass entsprechende Schutzmaßnahmen vorgesehen werden.Vehicles, which require an electric machine to drive also an energy storage, usually an output voltage of ≥ 60 V DC or 25 V AC. With such high voltage sources special requirements for the protection of persons are required, so that appropriate protective measures are provided.
Üblicherweise wird daher ein Überstromschutz mit Hilfe von Schmelzsicherungen realisiert. Auf diese Weise werden die Leitungen innerhalb des Traktionsnetzes gegen Überhitzung und somit gegen Brand geschützt.Usually Therefore, overcurrent protection with the help of fuses realized. In this way, the lines within the traction network against overheating and thus protected against fire.
Tritt innerhalb des Energiespeichers ein Kurzschluss auf, beispielsweise durch eine Perforation eines Separators, so kann man diesen mit oben beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren nicht erkennen.kick within the energy store a short circuit on, for example through a perforation of a separator, so you can with this Do not recognize devices and methods described above.
Durch einen Kurzschluss innerhalb einer Batterie kann die Batterie oder eine Batteriezelle in einen kritischen Zustand gelangen. In einer Batterie oder Batteriezelle im kritischen Zustand findet ein ungewöhnlicher Temperatur- und Druckanstieg statt. Die Folge ist häufig ein sog. „Durchbrennen” der Batterie oder der Batteriezelle, welches zur Zerstörung und sogar zur Explosion der Batterie führen kann.By a short circuit inside a battery can be the battery or a battery cell in a critical state. In a Battery or battery cell in critical condition finds an unusual temperature and pressure increase instead. The consequence is often a so-called "burning through" the Battery or the battery cell, which destroys and even lead to the battery exploding.
Eine bekannte Quelle für einen lokalen Kurzschluss innerhalb einer Lithium-Ionen Batterie basiert auf einer Dendritenbildung im Lithium-Ionen-Akkumulator. Wenn ein Dendrit eine bestimmte Größe erreicht hat, kann der Dendrit die Separatorfolie durchdringen und perforieren. Diese Perforation führt dann zu einem Kurzschluss innerhalb der Batterie.A well-known source for a local short circuit within A lithium-ion battery is based on a dendrite formation in the lithium ion accumulator. When a dendrite is a certain size has reached, the dendrite can penetrate the Separatorfolie and perforate. This perforation then leads to a short circuit inside the battery.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es einen oder mehrere Nachteile des Standes der Technik zu vermindern oder zu überwinden. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung ein Batteriesystem bereitzustellen des die Folgen eines Kurzschlusses innerhalb der Batterie vermindert oder begrenzt.task It is one or more disadvantages of the present invention Prior art to reduce or overcome. Especially It is an object of the invention to provide a battery system of reduces the consequences of a short circuit inside the battery or limited.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die Aufgabe wird gelöst durch Bereitstellung eines Batteriesystems, umfassend:
- a) eine Batterie mit einer oder mehreren Zellen;
- b) eine Mess- und Steuereinheit, die die Temperatur und/oder die Spannung einzelner, mehrerer oder aller Batteriezellen kontinuierlich oder periodisch bestimmt;
- c) einen externen Stromkreis, der mit den Polen der Batterie über einen oder mehrere Schalter elektrisch leitend verbindbar ist, so dass Strom von einem Batteriepol über den externen Stromkreis zum anderen Batteriepol fließen kann;
- a) a battery with one or more cells;
- b) a measuring and control unit which determines the temperature and / or the voltage of individual, several or all battery cells continuously or periodically;
- c) an external circuit electrically connectable to the poles of the battery via one or more switches so that power can flow from one battery terminal to the other battery terminal via the external circuit;
Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich dadurch aus, dass die Folgen eines internen Kurzschlusses innerhalb einer Batterie vermindert werden. Das erfindungsgemäße Batteriesystem weist einen externen Stromkreis auf, der erst dann leitend mit den Batteriepolen verbunden wird, sobald Anzeichen für einen internen Kurzschluss detektiert werden. Sobald der externe Stromkreis eingekoppelt worden ist, kann ein Strom von der Batterie über den externen Stromkreis fließen. Die leitenden Teile des externen Stromkreises erwärmen sich. Dadurch wird Energie aus der Batterie mit dem Kurzschluss entzogen und steht nicht mehr zur Verfügung, um in der Batterie weiteren Schaden zu verursachen. Die Wärmeentwicklung die unweigerlich beim Kurzschluss entsteht, wird somit von der Kurzschlussregion auf die gesamte Batteriezelle oder Batterie und den externen Stromkreis verteilt. Durch die erfindungsgemäße Lösung kommt es auch zu einer Reduktion der absoluten Entladezeit der Batteriezelle oder der Batterie. Dadurch kommt es am Ort des Kurzschlusses zu einer insgesamt verringerten absoluten Höchsttemperatur.The inventive solution is distinguished characterized by the consequences of an internal short circuit within a battery can be reduced. The invention Battery system has an external circuit, the only then conductively connected to the battery poles as soon as signs of an internal short circuit are detected. Once the external Circuit has been coupled, a current can be from the battery over flow the external circuit. The conductive parts of the external circuit are warming up. This will be energy removed from the battery with the short circuit and is not standing available to cause further damage in the battery. The heat inevitably in the short circuit is created, thus, from the short-circuit region to the entire battery cell or battery and the external circuit. By the invention Solution also leads to a reduction of the absolute discharge time the battery cell or the battery. This is the place of the Short circuit to a total reduced absolute maximum temperature.
Das erfindungsgemäße Batteriesystem weist eine oder mehrere Batterien auf, wobei eine Batterie jeweils eine oder mehrere Zellen aufweisen kann. Unter einer Batterie kann für die Zwecke der vorliegenden Erfindung jeder Energiespeicher verstanden werden, der eine Energie mittels elektrochemischer Prozesse speichert. Insbesondere sind darunter Energiespeicher zu verstehen, die eine oder mehrere in Reihe und gegebenenfalls auch parallel geschaltete Akkumulator- und/oder Batteriezellen enthalten. Bevorzugte elektrochemische Energiespeicher können Akkumulatorzellen, insbesondere vom Typ Pb – Bleiakku, NiCd – Nickel-Cadmium-Akku, NiH2 – Nickel-Wasserstoff-Akkumulator, NiMH – Nickel-Metallhydrid-Akkumulator, Li-Ion – Lithium-Ionen-Akku, LiPo – Lithium-Polymer-Akku, LiFe – Lithium-Metall-Akku, Li-Mn – Lithium-Mangan-Akku, LiFePO4 – Lithium-Eisen-Phosphat-Akkumulator, LiTi – Lithium-Titanat-Akku, RAM – Rechargeable Alkaline Manganese, Ni-Fe – Nickel-Eisen-Akku, Na/NiCl – Natrium-Nickelchlorid-Hochtemperaturbatterie-Batterie SCiB – Super Charge Ion Battery, Silber-Zink-Akku, Silikon-Akku, Vanadium-Redox-Akkumulator und/oder Zink-Brom-Akku aufweisen. Der Energiespeicher kann eine oder mehrere Zellen aufweisen. Bevorzugt weist die Batterie mindestens eine Lithium-Ionen-Zelle auf.The battery system according to the invention has one or more batteries, wherein a battery may each have one or more cells. For the purposes of the present invention, a battery can be understood to mean any energy store which stores energy by means of electrochemical processes. In particular, this includes energy storage to understand, which one or more in series and give if necessary, also contain parallel connected accumulator and / or battery cells. Preferred electrochemical energy stores can be battery cells, in particular of the type Pb - lead-acid battery, NiCd - nickel-cadmium battery, NiH2 - nickel-hydrogen battery, NiMH - nickel-metal hydride battery, Li-ion - lithium-ion battery, LiPo - lithium Polymer Battery, LiFe - Lithium Metal Battery, Li-Mn - Lithium Manganese Battery, LiFePO 4 - Lithium Iron Phosphate Battery, LiTi - Lithium Titanate Battery, RAM - Rechargeable Alkaline Manganese, Ni Fe - Nickel-Iron Battery, Na / NiCl - Sodium Nickel Chloride High-Temperature Battery SCiB - Super Charge Ion Battery, Silver-Zinc Battery, Silicone Battery, Vanadium Redox Battery and / or Zinc Bromine Battery , The energy store can have one or more cells. The battery preferably has at least one lithium-ion cell.
Das erfindungsgemäße Batteriesystem weist mindestens einen externen Stromkreis auf, der mit den Polen der Batterie über einen oder mehrere Schalter elektrisch leitend verbindbar ist, so dass Strom von einem Batteriepol über den externen Stromkreis zum anderen Batteriepol fließen kann. Der externe Stromkreis weist bevorzugt ein Material mit guter Konduktivität auf, bevorzugt von > 106 S/m (bei 25°C), besonders bevorzugt von > 10·106 S/m, ganz besonders bevorzugt von > 50·106 S/m. Das Material mit besonders guter Konduktivität kann beispielsweise Kupfer sein oder ein Material mit einer Konduktivität, die nicht schlechter ist als die von Kupfer.The battery system according to the invention has at least one external circuit, which is electrically conductively connected to the poles of the battery via one or more switches, so that current can flow from one battery pole via the external circuit to the other battery pole. The external circuit preferably has a material with good conductivity, preferably of> 10 6 S / m (at 25 ° C.), particularly preferably of> 10 × 10 6 S / m, very particularly preferably of> 50 × 10 6 S / m. The material having particularly good conductivity may be, for example, copper or a material having a conductivity not inferior to that of copper.
Der externe Stromkreis weist einen oder mehrere Schalter auf. Die Schalter sind dabei derart ausgestaltet und positioniert, dass über die Stellung der Schalter ein Stromfluss von einem ersten Batteriepol über den externen Stromkreis hin zu einem zweiten Batteriepol regel- und/oder steuerbar hergestellt und/oder unterbrochen werden kann. Dabei liegen die Schalter in einer Stellung vor, die einen solchen Stromfluss unterbricht und werden erst geschlossen, wenn ein entsprechendes Signal von der Mess- und Steuereinheit ausgesandt wird. Grundsätzlich können alle regel- und/oder steuerbaren Schaltertypen verwendet werden, die in elektrischen Schaltungen einsetzbar sind. Der Fachmann hat keine Schwierigkeiten Schaltertypen und -dimensionen auszuwählen, die in Kombination mit einer ausgewählten Batterie eingesetzt werden können. Insbesondere kann ein Relais als Schalter eingesetzt werden Solange das Batteriesystem im Normalbetrieb oder im Ladebetrieb läuft, liegen die Schalter bevorzugt offen vor und unterbrechen einen Stromfluss über den externen Stromkreis.Of the external circuit has one or more switches. The switches are designed and positioned in such a way that over the position of the switches is a current flow from a first battery pole over the external circuit to a second Batteriepol regular and / or can be made controllable and / or interrupted. There are the switches in a position that has such a current flow interrupts and will be closed only if an appropriate Signal from the measuring and control unit is emitted. in principle All standard and / or controllable switch types can be used be used in electrical circuits. The expert has no difficulty selecting switch types and dimensions which used in combination with a selected battery can be. In particular, a relay can be used as a switch As long as the battery system in normal operation or runs in the loading mode, the switches are preferably open before and interrupt a flow of current through the external Circuit.
Bevorzugt weist der externe Stromkreis neben einem oder mehreren Schaltern und leitenden Verbindungen im Wesentlichen keine weiteren elektrischen Verbraucher auf.Prefers the external circuit is next to one or more switches and conductive connections essentially no further electrical Consumers on.
Der externe Stromkreis kann bevorzugt einen Widerstand Re aufweisen, der niedriger ist, als der Widerstand Rs eines standardisierten Kurzschlusses für eine Batterie gleichen Typs und gleicher Dimensionierung wie die im Batteriesystem verwendete Batterie. Dadurch wird erreicht, dass der Strom bevorzugt über den externen Stromkreis fließt und nicht über den Ort des batterieinternen Kurzschlusses. Der Wert eines standardisierten Kurzschlusses Rs kann nicht absolut für alle Batteriesysteme angegeben werden, sondern ist von Batterietyp zu Batterietyp unterschiedlich und hängt bei gleichem Batterietyp von der Dimensionierung der verwendeten Batterie ab. Der Fachmann hat keine Schwierigkeiten für eine bestimmte Batterie bekannten Typs und bekannter Dimensionierung den Wert eines standardisierten Kurzschlusses Rs zu bestimmen. Dazu kann der Fachmann Batterien gleichen Typs und gleicher Dimensionierung unter verschiedenen, standardisierten Kurzschlussbedingungen auf den jeweils erzielbaren Rs-Wert testen. Bevorzugt werden die Batterien gleichen Typs und gleicher Dimensionierung unter standardisierten Bedingungen getestet, wobei die Bedingungen an den jeweiligen, zu erwartenden Betriebsbedingungen der zu verwendenden Batterie orientiert sind. Der Wert eines standardisierten Kurzschlusses Rs kann dann beispielsweise als arithmetisches Mittel aller oder ausgewählter gemessenen Rs-Werte ausgedrückt werden. Der Wert eines standardisierten Kurzschlusses Rs kann aber auch dem niedrigsten, unter den jeweils zulässigen Batteriebetriebsbedingungen zu erwartenden oder gemessenen Widerstandswert eines Batteriekurzschlusses entsprechen oder darauf basieren.Of the external circuit may preferably have a resistance Re, which is lower than the resistance Rs of a standardized one Short circuit for a battery of the same type and the same Dimensioning like the battery used in the battery system. Thereby is achieved that the power is preferred over the external Circuit is flowing and not over the place of the battery internal Short circuit. The value of a standardized short circuit Rs can not be specified absolutely for all battery systems, but varies from battery type to battery type and hangs for the same battery type of the dimensioning of the used Battery off. The expert has no difficulty for a particular battery of known type and dimensions determine the value of a standardized short circuit Rs. To the expert can batteries of the same type and dimensions under different, standardized short circuit conditions test the achievable Rs value. The batteries are preferred same type and dimensioning under standardized Conditions tested, with the conditions to the respective, too expected operating conditions of the battery to be used are. The value of a standardized short circuit Rs can then for example, as an arithmetic mean of all or selected measured Rs values. The value of one standardized short circuit Rs can also be the lowest, under the permitted battery operating conditions expected or measured resistance value of a battery short circuit match or based on it.
Bevorzugt liegt der externe Stromkreis isoliert von der Batterie vor. Dabei kann der externe Stromkreis von der Batterie wärmeisoliert sein, und/oder feuerbeständig getrennt vorliegen. Batterie, Mess- und Steuereinheit und/oder externer Stromkreis können in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein, wobei der externe Stromkreis eine Isolierung und/oder eine Vorrichtung zur mindestens teilweisen Kühlung des externen Stromkreises umfassen kann.Prefers the external circuit is isolated from the battery. there The external circuit can be thermally insulated from the battery be, and / or fireproof separated. Battery, Measuring and control unit and / or external circuit can be arranged in a common housing, wherein the external circuit an insulation and / or a device for at least partial cooling of the external circuit may include.
Der externe Stromkreis kann mindestens teilweise gekühlt ausgestaltet sein. Dabei kann grundsätzlich jedes Kühlprinzip genutzt werden. Bevorzugt weist der elektrische Stromkreis eine Luftkühlung, eine Flüssigkeitskühlung und/oder einen oder mehrere Latentwärmespeicher auf. Die Grundfunktion eines Latentwärmespeichers besteht darin, Wärme aufzunehmen und bei Bedarf wieder abzugeben. Dabei zeichnet sich ein Latentwärmespeicher dadurch aus, dass ein Phasenübergang zwischen einer festen Phase und einer flüssigen Phase bei zunehmendem Wärmeeintrag nicht kontinuierlich verläuft. Die Temperatur eines Latentwärmespeichers im festen Zustand nimmt bei steigendem Wärmeeintrag kontinuierlich zu. Ab einer bestimmten Schwellentemperatur Tschmelz bleibt die Temperatur des Latentwärmespeichers trotz weiter zunehmenden Wärmeeintrags konstant, bis zum vollständigen Schmelzen des Mediums im Latentwärmespeicher, und steigt erst danach wieder weiter an. Geeignete Latentwärmespeicher sind dem Fachmann bekannt. Insbesondere können Latentwärmespeicher eingesetzt werden, die Paraffin enthalten oder ähnliche Verbindungen.The external circuit can be configured at least partially cooled. In principle, any cooling principle can be used. Preferably, the electrical circuit to an air cooling, liquid cooling and / or one or more latent heat storage. The basic function of a latent heat storage is to absorb heat and release it when needed. It is characterized by a La tentwärmespeicher characterized in that a phase transition between a solid phase and a liquid phase with increasing heat input is not continuous. The temperature of a latent heat storage in the solid state increases continuously with increasing heat input. From a certain threshold temperature T melt , the temperature of the latent heat storage remains constant despite further increasing heat input until complete melting of the medium in the latent heat storage, and only then increases again. Suitable latent heat storage are known in the art. In particular, latent heat storage can be used which contain paraffin or similar compounds.
Das Batteriesystem weist mindestens eine Mess- und Steuereinheit auf, die derart ausgestaltet ist, dass die Temperatur und/oder die Spannung einzelner, mehrerer oder aller Batteriezellen kontinuierlich oder periodisch bestimmbar ist. Geeignete Temperatur- und/oder Spannungsmessvorrichtungen sind dem Fachmann bekannt. Dabei können die Messfunktion und die Steuerfunktion in zwei voneinander getrennt vorliegenden Vorrichtungen verwirklicht sein oder zu einer gemeinsamen Einheit zusammengefasst vorliegen.The Battery system has at least one measuring and control unit, which is designed such that the temperature and / or the voltage single, multiple or all battery cells continuously or periodically is determinable. Suitable temperature and / or voltage measuring devices are known in the art. In doing so, the measuring function and the control function in two separate from each other Devices be realized or to a common unit summarized.
Die Steuereinheit ist derart ausgebildet und in dem Batteriesystem positioniert, dass sie die Stellung des oder der Schalter steuern kann. Bei Überschreitung einer vorher festgelegten Wärmeleistung und/oder bei Überschreitung einer vorher festgelegten Spannungsabnahmerate, steuert die Steuereinheit die Stellung des oder der Schalter derart, dass der externe Stromkreis mit den Batteriepolen leitend verbunden wird und ein Stromfluss hergestellt wird von einem ersten Batteriepol über den externen Stromkreis hin zu einem zweiten Batteriepol.The Control unit is designed and positioned in the battery system, that it can control the position of the switch or switches. When exceeded a predetermined heat output and / or exceeded a predetermined voltage reduction rate, controls the control unit the position of the switch or switches such that the external circuit is conductively connected to the battery poles and a current flow is manufactured by a first battery pole over the external circuit towards a second battery pole.
Absolute Werte für die vorher festgelegte Wärmeleistung und/oder Spannungsabnahmerate lassen sich nicht für alle erfindungsgemäßen Batteriesysteme verbindlich angeben und hängen vom ausgewählten Batterietyp, der ausgewählten Batteriedimensionierung und/oder ggf. vom Betriebszustand ab. Der Fachmann hat keine Schwierigkeiten für eine ausgewählte Batterie entsprechende Werte für die Wärmeleistung und/oder Spannungsabnahmerate festzulegen. Bevorzugt sind für die vorher festgelegte Wärmeleistung und/oder Spannungsabnahmerate Werte ausgewählt, die bei einem Kurzschluss, nicht aber während eines Normalbetriebs oder eines Ladevorgangs der verwendeten Batterie auftreten. Dabei können der oder die Werte derart festgelegt werden, dass bei einer Überschreitung eines oder beider Werte mit einer signifikanten Wahrscheinlichkeit ein interner Kurzschluss in der Batterie oder einer Batteriezelle vorliegt. Bevorzugt sind die Werte so ausgewählt, dass die Wahrscheinlichkeit bei mehr als 80% liegt, besonders bevorzugt bei mehr als 95%, ganz besonders bevorzugt bei mehr als 99%.absolute Values for the predetermined heat output and / or voltage decay rates can not be for everyone Battery systems according to the invention binding and depend on the selected battery type, the selected battery dimensioning and / or from the operating state. The expert has no difficulty for a selected battery corresponding values for determine the heat output and / or voltage reduction rate. Preferred are for the predetermined heat output and / or voltage decay values selected at a short circuit, but not during normal operation or a charging process of the battery used. there the value (s) can be set in such a way that when one or both values are exceeded with a significant probability of an internal short circuit in the Battery or a battery cell is present. The values are preferred selected so that the probability is greater than 80%, more preferably more than 95%, is very particular preferably more than 99%.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch einen elektrischen Verbraucher, der ein erfindungsgemäßes Batteriesystem enthält. Dabei kommt es nicht darauf an, dass Verbraucher und Batteriesystem eine bauliche Einheit bilden, sondern, dass Verbraucher und erfindungsgemäßes Batteriesystem derart funktional in Kontakt stehen, dass das Batteriesystem den Verbraucher mit elektrischer Energie versorgen kann. Insbesondere kann der Verbraucher ein Kraftfahrzeug sein. Dabei sind unter dem Begriff „Kraftfahrzeug” alle angetriebenen Fahrzeuge zu verstehen, die eine Batterie zur Energieversorgung von mindestens einer Komponente des Kraftfahrzeugs aufweisen, unabhängig davon welchen Antrieb diese Kraftfahrzeuge aufweisen. Insbesondere umfasst der Begriff „Kraftfahrzeug” HEV (elektri sche Hybridfahrzeuge), PHEV (Plug-In-Hybridfahrzeuge), EV (Elektrofahrzeuge), Brennstoffzellenfahrzeuge, sowie alle Fahrzeuge, die eine Batterie zur mindestens teilweisen Versorgung mit elektrischer Energie einsetzen.The present invention also includes an electrical load, containing a battery system according to the invention. It does not matter that consumers and the battery system form a structural unit, but that consumers and inventive Battery system so functionally in contact that the battery system can supply the consumer with electrical energy. In particular, can the consumer is a motor vehicle. Here are the term "motor vehicle" all powered vehicles that use a battery to power of at least one component of the motor vehicle, regardless of which drive these vehicles have. In particular, includes the term "motor vehicle" HEV (electric hybrid vehicles), PHEV (plug-in hybrid vehicles), EV (electric vehicles), fuel cell vehicles, as well as all vehicles that use a battery at least partially Use supply of electrical energy.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnung beispielhaft erläutert.The Invention will be described below with reference to the accompanying drawings exemplified.
- 11
- Batteriesystembattery system
- 22
- Batterie mit Plus- und Minuspolbattery with plus and minus pole
- 33
- externer Stromkreis mit Widerstand Reexternal Circuit with resistance Re
- 44
- Schalterswitch
- 55
- Mess- und Steuereinheitmeasurement and control unit
- 66
- interner Kurzschluss mit Widerstand Rsinternal Short circuit with resistance Rs
Beispielhafte Ausführungsform der Erfindung:Exemplary embodiment the invention:
In
Simulation
eines erfindungsgemäßen Batteriesystems mit einem
Kurzschlussdurchmesser von 4,62 μm (entspricht einem Widerstand
Rs von 0,01 Ohm m2):
Die Simulation
wurde mit dem „Dualfoil” Modell nach
The simulation was simulated with the "Dualfoil" model
Die
Ergebnisse der Simulation sind in den Figuren
Insgesamt führt die Zuschaltung eines externen Stromkreises zu einer Reduktion der absoluten Entladezeit und zu einer Verringerung der absoluten Temperaturspitze am Ort des Kurzschlusses. Die Wärmeentwicklung wird von einem lokalen Ort des Kurzschlusses nun auf die gesamte Zelle und den externen Stromkreis verteilt. Die Gefahr einer weiteren Schädigung bzw. Gefährdung des Systems und der Umwelt durch den Kurzschluss ist somit verringert.All in all leads the connection of an external circuit to a Reduction of the absolute discharge time and a reduction of the absolute temperature peak at the location of the short circuit. The heat development is from a local place of short circuit now to the entire Cell and the external circuit distributed. The danger of another Damage or endangerment of the system and the Environment by the short circuit is thus reduced.
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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
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- - T. F. Fuller, M. Doyle and J. Newman, J. Electrochem. Soc. 141 (1994), 982) [0027] TF Fuller, M. Doyle and J. Newman, J. Electrochem. Soc. 141 (1994), 982) [0027]
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