DE102009050125A1 - Elektrischer Energiespeicher mit integrierter Tiefentladeeinrichtung - Google Patents

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Abstract

Es wird ein elektrischer Energiespeicher (1) vorgeschlagen mit einem Gehäuse (2), einem positiven Pol (3) und einem negativen Pol (4), und einer im Gehäuse (2) integrierten Tiefentladeeinrichtung (6), welche einen Entladeverbraucher (7) aufweist und derart ausgebildet ist, dass die beiden Pole (3, 4) über den Entladeverbraucher (7) elektrisch verbindbar sind. Dadurch soll ein gezieltes und kontrolliertes Tiefentladen des Energiespeichers ermöglicht und die Betriebssicherheit verbessert werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen elektrischen Energiespeicher mit einer integrierten Tiefentladeeinrichtung.
  • Energiespeicher, wie sie beispielsweise in Hybrid- und/oder Elektrofahrzeugen zum Einsatz kommen, sind elektrochemischer oder elektrostatischer Natur. Diese Energiespeicher können die gespeicherte Energie innerhalb kürzester Zeit und ohne merkliche Verzögerung freigeben. So wird bei elektrochemischen Energiespeichern die Energieabgabe lediglich durch den elektrischen Innenwiderstand, die Ionendiffusion innerhalb der Batteriezellen und die Kapazität begrenzt.
  • Bei einer unkontrollierten Energiefreisetzung, beispielsweise bei einem Kurzschluss, können sehr hohe Spannungen und Stromstärken auftreten. Im Falle eines Kurzschlusses können derartige Energiespeicher eine Gefahrenquelle für die menschliche Gesundheit darstellen.
  • Eine Gefährdung der menschlichen Gesundheit durch eine unkontrollierte Energieabgabe des Energiespeichers kann beispielsweise während des Recyclings eines derartigen Energiespeichers auftreten. Das Recycling der Energiespeicher erfordert häufig das Öffnen des Energiespeichergehäuses und das Zerlegen des Energiespeichers in Einzelteile. Diese Arbeiten werden meist manuell durchgeführt, wobei es bei der Demontage zu ungewollten Kurzschlüssen und so zu einer Gefährdung der damit betrauten Person kommen kann.
  • Es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen elektrischen Energiespeicher bereitzustellen, welcher sich durch eine höhere Sicherheit bei der Außerbetriebnahme bzw. der Demontage auszeichnet.
  • Diese Aufgabe wird durch den Energiespeicher gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Ein elektrischer Energiespeicher gemäß dem Anspruch 1 umfasst ein Gehäuse, einen positiven Pol, einen negativen Pol und eine im Gehäuse integrierte Tiefentladeeinrichtung. Die Tiefentladeeinrichtung umfasst einen Entladeverbraucher und ist derart ausgebildet, dass die beiden Pole über den Entladeverbraucher elektrisch verbindbar sind.
  • Kerngedanke der Erfindung ist, eine Tiefentladeeinrichtung in den elektrischen Energiespeicher zu integrieren, mittels der eine gezielte, kontrollierte und einfache Tiefentladung des Energiespeichers möglich ist. Als Tiefentladung ist dabei eine vollständige Entladung, zumindest jedoch eine Entladung des Energiespeichers unter die üblicherweise vorgegebenen Betriebsgrenzen (z. B. Entladeschlussspannung) zu verstehen. Die Zeitdauer des Entladevorgangs wird durch die Auslegung des Entladeverbrauchers bestimmt. Als Entladeverbraucher ist dabei jedes elektrische/elektronische Bauteil zu verstehen, mittels dem eine Dissipation, d. h. eine Umwandlung in Wärme, der im Energiespeicher gespeicherte Energie möglich ist. Mögliche Beispiele für Entladeverbraucher sind elektrischer Widerstand, Spule, Transistor, etc. Nach Abschluss des Entladevorgangs ist die im elektrischen Energiespeicher gespeicherte Energie soweit abgebaut, dass eine manuelle Demontage des elektrischen Energiespeichers gefahrlos möglich ist. Eine ungewollte spontane Entladung unter Freisetzung hoher Energie und unter Bildung von Lichtbögen wird dadurch sicher vermieden. Auf diese Weise kann die Sicherheit bei der Außerbetriebnahme bzw. Demontage des elektrischen Energiespeichers erhöht werden.
  • In einer Ausgestaltung des elektrischen Energiespeichers nach Anspruch 2 weist dieser eine Kühlvorrichtung auf, wobei der Entladeverbraucher mit der Kühleinrichtung thermisch gekoppelt ist.
  • Bei der Entladung des elektrischen Energiespeichers über den Entladeverbraucher werden erhebliche Mengen an Wärmeenergie freigesetzt. Zur Ableitung dieser thermischen Energie von dem Entladeverbraucher ist dieser mit der Kühleinrichtung des Energiespeichers thermisch gekoppelt. Auf dieser Weise kann einer Überhitzung und einer eventuellen Brandgefahr wirksam entgegen gewirkt werden.
  • In einer Ausgestaltung des elektrischen Energiespeichers nach Anspruch 3 weist dieser eine Kontrollanzeige auf, welche derart ausgebildet ist, dass sie den Ladezustand des Energiespeichers anzeigt.
  • Auf diese Weise kann der Fortschritt des Entladevorgangs auf einfache Weise kontrolliert und das Ende des Entladevorgangs schnell erkannt werden.
  • In einer Ausgestaltung des elektrischen Energiespeichers nach Anspruch 4 weist die Tiefentladeeinrichtung einen Schalter auf, welcher zwischen einer Passivschaltstellung, in welcher die Pole elektrisch getrennt sind, und einer Entladeschaltstellung, in welcher die Pole über den Entladeverbraucher elektrisch verbunden sind, umschaltbar ist.
  • Durch den Schalter (auch Schütz oder Relais) kann die Tiefentladeeinrichtung auf einfache Weise aktiviert und der Entladevorgang eingeleitet werden.
  • In einer Ausgestaltung des elektrischen Energiespeichers nach Anspruch 5 ist der Schalter als manuell zu betätigender Schalter, als funkgesteuerter Schalter oder softwaregesteuerter Schalter ausgebildet.
  • Bei einem manuell zu betätigenden Schalter kann die ausführende Person den Entladevorgang unmittelbar am elektrischen Energiespeicher manuell einleiten. Der manuell zu betätigende Schalter ist dabei für die durchführende Person zugänglich am oder im Gehäuse des Energiespeichers vorzusehen. Bei einem funkgesteuerten Schalter kann der Entladevorgang automatisch zu jeder beliebigen Uhrzeit oder in einem speziellen Sicherheitsraum durchgeführt werden. Bei einem softwaregesteuerten Schalter kann die Funktion über ein Computerinterface ausgelöst werden.
  • In einer Ausgestaltung des elektrischen Energiespeichers nach Anspruch 6 ist der Schalter derart ausgebildet, dass er im Umschaltvorgang von der Passivschaltstellung in die Aktivschaltstellung irreversibel ist.
  • Auf diese Weise wird sichergestellt, dass der Entladevorgang nicht ungewollt unterbrochen sondern bis zur vollständigen Entladung durchgeführt wird.
  • In einer Ausgestaltung des elektrischen Energiespeichers nach Anspruch 7 weist der elektrische Energiespeicher zur Vermeidung einer ungewollten Verbindung der beiden Pole durch die Tiefentladeeinrichtung eine der folgenden Schutzeinrichtungen auf:
    • – eine Verriegelungseinrichtung, welche eine Betätigung des Schalters im verriegelten Zustand unterbindet und die Betätigung des Schalters nur im entriegelten Zustand ermöglicht;
    • – eine Schutzabdeckung, welche den Schalter abdeckt und derart ausgebildet ist, dass sie zur Betätigung des Schalters entfernt oder zerstört werden muss;
    • – eine elektronische Codierung, welche derart ausgebildet ist, dass eine Betätigung des Schalters nur nach korrekter Eingabe eines vorgegebenen Codes möglich ist.
    • – Eine elektronische Codierung, welche derart ausgebildet ist, dass die Betätigung des Schalters erst durch Senden einen Codes über eine definierte Schnittstelle möglich wird.
  • Durch die vorgenannten Schutzeinrichtungen wird ein ungewolltes Entladen des Energiespeichers mittels der Tiefentladeeinrichtung sicher vermieden.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beigefügten Figuren neu erläutert.
  • In den Figuren sind:
  • 1A und 1B: Schematische Darstellungen eines elektrischen Energiespeichers mit integrierter Tiefentladeeinrichtung, wobei in 1A der Entladevorgang noch nicht gestartet ist, während in 1B der Entladevorgang des Energiespeichers eingeleitet ist.
  • In den 1A und 1B ist ein Ausführungsbeispiel eines elektrischen Energiespeichers 1 schematisch dargestellt. Der Energiespeicher weist ein Gehäuse 2, einen positiven Pol 3 und einen negativen Pol 4 auf. Über den positiven Pol 3 und den negativen Pol 4 kann Energie dem Energiespeicher 1 entzogen oder zugeführt werden. Bei dem Energiespeicher 1 kann es sich um einen elektrochemischen oder einen elektrostatischen Energiespeicher handeln. Für elektrochemische Energiespeicher seien beispielhaft Bleibatterien, Nickel-Metallhydrid-, Nickel-Zink-, oder Lithium-Ionen-Energiespeicher genannt. Als Beispiel für elektrostatische Energiespeicher ist ein Doppelschichtkondensator anzuführen. Auch eine Kombination aus mehreren Zellentypen und/oder Doppelschichtkondensatoren ist möglich. Der Energiespeicher 1 kann eine oder mehrere elektrochemische und/oder elektrostatische Speicherzellen 5 umfassen, welche elektrisch miteinander verbunden sind (Reihenschaltung und/oder Parallelschaltung) und deren Energie von Außen für die Pole 3, 4 abgegriffen werden kann.
  • Im Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen elektrochemischen Energiespeicher 1. Die Speicherung, Erzeugung und Bereitstellung elektrischer Energie wird dabei durch eine Vielzahl in Reihe geschalteter Batteriezellen 5 realisiert. Diese sind mit dem positiven Pol 3 und dem negativen Pol 4 des Energiespeichers 1 derart verschaltet, dass über den positiven Pol und dem negativen Pol 4 den Batteriezellen 5 elektrische Energie von Außen zugeführt oder entzogen werden kann.
  • Ähnliches gilt für einen elektrostatischen Energiespeicher, wobei hier anstatt der Batteriezellen einer oder mehrere Doppelschichtkondensatoren in Reihe geschaltet und mit dem negativen Pol 4 und dem positiven Pol 3 verschaltet sind.
  • Auch eine Kombination von elektrochemischen und elektrostatischen Zellen im Energiespeicher ist denkbar. Ferner ist es denkbar, die Batteriezellen 5 oder elektrostatischen Zellen zumindest teilweise parallel zu verschalten.
  • Der Energiespeicher 1 weist eine im Gehäuse 2 integrierte Tiefentladeeinrichtung 6 auf, welche einen Entladeverbraucher 7 in Form eines elektrischen Widerstands, einer Spule, eines Transistors 7, etc umfasst, und welche derart ausgebildet ist, dass die beiden Pole 3, 4 über den Entladeverbraucher 7 elektrisch verbindbar sind. Bei dem Entladeverbraucher kommt jedes elektrische Bauteil in Frage, welches eine kontrolliert Dissipation der in dem Energiespeicher 1 gespeicherten Energie ermöglicht.
  • Der Entladeverbraucher 7 ist gegen Masse geerdet, und derart dimensioniert, dass ein kontrollierter gleichzeitig aber zügiger Entladevorgang (im Bereich von Stunden oder Tagen) des Energiespeichers 1 vorgenommen werden kann.
  • Im Ausführungsbeispiel der 1A und 1B weist die Tiefentladeeinrichtung 6 einen Schalter 8 auf, welcher zwischen einer Passivschaltstellung (1A), in welcher die Pole 3, 4 elektrisch getrennt sind, und einer Entladeschaltstellung (1B), in welcher die Pole über den Entladeverbraucher 7 elektrisch verbunden sind, umschaltbar ist. Dabei kann es sich um einen manuell zu betätigenden oder um einen funkgesteuerten Schalter 8 handeln. Im Falle eines manuell zu betätigenden Schalters 8 ist dieser in vorteilhafter Weise von Außen zugänglich am Gehäuse 2 angebracht. Im Falle eines funkgesteuerten Schalters 8 kann dieser auch innerhalb des Gehäuses 2 von Außen unzugänglich angeordnet sein. Dadurch wird sichergestellt, dass dieser Schalter nur von einem Fachpersonal mit einer entsprechenden Funksteuereinrichtung betätigt werden kann.
  • Der Schalter 8 kann derart ausgebildet sein, dass ein Schaltvorgang von der Passivschaltstellung in die Entladeschaltstellung irreversibel ist. Im Falle eines manuell zu betätigenden Schalters 8 kann dies beispielsweise dadurch realisiert werden, dass bei Betätigung des Schalters 8 von der Passivschaltstellung in die Entladeschaltstellung, dieser durch einen geeigneten Mechanismus einrastet und aus dieser eingerasteten Entladeschaltstellung nicht mehr gelöst werden kann. Bei einem funkgesteuertem Schalter 8 kann dies dadurch realisiert werden, dass kein geeignetes Funksignal zur Umschaltung von der Entladeschaltstellung in die Passivschaltstellung vorgesehen ist.
  • Um ein ungewolltes Verbinden der beiden Pole durch die Tiefentladeeinrichtung 6 zu vermeiden, weist diese eine Schutzeinrichtung 9 auf. Die Schutzeinrichtung 6 kann beispielsweise als mechanische Verriegelung ausgebildet sein, welche eine Betätigung des Schalters 8 beziehungsweise eine Verbindung der beiden Pole 3, 4 nur im entriegelten Zustand ermöglicht. Als konkretes Beispiel kann dazu der Schalter 8 als Schlüsselschalter ausgebildet sein, wobei zum Umschalten des Schalters 8 von der Passivschaltstellung in die Entladeschaltstellung ein Schlüssel (nicht dargestellt) in ein im Schalter 8 integriertes Schloss (nicht dargestellt) gesteckt und gedreht werden muss, um den Schalter 8 von der Passivschaltstellung in die Entladeschaltstellung umzuschalten. Als weiteres Beispiel für die Schutzeinrichtung sei ein Zahlenschloss (nicht dargestellt) zu nennen, welches vor Betätigung des Schalters 8 geöffnet werden muss oder eine Software die über eine definierte Schnittstelle vom Computer gesendet werden muss.
  • Als weiteres Ausführungsbeispiel für die Schutzeinrichtung 9 ist eine Schutzabdeckung denkbar, welche den Schalter 8 abdeckt und derart ausgebildet ist, dass er zur Betätigung des Schalters 8 entfernt oder zerstört werden muss. Beispielsweise kann die Schutzabdeckung aus Glas oder Kunststoff ausgebildet sein.
  • Eine weitere Ausgestaltung der Schutzeinrichtung 9 wäre beispielsweise eine elektronische Codierung, welche insbesondere bei funkgesteuerten Schaltern zum Einsatz kommen kann. Um das entsprechende Funksignal, welches den Umschaltvorgang von der Passivschaltstellung in die Entladeschaltstellung auslöst, auszusenden, muss zuvor ein vorgegebener Code diese Funktionalität freigeben.
  • Im Ausführungsbeispiel weist der elektrische Energiespeicher 1 eine Kontrollanzeige 10 auf, welche derart ausgebildet ist, dass sie den Ladezustand des Energiespeichers 1 während des Entladevorgangs über die Tiefentladeeinrichtung 6 anzeigt. Der Ladezustand des Energiespeichers 1 kann beispielsweise durch Ermittlung der über den Entladeverbraucher 7 abfallenden Spannung festgestellt werden. Die Kontrollanzeige kann beispielsweise den Ladezustand direkt als Spannungswert in Volt oder in Form eines Monochrom-/Farbdisplays durch entsprechende Farbgebung darstellen. So ist es beispielsweise möglich, dass die Kontrollanzeige 10 sich von der Farbe Rot bei vollem Ladezustand zur Farbe grün wechselt, was eine vollständige Entladung des Energiespeichers darstellen soll. Zwischenfarben sind denkbar.
  • Der elektrische Energiespeicher 1 weist ferner eine Kühlvorrichtung 11 auf, welche mit dem Entladeverbraucher 7 thermisch gekoppelt ist. Dazu steh der Entladeverbraucher 7 in wärmeleitendem Kontakt mit der Kühlvorrichtung 11. Während des Entladevorgangs wird die im Entladeverbraucher 7 entstehende Wärme an die Kühlvorrichtung übertragen und von dieser abgeführt. Auf diese Weise kann eine lokale Überhitzung in der Umgebung des Entladewiderstands 7 vermieden und eventuelle Brandschäden vermieden werden. Bei der Kühlvorrichtung 11 kann es sich um Wärmetauscherplatten aus Kupfer und/oder Aluminium handeln, welche die im Entladeverbraucher 7 erzeugte Wärme über entsprechende Kühlfinnen (nicht dargestellt) an die Umgebung des Energiespeichers durch Konvektion abführt. In einer weiteren Ausgestaltung weist die Kühlvorrichtung 11 Kanäle zur Durchströmung mit einer Kühlflüssigkeit auf. Über die Kühlflüssigkeit wird die im Entladeverbraucher 7 erzeugte Wärme nach Außen abgeführt. In diesem Fall wäre der Energiespeicher 1 während des Entladevorgangs an eine externe Kühlmittelpumpe anzuschließen, welche die Durchströmung der Kühlvorrichtung 11 mit Kühlflüssigkeit sicherstellt. Durch den sehr effektiven Wärmeabtransport über die Kühlflüssigkeit ist ein sehr schneller Entladevorgang möglich.
  • Im Ausführungsbeispiel ist die Kühlvorrichtung 11 auch mit den Batteriezellen 5 thermisch gekoppelt. Es handelt sich also um eine gemeinsame Kühlvorrichtung, welche einerseits die Kühlung der Batteriezellen 5 während des normalen Betriebs des Energiespeichers 1 und andererseits die Kühlung des Entladewiderstands 7 beim Entladevorgang des Energiespeichers 1 über die Tiefentladeeinrichtung 6 sicherstellt. Auf diese Weise können die Kosten für den Energiespeicher 1 gering gehalten und der Energiespeicher kompakt gebaut werden.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass die Tiefentladeeinrichtung statt einem Schalter auch zwei von Außen zugängliche Anschlüsse aufweisen kann, welche durch von einem Bediener mittels eines elektrischen Überbrückungselements, beispielsweise spezielle Schaltvorrichtung, die für entsprechende Schaltströme ausgelegt ist, überbrückt werden kann.

Claims (7)

  1. Elektrischer Energiespeicher (1) mit – einem Gehäuse (2), – einem positiven Pol (3) und einem negativen Pol (4), und – einer im Gehäuse (2) integrierten Tiefentladeeinrichtung (6), welche einen Entladeverbaucher (7) aufweist und derart ausgebildet ist, dass die beiden Pole (3, 4) über den Entladeverbraucher (7) elektrisch verbindbar sind.
  2. Elektrischer Energiespeicher (1) nach Anspruch 1, wobei der elektrische Energiespeicher (1) eine Kühlvorrichtung (11) aufweist und der Entladeverbraucher (7) mit der Kühleinrichtung (11) thermisch gekoppelt ist.
  3. Elektrischer Energiespeicher (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei der elektrische Energiespeicher (1) eine Kontrollanzeige (10) aufweist, welche derart ausgebildet ist, dass sie den Ladezustand des Energiespeichers (1) anzeigt.
  4. Elektrischer Energiespeicher (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Tiefentladeeinrichtung (6) einen Schalter (8) aufweist, welcher zwischen einer Passivschaltstellung, in welcher die Pole (3, 4) elektrisch getrennt sind, und eine Entladeschaltstellung, in welcher die Pole (3, 4) über den Entladeverbraucher (7) elektrisch verbunden sind, umschaltbar ist.
  5. Elektrischer Energiespeicher (1) nach Anspruch 4, wobei der Schalter (8) als manuell zu betätigender Schalter oder als funkgesteuerter Schalter oder softwaregesteuerter Schalter ausgebildet ist.
  6. Elektrischer Energiespeicher (1) nach Anspruch 5, wobei der Schalter (8) derart ausgebildet ist, dass ein Schaltvorgang von der Passivschaltstellung in die Entladeschaltstellung irreversibel ist.
  7. Elektrischer Energiespeicher (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 6, wobei der elektrische Energiespeicher (1) zur Vermeidung einer ungewollten Verbindung der beiden Pole (3, 4) durch die Tiefentladeeinrichtung (6) eine der folgenden Schutzeinrichtungen (9) aufweist: – eine Verriegelungseinrichtung, welche eine Betätigung des Schalters (8) im verriegelten Zustand unterbindet und nur im entriegelten Zustand ermöglicht, – eine Schutzabdeckung, welche den Schalter (8) abdeckt und derart ausgebildet ist, dass sie zur Betätigung des Schalters (8) entfernt oder zerstört werden muss, – eine elektronische Codierung, welche derart ausgebildet ist, dass eine Betätigung des Schalters (8) nur nach korrekter Eingabe eines vorgegebenen Codes möglich ist. – eine elektronische Softwarecodierung, welche derart ausgebildet ist, dass eine Betätigung des Schalters (8) nur nach korrekter Eingabe eines vorgegebenen Codes über eine Software im Computer möglich ist.
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KR1020127012915A KR101712989B1 (ko) 2009-10-21 2010-10-13 통합된 딥 방전 디바이스를 갖는 전기 에너지 스토어
CN201080047323.6A CN102576913B (zh) 2009-10-21 2010-10-13 具有集成的深放电装置的电储能器
PCT/EP2010/065363 WO2011047999A1 (de) 2009-10-21 2010-10-13 Elektrischer energiespeicher mit integrierter tiefentladeeinrichtung
US13/503,498 US9825340B2 (en) 2009-10-21 2010-10-13 Electric energy storage device having a radio-controlled switch for discharging energy using an integrated deep discharge device
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011081906A1 (de) * 2011-08-31 2013-02-28 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Elektrochemisches Energiespeichersystem
DE102012015782A1 (de) * 2012-08-08 2014-02-13 Daimler Ag Verfahren zum Betreiben einer Energieversorgungseinheit
DE102015002069A1 (de) * 2015-02-18 2016-08-18 Audi Ag Batteriezelle für eine Batterie eines Kraftfahrzeugs, Batterie und Kraftfahrzeug
EP3376584A1 (de) * 2017-03-17 2018-09-19 Lithium Energy and Power GmbH & Co. KG Schnellentladungs- und/oder schnellabschaltkomponente, gehäusekomponente, batteriezelle, zellenmodul, batterie und vorrichtung
EP3376554A1 (de) * 2017-03-17 2018-09-19 Lithium Energy and Power GmbH & Co. KG Schnelle entladungs- und/oder abschalteinheit batteriezelle, zellenmodul oder batterie und vorrichtung
DE102017210996A1 (de) * 2017-06-28 2019-01-03 Audi Ag Kondensatorvorrichtung für einen Zwischenkreis eines elektrischen Bordnetzes eines elektrischen Kraftfahrzeugs und Kraftfahrzeug mit Kondensatorvorrichtung

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9118192B2 (en) * 2011-08-29 2015-08-25 Amperex Technology Limited Series/parallel connection scheme for energy storage devices
WO2016063472A1 (ja) * 2014-10-23 2016-04-28 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電池パック
GB2557914B (en) * 2016-12-16 2019-12-25 Moog Unna Gmbh Discharging arrangement for a wind turbine
EP3367475A1 (de) * 2017-02-28 2018-08-29 Robert Bosch GmbH Steuer- und/oder auslösereinheit, batteriezelle, zellmodul, batterie und vorrichtung
EP3401980A1 (de) * 2017-05-08 2018-11-14 Lithium Energy and Power GmbH & Co. KG Batteriemodul mit reduziertem kurzschlussstrom
CN107732344A (zh) * 2017-09-27 2018-02-23 郑州云海信息技术有限公司 一种bbu的放电装置及方法
KR101974144B1 (ko) * 2019-02-19 2019-04-30 대덕정유(주) 전기자동차의 폐배터리의 잔류전기 회수장치
US11482765B2 (en) * 2020-06-15 2022-10-25 Baidu Usa Llc Thermoelectric cooler cascaded packaging for cell dense arrangement

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10328862A1 (de) * 2003-06-26 2005-01-27 Dilo Trading Ag Überladeschutz in einer Lithiumbatterie

Family Cites Families (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4415847A (en) * 1981-08-07 1983-11-15 Energy Development Associates, Inc. Method and apparatus for supplying cooling liquid to a storage battery
JPS6065875A (ja) * 1983-09-19 1985-04-15 日産自動車株式会社 車両用施錠制御装置
US5132176A (en) * 1990-05-03 1992-07-21 Gnb Industrial Battery Company Battery state of charge indicator
US5250904A (en) * 1991-08-08 1993-10-05 Advanced Power Technology Inc. Device for predicting imminent failure of a stationary lead acid battery in a float mode
US8198900B2 (en) * 1996-07-29 2012-06-12 Midtronics, Inc. Automotive battery charging system tester
US5758224A (en) * 1996-09-23 1998-05-26 Hewlett-Packard Company Fusable life indicator and identification device for an electrophotographic consumable product
US6565836B2 (en) * 1997-01-31 2003-05-20 Ovonic Battery Company, Inc. Very low emission hybrid electric vehicle incorporating an integrated propulsion system including a hydrogen powered internal combustion engine and a high power Ni-MH battery pack
US6270916B1 (en) * 1997-04-10 2001-08-07 Alcatel Complete discharge device for lithium battery
US5871859A (en) * 1997-05-09 1999-02-16 Parise; Ronald J. Quick charge battery with thermal management
DE19721348A1 (de) * 1997-05-22 1998-11-26 Varta Batterie Mehrzelliger Akkumulator
US6331763B1 (en) * 1998-04-15 2001-12-18 Tyco Electronics Corporation Devices and methods for protection of rechargeable elements
US6014012A (en) * 1998-07-28 2000-01-11 Ntt Power And Building Facilities Inc. Apparatus for managing a battery unit having storage batteries
US6394210B2 (en) * 1999-06-07 2002-05-28 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Temperature controller for vehicular battery
JP3638102B2 (ja) * 1999-09-30 2005-04-13 Ｎｅｃトーキン栃木株式会社 電池パック
US6419384B1 (en) * 2000-03-24 2002-07-16 Buztronics Inc Drinking vessel with indicator activated by inertial switch
JP3743704B2 (ja) * 2000-09-25 2006-02-08 Ｎｅｃトーキン栃木株式会社 電池パック
US6437542B1 (en) * 2000-10-13 2002-08-20 Bor Yann Liaw Pressure-based battery charging
US6531846B1 (en) * 2001-05-03 2003-03-11 National Semiconductor Corporation Final discharge of a cell activated by a circuit that senses when a charging fault has occurred
CA2348586A1 (en) 2001-05-25 2002-11-25 Corporation Avestor Inc. Power management system
US6713988B2 (en) * 2001-07-20 2004-03-30 Evionyx, Inc. Selectively activated electrochemical cell system
US6891353B2 (en) * 2001-11-07 2005-05-10 Quallion Llc Safety method, device and system for an energy storage device
US7592776B2 (en) * 2001-11-07 2009-09-22 Quallion Llc Energy storage device configured to discharge energy in response to unsafe conditions
US6531847B1 (en) * 2001-11-07 2003-03-11 Quallion Llc Safety method, device and system for an energy storage device
US6782310B2 (en) * 2001-12-20 2004-08-24 Rain Bird Corporation Wireless irrigation control device and related method
KR100460739B1 (ko) * 2002-03-21 2004-12-09 주식회사 비츠로셀 리튬 전지의 완전 방전 장치
US6900615B2 (en) * 2002-07-17 2005-05-31 Mathews Associates, Inc. Battery discharge apparatus with light activated battery discharge circuit
JP4003689B2 (ja) 2003-04-17 2007-11-07 新神戸電機株式会社 車両用組電池
US7270910B2 (en) * 2003-10-03 2007-09-18 Black & Decker Inc. Thermal management systems for battery packs
US7190147B2 (en) 2003-10-24 2007-03-13 Eagle-Picher Technologies, Llc Battery with complete discharge device
US7772850B2 (en) * 2004-07-12 2010-08-10 Midtronics, Inc. Wireless battery tester with information encryption means
US7439711B2 (en) * 2004-09-27 2008-10-21 Oshkosh Corporation Energy storage device including a status indicator
JP2006190520A (ja) * 2005-01-05 2006-07-20 Sony Corp 電池パックおよび電池パック接続用カバー
US7176806B2 (en) * 2005-02-23 2007-02-13 Eaglepicher Energy Products Corporation Physical key to facilitate an inactive mode for a state-of-charge indicator within a battery
US7508091B2 (en) * 2005-03-08 2009-03-24 Abott-Interfast Corporation Vehicle battery protection device
US20070096694A1 (en) * 2005-09-14 2007-05-03 Joseph Barrella Remote state of charge monitoring
US7586289B2 (en) * 2006-05-23 2009-09-08 Ultralife Corporation Complete discharge device
US7808212B2 (en) * 2006-07-24 2010-10-05 Research In Motion Limited Temperature-based charge and discharge control for a battery
US7679334B2 (en) * 2006-09-22 2010-03-16 Panasonic Corporation Power supply unit and electric apparatus
US20080292948A1 (en) * 2007-05-23 2008-11-27 Ajith Kuttannair Kumar Battery cooling system and methods of cooling
JP4587233B2 (ja) * 2007-10-23 2010-11-24 本田技研工業株式会社 放電制御装置
JP4626828B2 (ja) * 2007-11-01 2011-02-09 本田技研工業株式会社 放電制御装置
JP5061935B2 (ja) * 2008-02-12 2012-10-31 ミツミ電機株式会社 電池パック
JP5073733B2 (ja) * 2009-11-30 2012-11-14 シャープ株式会社 蓄電池の強制放電機構及び安全スイッチ装置
US8928190B2 (en) * 2009-12-31 2015-01-06 Ultralife Corporation System and method for activating an isolated device
US8823329B2 (en) * 2010-03-05 2014-09-02 Steven E. Sloop Discharging of batteries

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10328862A1 (de) * 2003-06-26 2005-01-27 Dilo Trading Ag Überladeschutz in einer Lithiumbatterie

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011081906A1 (de) * 2011-08-31 2013-02-28 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Elektrochemisches Energiespeichersystem
DE102012015782A1 (de) * 2012-08-08 2014-02-13 Daimler Ag Verfahren zum Betreiben einer Energieversorgungseinheit
DE102015002069A1 (de) * 2015-02-18 2016-08-18 Audi Ag Batteriezelle für eine Batterie eines Kraftfahrzeugs, Batterie und Kraftfahrzeug
US10615464B2 (en) 2015-02-18 2020-04-07 Audi Ag Battery cell for a battery of a motor vehicle, battery and motor vehicle
DE102015002069B4 (de) 2015-02-18 2022-01-27 Audi Ag Batterie und Kraftfahrzeug
EP3376584A1 (de) * 2017-03-17 2018-09-19 Lithium Energy and Power GmbH & Co. KG Schnellentladungs- und/oder schnellabschaltkomponente, gehäusekomponente, batteriezelle, zellenmodul, batterie und vorrichtung
EP3376554A1 (de) * 2017-03-17 2018-09-19 Lithium Energy and Power GmbH & Co. KG Schnelle entladungs- und/oder abschalteinheit batteriezelle, zellenmodul oder batterie und vorrichtung
WO2018166706A1 (en) * 2017-03-17 2018-09-20 Lithium Energy and Power GmbH & Co. KG Fast discharge and/or shut down unit, battery cell, cell module or battery, and apparatus
WO2018166707A1 (en) * 2017-03-17 2018-09-20 Lithium Energy and Power GmbH & Co. KG Fast discharge and/or shut down component, housing component, battery cell, cell module, battery, and apparatus
DE102017210996A1 (de) * 2017-06-28 2019-01-03 Audi Ag Kondensatorvorrichtung für einen Zwischenkreis eines elektrischen Bordnetzes eines elektrischen Kraftfahrzeugs und Kraftfahrzeug mit Kondensatorvorrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120099046A (ko) 2012-09-06
KR101712989B1 (ko) 2017-03-07
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CN102576913A (zh) 2012-07-11
US20120249076A1 (en) 2012-10-04
WO2011047999A1 (de) 2011-04-28
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EP2491611A1 (de) 2012-08-29

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